研究发现鲸鱼的歌声与人类语言具有相同的结构模式

一项新的研究发现座头鲸的歌声与人类语言具有相同的统计结构，这表明文化传播在形成复杂的交流中起着关键作用。 研究人员利用受婴儿语言学习启发的方法，确定了鲸鱼歌声中反复出现的模式，挑战了关于人类语言独特性的假设，并为语言进化提供了新的视角。

座头鲸的歌声与人类语言具有相同的统计结构，突显了不同物种之间交流的意外相似性。 图片来源：OperationCetaces

座头鲸的歌声是复杂的文化传播行为的杰出范例。 然而，直到现在，也没有什么证据表明它具有类似语言的结构。 人类的语言也是通过文化传承的，在重复出现的元素频率方面遵循独特的统计模式。

在人类中，这些模式促进了学习，并可能有助于语言的世代相传。 这项研究采用了一种创新的方法，运用受婴儿如何识别语音中的单词启发的方法来分析座头鲸的录音。 研究结果表明，鲸鱼的歌声表现出与所有人类语言相同的统计结构。

这一发现揭示了鲸鱼歌声中以前未被发现的模式，凸显了两个原本毫不相关的物种之间的深刻相似性--它们都依赖于文化传播的交流系统。

2017 年鲸歌录音的频谱图。 资料来源：OperationCetaces

长期以来，语言一直被认为是人类独有的特质，它具有不同于其他物种交流的特征。 然而，发表在《科学》上的研究发现，座头鲸的歌声具有与人类语言相同的统计结构。

座头鲸的歌声是复杂的文化传播行为的一个突出例子，但到目前为止，几乎没有证据表明它具有类似语言的结构。 人类语言也是通过文化传播的，它有重复出现的部分，其使用频率遵循特定的模式。 在人类中，这些特性有助于学习，也可能是因为它们有助于语言代代相传。

这项工作创新性地将受婴儿如何在语音中发现单词启发的方法应用到座头鲸的录音中，发现了所有人类语言中存在的相同统计结构。 这项工作揭示了鲸鱼歌声中以前未曾发现的结构，说明了这两个毫不相关的物种之间存在着深刻的共性，它们的交流系统是通过文化传播的。

座头鲸幼鲸和母鲸。 图片来源：Marc-Quintin

这项工作由希伯来大学的 Inbal Arnon 教授、圣安德鲁斯大学的 Ellen Garland 博士和爱丁堡大学的 Simon Kirby 教授领导，并得到了克莱尔-加里格博士（新喀里多尼亚 IRD）、珍妮-艾伦博士（格里菲斯大学）和艾玛-卡罗尔博士（奥克兰大学）的合作，是语言学家、发育科学家、海洋生物学家和行为生态学家之间的一次独特合作。

座头鲸的歌声是非人类动物通过社会学习、文化传播行为的最显著例子之一。 鲸鱼的歌声呈现出系统化的结构，然而直到现在，几乎没有证据表明这种结构与人类语言的结构相似。 研究非人类交流的一大挑战是找出系统的相关部分。 作者的突破是利用婴儿如何在语音中发现单词的见解，并将其应用到在新喀里多尼亚收集的八年座头鲸歌声数据中。 作者发现，鲸鱼的歌声显示出与所有已知人类语言相同的关键统计特性。

他们检测到重复出现的部分，这些部分的频率紧跟着一种特殊的倾斜分布，这是以前在任何其他非人类动物身上都没有发现过的。 这项研究揭示了人类和座头鲸这两个毫不相关的物种之间意想不到的共性，它们的交流系统是通过文化传播而结合在一起的。 这表明，学习和传播在此类系统结构的形成过程中起着至关重要的作用。 曾经被认为是人类独特性标志的人类语言的基础方面可能是进化中的远距离物种所共有的。

https://scitechdaily.com/images/Whale-Song-2017-Recording.wav

圣安德鲁斯大学的埃伦-加兰博士说："揭示鲸鱼歌声中这种隐藏的类似语言的结构是出乎意料的，但它有力地表明，这种文化行为对整个动物界复杂交流的进化具有至关重要的洞察力。鲸歌不是一种语言，它缺乏语义。 它可能更容易让人联想到人类音乐，人类音乐也有这种统计结构，但缺乏语言中的表达意义。我们用婴儿启发法检测到的单元对鲸鱼本身是否具有显著性，这仍然是一个未决问题"。

希伯来大学的 Inbal Arnon 教授说："利用从婴儿学习语言的过程中获得的洞察力和方法，我们发现了鲸鱼歌声中以前未被发现的结构。这项研究表明，学习和文化传播可以塑造传播系统的结构：我们可能会发现，在复杂的序列行为通过文化传播的地方，都会有类似的统计结构，它提出了一个令人感兴趣的可能性：座头鲸可能会像人类婴儿一样，通过跟踪声音元素之间的过渡概率来学习它们的歌声，并利用这些概率的下降作为分割歌声的提示。"

爱丁堡大学的西蒙-柯比教授说：这表明，我们对语言进化的理解不仅可以从我们最亲近的灵长类动物身上获益，还可以从自然界其他地方的趋同进化案例中获益，除了语言表达意义的方式之外，我们还应该考虑语言是如何通过多代人的学习和文化传播的，这些发现挑战了长期以来关于人类语言独特性的假设，揭示了进化上相距遥远的物种之间的深刻共性。"

编译自/ScitechDaily

DOI: 10.1126/science.adq7055.