2022年02月11日
語(yǔ)言的產(chǎn)生比聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的進(jìn)化更加具有爭(zhēng)議。其中最大的爭(zhēng)議點(diǎn)集中在尼安德特人身上，尼安德特人生活在冰河時(shí)期的歐洲，距今約3.5萬(wàn)年。我們的祖先，智人大約是在6萬(wàn)年前開(kāi)始從非洲陸續(xù)遷往世界各地。早在智人遷出非洲之前語(yǔ)言就已產(chǎn)生，這樣就是說(shuō)尼安德特人還沒(méi)消失的時(shí)候，我們祖先就會(huì)說(shuō)話了。尼安德特人是確定能夠聽(tīng)到我們說(shuō)話的聲音的，但問(wèn)題是，他們能聽(tīng)懂嗎？可以和我們進(jìn)行交流嗎？
一種觀點(diǎn)認(rèn)為語(yǔ)言是智人獨(dú)有的，也正是這個(gè)獨(dú)有的語(yǔ)言能力，才讓我們的祖先同其他史前人類的競(jìng)爭(zhēng)中勝出。另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為尼安德特人比預(yù)期的要聰明，他們其實(shí)已經(jīng)具備了一定的語(yǔ)言能力，他們消失是由于同我們祖先的聯(lián)姻，而不是簡(jiǎn)單的被消滅；有的人甚至?xí)M(jìn)一步的認(rèn)為海德堡人，也就是智人和尼安德特人的共同祖先，就已經(jīng)擁有了語(yǔ)言。如果這個(gè)觀點(diǎn)是對(duì)的，人類的語(yǔ)言早在幾十萬(wàn)年以前就已經(jīng)產(chǎn)生了。兩種觀點(diǎn)將人類語(yǔ)言產(chǎn)生的時(shí)間圈在了距今7萬(wàn)年到70萬(wàn)年之間。究竟哪種觀點(diǎn)是對(duì)的呢？科學(xué)是否能夠給一個(gè)定論？
%女生聲帶基頻200Hz，男生110Hz
我們說(shuō)話時(shí)的發(fā)聲機(jī)理同其他哺乳動(dòng)物的相比并沒(méi)有什么不同。例如要發(fā)一個(gè)元音“e”，首先空氣從肺部擠壓出來(lái)，然后通過(guò)位于喉部的聲帶。聲帶快速地打開(kāi)和關(guān)閉切斷從肺部過(guò)來(lái)的氣流，從而產(chǎn)生嗡嗡聲。聲帶開(kāi)合的快慢就決定了我們說(shuō)話時(shí)的音高。一個(gè)成年女性說(shuō)話時(shí)聲帶的開(kāi)合頻率為一秒鐘200下，也就是200Hz，成年男性的會(huì)低一點(diǎn)，大約110Hz。
%共振峰
聲帶產(chǎn)生的聲音會(huì)進(jìn)入由喉腔、口腔和鼻腔共同組成的聲道，進(jìn)一步被改變。聲帶產(chǎn)生的嗡嗡聲除了基頻(200Hz)還帶有諧頻（400Hz、600Hz、800Hz），這些諧頻很重要，正是通過(guò)控制聲道的形狀，來(lái)改變它們的相對(duì)強(qiáng)弱才讓我們說(shuō)出不同的元音。正是對(duì)聲道的靈巧的控制能力才讓我們同其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物區(qū)分開(kāi)。我們的認(rèn)知能力讓我們可以讓聲道做出快速和復(fù)雜的變化，這些變化連同對(duì)呼吸和聲帶的控制，讓我們可以說(shuō)出流利的語(yǔ)言。
聲道其實(shí)就和小號(hào)里面的空氣柱很像。在一組頻率處，聲音會(huì)被放大，這就是所謂的共振頻率，如果聲帶發(fā)出的嗡嗡聲的諧頻同共振頻率相同的話，就會(huì)被放大。聲道的共振頻率通常也被稱為“共振峰”。試著說(shuō)“hot-hat-hit”，你會(huì)注意到發(fā)不同元音時(shí)你的嘴的形狀也會(huì)變得不同。軟腭、舌頭和嘴唇組成的發(fā)聲器官會(huì)調(diào)整聲道的形狀獲得發(fā)出相應(yīng)元音所需的共振峰。 保持基頻不變，僅僅是通過(guò)上面說(shuō)的發(fā)聲器官改變共振峰，完全是可以暢所欲言的。因?yàn)榛l取決于聲帶的振動(dòng)，只要說(shuō)每個(gè)字的時(shí)候，聲帶的振動(dòng)方式保持一致就可以。這樣的說(shuō)話方式在導(dǎo)演Clint Eastwood的作品The Good, the Bad and the Ugly里就能找到，里面的角色Blondie說(shuō)話單調(diào)而沙啞。就像Clint Eastwood展示的那樣，聲帶基頻和共振峰的作用是不同的。在一些暢銷的電子合成音樂(lè)作品里如ELO的Mr Blue Sky以及Daft Punk的Harder, Better, Faster, Stronger，聲帶發(fā)出的嗡嗡聲被人工的音調(diào)給代替了，只保留了共振峰，即使這樣，我們能夠聽(tīng)懂歌詞。 為了更好地理解語(yǔ)言的進(jìn)化，通常也會(huì)將人類同現(xiàn)存的動(dòng)物進(jìn)行比較?，F(xiàn)代人類的發(fā)聲器官同黑猩猩有兩處大不同。人類的喉部位置比猩猩的要低很多，猩猩的喉部附近比人類的還多了氣囊。 %喉部位置 很多學(xué)者嘗試弄清楚我們的喉部是什么時(shí)候往下移的，很多哺乳動(dòng)物的喉部位置都比較高，主要是為了在進(jìn)食吞咽的時(shí)候可以同步地呼吸。人類在嬰兒期也是可以同時(shí)進(jìn)食和吞咽的。但在三個(gè)月到四歲之間，小孩的喉部逐漸地下移。對(duì)于男孩喉部在青春期還會(huì)進(jìn)一步往下移。 喉部的下移其實(shí)非常重要，否則我們都很難清楚地發(fā)出“beet”和“boot”。下移的喉部讓舌頭具備了更大的靈活性，可以讓其在上喉部和嘴部之間快速的移動(dòng)，形成準(zhǔn)確的共振峰。喉部往下，舌根的位置也下移了，從而使得上喉腔和口腔可以獨(dú)立的進(jìn)行改變，否則我們說(shuō)話會(huì)變慢且含糊。 Philip Lieberman在他的專著 The Biology and Evolution of Language中寫(xiě)到了一個(gè)很簡(jiǎn)單但有意思的小實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以演示我們說(shuō)話時(shí)傳輸信息的效率。讓一個(gè)朋友用手指快速的輕拍鉛筆，你在旁邊數(shù)并說(shuō)出他五秒鐘敲打的次數(shù)。你會(huì)發(fā)現(xiàn)朋友敲擊的速度會(huì)比你數(shù)的要快，特別當(dāng)他做了一定訓(xùn)練之后。我們數(shù)的最快的頻率大概是一秒鐘七到九下。而我們聽(tīng)力能夠感受的最快節(jié)奏是一秒鐘二十到三十下，快三倍左右。當(dāng)說(shuō)一個(gè)字例如”bat”時(shí)，我們并不是一個(gè)字母一個(gè)字母地說(shuō)出的，這樣說(shuō)太慢，而是連起來(lái)，從而提高表達(dá)的效率。 為了能夠流利清晰地說(shuō)話，口腔和喉腔的長(zhǎng)度必須差不多，也就是說(shuō)從嘴唇到喉底部的橫向距離需要和從聲帶到軟腭的距離差不多，這樣靈活的舌頭可以獨(dú)立地改變兩個(gè)發(fā)聲腔體的截面積。觀看人說(shuō)話時(shí)的MRI影像，可以看到一開(kāi)始舌頭是一個(gè)圓球形。一旦開(kāi)始說(shuō)話，舌頭就會(huì)變成各種不一樣的形狀，像是在聲道里跳舞。你可以試著說(shuō)下“see”和“ma”這兩個(gè)詞，感受下說(shuō)不同元音時(shí)，舌頭位置的變化。說(shuō)“see”，舌頭會(huì)往上抬，形成較小的口腔，說(shuō)“ma”舌頭會(huì)下移，形成較大的口腔。與口腔不同，很難看到垂直的喉腔的變化。說(shuō)“see”，舌頭前移，會(huì)打開(kāi)喉腔，說(shuō)“ma”，舌頭回縮，喉腔會(huì)被限制。 %什么是超級(jí)元音？ 元音“see”被稱為超級(jí)元音。為什么呢？這要是因?yàn)樗趲椭覀兟?tīng)懂不同人說(shuō)的話方面起到了特別關(guān)鍵的作用。由于每個(gè)人的聲道不可能都是一樣的，這就意味著傳達(dá)語(yǔ)言信息最重要的”共振峰”也會(huì)不一樣。當(dāng)你說(shuō)“bit-bet”時(shí)，兩個(gè)詞的頻率很有區(qū)分度，聽(tīng)的人很容易區(qū)分你說(shuō)的內(nèi)容。不同的人說(shuō)這兩個(gè)詞時(shí)，往往有時(shí)候不容易區(qū)分。一個(gè)矮一點(diǎn)的說(shuō)“bet”可能會(huì)和一個(gè)高一點(diǎn)的人說(shuō)“bit”聽(tīng)起來(lái)很像。那我們是怎樣解決這個(gè)問(wèn)題的？主要是我們聽(tīng)別人說(shuō)話時(shí)，我們會(huì)不自覺(jué)地估計(jì)說(shuō)話人聲道的長(zhǎng)度。這時(shí)候超級(jí)就會(huì)用到元音“see”。當(dāng)說(shuō)“see”時(shí)，舌頭會(huì)盡量地往前伸，伸到不能清晰發(fā)出聲音為止，也就是到了一個(gè)極端的位置，這時(shí)候聽(tīng)的人就可以估計(jì)整個(gè)聲道的總長(zhǎng)度，相當(dāng)于給語(yǔ)義理解做了一個(gè)標(biāo)定的工作。 %海德堡人的聲道尺寸和現(xiàn)代人類10歲左右的小孩相當(dāng) 口腔和喉腔的相對(duì)長(zhǎng)度對(duì)于我們能否流利的說(shuō)話很重要，因此弄清楚人類祖先的這兩個(gè)尺寸對(duì)于弄清楚語(yǔ)言的進(jìn)化很有必要。但問(wèn)題在于，怎么測(cè)量評(píng)估這些已經(jīng)滅絕的遠(yuǎn)古人類的口腔和喉腔尺寸是個(gè)問(wèn)題，因?yàn)榘l(fā)聲器官很難形成化石。U型的舌骨是唯一一個(gè)相關(guān)的可能會(huì)被保留下來(lái)的結(jié)構(gòu)，但也很難發(fā)現(xiàn)。在以色列發(fā)現(xiàn)了一個(gè)六萬(wàn)年前的尼安德特人的舌骨，和現(xiàn)代人類的很像。像這樣的舌骨樣本極其珍貴，因此這個(gè)發(fā)現(xiàn)也讓人很激動(dòng)。不管怎樣，舌骨畢竟不是一個(gè)很理想的表征人類說(shuō)話能力的結(jié)構(gòu)。另一個(gè)更加重要的發(fā)現(xiàn)，是53萬(wàn)年前的一個(gè)海德堡人的化石，包含了七個(gè)完整的頸椎骨。這讓西班牙的古人類學(xué)家Ignacio Martinez和他的同事有機(jī)會(huì)測(cè)量喉部的長(zhǎng)度并進(jìn)一步評(píng)估聲道的尺寸。他們得出的結(jié)論是海德堡人的聲道尺寸和現(xiàn)代人類10歲左右的小孩相當(dāng)。 進(jìn)化生物學(xué)的研究可以證實(shí)海德堡人應(yīng)該已經(jīng)具備了說(shuō)話的能力。嬰兒在一個(gè)月的時(shí)候，口腔和喉腔的長(zhǎng)度比例大概在1:1.5，長(zhǎng)到九歲時(shí)，會(huì)達(dá)到最佳比例1:1。小孩說(shuō)話雖然沒(méi)有大人說(shuō)地流利，但他們?cè)缭诰艢q就開(kāi)始說(shuō)話了。這也就是說(shuō)，即使早期人類的喉部沒(méi)有完全的下移，他們的發(fā)聲結(jié)構(gòu)已經(jīng)能夠支持他們說(shuō)話了，盡管還不是很流利。 %萬(wàn)事俱備，只等智力 最近一個(gè)突破性的研究結(jié)果更是演示了猴的聲道結(jié)構(gòu)都可以發(fā)出單詞語(yǔ)音。那為什么它們沒(méi)有進(jìn)化出語(yǔ)言呢？答案是它們的智力水平不夠，不能很好地控制發(fā)聲器官。維也納大學(xué)的Tecumseh Fitch及其同事做了一個(gè)模擬，如果獼猴能夠很好的控制發(fā)聲器官，那么它們能夠說(shuō)成什么樣子？它們利用X光線構(gòu)建出了獼猴的聲道結(jié)構(gòu)，并計(jì)算相應(yīng)的共振峰頻率。結(jié)果表明獼猴可以發(fā)出很寬范圍內(nèi)的共振峰頻率以及多種元音，隨后將這些信息輸入到了語(yǔ)音合成器里。不確定為什么他們使用“will you marry me?”作為demo，但結(jié)果聽(tīng)起來(lái)像是指環(huán)王里的Gollum在說(shuō)話。不是很清楚，但也能聽(tīng)得懂，這個(gè)試驗(yàn)至少證明了非人類的靈長(zhǎng)類動(dòng)物的聲道結(jié)構(gòu)是能夠發(fā)出高級(jí)語(yǔ)言的。 上面的研究似乎削弱了之前提高的較低的喉部是語(yǔ)言進(jìn)化的重要標(biāo)志的說(shuō)服力。即使不是為了語(yǔ)言進(jìn)化，那我們的喉部為什么下移也還是要弄清楚的？較低的喉部位置其實(shí)帶來(lái)弊端，會(huì)更容易引起窒息，可以推測(cè)喉部的降低可以帶來(lái)更大的好處。人類其實(shí)不是唯一的具有永久低喉部的動(dòng)物，考拉和蒙古小羚羊也具有這一特征。狗和其他動(dòng)物有時(shí)候也會(huì)暫時(shí)性地將喉部下移。這是為什么呢？ %男孩青春期為啥聲音會(huì)變粗？ 降低喉部位置，聲道的長(zhǎng)度就會(huì)被拉長(zhǎng)，共振峰頻率也會(huì)降低。較低的頻率意味著體型較大，這也許就是我們喉部位置下移的原因。男孩喉部在青春期的二次下移也能佐證這個(gè)觀點(diǎn)。男孩喉部在青春期的二次下移并不能提高說(shuō)話的能力，而僅僅只是較低男孩說(shuō)話聲音的音調(diào)，讓人覺(jué)得自己的體型很強(qiáng)大，從而更好地吸引異性。 相比于人類，大猩猩、黑猩猩以及委黑猩猩在喉部還保留有一些氣囊組織。這些氣囊可以讓它們的聲音更加的低沉。它們的U型舌骨多一個(gè)杯型的凸起，這個(gè)凸起主要作用被認(rèn)為是為了連接聲道和氣囊組織的。海德堡人是沒(méi)有這個(gè)氣囊組織的，因此可以推測(cè)人類的氣囊組織是在3.3億年前到53萬(wàn)年前之前消失的。氣囊的消失有助于語(yǔ)言的產(chǎn)生。阿姆斯特丹大學(xué)的Bart de Boer 通過(guò)試驗(yàn)演示了氣囊是如何影響說(shuō)話的。他制作了一些有機(jī)玻璃管模擬聲道，用來(lái)發(fā)出元音。有些帶氣囊組織，有些沒(méi)有。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用帶氣囊組織的有機(jī)玻璃管發(fā)元音時(shí)，人們很難區(qū)分發(fā)出的不同元音。這個(gè)試驗(yàn)證明氣囊確實(shí)會(huì)影響我們說(shuō)話。綜上，也就是說(shuō)我們的聲道結(jié)構(gòu)最晚在50萬(wàn)年以前就已經(jīng)完全可以支持我們流利地說(shuō)話了。 盡管關(guān)于聲道的進(jìn)化科學(xué)上已經(jīng)有了很多的發(fā)現(xiàn)和證據(jù)，但這對(duì)于弄清楚語(yǔ)言是怎樣產(chǎn)生的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。 %你看到分割線了嗎？ 虎年將至，編輯團(tuán)隊(duì)祝大家新年快樂(lè)，虎年大吉！
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