句子理解的关键

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摘 要　对于句子理解中句法和语义的关系,传统的模块化观点认为,句法信息优先于语义信息,句法加工支配着句子的理解过程.近期,这种强调句法优先的理论受到了一系列ERP(Event-relatedpotentials)研究结果的挑战,这些研究从不同角度论证了语义信息对句法加工及句子整合加工的重要作用.基于这些研究发现,研究者提出句子理解过程中句法和语义的关系并非一成不变：一些情况下可能是句法支配语义加工,而另一些情况下则可能是语义引导句法加工.

关键字句法,语义,ERP,整合加工.

分类号　B842.5

1　引言――句子理解中的困惑

自古以来人类的生活就离不开信息的传播和交流,人类的语言正是在这种需求下产生的,语言承载着传递信息的使命.正常的语言交流是以明白话语者的语义为前提的,对语言准确理能够反映出说话者的话语意图以便于交流顺利进行,而一旦出现理解错误或者语言表述本身存在问题,将影响语言交流的正常进行.语言理解涉及词汇语义信息和句法信息.词汇是构成语句的最小意义单元,对语句的理解是以正确理解单个词汇意义为前提的.但掌握了词义信息并不能保证能够正确理解语言,因为句子中的词汇都是按照一定的句法关系组织起来的,只有在正确理解这些句法关系的前提下,才能把不同的词语意义连贯起来组成完整的语义概念.因此,对语义和句法信息的正确理解是句子理解的两项重要内容.在实际语言交际过程中,人是如何在极短暂(通常几百毫秒)的时间内把语义和句法整合在一起而理解句子的呢长期以来,这一直是语言学家、心理学家,尤其是心理语言学家感兴趣的话题.在探讨句子理解过程中心理语言学家提出了一些代表性的解释理论,主要有模块化的句法优先理论和交互作用理论.模块化理论认为句子加工的最初阶段是句法结构的初步建构,然后才是语义加工过程,而且认为如果句法过程和语义过程不能相容,就需要进行最后的再分析.与此相反,交互作用模型认为句法加工和语义加工在一开始就存在交互作用,而且两者始终存在作用关系.两种观点都得到行为实验结果和部分脑损伤研究的支持.在这些研究的基础上,最近几年(2002～2007),研究者借助于高时间分辨率的ERP技术以及高空间分辨率的fMRI技术,从时间进程及空间定位两方面重新探讨了句子理解中旬法加工和语义加工的关系.这些研究虽然采用不同的研究范式、不同的呈现方式、不同的反应方式、甚至使用了不同的语言材料,但这些研究结果却一致性表明句法和语义间的关系并非是一成不变的,句子加工过程并不一定完全有句法加工来控制,某些条件下语义加工也能够主导句子的理解过程.本综述即是以这些新的研究发现为基础,并围绕着句子理解中的句法加工和语义加工,探讨以下问题：句法加工是否一定优先于语义加工,语义加工能够影响到句法加工吗脑电P600成分反映的究竟是句法加工,还是包括句法和语义在内的句子整合加工在句子理解的不同阶段,句法信息和语义信息之间到底是一种怎样的关系

2　语义加工的N400效应

由于句子加工中各种信息的通达过程非常迅速,具有毫秒级分辨率的ERP技术就成为探讨句子加工进程的首选,目前这一技术在语言领域的应用已经成功发现了一些对语言敏感的脑电成分.在对语言敏感的ERP成分中,N400被普遍认为是句子语义加工出现的标志,由Kutas和Hillyard最早发现,他们在比较句尾歧义词时发现,和语境一致的单词相比,那些与句子语境不一致的句尾单词诱发了一个峰值在400ms左右的负成分.进一步研究发现,N400并不必然出现在句子加工中,如果前后出现的单词对存在语义违反,同样会诱发N400成分,N400除了会出现在以书面语形式呈现的句中外,还会出现在口语甚至符号语中.除了语境方面因素,N400的大小还和词语的特征有关,比如词语词频的高低,词语的抽象程度以及词语的词形等.研究发现低频词比高频词诱发出更大的N400波幅,N400的词频效应和语义有关,因为一旦把低频词放到有意义的语境中,N400成分消失,这可能是因为和高频词相比,低频词的使用频率较低,它们的语义概念被激活使用的频率较低；在词语的抽象性程度方面,West和Holb(2000)发现具体词语比抽象词语诱发出更大的N400成分,不难想象,具体词语要比抽象词语涉及更多更具体的语义信息――包括视觉和其他感觉模态的语义表征；在词形方面,Holb等(2002)等研究发现,那些具有较多相似词形的词语(通过改变一个字母可能组成很多不同的单词)要比相似词形较少的词语诱发出更大的N400成分.这同样可以从语义角度解释,因为受到激活扩散的作用,那些具有较多相似词的词语,其语义加工易受影响.综观上述研究,无论是改变上下文语境还是词语本身的词频、抽象程度或者词形,这些句子或词语的语义表征过程都发生了变化.总之,N400波幅的大小和提取词语概念语义知识的难易程度相关,它不仅受到语境提取线索的影响还受到词语本身表征的影响.

除此之外,还有人发现N400效应同样会出现在语言以外的其他意义性刺激中,比如静态的线条、图片、面孔以及动态的日常行为活动中.这些研究发现,如果在这些非言语刺激出现之前呈现一些意义相关刺激,该种条件下所诱发的N400成分要明显小于两者不存在意义关联的情况.

3　句法加工的P600效应

和句法加工相关的ERP成分通常有两个：一个是150～250ms左右出现的左前负波(leftanteriornegativity：ELAN),另一个为600ms左右出现的晚期正成分P600,采用词类违反(词类错误)和主谓一致性违反的研究都发现了这两个脑电成分.研究发现,左前负波的潜伏期并不固定,会根据词语违反类型的不同而发生变化,比如短语结构违反(Phrasestructureviolation),会诱发早期的左前负波ELAN,而一致性违反会诱发LAN,此外研究还发现,左前负波的潜伏期还会受到违反词缀所在位置的影响,违反词类前缀变化规则所诱发的左前负波出现在150-200ms,而违反词类后缀规则所诱发的左前负波出现在350-500ms.

P600是与句法加工相关的一个晚期成分,出现在句法关 键 词之后500-600ms,主要分布在顶区.最早由Hagoort,Brown和Groothusen(1993)报告,后来研究者发现多种类型的句法违反,比如短语结构违反(Phrasestructureanomalies),句子成分移位限制违反(Violationsofconstraintsonthemovementofsentenceconstituents),违反动词亚类语(Violationsofverbsubcategorization)等均能诱发出P600成分.在P600被发现之后,研究者认为P600是句法加工的标志,只有在句法违例句中才会出现P600,但也有人认为P600连同ELAN共同反映了句子的句法加工进程,ELAN代表着句子句法结构的初步建构,而P600标志着对句法结构的再分析或整合.最近研究发现,不仅句法违例句可以诱发出P600,那些句法结构完好但存在语义违反的句子同样能够诱发出P600.而且这一结果出现在了很多采用不同范式的实验研究中.

4　句法加工和语义加工的关系

神经语言学对句子的研究,主要集中在探讨句子加工过程中旬法信息和语义信息的相互关系以及它们的神经过程.所采用的研究方法主要有违反范式和启动范式：违反范式包括语义违反和句法违反,即违反了句子或短语的正常语义关系或正常的语法关系；启动范式包括语义启动和句法启动,前者指先前的语义信息对后来的语义加工过程的促进或阻碍作用,后者指先出现的句法结构信息对后出现的句法加工的促进或阻碍作用.由于句子加工中词汇信息的通达过程发生较快(通常几百毫秒),具有毫秒级分辨率的ERP技术就成为研究者探讨句子动态加工进程的首选工具.目前这一技术在语言领域的广泛应用已经为句子加工研究提供了大量的在线资料,再借助于空间分辨率较好的脑成像技术,就能对句子的加工过程作出很好的时间空间定位.

4.1　句法加工一定优先于语义加工吗

句法优先假设认为,句法信息控制着句子加工的进程并对语言理解的其他加工过程产生影响,句法优先理论得到了花园路径效应的支持,比如句子：

(a)Thedoctorbelievedthepatientwaslying.

(b)Thedoctorbelievedthepatientaiterhearingthestory.

读者在遇到和a)类似的句子时,常常会把第二个名词短语“thepatient”当成动词“believe”的直接宾语,而实际上应该把其看为从句(“thepatientwaslying”)的主语,当读者看到“was”时才会发觉错误分析的存在,从而调整对句子结构的理解.句法优先模型认为,句法加工偏向于用最简单的语法分析句子,而最简单的句法分析不一定就是正确的分析,因而出现了花园路径效应.

随着对花园路径现象研究的增多,研究者发现句法以外的语义信息也能够调控对花园路径句子的加工.Gamsey等发现,句子语义的真实性程度(plausibility)会影响花园路径效应的出现,当直接宾语解释变得不可能时(比如把上述句子变成：“Thedoctorbelievedthemedicationwouldwork.”),花园路径现象消失.这一结果说明句子理解过程并非完全由句法信息控制,在一些情况下,语义信息对句子的理解过程同样具有重要意义.为了进一步探讨句法和语义间的关系,Kim和Osterhout等选择了一些句能完好但存在语义歧义的句子,并把这些句子和正常句子进行了对比研究,例如：

(c)Themysteriouscrimehadbeensolvingthedetective.(动词违例)

(d)Themysteriouscrimehadbeensolvedbythedetective.(被动句控制条件)

(e)Thebrilliantdetectivehadbeensolvingmysteriouscrimeordecades.(主动句控制条件)

按照句法优先理论,句法加工控制语义加工,因此在句子c)中,句法线索将决定名词短语“mysteriouscrime”是动词“solve”的主语,而从语义角度来说这明显违反了正常的语义关系,因此该种条件下将会诱发标志语义违例的N400成分；从语义角度来说,如果语义内容提供的线索起优先作用,那么名词短语“mysteriouscrime”应该被看作是动作“solve”的承受者,即是宾语而不

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4.2从句子理解过程看句法和语义的关系

对于句子理解过程中句法信息和语义信息间的关系,不同的理论模型有不同的理解方式.传统的句法优先理论认为句子加工的最初是句法建构,然后才是语义加工,一旦句法信息和语义信息不能整合,最后还需要一个句法再分析过程.而交互作用模型认为,在句子加工的最初阶段,句法信息和语义信息就彼此相互作用.为了进一步探讨句子加工中旬法和语义的关系,以Friederiei为代表的研究者进行了大量的电生理和脑成像研究,基于这些实验结果,Friederici对传统的句法优先理论和交互作用理论进行了修改,在整合前两种理论的基础上她们提出了句子理解的三阶段模型.该模型认为,在句子理解的最初阶段,主要是基于词汇类别信息的句法建构,这一过程独立于语义加工,具体表现为ERPELAN成分的出现；句子理解的第二阶段主要是语义层面的加工,表现为N400成分的出现；第三个阶段的加工主要包括对句法的再分析以及对整个句子信息的分析和整合,以P600成分的出现为标志.

具体分析这些加工过程：在句子加工的最初阶段,主要是以词类信息为基础的局部句法结构的建构.句子呈现完毕,大脑最先通达是词语的类型信息(Wordcategoryinformation),然后根据词类信息建构句子的局部结构,例如,介词(Preposition)的类型特征将决定只有名词性语素(比如名词、代词、限定词和形容词)可以紧随其后,而动词性语素(比如动词和副词)则不能跟随其后,大脑语法分析装置可以据此预测后出现词语的类型,如果预期词语和实际出现的词语类型不一致,脑生理指标ELAN将会出现.偶极子溯源分析显示,ELAN主要产生于左侧额下回以及颞上回前部与此一致,脑成像研究也揭示,在加工局部短语结构违反的句子中,颞上回前部和额下回分别出现激活.在句子加工的第二阶段,会同时出现语义加工和句法加工,语义分析装置主要负责处理词语之间的语义关系,比如选择性限制(Selectionalrestrictions),句法分析装置负责处理词语间的句法关系,比如,主谓一致性、动词谓元的格、数等信息.与两种加工对应的是脑电N400成分和LANK分的出现.脑成像揭示,语义加工主要是有颞上回中部,颞中回以及左侧额下回皮层(Brodman45／47)负责.在这一阶段,就不同的短语来说,它们之间的句法和语义加工可能是相互独立的,但在短语内部两种加工并不能分开,例如,一个名词短语会同时包含词性(Gender)信息和词义信息.在句子加工的最后阶段,主要是把前期阶段的句法信息和语义信息整合到整个句子中,脑电P600成分标志这种整合过程的实现.很多研究报告,P600不仅受句法因素(比如句法模糊、句法违例等)的影响,还会受语义因素调控,比如很多句法结构完好但存在语义违例的句子同样会诱发出P600成分.这说明在句子加工的后期,来自句法和语义两方面的信息会联合起来共同完成句子的整合过程.脑成像研究发现,双侧的颞上回后部是负责句法一语义整合加工P600效应的神经机制,和正常的句子相比较,那些句法语义同时违例的句子引发了颞上回后部更明显的血氧反应.

综观上述研究,我们可以对句子加工中的句法和语义关系作出这样梳理：在句子加工的最初阶段,主要是句法结构的初步加工,早期句法加工过程具有很强的独立性,不会受到句子语义信息的影响,因此在这一阶段不存在语义对句法的作用,但句法信息却可以影响到后续阶段的语义加工(比如一些句法结构缺陷的句子,其语义加工会受到影响).在第二阶段,句法加工和语义加工同时存在,但对于两者是否存在相互作用,目前的研究并没有定论,有的认为在这一阶段句法加工和语义加工仍是独立进行的,而有的则认为两者已经存在交互作用(比如Kuperberg*).这可能是因为所选实验材料的违反类型不同所致,比如词语的性别概念(Gender)既和句法相关也和语义相关,因此选择性别信息作为实验变量的研究就很容易得出两者存在交互作用的结论,而选择其他句法变量,比如主谓一致性(违反),则容易得出与此相反的结论.此外,句法和语义的交互作用主要体现在句子加工过程的第三阶段,在这一阶段不仅存在着句法信息的整合和语义信息的整合,还会出现语义信息对句法加工的调控和句法信息对语义加工的调控,以及句法和语义的整合加工.近期与P600效应相关的一系列研究结果证实了这种观点(具体请见4.3部分).

到目前为止,三阶段理论对句法和语义关系的解释,已经得到了众多来自不同实验范式、不同操作变量以及不同语言ERP研究的支持.Hahne和Friederici把句法违反与句法语义均违反的句子进行了对比研究,对于句法和语义均违反句,他们要求被试忽略句法信息只对其语义连贯性作出判断,结果发现对句法信息的主观性忽略仍然诱发了早期的句法加工负波.这说明早期的句法加工独立于语义加工,具有很强的自动性.

Pulvermǖller等人(2007)从另一个角度探讨了早期句法加工的独立性程度,他们在给被试呈现句法违反句的同时,要求被试进行另外一些和任务无关的干扰作业.结果显示在被试的注意资源被干扰任务高度占用的前提下,仍然出现了标志着早期句法加工的句法失匹配负波(ThesyntacticMiatchNegativity：sMMN,时间窗口～200ms).这说明句法加工的确会出现在句子加工过程的早期,而且早期的句法加工具有很强的独立性,不会受到其他信息的干扰.对于句子加工后期存在的句法和语义的交互作用,Friederici等发现,那些句法一语义违例句所诱发的P600明显大于单纯句法违例所诱发的P600.与此一致,Hagoort研究了名词短语中的句法和语义违反(名词与修饰语的性及意义关系),结果发现句法违反的增添,使单纯语义违反所诱发的N400波幅增加.这说明句子理解的后期阶段并非仅仅是一种单纯的句法加工过程,而是包括句法和语义在内的句子整合过程.Kuperberg等(2003-2007)通过一系列的实验证实句子的句法和语义信息都能够影响到P600效应的大小,在句子加工前期句法加工和语义加工可能是平行进行的,但在后期(即第三阶段)两者以交互作用的方式共同完成句子整合加工.

此外,对于印欧语之外汉语的研究也发现了类似的现象.汉语不同于印欧语,它很少有标志词汇类型和语法关系的曲折变化,主要靠词语顺序变化和前后语境来表达意义.即便是这样一种完全不用于印欧语的语言,研究发现,词类信息(Wordcategoryinformation)加工仍然出现在语义加工之前且独立于语义加工,研究还发现,汉语句子的句法信息和语义信息同样存在交互作用,只不过相比较印欧语,这种交互作用的时间进程提前了*(出现在N400的时间窗口内).

4.600效应――句法和语义整合加工的标志

P600是在句法违反句中被首先报告的,后来研究者在多种类型的句法违反句中均发现了P600.一般认为P600代表了句子理解过程中的句法加工而N400代表语义加工.但最近研究显示,不仅句法违例句可以诱发出P600,那些句法结构完好但存在语义违反的句子同样能够诱发出P600.这一结果在不同的违反类型(比如违反了对词语的生命性限定、违反了词语的意义性限定)、不同的任务类型(听觉理解任务、阅读理解任务),甚至不同的语言材料中(英语、德语、荷兰语、中文)都被重复验证过.

Gunter等人关于名词性别(Gender)违例的研究发现,与那些低期望条件下违例词所诱发的P600成分相比,那些处在高语义期望条件下的违例名词所诱发的P600成分更明显.Kuperberg等研究了语义.题元关系(Semantic-thematic)违反的句子(例如,“Everymorningatbreakfasttheeggswouldeat等”),同时也研究了词义,语境违例的句子(例如,“Everymoringatbreakfasttheboyswouldplant等”).结果后者引起了期望中的语义违例N400效应,而令人感到奇怪的是,前一种条件并没有诱发出N400成分,而是出现了标志句法违例的P600成分.在此之后,Kim和Osterhout(2005)也报告了相似的现象,他们发现句法完整的句子,如“theheartymealwasdevouring等”并没有诱发出N400成分而是出现了明显的P600成分.对英语以外其他语言的研究也发现了类似现象：Hokes等(2004)对以动词结尾的荷兰语句子,如“Despeerheeftdeatletengeworpen”/“Thejelinhasthrowntheathletes”的研究发现,动词“thrown”诱发了明显的P600成分而不是语义违反的N400成分；vanHerren等(2005)采用荷兰语的研究同样发现了类似的P600现象

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P600效应反映了语义和句法的相互作用.句法优先理论坚持认为句法结构信息的提取先于语义信息的提取,且前者对后者具有决定作用.但最近研究显示,在一些条件下,句子的语义信息同样能够在句法信息之前提取,并且使句子的句法结构作出调整,比如在上述句子“Everymorningatbreakfasttheeggswouldeat等”中,“eggs”和“eat”之间语义关系所决定的题元角色与句子的句法信息所决定的题元角色存在矛盾,因为“eat”的动作意义决定“eggs”必须为动作承受者,而实际的句法结构却是“eggs”在充当动作“eat”的执行者角色.由于动词“eat”和谓元“eggs”间的语义关系非常牢固(已经存储在长时记忆中),这种语义关系决定了必须对句子的句法结构作出调整,因而句法结构的变动诱发了P600成分.与此类似,在Kim和Osterhout、Hokes、vailHelen等人的研究中,“meal”和“devouring”,“athletes”和“thrown”,“fled”和“cat”及“mice”之间都存在密切的语义关系,这些研究中的语义违反条件都不同程度的诱发了P600.为了进一步验证P600成分和句法,语义信息的关系,Vissers等(2007)改变了研究策略,他们同样采用了类似的语义违反句,比如“Thestudentswhotaught(plural)theteacherenteredtheroom”／“Destudentendieaandedocentlesgenkwamenherlokaalin.”,只不过与上述研究不同的是,Vissers等提前告诉被试句子存在语义违反并要求被试忽略这些语义层面的歧义,仅集中注意判断句子的句法结构信息(比如判断谁对谁做了什么).实验结果显示P600成分明显减小了.分析这一现象的原因,指导语的变化使被试不再关注句子的语义是否冲突,仅对句子的句法结构进行判断,此时被试只按照句法结构分配的题元角色来理解句子,因此不存上述语义分配的题元角色和句法分配的题元角色间的矛盾,也就不需要作出句法结构调整,所以P600的波幅会明显减小.本实验进一步说明P600不仅受句法信息的影响,同样会受到句子语义信息的调控.

P600效应反映了句子加工后期句子整合过程的难易程度.Kaan等认为P600并不仅仅代表着对句法的再分析,他们认为P600反映了句法整合加工过程难度.他们发现,与一般的控制条件相比(“whether”型句子,例如“Emilywonderedwhethertheperformerintheconcerthadimitatedapopstarfortheaudience'samusement.”),那些句法整合难度较大的句子(“who”型句子,例如“Emilywonderedwhotheperformer-mtheconcerthadim.itatedfortheaudience'samusement”)能够诱发出明显的P600成分,而且该种条下诱发的P600和句法违例旬所诱发的P600具有相同的神经定位及皮层分布.Kaan等认为P600代表了一种“整合”句法信息的认知加工能力,而且这种“整合”过程会受到在线心理资源多少的影响,越是复杂的句型结构越需要占用更多的心理加工资源,越容易引起更大的P600成分.根据这种解释并结合Kuperberg、vanHelen、Kim和Osterhout等人的最新发现,Kolk(2007)提出了一种新的理解方式,认为P600效应所反映的既不是纯句法加工过程也不是纯语义加工过程,而是代表了句子整合加工过程的难易程度,只要是那些妨碍句子整合过程的因素――无论是来自句法的、语义的或是其他方面,都会使P600波幅发生变化.从这一角度来讲,似乎也更容易理解当前研究中存在的关于句子加工P600效应的种种争论.

5　总结

语言理解过程一直是心理学家和神经语言学家感兴趣的研究内容,研究者争论的焦点集中在句法信息和语义信息的相互关系以及两者在句子理解中所扮演的角色.句法优先理论认为,句法加工优先于语义加工,且句子的理解过程由句法信息主导；交互作用理论认为,句子理解过程由句法加工和语义加工共同完成,两者交互作用共同完成句子加工过程.Friedefici吸收了这两种观点,并根据自己的研究提出了句子理解的三阶段模型.相比较句法优先模型,三阶段模型提高了语义信息在句子加工中的地位,认为不仅句法加工可以影响语义加工,语义加工同样也能够影响句法加工,两者存在交互作用都能够对句子的整合过程产生重要影响.但三阶段模型仍过分的强调的句法信息在句子理解中的作用,比如它仍然认为句子理解的最初阶段是一种纯句法的加工过程,不会受到任何语义信息的影响.近期的一系列研究结果强调了语义信息的作用,这些研究一致显示,语义信息对句法加工的P600效应具有明显的调控作用,词汇语义关系的矛盾(或吸引)能够使得句法结构作出调整以顺应语义关系的连贯.这些结果似乎说明,语义加工能优先于句法加工而且能够主导句法加工过程,而这又和强调句法加工的理论相矛盾.

鉴于这些分歧,Osterhout提出了一种折中的理解方式,他认为在句子理解过程中,句法加工束和语义加工束之间存在一个“平衡点”(tippingpoint),如果哪种加工束的力量比较大,该加工过程就能支配句子理解过程.比如一些语义违反句之所以能够诱发P600,是因为这些句子存在语义吸引关系(semanticattraction)能够加强语义加工束的力量,因而能够“赢得”对句子理解过程的控制.同样,那些句法复杂或者句法模糊的句子(比如花园路径句)常常会削弱句法束的力量,也因此凸显了语义加工的作用.另一方面,人们同样可以加强句法加工束的力量使句法加工摆脱语义吸引的影响,比如在一项有关句法启动的研究中,Osterhout在目标句子(“Themysteriouscrimehadbeensolving等”)之前呈现了一个和目标句子具有相同句法结构的启动句(但和目标句没有语义联系),结果发现句法启动信息的添加使句法加工过程不再受句子语义吸引关系的调控.这一发现的意义在于它传递出这样一种信息：句子加工中旬法和语义之间不是一种静态不变的关系,二者的关系会根据句子本身的结构以及前后语境的变化而作出调整,一些情况下旬法信息可能左右着句子的加工进程,而另一些情况下则由语义信息支配着句子的加工进程.且不论这种解释可能存在的不足,单从处理句法和语义的关系上来说,这一解释让人更容易理解目前研究中存在的种种分歧观点和矛盾结果.但值得注意的是,Osterhout也只是提出了一种理解句法和语义关系的折中解释,甚至还只是一种推测.因此,上述几种解释中,到底哪种理解方式更符合句子加工过程的实际,还需要更多实验数据的验证.