
神经科学家在左脑发现了语言运作的痕迹。在所有由脑损伤引发的语言障碍中,损伤部位位于左侧大脑外侧裂周区的病例占到98%,因此,我们可以称这一区域是人类的“语言器官”。有些基因似乎会对处理语法的神经回路产生特定影响,这为语法基因的存在提供了间接证据。
真的存在“语法基因”吗
“研究者认为,学习语法的能力是由基因决定的。”——这并不是刊登在某份花边小报上的新闻,而是美联社在1992年发布的一则消息。消息的依据是美国最大的科学联合会的一份年会报告,那份报告概述了特定型语言障碍的家族性特征,它的主要证据就是我们在第1章提到的遗传特征异常明显的K氏家族。不过,专栏作家詹姆斯·基尔帕特里克(James J. Kilpatrick)和艾尔玛·邦贝克(Erma Bombeck)对此深表怀疑。基尔帕特里克的文章是这样开头的:
要想语法好,基因少不了
几天前,研究人员在美国科学促进会的年会上发布了一个令人震惊的消息。你准备好了吗?我可要说了哟:遗传生物学家已经发现了语法基因!
是的!有报道称,麻省理工学院的史蒂芬·平克和麦吉尔大学的默娜·高普尼克已经解决了一个困扰英语教师多年的问题。有些学生虽然不太愿学,但仍然能掌握语法;而有些学生尽管接受相同的教育,却只能说出“Susie invited her and I to the party”这样的句子。这其实都是遗传在作怪,而我们完全能够解决这个问题。
生物学家相信,某个显性基因控制着语法学习的能力。如果一个孩子说出“them marbles is mine”这样的句子,他并不一定是个笨蛋。他的头脑其实完全正常,只是染色体有些缺陷而已。
这真是难以置信!过不了多久,研究者或许就会分离出控制拼写的基因、讲究卫生的基因、阅读书本的基因、调小音量的基因、关掉电视的基因、讲求礼貌的基因、料理家务的基因、完成作业的基因……
邦贝克写道:
语法很差?都怪基因
有报道称,有的小孩学不会语法,是因为他们缺少一个显性基因。对此,我觉得不必大惊小怪……我先生曾经在高中教过英语,他班上就有37名缺乏“语法基因”的学生。你想想这个比例有多高。他们对语法一窍不通,把逗号当作一幅岩画,把主语补足语当作是对朋友靓丽发型的赞美之辞,把悬垂分词看成与他们无关的事情……
你也许会问,班上的这些年轻人今天都去了哪里呢?他们都成了著名的体育明星、摇滚歌星和电视名嘴。这些人个个身家百万,但嘴里吐出的都是“郁闷”“极端”和“了不起”等单词,而他们还觉得这就是完整的句子。
这次年会之后,紧随而来的专栏文章、三手报道、评论漫画以及电台节目让我很快明白了一个道理:在截稿期限的压力下,新闻记者是如何将一个科学上的发现生吞活剥、使之成为一场闹剧的。在这里我要澄清以下事实:这个具有先天语言障碍的家族是高普尼克发现的,新闻记者将本属于高普尼克的功劳慷慨地分给了我一半。但事实上我只是研讨会的主持人,我所做的工作只是把高普尼克介绍给听众。此外,高普尼克并没有发现语法基因,而只是根据家族成员所表现的共同症状,推测他们的某个基因可能存在缺陷。也许这个基因会干扰语法的学习,但这并不代表它能够控制语法的学习。这就像拆掉汽车打火线汽车就不能发动,但却并不代表汽车是受打火线操控一样。而且,患者受到干扰的只是日常的语言交流能力,而非学习书面文字的能力。
不过,即便记者了解事实真相,许多人还是会像两位专栏作家一样持怀疑态度。真的会有一个牵涉到语法能力的基因吗?这个观点动摇了人们根深蒂固的认识:大脑是一个通用的学习设备,在接触外界环境之前,它是一块白板,空无一物。如果语法基因真的存在,它会做些什么呢?难道真的会像乔姆斯基所暗示的那样,创造出一个语法器官吗?在大多数人看来,这同样荒唐可笑。
可是,如果语言是一种本能,它就必定会体现于大脑的某个部位。在基因的设计下,相关的大脑回路必须做好充分的准备,以承担其所需扮演的角色。我们是否有证据证明基因真的建造了专门控制语法的大脑区域呢?在这一点上,遗传学家和神经生物学家的大部分研究手段都派不上用场,因为大多数人都不希望自己的大脑被插入电极或注射化学物质,也不希望对自己做手术,或者被弄下一块儿大脑组织用来切片和染色。伍迪·艾伦曾说:“大脑是我第二喜欢的器官。”因此,我们对语言的生物属性仍然知之甚少。但是,借助大自然的某些意外事故和一些设计巧妙的间接手段,心理语言学家还是得到了不少惊人的发现。现在让我们开始寻找传说中的语法基因,我们首先对大脑做一番鸟瞰,然后再一步步地缩小搜寻范围。
我们都在用左脑说话
我们的搜寻工作可以从半个大脑开始,将另一半先搁置起来。1861年,法国医生保罗·布洛卡(Paul Broca)解剖了一位失语症患者的大脑。这名患者被医院的工作人员戏称为“塔恩”(Tan),因为这是他唯一能发出的音节。布洛卡在塔恩的左脑发现了一个巨大囊肿,此后布洛卡又检查了其他8位失语症患者的大脑,发现他们的左脑同样发生了病变。这足以说明,左脑损伤与失语症存在着某种必然的联系。因此布洛卡得出结论:人类用左脑说话。
在此后的130年里,布洛卡的结论被反复证实。其中部分证据来自于一个极为常见的现象:左脑控制右侧身体的运动、感知,而右脑则控制左侧身体的运动、感知。许多失语症患者的右侧身体会出现无力或瘫痪等症状,包括前面提到的塔恩,以及第1章中那位康复的失语症患者,那名患者一早醒来发现自己的右手不能动弹,他还以为是睡觉时压住了右手。《圣经》诗篇137:5-6对“右手”和“舌头”之间的关系作了一番归纳:
耶路撒冷啊!我若忘记你,
情愿我的右手忘记技巧。
我若不记念你,
若不看耶路撒冷过于我所最喜乐的,
情愿我的舌头贴于上膛。
相对于左视野而言,正常人能够更加准确地辨认出投射于右视野的单词,即便这个单词是从右至左书写的希伯来文。当左耳和右耳分别听到不同的单词时,人们往往能更好地识别出右边的单词。对一些无法用药物治愈的癫痫病人,医生会通过手术的方法切断连接左脑与右脑的胼胝体,以阻断两个半脑之间的联系。患者在术后完全可以过上正常的生活,但神经学家迈克尔·加扎尼加(Michael Gazzaniga)发现,他们与正常人有一些细微的差别。当头部固定不动时,这些患者可以描述出发生于自己右视野的事情,说出自己右手所拿物品的名称,但却无法说出左视野发生的事情,或者左手拿着什么东西。这是因为,他们的左侧世界与大脑语言中心的联系被切断了。不过,他们可以通过手势、比画等非语言方式来表达自己对左侧世界的感知。
当神经科学家利用各种技术直接观察大脑时,他们可以在左脑中看到语言运作的迹象。从解剖学上看,左脑与右脑的褶皱突起并非完全对称,这种差异在与语言相关的区域表现得尤为明显,甚至肉眼就可以分辨。借助CT扫描与核磁共振技术,我们可以用计算机重建活体大脑的断层图像,而失语症患者的左脑几乎都呈现出一定程度的损伤。通过向颈动脉注射阿米妥钠的方法,神经学家可以暂时麻痹病人的某侧大脑,结果显示,病人在右脑麻痹后还可以说话,但左脑麻痹后就无法言语了。由于大脑没有疼痛感受器,所以在脑部手术时,医生有时只会给病人实施局部麻醉,病人因此可以保持清醒的意识。
THE
INSTINCT
LANGUAGE
语言认知实验室
神经外科医生怀尔德·彭菲尔德(Wilder Penfield)发现,如果对左脑的特定部位予以轻微电击,会导致病人突然语塞。神经外科医生这样做并不是为了满足自己的好奇心,而是想确保他们所切除的大脑癌变部位并非重要的脑功能区。在针对正常人的研究中,实验人员会在被试的头皮上贴满电极,然后记录下被试在阅读或听到单词时的脑电图。当每个单词出现的时候,实验人员检测到脑电信号的明显波动,而头颅左侧电极接收到的信号要比右侧更为强烈。不过,这一现象解释起来比较困难,因为源自大脑深处某个部位的电信号同样可以由大脑的其他部位发送出来。
一种新的技术叫作正电子放射断层造影术(PET)。志愿者需要事先注射含有微量放射性成分的葡萄糖或水,或者吸入一定的放射性气体,剂量大致相当于接受一次胸透检查,然后实验人员再用伽马射线探测器扫描他的头部。一般来说,比较活跃的大脑区域会消耗更多的葡萄糖,也会有更多的含氧血液输送到这个部位,因此在计算机的协助下,我们可以依据大脑不同区域的放射量勾画出大脑的工作部位。大脑每个部位的代谢状态都可以由计算机生成实际影像:代谢活跃的区域呈现明亮的红色和黄色,相对平静的区域呈现较深的蓝色。如果将被试阅读、说话时的大脑影像与观看无意义的符号或听到无意义的声音时的大脑影像进行对比,我们可以找出大脑在进行语言操作时的“发亮”部位。正如我们所料,这些亮点都在左脑。
左脑究竟在做些什么呢?它负责的不仅仅是类似语音的声音、类似单词的符号,或者嘴部的各种动作,它处理的是抽象的语言。大部分失语症患者都可以吹灭蜡烛或者用吸管吸水,就像第1章中的福特先生一样,但他们的书写能力和说话能力都出现了障碍,这表明失语症患者丧失的不是对嘴部的控制能力,而是单纯的语言能力。某些失语症患者可以唱出美妙的歌曲,而且很多患者可以流畅地赌誓、咒骂。我们早已知道,单就听觉而言,与右脑联系紧密的左耳对声调的辨析更为敏锐,但这种情况只有在声调被当作乐音来聆听时才会出现。对中国人或泰国人来说,声调是构成音素的基本特征之一,因此他们辨析声调的优势就转到了右耳和左脑,因为左脑是处理语言的地方。
如果让某人一边跟读别人的讲话,一边用左手或右手手指轻敲桌面,他会觉得右手手指使用起来更加费力,这是因为右手手指在和语言争夺左脑的资源。令人惊讶的是,心理学家厄休拉·贝露姬和她的同事发现,同样的情形也发生在聋哑人身上。当聋哑人一边“跟读”美国手语中的单手词语,一边用右手手指或左手手指轻敲桌面时,他们的右手也不像左手那样灵活。这说明聋哑人的手势也与左脑紧密联系。之所以存在这种联系,是因为这些手势不是单纯的手势,而是手语手势。如果让一个人(无论是聋哑人还是正常人)跟着别人做出挥手、翘大拇指或者其他无意义的手势,此时左右手指的差别就不复存在了。
聋哑人中的失语症患者也是一样。研究表明,如果聋哑手语者的左脑受到损伤,他也会出现和正常人类似的失语现象。比如说,与福特先生有同样遭遇的聋哑人可以正常地执行和手语无关的各种任务,即便这些任务同样要用到眼睛和双手,例如比画物体、表演哑剧、识别面孔和依样画图。而对右脑的伤害则会产生相反的结果,他们的手语完全不受影响,但却难以完成涉及视觉空间的任务,这和听力正常的右脑受损者完全一样。这个发现着实令人惊叹。学者一般认为,右脑专门掌管人们的知觉空间能力,所以像手语这样依靠视觉空间的行为也应该是由右脑负责,然而贝露姬的研究证明,只要是语言,无论它是“口-耳”相传还是“手-眼”互通,全都由左脑控制。因此,左脑一定是负责处理语言背后的抽象规则、树形结构、心理语法、心理词典和构词法则的,而不仅仅是外在的声音和嘴型。
19%!只有少数“左撇子”用右脑控制语言
为什么语言功能会偏居大脑一侧呢?或者我们更应问的是:为什么人体的其他部分都如此对称呢?对称是一种无法随意生成的现象,如果让你随意地给一个棋盘大小、8×8的正方形涂满颜色,那么图案两边均匀对称的概率还不到十亿分之一。在自然界中,生物分子就是不对称的,大多数植物和不少动物也是不对称的。制造出一个左右对称的身体是一件极其困难之事,而且代价高昂。对称是一种异常苛刻的设计,对那些身体对称的动物而言,任何一种疾病或者缺陷都可能破坏其外表的对称性。因此无论是蝎蛉、燕子还是人类,都无一例外地将对称视为一种性感(它表明对方是适合交配的对象),而将不对称看成一种畸形。在动物的生命形态中,一定有某种原因使得对称的设计“物有所值”。动物生命形态的一个重要特征就是移动性,两侧对称的身体设计有助于动物更好地直线行进。其中的道理非常简单:身体不对称的生物只能绕着圈子打转,感觉器官不对称的动物只能注意到身体一侧的信息,即便身体的另一侧也有值得关注的事情发生。不过,虽然直线行进的动物拥有左右对称的身体,但它们前后却不对称(除了电影《怪医杜立德》中的那只双头瞪羚)。就物体的前进而言,单一方向的施力显然效果最佳,因此建造一个朝着单一方向前进并可以自由转向的运载工具,比建造一个正反向(或者各个方向)都可前行的运载工具要容易得多。此外,生物体也没有上下对称的形式,这是受地心引力影响的结果。
感觉与运动器官的对称性也反映在大脑中,因为大脑的大部分区域(至少对人类以外的动物而言)都是专门用来处理感觉信息和设定运动程序的。大脑的视觉区、听觉区和运动区对称地分布于大脑两侧,这实际上就是对外部空间结构的重现。如果提取动物的少量大脑组织,你会在其中发现与这个动物所感知的外部世界相对应的神经元。因此,无论是对称的身体,还是对称的知觉世界,都是由本身也近乎对称的大脑所控制的。
但是,没有生物学家能够解释清楚为什么左脑控制右侧的空间知觉,而右脑控制左侧的空间知觉,只有心理语言学家马塞尔·金斯波兰尼(Marcel Kinsbourne)提出了一个看似毫不可信的假说。在自然界中,所有两侧对称的无脊索动物(例如蠕虫、昆虫等)都是同侧控制的,即中枢神经系统的左侧控制左边的身体,右侧控制右边的身体。由此推断,那些曾经是脊索动物祖先的无脊索动物也应该如此(脊索动物指脊髓由脊柱保护的动物,如鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类)。但是,所有的脊索动物都是“对侧”控制的:右脑控制左侧的身体,左脑控制右侧的身体。是什么原因导致了这种身体上的改造呢?金斯波兰尼是这样解释的:你可以把自己想象成一个同侧控制的生物,然后把你的脑袋像猫头鹰那样向后转动180°(转到180°就可以了,不要像电影《驱魔人》里的小女孩那样继续往下转)。现在,假设你的脑袋被卡在了这个位置,你的大脑由此被扭转了半周。这样一来,你的左脑就控制着你的右侧身体,而右脑则控制左侧身体。
当然,金斯波兰尼并不是说真的有某个原始生物曾经卡住了自己的脑袋。他认为,一定是某个遗传指令导致这个生物在胚胎时期发生了头部旋转。实际上,我们可以在蜗牛和某些蝇类的胚胎期观察到这种旋转现象。就生物体的构建而言,这似乎是一种违反常理的做法,但它其实是进化的惯用手段,因为进化无法将一切推倒重来,而只能对原有的设计进行修补、改装。例如人类的S形脊柱,它就是在四足动物拱形脊柱的基础上改造而成的。还有双眼同在身体一侧的比目鱼,这种鱼选择紧贴海底生活,它的头也随之发生扭转,这可以避免它的一只眼睛常年盯着海底的沙子而毫无用处。由于金斯波兰尼所假设的这种生物大概在5亿年前就已经灭绝,而且没有留下任何化石,因此没有人知道它的脑袋为什么要这样扭转。或许它的某个祖先在此之前已经发生了90°的扭转,就像比目鱼一样,而它只不过是将其摆正。进化总是缺乏远见的,为了将头部和身体对齐,这种生物也许并不是将头部往回扭,而是让它朝着相同的方向再旋转90°。然而这并不要紧,金斯波兰尼只是认为这种旋转一定发生过,而并没有说自己能够解释它发生的原因。不过,科学界对蜗牛的旋转倒是比较了解。蜗牛是以身体的扭曲来实现旋转的,就像扭结的椒盐卷饼一样。我当年的生物学课本是这样解释的:“在头和脚保持不动的情况下,它的内脏自下而上地旋转180°,这使得它的肛门朝上,位于头顶……对于一种住在壳中、只有一个开口的动物来说,这种安排的好处不言而喻。”
为了支持自己的理论,金斯波兰尼强调:无脊索动物的主要神经束位于腹部,心脏位于背部;而脊索动物的神经束位于背部,心脏位于胸腔。假如我们把无脊索动物的头部扭转180°,就正好符合脊索动物的身体构造,反之亦然。金斯波兰尼的理论认为,随着头部的旋转,神经束和心脏的位置也相对地发生了旋转,因此我们才找不出一个神经束在腹部、心脏在背部的脊索动物。身体构造的重大变化会影响动物的总体设计,而且很难回到过去。我们都是这种“反扭”生物的后代,这导致了5亿年后的今天,我们在左脑中风时感到疼痛的是右手,而不是左手。
面对分布均衡的外部环境,两侧对称的身体设计有利于我们的感知和运动。至于那些与外界环境没有直接关系的身体系统,对称的设计就显得过于奢侈了。在这一点上,心、肝、胃等内脏是最好的例子,它们与外部世界的空间分布没有任何关系,因此也不必讲求对称。同理,大脑神经回路也出现了类似的情况。
让我们想象一下用手摆弄物体的动作。这种动作与外部环境没有太大的关系,操作者可以按照自己的想法把物体摆放在任何位置。因此,生物体的前肢,以及控制前肢的大脑区域并不需要对称。哪一种结构最有利于执行这个动作,它们就采用哪一种结构。对于摆弄物体而言,双手分工合作是一种非常有效的方法:一只手抓住物体,另一只手进行操作。因此龙虾的螯足就是一大一小,极不对称,而控制各个物种的前爪或手臂的大脑区域也不对称。在动物王国里,人类是最熟练的操作者,也是在左、右手区分上最为明显、也最为一致的物种。无论哪个国家,哪个历史时期,90%的人都偏好右手。不少学者认为,其中大部分人都拥有一个或者两个决定右手(左脑)偏好的显性基因副本。但是,如果该基因的两个副本为隐性,这个人就没有很强的右手偏好了,他可以是“右撇子”,可以是“左撇子”,也可以是“双撇子”。
在处理以时间(而非空间)为维度的信息时,对称也派不上任何用场。假设有一定数量的神经组织专门负责这个任务,那么最为合理的安排就是把它们集中起来,放在一起,以缩短通信距离,而不是把它们平分到两个半脑,通过缓慢、嘈杂的“越洋电话”来进行交流。因此,多数鸟类的鸣叫控制区明显地偏向大脑左半球,猴子、海豚和老鼠的各种叫声的产生以及对声音的识别也都是由大脑的一侧所控制的。
出于同样的原因,人类的语言中枢也集中于某一个半球,其所应对的是时间流程而非空间环境。单词组成的语句虽然秩序井然,但却不涉及空间上的方位。或许这个半球本就拥有一套精于计算的微型电路,专门控制细微、精密和时序性的操作,而这也就使它成为语言处理的最佳场所,因为语言需要的就是时序控制。就人类的进化结果来看,这个半球恰巧就是左脑。许多认知心理学家认为,各种涉及时序配合和部件整合的心智活动都发生于左脑,例如辨别或想象一个由多个部分组合的物体,或者进行一步步的逻辑推理。加扎尼加曾经对一位接受过裂脑手术的患者进行了测试,他发现,分离之后的左脑所表现出的智商与分离之前整个大脑的智商竟然是一致的!
从大脑语言区的位置来看,大多数“左撇子”并不是“右撇子”的反像。左脑控制所有“右撇子”的语言(97%),而右脑只控制少数“左撇子”的语言(19%),绝大多数“左撇子”的语言能力由左脑控制(68%)或由左右脑同时控制。在所有“左撇子”中,语言区分布于左右脑之间的比例要高于分布在右脑的比例,因此他们在某侧大脑中风后不太会遭受失语的困扰。有证据显示,虽然“左撇子”在数学、空间方位和艺术上有更好的表现,但却比较容易患上语言障碍、难语症或者口吃。即便是有“左撇子”亲戚的“右撇子”(这些人可能只拥有一个决定右手偏好的显性基因副本),在语句的理解上也与纯粹的“右撇子”有着细微的差别。
人类的“语言器官”:左侧大脑外侧裂周区
当然,语言并没有占用整个左脑。布洛卡发现,塔恩的大脑损伤正好位于大脑外侧裂的上方,大脑外侧裂是一条将人类独特的颞叶与大脑其他部分隔离开来的深沟。如今,人们将塔恩的发病部位称为布洛卡区(Broca’s area)。如果这个区域和大脑外侧裂两侧的其他一些部位受损,就会对患者的语言能力产生影响。图9-1的阴影部分就是这些区域的位置。在所有由脑损伤引发的语言问题中,损伤部位位于左侧大脑外侧裂两边的病例占到98%。彭菲尔德发现,那些予以轻微电击便可造成语塞的大脑点位也分布于这一区域。虽然大脑语言区看上去被一道鸿沟分成两半,但这其实是一种错觉。大脑皮质(灰质)就像是一张为了强行塞入脑壳而被揉成一团的报纸,从外表上看,这张报纸上的图片和文字都被扭曲打乱,不相干的内容被挤在了一起,而相关的内容却被分离开来,但事实并非如此。加扎尼加的同事曾经利用核磁共振对大脑进行切片成像,由此重构出大脑皮质的平展画面,就像是将揉皱的报纸重新展开。结果发现,所有涉及语言的区域都是连在一起的,构成了一个整体。大脑皮质的这片区域,也就是左侧大脑的外侧裂周区,可以被看成是人类的“语言器官”。

图9-1 “语言器官”
现在让我们近距离观察这片区域。塔恩与福特先生的脑伤部位都在布洛卡区,他们说起话来迟钝、吃力且不合语法,这种症状被称为布洛卡氏失语症。下面这两段话出自另一位患者,他名叫彼得·霍根(Peter Hogan)。在前一段话中,他讲述的是自己入院的原因,在后一段话中,他谈到了自己以前在造纸厂的工作:
Yes …ah …Monday …ah …Dad and Peter Hogan, and Dad …ah …hospital…and ah …Wednesday …Wednesday nine o’clock and ah Thursday …ten o’clock ah doctors …two …two ... an doctors and …ah …teeth …yah …And a doctor an girl …and gums, an I.
是的……啊……星期一……啊……爸爸和彼得·霍根,和爸爸……啊……医院……啊……星期三……星期三9点钟和星期四……10点钟医生……两个……两个……一个医生和……啊……牙齿……呀……一个医生一个女孩……牙龈,一个我。
Lower Falls …Maine …Paper. Four hundred tons a day! And ah …sulphur machines, and ah …wood …Two weeks and eight hours. Eight hours ... no! Twelve hours, fifteen hours …workin …workin ... workin! Yes, and ah …sulphur. Sulphur and …Ah wood. Ah …handlin! And ah sick, four years ago.
下瀑布……缅因州……纸。一天400百吨!啊……硫化机……和……木头……两星期和8个小时……不!12个小时,15小时……工作……工作……工作!是的……啊……硫磺。硫磺和……木头。啊……操作!啊生病……4年前。
布洛卡区与大脑运动区中专门负责下颚、嘴唇和舌头的部分相连。人们一度认为,布洛卡区影响的是语言表达(这里显然不是专指说话,因为患者的书写或手语也同样遭到破坏),但这个区域牵涉的似乎是一般性的语法能力。一个人的语法缺陷最容易在语言输出时露出马脚,因为任何一点儿失误都会导致整个句子不伦不类。相比之下,在语言输入时,语法缺陷却表现得较为隐蔽,因为可以利用语言的羡余性来合理猜测句意,而无须借助句法剖析。例如,一个人只要知道“狗咬人”“小孩吃苹果”“苹果是红色的”这些生活逻辑,就可以理解“The dog hit the man”(这条狗咬了这个人)和“The apple that the boy is eating is red”(这个小男孩吃的苹果是红色的)。即便是像“The car pushes the truck”(汽车推卡车)这样的句子,一个人也能猜出到底是“谁推谁”,因为施动者通常出现在受动者之前。在一个世纪的时间里,布洛卡氏失语症患者正是借助这种手段骗过了神经学家的眼睛,直到心理语言学家出现,这场骗局才被拆穿。心理语言学家让患者阅读只有依靠句法剖析才能理解的句子,例如“The car is pushed by the truck”(汽车被卡车推着走)、“The girl whom the boy is pushing is tall”(男孩推着的女孩个子很高),然后要求患者依据句子的意思进行现场表演,结果正确率只有一半,这说明他们显然是在瞎猜。
还有其他理由让我们相信,大脑外侧裂周区的前部,也就是布洛卡区所在的区域,牵涉到语法的处理。当一个人阅读句子时,我们可以将电极贴在他左脑前部的头皮上,以监测他的脑电活动。结果显示,当被试读到不合语法的句子时,电极会监测到异常的脑电活动。当被试需要把句中的一个短语记在心里,直到语迹出现时,例如“What did you say(语迹)?to John?”(你对约翰说了什么),电极也会监测到脑电活动的变化。在一些实验中,研究人员利用正电子放射断层造影术等技术测量被试的脑血量,结果发现,当被试聆听别人说话、讲述一个故事或者理解复杂句子的时候,这片区域都会发亮。通过对实验组和控制组所获数据的统计比对,我们已经可以确信,这片区域负责的是处理句子的结构,而不仅仅是思考句子的内容。最近,神经学家卡琳·斯特朗斯沃尔德、大卫·凯布兰(David Caplan)和纳特·阿尔珀特(Nat Alpert)设计了一个精密实验,这个实验捕捉到了更为精确的画面:对某一特定句子结构的处理会导致布洛卡区的岛盖部发亮。
语言器官能否进一步细分
那么,布洛卡区就是语法器官吗?这也未必。如果只是布洛卡区受损的话,通常并不会造成持久性的重度失语。只有当它的周边区域以及底部的白质(它负责将布洛卡区与大脑其他区域联结起来)一并受损时,才会引发严重的症状。有时,由中风或者帕金森症导致的基底核受损也会引发布洛卡氏失语症。基底核是深埋于额叶之下的一组复杂的神经核团,它所负责的是需要技能的运动。布洛卡氏失语症患者说话吃力的现象和他们的语法困难或许是两回事,这说明遭受损伤的可能不是布洛卡区,而是它附近的大脑皮质的深处部位。此外,最出人意料的是,有些语法能力不会因为布洛卡区的病变而受到影响。在区分句子正误的测试中,一些布洛卡氏失语症患者可以察觉出极其细微的句法错误,例如:
John was finally kissed Louise.
John was finally kissed by Louise.
约翰终于被路易丝亲到了。
I want you will go to the store now.
I want you to go to the store now.
我要你现在去商店。
Did the old man enjoying the view?
Did the old man enjoy the view?
这位老人欣赏风景了吗?
不过,失语症患者并不能识别所有的语法错误,而且,也不是所有的患者都可以识别语法错误。因此,布洛卡区在语言方面究竟扮演着什么样的角色,还是一个尚未明了的问题。这个区域也许是专门负责将心语所携带的信息转换成语法结构,或将语法结构转换成心语。在执行这一语法任务时,它需要通过基底核与前额叶进行沟通,这有利于抽象推理与知识的运用。
布洛卡区也通过一束神经纤维与第二个语言器官相连,它就是韦尼克区(Wernicke’s area)。这块区域如果受损,就会引发一种完全不同的失语症。以下是霍华德·加德纳的一段记录,内容是他和一位名叫戈尔甘(Gorgan)的患者的对话。
“你为什么会住院?”我问这位72岁的老屠夫,他在4个星期前住进了医院。
“孩子,我在出汗,我非常紧张。你知道,有一次我被抓了起来,我不能提及那个‘tarripoi’,一个月以前,只有一点点,我很好地完成了很多事情,我强加了很多,然而,在另一方面,你知道我的意思,我不得不逃来逃去,仔细检查,‘trebbin’和其他类似的材料。”
我好几次想打断他的话,但都没有成功,因为他一开口就滔滔不绝,语速极快。最后我只好把手举起,按在他的肩膀上,这样才让他暂停下来。
“谢谢,戈尔甘先生。我想问你一些——”
“哦,当然,问吧,想问什么尽管问。如果我能我就会。哦,我说错话了,这里所有的理发师不管什么时候打断你说话,它就会绕来绕去,如果你懂我的意思,就是一次次给‘repucer’打结,‘repuceration’。好吧,我们正在尽我们所能,而下一次是用那边的床做同样的事情。”
从某些方面来说,韦尼克氏失语症与布洛卡氏失语症正好形成互补。患者能够流利地吐出一串串合乎语法的短语,但他们的谈话内容却没有任何意义,里面充斥着大量的“新词”和替代语。与许多布洛卡氏失语症患者不同,韦尼克氏失语症患者难以说出物体的名称,他们只能用一些相关的单词来进行替代,或者歪曲原有单词的正确读音。例如:
table(桌子)→“chair”
elbow(手肘)→“knee”
clip(夹子)→“plick”
butter(黄油)→“tubber”
ceiling(天花板)→“leasing”
ankle(脚踝)→“ankley” “no mankle” “no kankle”
comb(梳子)→“close” “saw it” “cit it” “cut” “the comb” “the came”
paper(纸)→“piece of handkerchief” “pauper” “hand pepper” “piece of hand paper”
fork(叉子)→“tonsil” “teller” “tongue” “fung”
韦尼克氏失语症的一个突出症状是,患者几乎无法理解他人的语言。如果韦尼克区与布洛卡区之间的联结受损,则会引发第三种失语症,这种类型的患者无法复述听到的语言。此外,还有第四种失语症,患者的布洛卡区、韦尼克区以及二者之间的联结都完好无损,但它们却像孤岛一样与大脑皮质的其他区域中断了联系,这类患者虽然无法听懂语言,但却可以复述甚至跟读他人说话。基于上述原因,再加上韦尼克区与大脑皮质的听觉中枢相邻,人们一度认为这块区域专门负责理解语言,但这难以解释为什么韦尼克氏失语症患者会像精神病人一样胡言乱语。韦尼克区的工作似乎是收集单词,然后将它们输送到其他部门(主要是布洛卡区),再由这些部门对单词进行组装和分析。当韦尼克区受损时,原本由它提供的特定信息和单词就无法传递到布洛卡区,这迫使忠于职守的布洛卡区不得不开足马力,凭空造出大量短语,这或许就是韦尼克氏失语症的产生原因。不过坦率地说,没有人真正知道布洛卡区或韦尼克区究竟是用来做什么的。
韦尼克区,连同它附近的两块阴影区(即图9-1中的角回、缘上回),都位于三个脑叶的交汇点。因此,它自然地成为整合视觉、听觉、体觉和空间位置等各种信息的理想场所,同时它也成为将单词的读音与其所指代的物体的外貌、形状联系起来的逻辑位置。的确,如果这片区域遭受损伤,会引发一种叫作“忘名症”(anomia)的语言障碍,即无法说出物体或人的名称。神经心理学家凯瑟琳·贝恩斯(Kathleen Baynes)曾经研究过一位化名“HW”的患者,他是一位商业人士,头脑聪明,表达流利,能说会道,但却无法从心理词典中调取要说的名词,即便他明白这些名词的含义。贝恩斯曾要求他讲述一张图片的内容,图片画的是:一个站在凳子上的男孩伸手去拿架子上的罐子,并把一块饼干递给他的妹妹,结果从凳子上摔了下来。下面是HW先生的描述:
First of all this is falling down, just about, and is gonna fall down and they’re both getting something to eat … but the trouble is this is gonna let go and they’re both gonna fall down ... I can’t see well enough but I believe that either she or will have some food that’s not good for you and she’s to get some for her, too … and that you get it there because they shouldn’t go up there and get it unless you tell them that they could have it. And so this is falling down and for sure there’s one they’re going to have for food and, and this didn’t come out right, the, uh, the stuff that’s uh, good for, it’s not good for you but it, but you love, um mum mum [smacks lips] … and that so they’ve ... see that, I can’t see whether it’s in there or not... I think she’s saying, I want two or three,I want one, I think, I think so, and so, so she’s gonna get this one for sure it’s gonna fall down there or whatever, she’s gonna get that one and, and there, he’s gonna get one himself or more, it all depends with this when they fall down … and when it falls down there’s no problem, all they got to do is fix it and go right back up and get some more.
首先是摔倒,差不多就要摔下来了,他们两个想拿东西吃……但麻烦的是快要站不稳了,他们都要倒了……我看不太清楚,不过我相信她或者想要一些对你没什么好处的食物,她也需要给她拿一些。你把它放在那里是因为他们不应该爬上去拿它,除非你告诉他们可以拿。所以要摔下来,他们显然就要拿到一个来吃,但进展得不顺利,嗯,这东西虽然不错,但对你没有好处,但它是你所喜欢的,嗯、嗯、嗯(咂嘴的声音)……所以他们……看那,我看不出它在不在那里,我觉得她在说:我想要两个或者三个,我想要一个,我想,我想是这样的,所以,所以她准备去拿这一个,很明显它就要掉下来了,她准备去拿那一个,在那里,他准备给自己拿一个或者几个,这取决于他们什么时候摔下来,不过摔下来也没问题,他们只要把它摆好,就可以再爬上去拿更多的。
HW先生可以正确地使用名词短语,但却无法将名词调取出来,放到短语中去。他只能借助代词、动名词(例如falling down)和一些通用名词(例如food、stuff)来拐弯抹角地指代特定的对象。忘名症患者较少出现动词方面的问题,但布洛卡氏失语症患者却时常被动词折磨,这或许是因为动词与句法有着密切的联系。
THE
INSTINCT
LANGUAGE
语言认知实验室
其他迹象表明,大脑外侧裂的后部区域牵涉到单词的储存与调取。当一个人在阅读语法正确的句子时,如果他遇到句中的某个单词在意义上讲不通,例如“The boys heard Joe’s orange about Africa”中的“orange”,贴在他脑后的电极就会监测到脑电波的变化(不过正如前文所说,我们只能推断这些信号是来自电极下方的位置)。如果用正电子放射断层造影术来扫描某个人的大脑,当这个人听到某个单词(或“伪词”,比如tweal)时,大脑的这片区域就会发亮。此外,如果让一个人观看屏幕上的一组单词,并要求他判断这些单词是否押韵(这使得他必须默念这些单词的读音),这片区域也会发亮。
我们可以大体绘制出位于大脑外侧裂周区的语言器官的功能结构图:外侧裂周区前部(包括布洛卡区)负责处理语法;外侧裂周区后部(包括韦尼克区和三个脑叶的连接区)负责单词(特别是名词)的读音和某些方面的词义。我们是否可以将镜头拉近,分离出执行具体语法任务的更小区域呢?答案是既“不可以”又“可以”。说它“不可以”,是因为我们无法在大脑中划出更小的“语言模块区”——至少目前还不能;说它“可以”,是因为一定存在着执行具体任务的皮质区,因为大脑损伤会导致各种不同类型的语言缺陷。这是一个有趣的悖论。
举例而言,虽然左脑外侧裂周区的大部分区域遭受损伤都可能导致语音知觉障碍(在正电子放射断层造影术研究中,语音知觉会点亮外侧裂周区的几个不同部位),但还是存在一种特殊的语音综合征:纯词聋(Pure Word Deafness)。顾名思义,这类患者能读会写,能够辨别周围环境的各种声音,例如音乐、关门声或动物的叫声,但就是听不懂单词。对他们来说,这些单词听起来就像是外语。在存在语法问题的患者中,有些人可以非常流利地说出一大段不合语法的句子,而布洛卡氏失语症患者却吐字艰难,说话迟钝。有些患者习惯性地遗漏动词、词形变化和虚词,另一些患者却总是错用这类词语。有些患者无法理解带有语迹的复合句,例如“The man who the woman kissed(语迹)?hugged the child”(女人亲吻的男人抱着小孩),但却能读懂含有反身代词的复合句,例如“The girl said that the woman washed herself”(女孩说这个女人自己洗的澡),而另一些患者却恰恰相反。有些意大利患者总是乱用意大利语中的屈折后缀(就像英语中的“-ing”“-s”和“-ed”),但却可以近乎完美地使用派生后缀(就像英语中的“-able”“-ness” 和“-er”)。
这种现象在心理词典上表现得尤为突出,我们几乎可以依据不同的词类划分出不同的症状:在忘名症患者中,不同的人害怕不同的名词。有些人能够使用具体名词,却无法使用抽象名词,有些人则正好相反。有些人可以说出“无生命的”名词,但却难以说出“有生命的”名词,有些人则正好相反。有些人可以叫出动物、蔬菜的名称,但却说出不出食物、身体部位、服装、交通工具或者家具的名字。此外,有些患者只能说出动物的名称,有些患者无法表达身体的部位,有些患者对常见于室内的东西束手无策,有些患者看见了颜色却说不出口,还有些患者无法说出专有名词。曾经有一位患者无法叫出水果或蔬菜的名字,他可以说出“算盘”和“狮身人面像”,但却说不出“苹果”和“梨”。心理学家埃德加·苏黎夫(Edgar Zurif)曾经嘲笑神经科医生喜欢给每种症状都取一个花哨的名字,因此他建议把这位患者的症状叫作“忘香蕉症”(banananomia)。
大脑里是不是真的有一个蔬菜瓜果区呢?从来没人找到过。同样,也没有人发现过屈折变化、语迹或语音的处理中心。我们几乎不能给大脑的心智功能进行分区定位。我们常常碰到这样的现象:两位病人的病变区域完全相同,但由此引发的语言障碍却不一样,或者两位病人患有同样的语言障碍,但大脑的病变区域却不相同。有时,一些非常具体的语言障碍,比如无法说出动物的名称,反倒是源于大面积病变、弥漫性脑萎缩或者脑部的撞击。此外,在韦尼克区受损的患者中,大约有10%的人会出现类似于布洛卡氏失语症的症状。同样,布洛卡区受损的患者也可能出现类似于韦尼克氏失语症的症状。
为什么画一张大脑的语言功能结构图要比登天还难呢?曾经有一派学者认为,大脑其实没有这样的分工,大脑就像一个烘肉卷,所有原料都搅拌在一起。除了感觉和运动之外,所有心智过程都表现为整个大脑的全方位、分散式的神经活动。但是,“烘肉卷理论”很难解释众多脑损伤患者所表现出的特定语言缺陷。随着“大脑的十年”[1](decade of the brain)的到来,这种理论已经落后于神经科学的发展脚步。以前的教科书曾经把不能划分为单一功能区的大脑区域称为“联合皮质区”(association cortex),现如今,借助于日新月异的研究工具,神经生物学家已经开始对这片区域进行测绘制图,并界定出几十个拥有独立功能的区域。例如,就视觉而言,就有专门负责物体形状、空间布局、颜色、立体影像、简单动作或复杂动作的不同区域。
我们现在知道,大脑可能真的存在负责名词短语或韵律等具体功能的专门区域,但目前针对人类大脑的研究手段还过于简陋,因此我们还无法找到它们。也许这些区域看上去就像是一些斑点、条纹,星星点点地分布于大脑的语言区。它们的形状可能很不规则,位置或许也因人而异,错落地分布于凹凸不平的大脑表面。我们在更为了解的大脑功能系统中已经发现了类似的特点,例如前面提到的视觉系统。如果真是如此,那么各种各样的脑部病变,以及正电子放射断层造影术等技术手段,都无法帮助我们发现这些功能区域。
已经有一些证据表明,大脑语言区域的布局很可能是斗折蛇行、犬牙交错的。神经外科医生乔治·奥杰曼(George Ojemann)沿用彭菲尔德的方法,对患者大脑的不同部位予以轻微电击。结果发现,如果电击某个毫米见方的微小区域,会对某一特定的语言功能造成障碍,例如无法重复或说完一个句子,无法叫出某个物体的名称,或者无法读出一个单词。但是,这些点位分散在大脑的各个部位(虽然主要在外侧裂周区,但并非绝对),而且分布的位置也因人而异。
你不必为这种犬牙交错、分散分布的设计感到惊讶,因为这种设计符合大脑的工作特点。大脑是一个特殊的器官,一个专门负责计算的器官。它不同于臀部、心脏等需要与外部世界进行物质交换的器官,因此也不需要将自己的功能部件都聚在一起。只要神经回路能够保持连通,大脑就可以将各个功能部件安放在不同的位置,这并不会对它的工作造成影响。打个比方,这就像电子设备的连接线可以被塞到任何角落,只要它的连接不中断就行;或者说一家公司的总部可以设在任何地方,只要它能与工厂、仓库保持及时有效的联系即可。这一点对单词而言似乎最为适用,大脑的许多区域如果发生病变遭受电击,都可能导致命名障碍。一个单词其实就是一束不同类型的信息,或许每个单词就像一个多端口的集线器,它可以处于某个区间的任何位置,只要其接线可以连接到大脑的其他部位即可,而这些部位存储着这个单词的读音、用法、逻辑,以及相关实物的外貌特征等信息。
正是利用这种脱离实体的特点,尚未发育成熟的大脑可以较为灵活地设定语言回路的位置。假定大脑的各个区域都有发展出语言回路的潜力,但人类的“出厂设置”若将它固定在大脑的某个特定位置,那么其他位置则受到压制。然而,如果初选位置在某个关键时期遭受损伤,语言回路就可以迁移到别处发展。许多神经学家相信,这就是不少人的语言中枢会跑到意想不到的位置上去的原因。对人类来说,出生是一种创伤经历,这不仅是指人们所熟知的心理创伤,还包括肉体的损伤。在分娩过程中,母亲的产道会像挤柠檬一样挤压婴儿的脑袋,新生儿往往会遭受轻度中风或者其他脑部损伤。因此,语言区位置异常的成人很可能在出生时遭受过脑部创伤,只不过后来康复了而已。现在,核磁共振仪已经是脑科学研究中心的常见设备,不少前往参观的新闻记者和哲学家都喜欢将自己的大脑影像图带回去留作纪念。有时,这些影像图上会显示一个核桃大小的凹陷,但这个凹陷除了成为朋友的笑料之外,并没有对本人造成任何不良的影响。
还有其他原因可以解释我们为何很难锁定语言功能的具体区域。某一类型的语言知识很可能拥有多个副本,它们的质量有高有低,分别存储在大脑的不同位置。当中风患者恢复到可以接受系统的语言测试时,他的某些语言能力(在推理能力的帮助下)也往往已经恢复。神经学家无法像电子技术人员那样将探针插入设备的输入、输出线路,以分离出它的独特功能。他们只能通过患者的眼、耳、口、手来了解患者的整体反应。在这种“刺激-反应”的过程中,患者的心智活动要经历多次中转。例如,如果要叫出一个物体的名字,患者必须首先认出这个物体,然后在心理词典中搜寻它的条目,调取它的读音,最后再把它说出来。或许在说出的时候还要对其进行监听,以确定自己的读音是否正确。如果其中任何一个步骤出现问题,都有可能导致命名障碍。
随着大脑成像技术的快速发展,我们对心智活动的位置或许会有更为清晰的了解。功能性核磁共振(Functional MRI)就是一个例子,它比正电子放射断层造影术更为准确,可以测量出大脑的不同部位在执行不同的心智任务时的工作强度。另外一个技术就是脑磁图(Magneto-Encephalography),它和脑电图比较类似,但却可以精确定位大脑电磁信号的来源部位。
语法基因存在的间接证据
如果我们只关注大脑上一个个邮票大小的区域,我们恐怕永远都无法理解语言器官和语法基因。心智的计算处理是以错综复杂的神经网络为基础的,这些神经网络构成了我们的大脑皮质。数百万计的神经元分布于这些网络之中,每个神经元都和数千个神经元相连,并以千分之一秒的速度传递着各种信息。如果我们能将显微镜伸进大脑,近距离观察语言区域的神经回路,我们会看到怎样的景象呢?没有人知道答案,但我可以给出一个合理的猜测。具有讽刺意味的是,这是语言本能最为重要的方面,因为它是语言表达和理解能力的真正源头,但同时它也正是我们最不了解的一个方面。接下来,我将要从神经元的视角,为你展现语法信息的处理过程。你不必对其中的细节过于较真,我只想让你明白,语言本能其实与物理世界的因果定律合辙同轨,而不是一种披着生物学外衣的神秘论调。
神经网络模型的设计基于一个简化抽象的神经元。这个神经元能做的事情不多,它有时活跃,有时不活跃。在活跃时,它会沿着轴突(输出线路)向与它相连的其他神经元发出信号,各神经元之间的连接点被称作突触。突触可以分为兴奋性突触和抑制性突触,它们拥有的传递强度也各不相同。位于接收端的神经元会将来自兴奋性突触的所有信号相加,再减去来自抑制性突触的信号,如果差数超过了某个阈值,它就会变得活跃起来。
如果这个简化的神经网络足够庞大,它就可以成为一台计算机,从而计算出任何具体问题的答案。这就像我们在第2章所看到的图灵机一样——通过在纸上来回穿梭,它可以得出“苏格拉底会死”的结论。之所以这样说,是因为我们可以用一些简单的方式将这些模拟神经元连接起来,使之成为一个个的“逻辑门”(logic gate),以执行“与”“或”“非”等逻辑运算。逻辑“与”是指:若A为真,且B也为真,则“A与B”为真。因此,当所有的输入端都打开时,“与门”就会自行打开。假设模拟神经元的阈值为0.5,而两个输入突触的权重分别都小于0.5,但总和却大于0.5(假设分别为0.4),这便是“与门”,如图9-2左图所示。

图9-2 “与”“或”“非”
逻辑“或”是指:若A为真,或B为真,则“A或B”为真。因此,只要有一个输入端打开,“或门”就可以打开。为了实现这一点,每个突触的权重都必须大于这个神经元的阈值,比如说0.6,就像图9-2中间图所示。逻辑“非”是指:若A为假,则“非A”为真,反之亦然。因此,当输入端打开时,“非门”就关闭,当输入端关闭时,“非门”就打开,这一任务由抑制性突触来完成,如图9-2右图所示,这个抑制性突触的负值权重必须大到能关闭神经元的输出。
下面来看一下神经网络是如何计算一个适度复杂的语法规则的。在英语中,“Bill walks”中的屈折后缀“-s”的适用条件为:主语为第三人称、单数,且动词为现在时态,并表示习惯性动作(这就是语言学中的“体”),但动词不能是“do”“have”“say”“be”等不规则动词(例如可以说“Bill is”,但不能说“Bill be’s”)。一个由逻辑门构成的神经网络可以用图9-3的方式解决这一组逻辑关系。

图9-3 神经网络模型
首先,图9-3左下方有一组神经元代表屈折变化的各种特征,其中相关特征通过“与门”和一个代表“第三人称、单数、现在时、习惯体”(简称“三单现习”)的神经元相连。这个神经元会刺激屈折变形“-s”所对应的神经元,进而刺激代表音素[z]的神经元。如果句子使用的是规则动词,所有与后缀“-s”有关的计算就到此为止,例如“hit”的变化就是“hit+s”,“wug”的变化就是“wug+s”。至于词干的发音,则可以依据心理词典中的具体说明,通过相应的连接逐一复制到词干神经元中,只不过我并未在图中把这些连接画出来。但是,如果碰到像“be”这样的不规则动词,整个计算过程就必须被阻断,否则这个神经网络就会产生出“be’s”这样的错误形式,“三单现习”神经元也会向“is”(be的不规则形式)神经元发出信号。如果这个人一定要用动词“be”,那么代表“be”的神经元就会活跃起来,它也会向神经元“is”发出信号。由于和“is”相连的两个输入端是一个“与门”,所以只有当两个输入端同时打开时,“is”才会被激活。这就是说,当且仅当一个人想用“be”,同时又符合“三单现习”的条件时,“is”神经元才会被激活。“is”神经元通过一个“非门”抑制了“-s”变化,阻止了“ises”或“be’s”的产生,同时,它又分别激活了代表元音[i]和辅音[z]的神经元。当然,在描述过程中,我省略了大脑其他部分的许多神经元和神经连接。
这是我搭建的一个神经网络模型,但它是专为英语设计的,而一个真正的大脑必须通过学习才能掌握所需知识。现在让我们继续展开联想,将这个神经网络想象成一个婴儿的大脑,假设其中各组神经元都是与生俱来的。不过和图9-3不同的是,每个神经元向外伸出的箭头不只一个,而是有多个,这些箭头将它与另一组神经元中的任何一个连接起来。也就是说,这个婴儿天生就能“预料”到有与人称、数量、时态和体有关的后缀的存在,以及可能存在的不规则动词,但他并不清楚某一门特定语言的组合、后缀或者不规则动词。然而,通过不断强化箭头指向的某些突触(就像我在图9-3所画的那些箭头),并忽视其他的突触,婴儿就可以学到相应的语法知识。这个学习过程可以描述如下:当婴儿听到某个单词以[z]音作为后缀时,图9-3右下角的[z]音神经元就被激活,同时,当婴儿想到“三单现习”时,图9-3左下角的4个相关神经元也被激活。如果这种刺激不但会向前传导,也会向后传导,而且如果每个突触在被激活时都会得到强化,同时它的输出神经也被激活,那么所有将“第三人称”“单数”“现在时”“习惯体”连接起来的突触都会得到强化,而[z]音神经元也会得到强化。如果这个经验重复多次,婴儿的神经网络就会逐渐发展为成人模式,就像图9-3所画的一样。
让我们把画面再拉近一些。神经元和它们之间的潜在连接到底是如何铺设的呢?这是当今神经科学界的研究热点,而且我们已经对大脑的串联方式有了一些了解,当然,这里指的不是人类的语言区,而是果蝇的眼球、雪貂的丘脑,以及猫和猴子的视觉皮质。在出生时,神经元就已经在脑室的周壁排列妥当(脑室位于大脑半球的中心,是一个充满液体的空腔),它们一个个整装待发,即将奔赴大脑的不同区域。接下来,这些神经元开始沿着由胶质细胞构成的索道向外延伸(脑质细胞是一种支持细胞,它和神经元一起,构成了大脑的主体部分),它们朝着脑壳的方向前进,一直延伸到它们在大脑皮质的栖息地。大脑皮质不同区域的神经元之所以会形成连接,常常是因为目标区域所释放的某种化学物质。一旦“嗅到”这种化学物质的气味,神经元的轴突就会循着气味的方向生长开来,而且气味越浓,它就越往那里去,就像植物的根部会被水分和肥料吸引一样。轴突也对胶质细胞表面的某些特殊分子十分敏感,这些分子可以引导轴突的延伸方向,就像格林童话《糖果屋》(Hansel and Gretel)里面的汉斯和格莱泰跟随面包屑的指引一样。一旦轴突抵达目标区附近,就会生出更为精细的突触连接,因为延伸而来的轴突与目标神经元表面的某些分子可以严丝合缝地对接,就像钥匙和锁头一样。当然,最初的连接常常是非常随意的,因为神经元总是迫不及待地伸出轴突,而这可能会把它导向各种不合适的目标区。这些连接会相继死亡,这可能是因为目标区无法提供必要的化学物质供其存活,也可能是因为当胚胎大脑正式启动之后,这些连接没有得到足够的使用。
请随我继续神经奥秘的探索之旅,我们已经离“语法基因”不远了。对神经元起着引导、连接和保护作用的分子叫蛋白质,蛋白质又受基因的指导。所谓基因,就是染色体内部DNA的碱基序列。启动基因的是“转录因子”和其他调节分子,这些配件依附于DNA碱基序列的某个位置,并解压一个邻近区段,使得这个基因转录为RNA,然后再翻译成蛋白质。一般情况下,这些调节因子本身就是蛋白质,因此生物体的建构过程就是一个错综复杂的连锁反应:DNA制造蛋白质,其中一些蛋白质又与其他DNA相互作用,产生更多的蛋白质。某一蛋白质在制造时间或制造数量上的微小差异,都会对生物体的建构产生重大影响。
可见,单个基因很少对生物体的某一具体部件做出规定。相反,它指导的是蛋白质的释放。这些蛋白质是构成某种复杂配方的原料,能够对各类部件的塑造产生特定的作用,而这些部件同时又受到其他基因的影响。特别是大脑的连接回路,它与负责神经布线的基因有着非常复杂的关系。一个表面分子也许并不是用在某个单一的回路之中,而是为许多回路所共用,每个回路都是依据特定方式组合而成的。举例而言,假设细胞膜上有X、Y、Z三种蛋白质,某个轴突可能会连接到X、Y所在的表面上,而另一个轴突则可能连接到Y、Z所在的表面上。神经学家估计,用来构建大脑和神经系统的基因大约有3万个,这占到人类基因组的绝大部分。
而这一切都源自一个细胞,即受精卵。受精卵中包含了两个染色体的副本,其中一个来自母亲,另一个来自父亲。每个染色体都是在父母的生殖腺中,通过随机拼接的方式,将源自祖父母(外祖父母)的部分染色体组合而成的。
现在我们已经可以给语法基因下一个定义了:语法基因就是DNA的一个区段,它可以在特定的时间、特定的大脑部位为蛋白质的合成指定遗传密码,或者启动蛋白质的转录,从而指导、吸引或者黏合神经元构成一个网络。这个网络与经过学习而不断强化的突触相互配合,成为解决语法问题(例如选择词缀或单词)必不可少的计算工具。
那么语法基因是真实存在的吗?或许它只是一个绕来绕去的说法而已?布莱恩·达菲(Brian Duffy)在1990年创作了一幅漫画。一头直立行走的猪问农夫:“今天的晚餐是什么?不会是我吧?”农夫转头对朋友说道:“这就是那头移植了人类基因的猪。”然而,这个场景是否真的会发生呢?
目前,我们还无法直接验证人类身上的语法基因。但是,与生物学上的许多案例一样,如果某个基因与特定的个体差异(通常为病理差异)形成了对应关系,我们就能很容易地将其识别出来。
我们确切地知道,在精子和卵子中存在着某种物质,它会影响胎儿日后的语言能力,例如口吃、难语症(一种阅读障碍,患者往往无法在心中将音节拆分为音素),特定型语言障碍也具有家族性特点。当然,家族性并不一定代表着遗传性(比如饮食口味和资产财富也同样具有家族性特点),但上述三种病症却很可能与遗传有关,因为我们找不出任何环境因素来合理地解释为什么家族中有的人会患病,而有的人却完全正常。而且,同卵双胞胎的共同发病率要远远高于异卵双胞胎,前者拥有相同的生长环境和完全相同的DNA,后者也拥有相同的生长环境,但只有一半的DNA相同。例如,一对4岁大的同卵双胞胎读错同一个单词的概率要高于异卵双胞胎。此外,如果一个孩子患有特定型语言障碍,他的同卵双胞胎兄弟患上此种疾病的可能性高达80%;但如果是异卵双胞胎,可能性则只有35%。那么,从小就被收养的孩子在语言能力上是否与自己的亲生父母更为相似呢?这是一个有趣的问题,因为他们身上有着父母的DNA,却与父母不在一起生活。我还没有见到有关特定型语言障碍或难语症的收养研究,但根据一项研究结果显示,婴儿出生一年之内的语言能力(如词语量、口头模仿、词语搭配、含混表达以及单词理解等)与其生母的一般认知能力和记忆力有关,而与养父母无关。
英国的K氏家庭接连三代都出现特定型语言障碍,它的某些家族成员只能说出“Carol is cry in the church”这样的病句,或者不知该如何处理“wug”的复数形式。到目前为止,这个家族是最能表明语法障碍具有遗传性的活证据,即语法能力的缺陷与“单基因常染色体显性遗传”有关。这个引起广泛关注的观点是以孟德尔的遗传定律为依据的,我们找不到合理的环境因素来解释为什么家族中的某些成员会患上此种疾病,而同龄的其他成员却不受影响。例如,这个家族中有一对异卵双胞胎,其中一个是患者,另一个却完全正常。而且,这个家族中有53%的人患有此种疾病,而全社会的患病率大约只有3%。当然,从理论上说,你也可以认为是这个家族运气不好,因为他们毕竟不是从总人口中随机抽取出来的,而是因为高发病率才受到遗传学家的关注,但这种辩解显然是吹毛求疵。之所以说这种疾病是由单一基因造成的,是因为如果它涉及几个基因,而且每个基因都对语言能力具有某种程度的影响的话,那么家族成员的语法障碍应该会有轻重、缓急之别,因为他们所继承的有害基因肯定有多有少。但是这个家族的语法障碍表现出“全有或全无”的特点。无论是学校的人还是家里人,大家对谁存在缺陷、谁一切正常有一致的看法。而且在高普尼克的大多数测试中,家族患病成员的分数全都集中在量表的最低端,而正常成员的分数则集中在最高端,二者没有重叠的部分。那为什么说这个基因是位于常染色体(而非X染色体)之上,而且属于显性基因呢?这是因为在这个家族中,男性和女性的发病率是一样的。而且,在所有病例中,患者的父母之中都有一方是正常人。如果这个基因是常染色体隐性基因,那么只有在父母双方都患病的情况下,孩子才会发病。如果它是X染色体隐性基因,那么只有男性才会发病,女性只是携带者。如果它是X染色体显性基因,那么患病的父亲会将它传给女儿,而不会传给儿子,因为儿子的X染色体来自母亲,而女儿则有两条X染色体,一条来自母亲,一条来自父亲。但在这个家族中,有一位父亲虽然患病,但他的一个女儿却是正常的。
但是,与美联社、基尔帕特里克的说法正好相反,这个单一基因并不是负责整个语法回路的运行。我们前面说过,虽然一台复杂的机器需要许多部件才能正常运行,但只要一个部件出现问题,整个机器都可能瘫痪。事实上,也许这个基因根本没有参与语法回路的构建,只不过当它存在缺陷时,会制造出一种特殊的蛋白质,这种蛋白质会对某种化学过程产生阻碍作用,而这种化学过程恰巧是构建语法回路的必要条件。也许这个基因会导致大脑的某个区域过度生长,以至越过自己的领地,挤掉预留给语言的地盘。
不过,这个发现仍然值得关注。在K氏家族中,大部分语言受损的成员在智力上都处于中等水平,而在其他家族中,有些患者的智力还更高一些。高普尼克曾经研究过一个男孩,他的数学成绩在班上数一数二。因此,这种特定型语言障碍表明,在大脑发育过程中,一定存在某种受基因指导的生理活动,它专门负责搭建语言计算的神经回路,当这种生理活动遭到破坏时,就会引起语言障碍。这一生理活动影响的范围很广,不仅包括语音的发音区和听觉区,还牵涉语法处理所必需的神经机制。虽然语言受损的家庭成员在儿时都会出现发音问题,学会说话的时间也比正常人晚,但他们最终能够摆脱语音的问题,但语法问题却会相伴终生。例如,这个家族中的患者虽然常常漏掉后缀“-ed”或“-s”,但这并不是因为他们无法听懂或发出这个音,他们完全可以区分“car”和“card”,也从来不会将“nose”读成“no”。换句话说,他们是将一个单词的固定部分和根据语法而添加的部分区别对待,即便这两个部分拥有相同的发音。
同样有趣的是,这种语言障碍并不会摧毁全部的语法能力,也不会对语法的所有部分产生同等的影响。虽然语言受损的家族成员在变化时态、添加后缀等问题上存在困难,但他们并非不可救药,而只是比家族中的其他人更差一些而已。他们最常出现的毛病主要集中在词法和词形变化上,例如时态、人称和数量,其他方面则很少受到影响。举例而言,患者能够发现动词短语的错误,比如说“The nice girl gives”或“The girl eats a cookie to the boy”,他们也能听懂复杂的句子,并根据句子内容进行表演。我们已经知道基因是如何工作的,因此,如果单个基因与某种特定功能之间不存在对应关系,我们也不会感到奇怪。
到目前为止,我们已经找到了语法基因存在的间接证据,因为有些基因似乎会对处理语法的神经回路产生特定的影响。我们还不知道这个基因位于染色体的哪个位置,也不知道它会对大脑结构产生怎样的影响。不过,研究者已经开始对这个家族进行血液抽样,准备进行专门的遗传分析。此外,有人对另一些特定型语言障碍患者的大脑进行了扫描,结果发现,患者大脑的外侧裂周区缺乏正常人的不对称性。其他一些学者则开始对患者的语法能力和家族史进行更为仔细的检查,其中一些人觉得高普尼克的观点令人振奋,另一些人则将信将疑。他们试图弄清特定型语言障碍的遗传普遍性,以及这种疾病到底会引发哪些不同的症状。不出意外的话,你将在未来几年里看到不少来自神经学和遗传学的有趣发现。
语言的遗传与变异
在现代生物学中,只要谈到基因,就不得不说到变异。除了同卵双胞胎外,世界上没有两个人(准确地说,是两个有性生殖的人)拥有完全相同的基因。如果不是这样,所谓的进化就不可能发生。如果我们的身体里真的有语言基因,那么普通人的语言能力是不是存在天生的差异?真是这样的吗?在讨论语言发展的问题时,我是不是应该对所有内容都做出严格的限定,因为世界上没有任何人拥有相同的语言本能?
我们很容易因为遗传学家的发现而变得亢奋。的确,我们身上的许多基因都是独一无二的,就像指纹一样,但是,如果你翻开《格氏解剖学》(Grey’s Anatomy)中的任何一页,你会发现,其实每个正常人的器官组织及其部件构成都是一样的,例如我们每个人都有一个含有四个空腔的心脏、一个肝脏,等等。面对这种看似矛盾的现象,生物人类学家约翰·托比(John Tooby)和认知心理学家林达·柯斯玛依达(Leda Cosmides)提出了合理的解释。
托比和柯斯玛依达认为,人与人之间的差异只是量的差异,而不能是质的不同,其原因就是两性繁殖。假如两个人的身体结构(无论是肺部结构这种生理设计还是神经系统这种认知回路)出自完全不同的设计方案,结果会是怎样呢?我们知道,人体这台复杂的机器需要许多精密的部件来构成,而这些部件的构造又依赖于大量的基因,但是,在生殖细胞的形成过程中,染色体是随机地剪裁、拼接和组合的,然后在受精过程中与另一个嵌合体进行配对。如果父母双方拥有完全不同的设计构造,那么他们各自遗传给后代的基因蓝图就根本无法配对,这就好像为了造出一辆新车而将任意两辆汽车的设计图进行裁剪、拼贴一样。如果这两辆汽车的设计图完全不同,比如说一辆是法拉利,一辆是吉普车,那么即便你可以把它们拼凑起来,这辆车也根本开不动。只有出于相同设计的机器才能进行拆装、组合,构成一台新的设备。
正因如此,遗传学家所说的变异其实只是一种微量的差异,这种差异被严格地限制在自然选择所允许的范围之内,即蛋白质分子序列的不同,而这些蛋白质的整体形状和功能都是基本一致的。此外,这种差异有着明确的目的:在每一代都将基因重排一遍,从而使种族的延续能够比病菌的进化更快一步,因为这些致病的微生物总是在不断地调整自己,企图更好地侵入宿主的化学环境。但是,如果我们不以病菌的眼光来看待这种差异,而是以解剖学家或心理学家的身份,从机体功能的宏观角度来考察这种差异,那么结论只有一个:人与人之间只存在量的小幅差异。正是拜自然选择所赐,我们每个正常人才没有质的区别。
但是,这并不是说个体差异就没有研究意义。遗传变异可以让我们了解心智的结构方式和精细程度。假如基因只是给心智配备了几台普通的信息处理设备,例如一个短期记忆装置和一台相关的侦测器,那么有些人可能会拥有比别人更好的记忆,或者在不经意间学到更多东西,但除此之外,人与人之间就没有什么区别了。然而,如果基因给心智装配了大量的精密部件,用以执行各式各样的具体任务,那么在“基因之手”的塑造下,我们每个人都会拥有一套与生俱来、独一无二的认知模式。
请看下面这段描述,它出自《科学》杂志最近刊载的一篇文章:
当奥斯卡·施托尔(Oskar St?hr)和杰克·郁夫(Jack Yufe)来到明尼苏达大学,参加心理学家托马斯·布沙尔(Thomas J. Bouchard)的研究项目时,他们都穿着饰有肩章的蓝色双排扣衬衫,留着胡须,戴着金边眼镜。布沙尔的研究对象是分开抚养的同卵双胞胎,而奥斯卡和杰克就是这样一对兄弟,他们40多岁,大约在20年前曾经见过一面。奥斯卡在德国长大,是一位天主教徒,杰克则是由他们的犹太父亲在特立尼达岛抚养长大。然而,这两个人的品味、性情却非常相似,他们的性子都很急,而且喜欢恶搞(都喜欢在电梯里打喷嚏来吓别人一跳)。
此外,他们在如厕前与如厕后都要冲一次马桶,喜欢在手腕上套橡皮筋,并且用黄油面包蘸咖啡。
许多人对这种奇闻轶事都表示怀疑。这只是一种巧合吗?是不是只要对任何两个人的生活习性进行足够细致的考察,我们都会发现一些相似的地方?显然不是。布沙尔和遗传学家D.莱肯(D. Lykken)、M.麦基(M. McGue)、A.特勒根(A. Tellegen)一次次地被分开抚养的同卵双胞胎身上的相似性所震惊,而这种相似性却从来不会出现在分开抚养的异卵双胞胎身上。例如,一对同卵双胞胎在初次见面时发现双方使用的都是“卫齿美康”(Vademecum)牌牙膏、“独木舟”(Canoe)牌刮胡水、“维坦丽思”(Vitalis)牌发油,以及“好彩”(Lucky Strike)牌香烟。见面之后,他们互寄给对方的生日礼物竟然也是相同的。还有一对同卵双胞胎姐妹都喜欢带7个戒指,一对双胞胎兄弟都正确地指出布沙尔的汽车应该换一个轴承。通过量化研究,学者已经发现了上百种类似案例,不但像智商、外向性、神经质这种一般特征具有一定的遗传性,就连一些特殊的倾向也是如此,例如宗教情怀、职业兴趣,以及对死刑、裁军或计算机音乐的看法。
难道真的有一个让人故意在电梯里打喷嚏的基因吗?恐怕没有,但也不需要有。同卵双胞胎拥有完全相同的基因,而不是只有一个基因相同。因此,是5万个基因的共同作用,才使一个人喜欢在电梯里打喷嚏吓人。同样,也是在5万个基因的共同作用下,一个人才会爱穿蓝色双排扣衬衫、使用“独木舟”牌刮胡水、戴7个戒指。为什么这样说呢?这是因为特定的基因与特定的心理特征之间并不存在直接关系。首先,一个基因无法构成一个单一的大脑模块。大脑就像是层层叠叠的蛋奶酥,每份基因产物都是其中的原料,它会对许多回路的各种性能产生复杂的影响。其次,单一的大脑模块无法产生某个特定的行为特征。大多数引人注意的行为特征,都是许多模块以独特的方式组合而成的结果。打个比方说,如果想成为一名篮球明星,一个人必须具备各项身体条件,如身高手大、善于瞄准,拥有良好的视野、肌肉爆发力强、肺活量大、肌腱富有弹性等。不过,虽然这些特征很可能都由遗传决定的,但我们并不需要用一个篮球基因来解释这一切。虽然NBA赛场上飞奔的都这些在遗传上得天独厚之人,但绝大多数身材高大的人都在从事其他行业,他们虽然身形高大但却笨手笨脚。毋庸置疑,所有让人觉得有趣的行为特征都是如此,就像喜欢在电梯里打喷嚏一样,它不会比举起一个球往篮子里投的行为更加古怪。也许的确是某个基因复合体导致了“电梯里打喷嚏”的行为,但这个复合体很可能只是负责将以下4个回路正确地串联起来:大脑的“幽默”模块、对密闭空间的心理反应、对他人精神状态(焦虑或无聊)的敏感度,以及喷嚏反射。
到目前为止,还没有人研究过语言的遗传性差异,但我认为这种差异不会太大。我相信,对所有人来说,语言的基本设计——如X-杠规则、音位规则和词语结构——都是一致的,否则儿童如何学会说话,成人又如何理解对方?但是,语言回路的复杂性为量变提供了充分的空间,从而造就了一个个独一无二的语言特征。某些语言模块可能会发育不全,或者过度生长,某些通常不被察觉的语音、语义或者语法结构的表征可能更接近大脑的其他部位。此外,语言回路与智商或情绪的连接速度也可能有快有慢。
在这个世界上,有的人喜欢聊天,有的人善于说笑,有的人出口成诗,有的人油嘴滑舌,有的人言辞机警,有的人语言乏味,有的人文思泉涌,有的人口吐莲花,还有人像经常口误的斯普纳教授(Reverend Spooner)[2]、用词滑稽的马勒普太太(Mrs. Malaprop)[3]、大话连篇的国务卿亚历山大·黑格。我曾经测试过一位妇女和她十几岁的儿子,他们都能够从后往前倒着说话,而在每一个语言学课堂上,总有一名坐在后排的学生认为“Who do you believe the claim that John saw?”没有什么不对。我认为,在这些人背后,都有一个独一无二的基因组合。在1988—1992年间,许多美国人觉得总统乔治·布什(George Bush)和副总统丹·奎尔(Dan Quayle)说起话来总是少一根筋。
I am less interested in what the definition is. You might argue technically, are we in a recession or not. But when there’s this kind of sluggishness and concern—definitions, heck with it.
我对定义不感兴趣。你可能会从理论层面来争论我们是不是在衰退。但如果已经出现了萧条和担忧,那就让定义见鬼去吧。
I’m all for Lawrence Welk. Lawrence Welk is a wonderful man. He used to be, or was, or—wherever he is now, bless him.
我完全支持劳伦斯·威尔克。劳伦斯·威尔克非常优秀。他过去是,或者是,或者——无论他在哪儿,愿上帝保佑他。
——乔治·布什
Hawaii has always been a very pivotal role in the Pacific. It is IN the Pacific. It is a part of the United States that is an island that is right here.
夏威夷在太平洋上的地位一直都非常重要。它在太平洋上。它是美国的一部分,一个就在这里的岛。
[Speaking to the United Negro College Fund, whose motto is“A mind is a terrible thing to waste”]What a terrible thing to have lost one’s mind. Or not to have a mind at all. How true that is.
(对黑人学院联合基金会的演讲,该基金会的口号:“你的头脑不可浪费”)失去头脑或者没有头脑真是一件可怕的事情,这真是太对了。
——丹·奎尔
但谁又知道是什么样的基因组合创造出下面这些语言天才呢?
尤吉·贝拉(Yogi Berra)
如果人们不愿来棒球场看球,没有人会阻止他们。
观察,只需观察,就能洞悉很多。
棒球场上,你一无所知。
没有人再去那里了,因为那里人太多了。
不到最后,不算终结。
每年此时总是很早就变晚。
苏斯博士
我用“NUH”这个字母来拼写“Nutches”,
它们所住的洞穴名叫“Nitches”。
这些“Nutches”麻烦很多,其中有最大的一个,
那就是“Nutches”的数量要远远多过“Nitches”。
每只住在“Nitch”里的“Nutch”都知道另一只“Nutch”非常想跑进它的“Nitch”。
所以每一只住在“Nitch”里的“Nutch”都得看好自己的小“Nitch”,
否则没有“Nitches”的“Nutch”就会偷偷霸占它的“Nitch”。
弗拉基米尔·纳博科夫(Vladimir Nabokov)
洛丽塔,我的生命之光,我的欲念之火。我的罪恶,我的灵魂。洛——丽——塔:舌尖向上,分三步,从上颚往下轻轻落在牙齿上:洛、丽、塔。
马丁·路德·金(Martin Luther King, Jr.)
我梦想有一天,这个国家会站立起来,真正实现其信条的真谛:“我们认为真理不言而喻,人人生而平等。”
我梦想有一天,在佐治亚的红山上,昔日奴隶的儿子将能够和昔日奴隶主的儿子坐在一起,共叙兄弟情谊。
我梦想有一天,甚至连密西西比州这个正义匿迹,压迫成风,如同沙漠般的地方,也将变成自由和正义的绿洲。
我梦想有一天,我的四个孩子将在一个不是以他们的肤色,而是以他们的品格优劣来评价他们的国度里生活。
莎士比亚
负载万物的大地,这一座美好的框架,只是一个不毛的荒岬;这个覆盖众生的苍穹,这一顶壮丽的帐幕,这个金黄色的火球点缀着的庄严的屋宇,只是一大堆污浊的瘴气的集合。人类是一件多么了不得的杰作!多么高贵的理性!多么伟大的力量!多么优美的仪表!多么文雅的举动!在行为上多么像一个天使!在智慧上多么像一个天神!宇宙的精华!万物的灵长!可是在我看来,这一个泥土塑成的生命算得了什么?
[1]?美国神经科学家将20世纪90年代(1990—1999年)称为“大脑的十年”(decade of the brain),在这10年中,神经科学得到了极大的发展。——译者注
[2]?威廉·阿奇博尔德·斯普纳(William Archibald Spooner,1844—1930),曾任牛津新学院院长和学监,他经常将单词首音误换位置,例如将“You have wasted the whole term”(你已经浪费了整个学期)说成“You have tasted the whole worm”(你已经品尝了整条虫子)。后来,这种首音误置现象被称为“斯普纳现象”(Spoonerism)。——译者注
[3]?爱尔兰剧作家谢里丹(Sheridan)在喜剧《情敌》(The Rivals)中所刻画的人物,以误用词语而出名。——译者注