语言的神经认知/语言的演化
大多数动物至少在一定程度上具有与同类交流的能力。例如，蜜蜂有特定的舞蹈，向蜂巢中其他蜜蜂发出信号，指示花朵相对于蜂巢的位置。猿类可以发出警告声，通知同类有捕食者接近，而狼可以展示不同的社会信号 - 如统治或顺从 - 这是由于共同的的面部表情和手势集。
然而，能够使用复杂、充分发展的语言似乎是人类的固有和独特特征，因为到目前为止，在任何其他已知物种中都没有观察到这一点（例如，Fisher & Marcus，2006）。大多数情况下，动物的交流系统是由一组有限的表达方式或行为组成的，这些表达方式或行为具有非常具体和有限的意义。另一方面，人类能够将抽象的含义与词语联系起来；他们可以使用一个基本上无限的词汇来表达复杂的思维链，并且由于句法的组合能力，可以构建复杂的句子来表达物体之间特定时间或空间关系。因此，这种高水平的语言对人类物种来说是独一无二和普遍的。在研究语言的神经认知时，人们可能会想知道它的起源。语言是如何以及在何种情况下发展起来的？它是在达尔文自然选择的轨道上进化而来的吗？如果是这样，为什么我们今天可以观察到如此大量的不同语言，因为似乎不太可能自然压力是导致它们全部存在的原因？调查语言的起源并非易事。事实上，研究人员面临着如此严重的困难，以至于对语言起源的探索已经被挑衅地称为“科学中最难的问题”（Kirby & Simon，2003）。第一个障碍是决定性的：什么是语言，它应该具备哪些具体特征才能被归类为语言？即使研究人员同意一个普遍的定义，他们仍然必须面对一个更大的问题：缺乏具体的经验证据。在研究特定解剖特征或相对简单的运动任务（例如，行走）的进化时，存在着来自不同发展阶段的化石考古发现的实质性证据。相反，语言是复杂认知和运动能力的组合，其出现无法追溯到一个特定的时间点。因此，研究人员只能依靠一些间接的测量方法，如人类和猿类的比较（生理）研究、儿童语言发展研究以及在一定程度上化石证据。
不幸的是，使用这些方法来推断语言的演化，在没有大量推测的情况下是行不通的。事实上，在达尔文发表《物种起源》后，该研究领域早期对该领域兴趣的激增在 1866 年被巴黎语言学会扑灭：似乎当时的大多数论文过度依赖对早期人类在遥远过去可能面临的各种情况的纯粹猜测。这导致了巴黎语言学会禁止发表任何关于语言演化的研究。一个世纪后，由于更复杂的方法和对进化的更深入理解，这个研究领域再次变得有吸引力，导致了心理学、语言学和考古学等各个科学领域的参与（Jackendoff，2002）。
迄今为止，语言演化的研究缺乏普遍接受的理论。事实上，大多数研究人员对这个问题都有自己的看法，从而增加了不同假设的总数（Kirby & Simon，2003）。本章的目的是指出语言演化的一些方面，这些方面在科学界具有较高的接受度。在讨论了这些方面之后，将介绍一个相对较新的语言演化理论，即镜像系统假说（Arbib，2012）。
尽管到目前为止关于语言演化的硬性事实或普遍接受的理论仍然很少，但关于这个主题的一些特定假设可以被认为是相对接受的。下一节将介绍其中三个假设：首先，它将探讨语言是否是自然选择的直接目标，还是作为其他（认知）机制演化的副产品而出现的。其次，将介绍原语言作为进化中间步骤的概念。最后，将简要讨论手势在语言进化中的意义。
由于语言可能为许多不同的外部威胁提供有益的适应性（例如，在狩猎致命动物时相互交流），因此假设人类创造和习得语言的能力是由自然选择形成的，似乎是合理的。然而，许多研究人员更倾向于副产品理论。它表明语言是一种进化副产品，可能是大脑尺寸和效率增加的表象（例如，Chomsky，1988；Hauser，Chomsky & Fitch，2002；Piattelli-Palmarini，1989）。乔姆斯基本人在关于进化方法的文章中写道：
“我们对 1010 个神经元塞进一个篮球大小的东西，并且还要受到这个系统随着时间的推移而发展的特定方式强加的进一步条件，知之甚少。假设所有属性，或者进化出来的结构的有趣属性，都可以用自然选择来“解释”，这是一个严重的错误。”（Chomsky，1975，引自 Jackendoff，2002）
副产品理论的支持者认为，像语言这样的复杂能力不可能在人类从其他灵长类动物中分化出来后相对短的时间内进化出来。此外，根据这种理论，语法本身的存在没有任何适应性价值。据说语法也无法进化，而是语言的二元特征，要么存在于物种中，要么不存在（Harley，2008）。然而，如今，大多数研究人员相信自然选择理论，因为（i）显然有足够的时间让语法进化，并且由于（ii）今天大多数研究人员认为，完整语言的存在实际上确实带来了适应性优势。例如，一个这样的优势是，只有当你获得了一定程度的语法时，你才能警告同类可能在未来发生的潜在威胁事件（Carroll，2003；Jackendoff & Pinker，2005；Pinker，2003；Pinker & Jackendoff，2005）。一些研究人员甚至将仅仅通过大脑尺寸增大或幸运事故来解释语言起源的理论称为“退回到神秘主义”（Jackendoff，2002）。
Patel（2008）对这场持续的讨论采取了更加谨慎的态度，并告诫人们不要过早下结论：将语言等人类普遍且独特的技能的出现归因于进化，这很诱人，但在生物学角度来看，这往往是不合理的。例如，除了智人之外，没有其他物种能够创造和控制火，因此这是一种独特而普遍的技能。但似乎更合乎逻辑的是，人类对火的掌握是由于人类大脑能力的提高，而不是自然选择的直接目标。为了把它推向极端，没有人会认真地说玩电脑游戏的能力是由于自然选择产生的。因此，Patel（2008）建议将语言不是自然选择的直接目标作为研究策略的零假设。然后，适当的科学方法将是收集有利于自然选择理论的证据，以便能够证伪这个零假设。以下列表简要总结了 Patel（2008）提供的证据
• 咿呀学语：每个健康的婴儿在约 7 个月大的时候就开始发出重复的音节（Locke，1993），即使是聋哑婴儿（Oller & Eilers，1988）。如果接触手语，婴儿会用手“咿呀学语”（Petitto 等人，2004）。这可以被视为训练机制的证据 - 由自然选择塑造：因此，人类婴儿（以及鸣禽）能够“学习口部运动和听觉结果之间的关系，换句话说，调整他们将在习得其物种的交流系统中使用的感知运动技能”（Patel，2008）。接触手语的聋哑婴儿分别学习手势运动和视觉输入之间的关系。
• 人类声道解剖结构：人类的喉部位置比其他任何灵长类动物（即猿类、尼安德特人）都要低得多，增加了我们可以发出的声音数量，同时增加了窒息致死的风险（Lieberman，1984）。这种解剖学差异可能是由于自然选择塑造了身体，最终为现代语言提供了生物学基础。
• 声学学习：人类是唯一能够广泛使用声学学习的灵长类动物（Egnor & Hauser，2004），例如，听取听觉输入并试图模仿声音，这表明这种特征是由自然选择塑造的，以支持婴儿的语言习得。
• 语言习得的关键时期：人类需要在关键时期（即童年，参见第 8 章）接触母语才能掌握它（Lennenberg，1967）。这可能是允许人类非常早地获得社会重要能力的一种机制。
• 语言的不同形式：语音是人类语言的主要形式，但真正的符号语言，如英国手语（BSL），不能被认为有任何劣势。事实上，它们在复杂性上与语音一样丰富，在左半球（Emmorey，2002；参见第 9 章）与口语共享大多数组成部分（例如音系学、句法学、形态学）和神经基质。人类习得语言的驱动力似乎极其强大，因为不同的形式可以互换使用，因此可能是由自然选择塑造的。
• 学习和创造语言的心理倾向：1977 年，尼加拉瓜成立了一所聋哑学校，在那里，成年人试图教他们唇读和说西班牙语。在此之前，孩子们彼此隔离，无法交流。有趣的是，他们开始在学校里发展自己的手语，完全没有老师或其他成年人的帮助。年轻的学生从年长的学生那里学习，并添加新的语法元素，从而逐年增加其复杂性（Senghas & Coppola，2001）。最终 - 在大约 25 年的时间里 - 这种发展导致了完全成熟的尼加拉瓜手语（ISN），证明了人类创造语言的强大心理倾向。
• 固定与语言相关的基因：FOXP2 基因的损伤会导致语言能力严重受损，例如口部运动活动障碍或语法和词汇判断能力下降（Marcus & Fisher，2003）。非语言能力的损伤似乎不像语言能力那样严重（Alcock 等人，2000a；2000b）。FOXP2 在人类内部几乎没有变化，但与其他物种有很大不同。它似乎在过去 20 万年中已经固定，之前曾是进化的目标（Enard 等人，2002）。
• 无法获得语言的生物学代价：一个成为自然选择目标的特征显然具有适应性优势。因此，如果一个人无法获得语言，他的适应性很可能大幅下降，降低其繁殖机会（因此从基因库中移除没有语言能力的人）。
结合这些不同的证据，Patel（2008）认为，拒绝语言不是自然选择直接目标的零假设是合理的，从而接受语言进化的自然选择假设。Fitch（2005）同意并承认自然选择是语言出现的主要机制。但是，他指出它无法解释语言的各个方面，尤其是像音系学和语义学等较新的方面。虽然显然对适应性个体行为负责，但自然选择似乎不太可能塑造语言的组成部分，这些组成部分必须在文化上共享并在几代人之间社会积累。因此，Fitch（2005）将进化中一个相对新发现的社会选择力添加到讨论中，即亲属选择。由于这种机制有利于不仅增加个体及其后代的适应性，而且也增加整个亲属的适应性的行为，因此具有支持其亲属的沟通系统的个体将被选中。此外，寿命较长的物种在其一生中将积累许多经验和复杂的概念。如果传达给幼年后代，将提高亲属的包容性适应度。
语言从动物般的交流系统到丰富、现代语言一步到位的想法似乎不太可信（Fitch，2005）。这就是为什么 Bickerton（1990）引入了“原始语言”一词，说明语言的进化需要两个阶段。在他看来，原始语言首先随着大约 160 万年前的直立人的出现而出现。与现代语言一样，原始语言也有与不同概念相关的语音标签，但它与现代语言的区别在于它缺乏句法。Bickerton（1990）有争议地假设，在智人出现后的大约 5 万年前，从原始语言到语言的快速、自发的步骤。有趣的是，有一些证据支持他的说法，因为原始语言在今天仍然可以观察到，例如，在 pidgin 语言中（Bickerton，1981），在语言剥夺的儿童中（“Genie”；Curtiss，1977，参见第 8.6.3 章），在婴儿的早期语言中，或者在教猿类语言时（Savage-Rumbaugh，Shanker & Taylor，1998）。
可以区分两种关于原始语言的不同类型理论，即合成和分析模型（Hurford，2000；Fitch，2005）。根据合成模型，原始语言由具有特定含义的单个词组成，就像 Bickerton（1990）的理论一样。假设词汇（即词汇）先出现，实现现代语言水平的必要成分是适当的句法，以便使用这些单个词形成复杂的句子。相比之下，在分析理论中，原始语言由全句词组成。全句词是一个不可分解的词，具有非常复杂的含义（实际上代表一个完整的命题），甚至会随着语境而改变。例如，想象一个（假设的）词，比如“krumblak”，它表示类似于“当心坐在你左边草丛里的狮子”的内容。越来越多的证据支持分析模型，因为全句词在今天仍然存在（Wray，2002）：婴儿的单字发语似乎具有相当复杂的含义（例如，“ebab”可能代表类似于“请给我一些苹果汁”的内容），甚至成年人也在使用它们（例如，“更多”在烹饪食物的语境中可能意味着“在炖菜中添加更多肉”）。在回顾了人类和动物之间多项比较研究的数据后，Fitch（2005）指出“在语音交流系统中进化出复杂的学习结构更容易（正如鸟类和鲸鱼中这种结构的多重平行进化所证明的那样），而不是进化出组合意义的系统”。他得出结论，分析理论似乎在研究中占上风（参见：Arbib，2003；Bickerton，2003）。
综上所述，原始语言是一个非常合理的概念，得到了相当广泛的证据支持。许多研究人员同意，语言经历了不同的中间表现形式（例如，Jackendoff，2002；Fitch，2005），但可能性比 Bickerton（1990）最初建议的更多。Bickerton 本人在他后来的著作中对原始语言采取了更渐进的立场（Calvin & Bickerton，2000），远离了在短时间内从原始语言到现代语言的自发巨大飞跃的想法。
鉴于语言的多模态性，假设除了语音之外，手动手势和符号在语言的进化中发挥了相当突出的作用是很有可能的。事实上，这个提议一点也不新，因为它是在 80 多年前首次提出的（Paget，1930）。最近，Corballis（2003；2004）提出，第一个灵长类动物的交流系统几乎完全由手势组成，而语音则是从那时起发展起来的，有效地将我们的双手从交流中解放出来，从而使我们能够在与同类交谈的同时使用工具。McNeill（2012）同意手势的重要性，但指出手势优先理论不正确。在他看来，语音和手势密切相关，因此它们同样重要。手势出现在大多数交流情况下，涵盖与语音相同的想法，因此两种形式构成一个整体。根据 McNeill（2012）的说法，关于语言进化的理论需要解释语言的本质，手势优先理论不能准确，因为它们没有考虑可以观察到的语音-手势统一性，而是预测了语音的明显优势和手势的次要、微不足道的作用。
比较研究确实为手势在语言进化中的重要性提供了一些证据，因为猿类的大脑在专业化方面与人类的大脑非常相似（Cantalupo & Hopkins，2001）。重要的是，布罗德曼区 44 - 可能参与这些物种手动手势的协调 - 在黑猩猩和大猩猩的左半球扩大，对应于人类的布罗卡区，这是参与语音的经典区域之一。镜像神经元 - 在执行动作或感知另一种动物执行相同动作时发射 - 位于猿类这种非常区域（Rizzolatti，Fadiga，Goassi & Gallese，1996）。脑成像研究表明，当执行或观察抓取任务时，人类大脑中对应区域的活动增加，但仅在简单地观察物体时则没有（Grafton，Arbib，Fadiga & Rizzolatti，1996）。有人认为，镜像神经元是语言进化的“启动器”，使模仿能力成为可能，因此发展出第一个手动符号（Stamenov & Gallese，2002；Arbib，2005）。
考虑到所有这些证据，假设语言要么独立进化，从手势开始，要么是口语和手势作为符号语言的应用一起以动态的方式进化，似乎非常合理。在下一节中，将介绍一个基于这些发现的现代语言进化理论。
在上一节中，我们了解到，语言最有可能由于自然选择而进化，经历了几个中间形式，并且手势可能在这个过渡中发挥了重要作用。镜像系统假设，由迈克尔·阿比布（2012）提出，为语言的出现提供了一个有趣的解释，同时满足了所有这些标准。他的主要论点是，自然选择塑造了人类的身体和大脑，导致大约 10 万到 20 万年前的语言准备的早期智人。从这段时期开始，人类能够使用第一种原始语言。现代语言的发展是在接下来的 5 万到 10 万年中通过文化进化完成的。阿比布（2012）提出了三个关键假设
假设 1。没有天生的普遍语法：阿比布（2012）与乔姆斯基关于基因编码的普遍语法的论点保持距离，认为人类大脑通过自然选择适应了原始语言而不是现代语言。人类基因组提供了学习和创造语言的准备，但没有编码任何句法知识。
假设 2. 语言准备是多模态的: 聋哑语言并不比口语低级。即使在对话中，面部表情也传递着大量信息，表明言语和手势之间存在密切联系。因此，可以假设不同的模态——言语和手势——共同进化，最终形成了语言准备。
假设 3. 镜像系统假说: 负责语言产生的机制是在镜像神经元系统抓取功能的基础上进化而来的，从而为语言对等（表示言语或手势对双方沟通者都具有相同的意义）提供了进化基础。
语言在进化过程中必须经历几个阶段，才能获得必要的属性，才能被认为是原语言或现代语言。表 1 总结了镜像神经元假说（Arbib，2012）所提出的这些关键阶段，而下一节将更详细地介绍它们。
如上所述，抓取镜像系统的存在是 Arbib（2012）所提出的语言进化的起点。它存在于猴子、猿类以及人类身上。在人脑中，它可以位于布罗卡区（以及其他区域）。虽然最初并非“旨在”用于交流，但镜像系统为语言的进化提供了进化基础：通过能够执行和识别动作，它允许了一种极其重要的属性存在，即语言对等。语言对等意味着信号（即手势或言语）在交流时对发送者和接收者来说意义相同。值得注意的是，仅仅拥有镜像系统并不足以形成语言，这一点在猴子和猿类身上已经得到了证明。人类镜像系统由于自然选择塑造了大脑而扩展了其作用。
这些扩展之一是模仿能力。猿类和人类都能够观察其他个体的行为并模仿它。对于像抓取和剥香蕉这样的简单任务，这没什么大不了的。另一方面，尝试获得包含多个子任务的复杂行动计划要困难得多。通过长时间的观察和大量的反复试验，猿类仍然可以设法获得计划。这就是简单模仿的能力。人类通常在观察行动很短时间后，经过几次尝试后，就能轻松地模仿复杂的行為。他们能够通过复杂动作分析的能力进行复杂模仿。当我们看到新颖的、复杂的行為时，我们就能理解发起者的意图，甚至能够识别出已经熟悉的子行为。通过复制已经熟悉的动作并练习新的动作，我们可以在相当短的时间内提高我们的技能并模仿整个动作。当然，这种能力具有很大的适应性价值，因为它使人类能够在社区内分享重要的技能。由于复杂的模仿需要认知技能，如共同注意，而共同注意严重依赖于大脑的分布式系统，因此似乎镜像系统与人类大脑中其他各个区域的连接比猴子和猿类要广泛得多。
拥有复杂模仿能力就意味着拥有模仿能力，即能够“使用简化的动作来传达其他动作、物体、情绪或感受的方面——用无技巧的草图来表示动作本身或与之相关的某些东西”（Arbib，2012）。例如，通过模仿吃东西的动作，我可以表达我很饿，而无需真正吃东西或甚至手里有食物。模仿的明显优势是它所指代的物体或情况不必存在，使社区能够在没有实际见证特定情况的情况下就各种主题进行交流。不幸的是，模仿往往很模棱两可。例如，用手像波浪一样移动，可能会暗示许多事情，例如“水”、“蛇”、“游泳”等等。模仿的这种限制性缺点可能导致了更抽象和开放的符号库的发展和使用，这些符号库具有非常特定的含义，即原型符号。
原型符号是原语言的手动部分，被认为是原型言语（即原语言的语音部分）的基础。值得注意的是，原型符号在原型言语首次出现之前并未达到完全语言的状态。根据 Arbib（2012）的说法，两种模态都是一起以螺旋式扩展的方式进化的：一旦手动手势取得了进展，语音手势就会从中受益（反之亦然）。这两种成分相结合，形成了一个基于完整句的分析性原语言，为第一个智人提供了“语言准备的大脑”。
此时，生物进化结束，语言的文化进化接管了，因为假设自然选择是当今各种语言的巨大差异的决定性机制似乎不太可能。例如，为什么德语在德国的环境压力下应该比法语在德国具有更大的适应性价值？Arbib（2012）认为分裂是语言文化进化的原因之一。他提供了以下简化的例子：一个使用原语言的部落可能有两个关于“火”的完整句，每个词中的一个音节巧合地相同，例如“reboofalik”表示“火在燃烧”，“falikiwert”表示“火在烤肉”（假设的例子）。因此，部落可能会同意（可能是隐含地）“falik”表示“火”。社区最终将“reboo”规范化为“燃烧”，“iwert”规范化为“烤肉”。由于“falik”是任意创建的，因此表示“燃烧”的“falik”的位置与表示“烤肉”的位置不同。为了保持意义，尤其是在想要添加新的原词时，需要对该词的结构进行某种约定。这就是为什么部落可能会在“reboo falik”和“iwert falik”上达成一致，从而创造了第一个句法规则。以这种方式——但实际上，当然是在更复杂的序列中——一种现代语言最终将逐渐建立起来。
本章讨论了语言的进化，这是一个研究课题，它包含了大量的不同理论，而“硬事实”却很少，这是由于一些严重的问题，例如缺乏对语言的定义，更重要的是，缺乏直接的经验证据。尽管如此，在语言进化的某些方面，科学界还是比较支持的。本章介绍了其中三个方面。首先，大多数研究人员都认为自然选择是语言产生的驱动力，而不是假设它是大脑尺寸增加的附带现象。Patel（2008）提供了一个不完整但相当全面的清单，其中包含了支持这一主张的证据。其次，语言肯定经历了几个中间形式——其中最有可能的是由完整句组成的原语言——然后才成为一种现代的、复杂的语言。最后，鉴于语言的多模态性，许多研究人员认为语言的起点要么是手势，要么是言语和手势同时进化。
Arbib（2012）提出的镜像系统假说整合了所有这些方面，从而提供了一种引人入胜的、现代的语言进化方法。Arbib（2012）假设抓取镜像系统通过提供语言对等性来作为这个过程的“支架”。根据该模型，在生物进化（自然选择）阶段，负责语言过渡的机制是在镜像系统之上进化而来的，并经历了几个不同的进化阶段。随着原语言的出现，早期智人的大脑可以被视为“语言准备好的”，它拥有发展更复杂、即现代语言的所有必要属性。各种不同的语言的出现是原语言的文化进化造成的。尽管考虑了最新的研究，但我们不能忘记，镜像系统假说仍然只是一个假说：就像迄今为止提出的关于语言进化的每一个假设一样，它是一个未经证实的假说。
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