语言是人类认知能力的强大引擎,允许词语无休止地重组,从“旧”元素中产生无限的新结构和想法。语言在人类大脑中起着核心作用,从我们如何处理颜色到我们如何做出道德判断。它指导我们如何分配视觉注意力、解释和记忆事件、对物体进行分类、对气味和音调进行编码、保持定向、推理时间、执行心算、做出财务决策、体验和表达情感等等。

对于语言和认知的关系
一种简洁的解释倾向于单因素来解释,比如,人类进化了语言,认知的变化仅仅是语言进化的结果。作为神经科学研究对象的正常人脑是一个“语言化”的大脑。它是通过个人一生中语言使用的个人历史而形成的。在处理来自各种感官的传入信息时,它还积极、动态地使用语言资源(语言中可用的类别、结构和区别)。
然而,来自人类大脑进化的证据表明,多种认知系统的复杂程度在平行增加。根据神经生物学、认知科学和语料库语言学的证据,研究人员认为语言是交流的工具,而不是思考的工具。
nature两项尖端研究
《nature》:两项尖端研究分别发现了负责我们“听”和“说”的单细胞神经元件以及工作机制语言——结构精美、复杂多样——是人类独特的天赋,是人类意义的核心。因此,几个世纪以来,哲学家和科学家一直在思考它的真正目的。我们用语言来分享信息和交流想法,但还不止于此吗?我们是否不仅使用语言进行交流,还使用语言进行思考?在 2024 年 6 月 19 日的《自然》杂志上,麦戈文研究所神经科学家 Evelina Fedorenko 及其同事认为我们没有。
他们的结论是,尽管语言的出现无疑改变了人类文化,但语言似乎并不是复杂思维(包括符号思维)的先决条件。相反,语言是传播文化知识的有力工具;它似乎与我们的思维和推理能力共同进化,并且只反映了而不是产生人类认知的标志性复杂性。
Evelina Fedorenko 及其同事首先在文章中介绍支持人类语言能力的大脑网络。然后,他们回顾了语言和思考之间双重分离的证据(下图),并讨论了语言的几个特性,这些特性表明它是针对交流而优化的。
上图说明:语言和思考在人脑中是分离的。左图是语言网络响应概况的示意图(例如,通过功能磁共振成像测量)。该网络对语言理解和产生反应强烈,但对需要思考和推理的非语言任务反应不强烈(例如,Fedorenko et al., 2011)。语言网络的核心区域在大脑模板上以红色表示。右图为支持思考和推理的两个网络的反应示意图(例如,通过功能磁共振成像测量)。多需求网络(在大脑模板上以蓝色表示)响应各种要求的认知任务,包括执行功能任务、新颖的问题解决任务以及数学和逻辑推理,但不响应语言或社会推理(例如,Fedorenko & Blank, 2020)。心智网络理论(在大脑模板中用绿色表示)对社会推理有反应,但对语言或要求执行功能的任务没有反应(例如,Shain et al., 2023)。
这与因受伤或中风而失去处理语言能力的人的观察结果一致。严重受影响的患者可能完全无法处理单词,但这不会干扰他们解决数学问题、下棋或计划未来事件的能力。相反,患有智力障碍、孤独症谱系障碍或其他神经精神疾病的个体并不总是与语言障碍有关,而是疾病本身限制了他们的思考和推理能力,他们不一定有基本语言功能的问题。
除了认为语言不太可能用于思考之外,Evangelina Fedorenko 及其同事还利用语言分析的结果,考虑了语言作为交流工具的适用性。对数十种不同语言(包括口语和手语)的分析发现了反复出现的特征,使它们易于生成和理解。
不同语言的分析发现了反复出现的特征
这不是一个新想法,但随着语言学家在更多样化的语言集中分析更大的语料库,它已经成立,近年来,随着该领域已经组装了针对各种语言特征进行注释的语料库,这已成为可能。这些研究发现,在各种语言中,声音和单词往往以最大程度地减少语言生产者的工作量而不会混淆信息的方式拼凑在一起。例如,常用的单词往往很短,而含义相互依赖的单词往往在句子中聚集在一起。同样,语言学家也注意到了帮助语言传达意义的特征,尽管存在潜在的“信号失真”,无论是由于注意力失调还是环境噪音。所有这些特征似乎都表明,语言的形式经过优化,使交流更容易。如果语言主要是一种内部思考的工具,那么这些特征将无关紧要。
拥有一个完整的语言系统并不能“免费”带来思考能力:在完整的语言存在下,思维能力可能会受损(例如下图,Mahowald et al., 2024)。
形式语言能力(正确使用语言形式)和功能语言能力(使用语言实现世界目标)是不同的认知技能。人脑包含一个区域网络,这些区域选择性地支持语言处理(形式语言能力),但不包括逻辑或社会推理(功能语言能力)等其他领域。尽管大型语言模型(LLM)在形式能力方面出人意料地出色,但他们在功能能力任务上的表现仍然参差不齐,并且通常需要专门的微调和/或与外部模块耦合。Mahowald等人认为,以类似人类的方式使用语言的模型需要掌握这两种能力类型,这反过来又需要出现专门针对形式语言能力和功能语言能力的单独机制。
将思考和语言分开可以帮助解释为什么像ChatGPT这样的人工智能系统在某些任务上如此出色,而在其他任务上却如此糟糕。
GPT等生成式人工智能是什么?它是通向AGI的指路牌吗?
最后,值得一提的是,不会说话的婴儿和许多动物物种——包括非人类灵长类动物、大象和头足类动物——表现出令人印象深刻的推理和解决问题的能力,显然没有语言,这进一步使人们质疑语言或类似语言的系统对于复杂思维的必要性。