語言線索對空間關系表征的影響范文

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摘要:語言的獲得會對空間認知產生深刻的影響。關于語言與空間認知，近些年來，不僅有大量的相關研究發現語言能力跟空間認知能力之間存在著密切的關聯，還出現了實驗研究，來試圖直接揭示語言對空間關系表征的影響。研究發現，在一系列涉及不同空間關系的任務中，相較于非語言線索，語言線索提示的效果明顯更好。在此基礎上，從語言編碼的特點和加工過程等方面進一步分析語言的作用機制，發現在空間表征中語言主要起到了選擇和整合的作用，語言的作用過程是即時性的。建議未來研究在空間任務和語言表述形式上有更多的變式，從而更全面地來揭示語言的作用。

關鍵詞:空間關系表征;語言編碼;選擇與整合;語言相對論

1引言

語言與認知的關系一直以來都是眾多心理學家關注的焦點問題。對于這一問題的闡述，最為經典和廣為流傳的理論當屬語言學家沃爾夫提出的“沃爾夫假說”，即認為語言可以決定我們思考世界的方式(Whorf，1956)。在此之后，就語言與認知的關系，心理學家們開展了許多實證研究，試圖揭示語言對各種認知能力所產生的影響，這其中包括顏色認知(Mo，Xu，Kay，＆Tan，2011)、數表征(Frank，Everett，Fedorenko，＆Gibson，2008)、分類(Brock＆Sandra，2016)、類比推理(Christie＆Gentner，2013)等。近些年來，有關語言與空間認知的關系越來越多地得到研究者們的關注。能夠進行空間表征和操作是人類維系基本生存所需的最為核心的能力之一，也與科學、技術、工程和數學(STEM)等高級智力活動密切相關(Wai，Lu-binski，＆Benbow，2009)。盡管空間認知中的許多元素被認為是人類和動物所共有的，人類所特有的語言則為人類的空間認知增加了新的元素。對于語言與空間認知關系的研究，一方面可以豐富和深化對語言與認知關系這個大的理論問題的認識，另一方面，對于理解空間認知過程以及在實踐層面提升空間認知能力也具有參考意義。目前，對空間認知能力較為公認的一種分類方法是將其劃分為空間視覺化能力和空間關系表征能力(Chatterjee，2008)。前者主要是指在心理上對物體進行一系列的轉換和操縱，如旋轉、折疊、變形等，目前較少有文獻對該能力與語言的關系進行研究;后者主要是指借助物體間及其與環境特征間的關系來進行空間位置的正確表征，該能力被認為與語言能力密切相關，有大量的研究考察了兩者的關系。對語言能力與空間能力之間的相關性研究顯示，兒童對特定空間詞匯諸如“左/右”“中間”的理解跟他們在相應的需要表征這種空間關系的任務中的表現相關(Hermer-Vazquez，Moffet，＆Munkholm，2001;Simms＆Gentner，2008)，且14～46個月的兒童的空間詞匯量可以正向預測其在56個月大時在一系列空間任務中的表現(Pruden，Levine，＆Hut-tenlocher，2011)。在將語言能力的衡量指標由兒童空間語言的生成和理解換成他們在相應場景中對空間語言的自發運用后，發現該指標能夠更好地預測兒童在空間任務中的表現(Miller，Patterson，＆Sim-mering，2017;Polinsky，Pere，Grehl，＆McCrink，2017)。對語言缺失的特殊群體的研究也發現了語言對空間認知的重要性。這些語言缺失的群體通常是先天或生命早期聽覺喪失的人，因此失去了正常學習自然語言的機會并且在成長中完全沒有或者只是不充分地接觸到手語。對這些群體的研究發現，他們往往不能用手勢描述出物體間的空間關系并且在相應的空間任務中的表現也顯著差于在其他認知任務中成績相匹配的同齡人(Gentner，zyürek，Gürcanli，＆Goldin-Meadow，2013;Hyde，Winkler-Rhoades，Lee，Izard，Shapiro，＆Spelke，2011;Py-ers，Shusterman，Senghas，Spelke，＆Emmorey，2010)。由此可見，語言能力跟空間關系表征能力之間的確存在著密切的關聯。那么，語言具體是怎樣影響空間關系表征的，這種影響的作用機制又是怎樣的?對此，已知的文獻均是針對語言作用的某一側面或某一研究結果進行的闡述，缺乏系統性的梳理，進而，語言對空間關系表征的具體影響及其作用機制就成為了需要探究的問題。

2語言線索對不同空間關系表征的影響

要探究語言線索對空間關系表征的具體影響，就需要直接對關注的變量———語言線索的有無及其形式進行操縱，這就需要借助精巧的實驗設計。考慮到空間語言獲得和發展的年齡特點，處于空間語言學習中而尚未能自發運用階段的兒童是合適的研究群體。在發展中，兒童要經歷由依賴圖像情景編碼記憶到頻繁運用概念語言編碼記憶的過渡(Howe，2011)。在這個過程中，語言對非言語認知的影響逐漸增大，而3～6歲被認為是語言參與認知加工尤其是空間認知加工能力發展的關鍵期(Mac-whinney＆O’Grady，2015)。因此，借助外在的語言輸入對兒童進行提示的方法，可以獲知語言線索對兒童空間關系表征的影響。此外，對于成年人群體，也存在利用跨文化或語言屏蔽方法來設置不同的語言線索所開展的研究。為了系統性呈現這一領域的研究，按照所需表征的空間關系的不同，依次介紹相關研究及其結果。

2.1空間特征捆綁空間中的不同位置經常會對應著不同的物理特征，因而將特征與特定的位置相捆綁對于把握空間位置關系很有幫助。Dessalegn和Landau(2008)對4歲兒童進行空間特征捆綁的能力進行了研究。在實驗中，先向被試呈現一個目標圖案，在延遲(1秒)之后，讓被試在包含目標圖案和錯誤干擾圖案中選出之前看到的。具體的目標圖案為在顏色上左右、上下或對角分割的正方形(如一個分割為左邊紅色右邊綠色的正方形)，錯誤干擾圖案包括目標圖案的鏡像(此時為左邊綠色右邊紅色)和其它分割方式的正方形(圖1)。研究發現錯誤選擇集中于目標圖案的鏡像。在實驗中，分別向兒童提供了不同的語言線索或者非語言線索。語言線索包括:貼標簽“看，這是xxx”;方向性關系“紅色在左邊”;無方向關系“紅色接觸著綠色”，非語言線索包括:指向;目標圖案閃爍;目標圖案大小變化。發現只有包含方向性關系的語言線索“紅色在左邊”可以顯著地降低選擇的錯誤率。

2.2空間關系映射將模型與實物、地圖與現實環境相對應，需要進行空間關系的映射。一個簡單的任務可以考察空間映射能力，在任務中先讓被試看到一個物體被藏到一個地方的某位置，然后要求其利用空間位置上的對應關系在另一個地方的相同位置找到匹配的物體。Loewenstein和Gentner(2005)利用該任務對4歲兒童對上中下關系的表征進行了研究。研究中具體的兩個地方是除顏色不同以外完全相同的兩個有上中下三層的架子，物體被藏在其中一層中(圖2)。實驗中用到了表征上中下關系的兩組詞語，分別是上面(on)、里面(in)、下面(under)和頂部(top)、中間(middle)、底部(bottom)。提供的相應的語言線索分別是“我把xxx放在了這里”和“我把xxx放在了架子的上面/里面……”。研究發現在任務進行中或開始前提供空間語言線索均可以顯著提高正確率。進而，在增大任務難度之后，發現頂部、中間和底部的描述效果顯著好于上面、里面和下面描述的效果。

2.3空間參照系選擇在定位時，經常需要借助某一物體相對于其他物體的位置關系(參照系)。其中，對空間關系的表征可分為相對(自我)參照、內在(物體中心)參照和絕對(環境)參照(Levinson，2003)。在考察空間參照系選擇的任務中，通常先向被試呈現一組物體，在被試與物體間的相對位置發生變動后，再來測試其對物體間位置關系的把握，從而獲知其在空間關系表征中所選取的參照系。因為不同語言在涉及空間參照時有不同的表達偏好，這就為探究語言線索的影響提供了天然的變量操縱。大量的跨語種研究發現，語言上的表達差異的確會影響個體在空間關系表征中的參照系選擇，表現為所使用語言中習慣用左右描述空間關系的個體傾向于使用相對參照系而語言中習慣用東西南北描述空間關系的個體傾向于使用絕對參照系。例如，在一系列的參照系選擇任務中，大多數的荷蘭語者均選擇使用相對參照系而大多數的澤套語(Tzeltal)者和納米比亞語(Hai||om)者則選擇了絕對參照系(Haun，Rapold，Janzen，＆Levinson，2011)。然而，語言的這種影響并不是決定性的，當任務中呈現出明確的優勢參照系或者只有一種參照系可以正確解決相應問題時，不同語言的被試均能夠靈活選擇合適的參照系(Li，Abar-banell，Gleitman，＆Papafragou，2011)。最近，還出現了有關語言線索對參照系選擇影響的發展研究。Miller，Patterson和Simmering(2016)對4歲兒童運用內在參照系的能力進行了研究。研究中，玩具被藏在排成五邊形的五個相同倒扣紙杯的一個之中，紙杯間還有四個不同的毛絨動物玩具作為地標，置于圓桌上(圖4)。要求兒童在圓桌轉動90度(該條件下只有利用涉及物體間關系的內在參照系才能完成任務)等條件下，找到藏在紙杯中的玩具。提供的相應語言線索分別描述了物體間關系“我把玩具藏在了奶牛和小狗的旁邊”或不涉及物體間關系“我把玩具藏在了這里”，結果顯示，聽到第一種描述的兒童選擇的正確率顯著高于后者。此外，實驗還對比了非語言線索的作用，發現在視覺上強調藏物紙杯與毛絨動物的空間關系可使兒童選擇的正確率有所提高但效果顯著差于語言線索的提示。

2.4空間再定向能夠在失向之后進行空間再定向是人類和一些動物所共同具備的能力(Hermer＆Spelke，1996)。在考察空間再定向的經典任務中，先讓被試看到物體被藏在房間某處，在被試失向之后再令其尋找所藏物體，從而考察其對房間中幾何特征和地標間關系的把握。早期研究顯示，在四面白色的長方形房間(圖5a)里失向之后，18～24個月大的嬰兒就可以利用空間中的幾何關系，在兩個幾何關系正確的角落尋找物體(Hermer＆Spelke，1994，1996)。但在增加了特征線索(地標，如一面墻為藍色，圖5b)之后，直到5歲兒童依然不能很好地利用特征線索在兩個幾何關系正確的角落中選出特征關系也正確的角落(Learmonth，Nadel，＆Newcombe，2002)。而該能力被認為與空間語言的掌握情況密切相關(Hermer-Vasquez，Moffet，＆Munkholm，2001)。

2.5小結概覽上述實驗研究，對于語言線索對空間關系表征的影響，可以得出以下發現:(1)語言線索的作用在一系列涉及不同空間關系的不同任務形式中均有所體現，可見語言線索對空間關系表征影響的普遍性;(2)相較于試圖引起注意的非語言線索提示，語言線索提示的效果明顯更好，這表明對空間關系的表征而言，語言線索可能具有其獨特的作用方式;(3)在語言線索的不同表述中，語言的作用效果取決于其對空間關系描述的明確性和深入性。

3語言線索的作用機制

關于語言線索的作用機制，在不同認知領域得出的較為共性的結論是:相較于非語言的表征，語言提供了一種更為高效的編碼和加工信息的方式(ünal＆Papafragou，2016)。Gentner(2003)將語言稱為“工具包(toolkit)”，認為語言提供了新的表征資源，從而豐富了表征的內容，語言使人類變得更聰明。類似地，Frank等人(2008)將語言看作一種“認知技術(cognitivetechnology)”，借助它可以實現精準快速的信息加工。上述實證研究的結果進一步支持了持這些理論。而與此同時，語言線索對于空間表征的作用機制還有其獨特性的部分和更為具體的過程，以下將對這些內容進行重點分析。

3.1語言在空間表征中起到的選擇和整合作用對于空間關系的表征，主要有圖像編碼和語言編碼兩種方式。一方面，人們可以對空間關系進行圖像編碼表征。這種表征是借助視覺等感官所形成的對空間中物體關系的捕捉和記憶，是具象的，包含豐富的信息。這其中，物體間諸如上下、左右等的整體關系會被表征。盡管可以表征整體關系，一系列研究表明，對空間中物體的直接視覺感知并不包含位置信息。且由于圖像編碼是同時性的，其中各構成元素的地位相對平等和對稱，從而使得對每個物體具體對應的位置的表征變得模糊。定位需要額外的注意資源對物體的位置進行選擇性加工(Hyun，Woodman，＆Luck，2009;Luck＆Ford，1998)。而上文提到的相關研究均顯示，在視覺上強調物體的位置并不能很好地提高兒童在任務完成中的表現。另一方面，恰恰相反，語言編碼是層次性的，借助語言對信息的加工必然要經過篩選。同時，因為語法結構上主語和賓語的自然區分，語言在表達上是不對稱的。比如在描述“A在B的左邊”時，不僅AB間的左右關系，AB的相應位置也通過A作為主語，B作為賓語被凸顯出來(Franconeri，Scimeca，Roth，Helseth，＆Kahn，2012)。因此，我們看到，在兒童的圖形再認、空間映射、空間再定向和空間參照系選擇任務中，借助于外界有效的空間語言線索提示，注意被指向需要關注的特定地方，關鍵的信息得以被選擇性地加工和不對稱的編碼表征，從而使兒童的表現顯著提高(Burigo＆Knoeferle，2014;Dessalegn＆Landau，2013)。最新的研究發現，空間語言的使用通過提高兒童選擇性注意的能力來促進兒童在空間任務中的表現(Miller＆Simmering，2018)。除此之外，在空間再定向任務中，語言還起到了更多的作用，具體存在兩種觀點。一種觀點認為，對幾何和非幾何地標的空間關系表征分屬于兩個不同的認知模塊，由于模塊是領域特殊的和封裝的，不同模塊間的信息無法進行交流。而與此同時，還存在著領域一般的信息整合系統，如語言，它可以描述所有模塊中的信息并借助句法結構將不同的信息整合起來(Sang＆Spelke，2010;Shusterman＆Spelke，2005)。另一種觀點相對弱化了語言的作用，認為可以同時對幾何和非幾何的地標進行非語言的組合表征(Xu，Regier，＆Newcombe，2017)，但這種表征是十分脆弱和不穩定的，而借助詞語的組合，空間關系可以在語言中得到清晰、穩定、簡潔的描述，從而極大地提高了表征的效果。綜上可見，語言在組織、結構上的特點彌補了視覺編碼的不足，從而在空間關系的表征起到了選擇、強化以及組織和整合關鍵信息的作用。

3.2語言編碼參與空間表征的“在線”過程關于語言編碼參與空間表征的過程，也就是語言在空間表征中是如何起到相應作用的，主要有傳統的語言決定論和近些年來更為流行的語言相對論的觀點。語言決定論認為，語言和思想在結構上存在著高度的對應性，思想更多的是由語言結構而并非客觀世界所塑造的。語言可以調節和修改認知，使個體表征之前不能表征的內容，這種持久性的重塑使得說不同語言的人們有著不同的思考方式(Whorf，1956)。一旦多次的語言運用使得其對認知的調節達到自動化的水平，就形成了認知的持久性改變，相應的認知過程如感知覺的選擇性注意就不再需要語言的激活而自動發生。具體到空間認知，空間語言的習慣性運用可以改變個體在感知覺層面的信息加工中對特定空間關系的注意分配，從而使個體按照語言表達的傾向來把握空間關系(Levinson，2003)。然而，大量的后續研究對該理論提出了質疑。在語言被抑制，如語言屏蔽或者語言功能受損的條件下，語言對認知的影響變弱，跨文化的差異也消失了(Gilbert，Regier，Kay，＆Ivry，2006;Winawer，Witthoft，Frank，Wu，Wade，＆Boroditsky，2007)。上文提到的在語言屏蔽的條件下，成人在空間再定向任務中的表現回到兒童水平就是這類研究的一個典例，這說明語言對認知的改變并不是持久性的。基于相關發現，近些年來，語言相對論，也就是語言的影響發生在語言被使用時的觀點得到了越來越多的支持(Wolff＆Holmes，2011)。這其中，Slo-bin(2003)提出了“為說而思(thinking-for-speaking)假說”，認為只有在生成或理解語言時，人們才會受到語言的引導去關注客觀世界的特定方面而忽視其余部分;類似地，Landau和Lakusta(2009)提出了在空間表征中語言的即時性－在線影響，語言只有在被編碼加工的限定時段內才能起到凸顯、強化特定空間信息的作用;更進一步地，Lupyan(2012)對語言的“在線”作用過程進行了具體的論述，提出了“標簽－反饋假說”，指出自上而下的語言編碼和自下而上的視覺編碼之間是一個動態的交互作用的過程。具體到空間認知，空間視覺信息的輸入會激活語言編碼，進而語言編碼就會發揮其作用來調節認知，使個體可以更主動地去注意和把握相應的空間關系。在此，需要說明的是，語言的即時性影響并不意味著語言對于空間關系表征是不重要的，考慮到語言編碼在認知加工過程中的普遍運用，其作用仍然是廣泛的。而語言的真正功能或許恰恰在此，它為人們之間的即時交流和對不斷變化的世界的表征提供了靈活性。上述采用語言提示方法對兒童空間關系表征的研究就體現出了語言的這種影響。

4討論和展望

結合實證和理論研究，我們就語言線索對空間關系表征的影響及其作用機制進行了探討。可以看到，當前的研究已經不僅局限于相關研究，而是通過對自變量進行操縱，來試圖進行直接的揭示。這些研究的發現，已經初步地向我們展現出了這種影響及其作用機制的圖景。但作為初步的探索，相關的研究還很不充分。當前的研究基本局限于追求空間語言線索的效應上，對自變量的操縱相對比較簡單，往往只涉及了對空間關系的一兩種表述與無空間關系表述之間的比較，通過結果的差異體現出了空間語言線索的作用。但語言線索對空間關系表征的作用往往并不是有或者無這么簡單。首先，對于某一特定的空間關系，可能會有不止一種空間語言的表述方式。不同表述方式的差異可以體現在空間詞語的選擇、句子的組織等語言學層面，也可以體現在諸如參照系選擇等空間視角采擇的層面。不僅如此，對空間關系描述的詳細程度和精確程度同樣可以存在很大差別(Feist＆Gentner，2007)。而這些變量又可能與具體的空間任務存在著相互的影響，例如，完成不同難度的任務所需的適宜的空間語言的信息量可能是不同的。這些問題看似細致瑣碎，但對于深入了解空間表征的組織和加工過程卻是十分必要的。同時，在生活中，人們經常需要對空間關系進行理解或描述，相關研究的實踐意義也不容小視。因此，隨著研究的深入，可以考慮在空間關系的表述上有更多的設計，而隨著任務復雜度的增加，被試群體也可以由兒童擴展到成人。其次，作為兩個獨立的系統，空間與語言之間有很大的不同(Newcombe＆Huttenlocher，2000)。在每一個兩兩間的空間關系的組合中，往往不僅涉及相對位置關系，還需要對相對距離等數量信息進行加工，這些在空間的視覺表征中是連續一體的，而在語言中則需要分別進行描述。而在復雜的空間關系中，又往往會涉及不止一個兩兩間的空間關系的組合。隨著組合的數目增加，實現說者有效地運用語言進行描述以及聽者對這些信息進行準確的加工和記憶就會變得困難。因為目前針對兒童的發展研究所設計的實驗都比較簡單，因此這一問題并未顯現出來。在涉及多樣的空間任務以及多個組合之間的復雜位置關系時，語言線索的有效性如何，這也是未來可以更多關注和探索的問題。再次，盡管目前的研究已經在不同的空間任務中發現了語言的作用，但我們對于語言是否會影響所有空間任務的表現以及對不同空間任務影響方式和程度的差異仍是不清楚的。空間能力作為移動生物體最基本的能力，在進化上的出現非常早，并且經歷了由單純的感知運動到對空間關系的內在建構和表征的發展歷程(Wieneretal．，2011)。在這個過程中，作為人類所特有的編碼空間信息的方式，語言是如何加入到空間表征中的，又具體參與到空間表征的哪些方面，這些問題也是非常有趣且非常重要的。最后，到目前為止，有關語言線索對空間表征影響的研究大多是在英語國家開展的，對于語言的作用是否存在語種上的差異，也可以予以關注和研究。

作者：竇文菲；胡清芬 單位：北京師范大學發展心理研究院