語言學方法導論

語言學採用自上而下的方法

研究認知現象有兩種方法：自上而下和自下而上。自上而下的分析從行為和內省資料開始，對認知過程進行抽象描述。自下而上的方法從對範圍較小的實體的分析開始，逐步構建對該現象的解釋。這包括從低階資訊系統（無論是計算機還是神經元）開始，為我們提供關於認知基礎的資訊。因此，語言學作為一種自上而下的研究，創造出抽象的心智理論，然後由認知神經科學家、認知計算機科學家和心理語言學家進行檢驗，以確定這些理論是否可能適用於認知模型和心智理論（MacWhinney，1999，402-403）。

語言學家經常在語言中發現“難題”。例如，我們可以說“把鬆餅給老鼠”，也可以說“把老鼠給鬆餅”。但是，雖然我們可以說“他們開車到芝加哥”和“我讓希瑟頭疼”，但你不能說“他們開車芝加哥”或“我讓希瑟頭疼”。為什麼？我們無法僅透過內省來判斷——也就是說，僅僅思考你如何做這件事。語言學必須提出一個理論來解釋為什麼我們對這些句子有不同的處理方式。

在這種情況下，鬆餅和頭疼在運動方面有所不同（當你讓某人頭疼時，沒有任何東西移動），在因果關係方面也存在差異（讓某人頭疼意味著你做了導致頭疼的事情）。因此，語言學家可能會推測，我們在頭腦中擁有這些交易型別的類別，導致不同的語法結構。

為什麼在認知科學中學習語言學？

語言使用是一種極其複雜的認知現象，也是人類區別於其他動物的標誌之一。我們的語言比任何其他已知物種的交流形式都複雜得多。許多人認為語言在人類認知中發揮著重要作用。我們以驚人的速度學習單詞，在高中畢業時平均學習了 45,000 個單詞。人類大腦專門用於學習語言。因此，我們使用語言的能力和學習語言的能力都是重要的認知現象，需要我們進行研究。

資料

有幾個合法的語言學證據來源：1. 語言學家作為該語言的母語人士的語法直覺 2. 在實驗環境中從該語言的母語人士（資訊提供者或實驗參與者）那裡收集的資料 3. 實際口語的轉錄（文字）

文字作為證據的三種主張。

語言學家對書面文字（從語音轉錄）是否應該用作資料有三種觀點。

強主張：文字是語言學中唯一的證據。

弱主張：文字是語言學中最好的證據；（至少比母語人士的直覺更好）

最弱主張：文字是語言學中非常好的證據（Stainton，1994，1-18）。

方法

許多認知科學家將語法模型建立在喬姆斯基的生成語法理論之上，該理論闡明語法是生成的（可以創造無數新句子），而最好的判斷是母語人士對哪些句子是語法的判斷（喬姆斯基，1957）。這與一些口語沒有文字基礎/書面語相結合，讓我們深入瞭解了大多數認知科學家主張的內容。因此，許多語言學家不認同強主張，對弱主張持謹慎態度，而大多數人認為最弱主張是可以接受的（Stainton，1994）。

--需要注意的是，參與語言學測試者的正確術語是“資訊提供者”：一個母語人士；語法權威。這個術語是語言學特有的。術語“參與者”也會被使用，作為參與任何型別實驗的人的一般術語。（這樣做是為了避免過度使用“資訊提供者”這個詞。）

結構分析

結構分析的目的是研究語言的底層結構和規則。據說語言有特定的規則，諾姆·喬姆斯基將其定義為普遍語法 (UG)（喬姆斯基，1957）。這意味著所有語言都具有普遍規則。UG 指出，兒童學習結構相關的規則。這意味著所有語言都存在一個抽象的語法結構，基於單詞的層次化分組，以及它們在語言中的作用。所有單詞都分組為詞性：名詞、代詞、動詞、副詞、形容詞、連詞、介詞和感嘆詞，然後根據規則在層次結構中組織成句子，形成我們的語法，或語言的普遍語法。這些對音韻學、形態學和語義學中結構的分析提供了語言的抽象結構表示，為我們提供了對語言形成、習得和使用的見解，所有這些都是認知的關鍵方面（Frank 460）。大量的結構分析是使用文字、數學和語法判斷（見下文）進行的。

功能分析

功能分析的目的是“確定功能的影響，即自然語言的形式是為服務於交際功能而建立、控制、約束、習得和使用的”（MacWhinney 402-403）。

功能分析至關重要的某些方面

線索和形式可靠性：這意味著學習特定單詞的線索和形式（主題化）。其中，如果線索標記被刪除或句子被切換，聽者將無法理解。線索標記受功能控制，可以從簡單的音位到句子中的詞序（MacWhinney 408）。例如，在英語中，詞序通常區分單詞屬於哪個類別。

詞彙對語法的影響：從句子“孩子的凳子非常適合在花園裡使用”中，人們可以理解它是指孩子的糞便非常適合在花園裡做堆肥，或者是一個通常由兒童使用的矮凳子，非常適合在花園裡跪著使用（Pinker 94-95）。兩種截然不同的句子含義。然而，根據人們對結構的理解，這意味著收穫孩子的糞便作為肥料與購買一個便宜的凳子來緩解背部疼痛之間的區別。為了找出哪一個是語法的，並根據它被理解為特定方式的可能性來判斷它，這是一種功能分析。

複雜的語法正規化：這是研究為什麼語言的某些詞被歸類為特定方式（例如，為什麼某些詞在某些語言中是陽性或陰性）。功能分析師尋找線索和形式來預測某些詞的類別（MacWhinney 410）。

功能分析中使用的大部分資料來自語言型別學研究和詞彙模式調查（MacWhinney 411）。

語法判斷

語法測試提供給資訊提供者，以判斷其方言中某個東西是否語法正確。這是功能分析人員分析複雜語法正規化的主要經驗來源，也是結構分析人員進一步研究語法的主要來源。

神經學方法

神經學方法試圖定位大腦中與認知相關的區域。他們能夠將損傷、實驗性變化、抽象認知過程和語言與大腦的不同部位相關聯。

缺陷研究

缺陷研究是對患有神經缺陷（例如病變、腫瘤、外傷、突變）的人進行語言中心測試和自然觀察。著名的缺陷研究包括布羅卡區和韋尼克區（Firth 380-385）。

經顱磁刺激 (TMS)

TMS 是一種將磁力應用於大腦特定部位的技術。這使得大腦的目標區域無法正常運作，導致幾乎是暫時的可控病變。* 這可以像缺陷研究一樣進行研究。

經顱電刺激 (TES)

TES 與 TMS 相反。它將電力應用於大腦的特定部位。這為目標區域提供了大量的刺激。當刺激大腦的非定位部位時，人們可以觀察到它對認知的影響。

磁共振成像 (MRI) 和功能性磁共振成像 (fMRI)

MRI 和 fMRI 記錄大腦中的氧氣水平。將溶液新增到大腦中，然後可以測量氧氣。氧氣水平的變化意味著大腦刺激的變化（Buckner 和 Peterson 413-415）。MRI 和 fMRI 之間的區別在於，在 fMRI 中，參與者在測量進行時正在執行一項任務。可能會要求資訊提供者閱讀、寫作或思考某件事。MRI 只是病人坐著不動，沒有做任何任務。

正電子發射斷層掃描 (PET)

PET 測試表明大腦血液流動增加。將少量放射性溶液新增到參與者的血液中，並在血液流經整個大腦時測量放射性隨時間的變化（Buckner 和 Peterson 413-415）。

腦電圖 (EEG)

腦電圖是一種對映大腦中神經元電通訊的方式。機器本身就像一個髮網，上面有很多節點，可以測量電啟用透過頭骨的傳播。觀察電通訊的傳播，我們可以洞悉資訊如何在電化學水平上進行處理。

心理語言學

心理語言學領域研究的是人類如何從心理上理解和處理句子。在心理語言學的早期，包括米勒、麥基恩和斯洛賓的工作，資訊提供者接受了對他們處理句子的能力的測試，實驗方面是讀者必須進行的句子推導中的轉換（Abrahamsen、Bechtel 和 Graham 41-42）。研究發現，轉換次數越多，參與者閱讀和理解句子所需的時間就越長。

現代心理語言學，包括福多、加勒特和比弗，對這一觀點進行了反駁並以經驗的方式證明了它是不正確的，他們指出，語言能力和語言行為之間的關係比最初認為的更加抽象（Abrahamsen、Bechtel 和 Graham 41-42）。這給心理語言學帶來了正規化轉變，它從句子的轉換轉變為研究語言如何在心理層面被內部表徵和處理。心理語言學導致了語言計算模型的出現，試圖使用計算機來表示內部過程和在深層結構中使用和轉換的資訊。

語言計算模型

語言計算模型用於研究（a）語言結構和功能、語言使用和語言習得的計算模型研究；以及（b）各種系統的設計、開發和實施，例如語音識別、語言理解和自然語言生成（Joshi 162）。

解析器

計算語言學中的解析器是指試圖根據某些編碼規則解析語言的計算機程式（Joshi 163）。這是一種嘗試，試圖重新建立人類可能以何種方式表示和操作語言資料，以及我們如何形成規則和語法。解析器為我們提供了大量洞察和限制，以幫助我們理解語言和思維的抽象理論。解析器的目標是隻解析語法觀察，並根據特定標準對它們進行評分。就像我們人類對自然語言所做的那樣。我們只理解語法程度較高的句子，如果我們沒有完全理解它，我們就可以根據其他更語法或語法程度較低的句子以及根本沒有意義的句子對它進行評分。

統計

語言的統計資料來自語言計算模型中一個相當新的研究領域（Joshi 164）。它使用語料庫資料（見下文），以便在統計上找到語言中的規律性（例如，兩個詞在彼此旁邊出現的機率為 25%，無論其中一個詞是否存在）。這會導致大量的語言統計資料，並從中可以形成語言規則。這與貝哈格爾的第一個定律相結合，即在心理上相互關聯的詞在句法上彼此靠近，這讓我們對詞的心理儲存有了新的認識（MacWhinney 404）。

音系學

研究語言的物理方面（即，發出聲音來創造語言，更具體地說，音素和音位變體）。語言學這一分支對他們的主張有最多的經驗證據。音系學對認知沒有太大影響。然而，音系學研究為“關鍵時期”和喬姆斯基的語言習得裝置提供了很好的見解（Abrahamsen、Becthel 和 Graham 41-42）。一種語言的某些使用者能夠區分另一種語言的使用者無法區分的兩個音位變體，即使它們都存在於兩種語言中。這意味著我們可能只習得了一些我們可以聽到的音位變體，因為我們沒有學習的音位變體可能不是區分術語的重要方面。因此，我們對分類術語的某些認知依賴於音系學。

輸出資料

語言學中的幾乎所有輸出資料都發表在期刊、書籍或電子文章中。

避免內部效度威脅的方法

在涉及資訊來源者的語言學研究中，有很多方法可以確保你獲得可靠和有力的資料：讓資訊來源者感到舒適。經常休息，讓他們放鬆。被詢問者可能會犯錯誤或改變主意。發生這種情況時，你可能需要重新措辭問題或用不同的方式提問。重新措辭困難或複雜的問題可以增強你的研究力量。確保你能夠得出結論，證明連線的真實存在。資訊來源者傾向於說“是”。因此，增加“不確定”選項將減少測試的不可靠性。讓自己作為資訊來源者通常是不做的，也不推薦這樣做。你可能對偏好的結果有偏見。這會導致不可靠的資料。使用語料庫資料或許多語言學家以前用來檢驗其假設的資料集。這在嘗試以客觀方式測試其程式與其他程式的效能時，主要用於計算模型。即使資料可能反駁你的假設，也始終重新檢查資料。在你的調查中要徹底，對競爭資料要儘可能公正。

參考文獻

Abrhamsen, Adele, William Becthel, and George Graham. "The Life of Cognitive Science." A Companion to Cognitive Science. Paperback ed. 2. Malden, MA, USA: Blackwell Publishing Ltd, 1999. Print.

Buckner, Randy L, and Steven E. Peterson. "Neuroimaging." A Companion to Cognitive Science. Paperback ed. 1. Malden, MA, USA: Blackwell Publishing Ltd, 1999. Print.

Chomsky, Noam. Syntactic Structures. 1. 1. The Hague: Mouton, 1957. Print.

Firth, Christopher D. "Deficits and Pathologies." A Companion to Cognitive Science. Paperback ed. 1. Malden, MA, USA: Blackwell Publishing Ltd, 1999. Print.

Joshi, Aravind. "Computational Linguistics." The MIT Encyclopedia of Cognitive Sciences. 1. 1. Cambridge, MA: MIT Press, 1999. Print.

MacWhinney, Brian. "Functional Analysis." A Companion to Cognitive Science. Paperback ed. 2. Malden, MA, USA: Blackwell Publishing Ltd, 1999. Print.

Pinker, Steven. The Language Instinct. Modern Classes ed. 3. New York: Harper Perennial, 2007. Print.

Stainton, Robert J. "Texts as Evidence in Linguistics." Carleton University. 1.1 (1994): 1-18. Print.