中文句子阅读过程中词边界确认机制研究现状及展望
2016-02-13胡俊杰李飞陈海龙通化师范学院教育科学学院吉林通化3400通化市校外教育指导中心吉林通化3400
胡俊杰,李飞,陈海龙(.通化师范学院 教育科学学院,吉林 通化 3400;.通化市校外教育指导中心,吉林 通化 3400)
中文句子阅读过程中词边界确认机制研究现状及展望
胡俊杰1,李飞1,陈海龙2
(1.通化师范学院教育科学学院,吉林通化134002;2.通化市校外教育指导中心,吉林通化134001)
中文词间没有显著的物理区分标志,但在阅读中读者却能够快速理解句子含义并能区分出词与词之间的界限。针对中文语词加工的这一特点,学者们从中文语言最小意义单元的确认、词汇切分过程的眼动特征、词汇切分过程的加工模型等诸多角度进行词边界确认机制的探讨。在系统梳理已有研究成果的基础上,本文认为歧义字段的切分机制、眼动与ERP数据的共同采集及联合分析是未来词边界研究的重要趋势。
词切分;中文阅读;边界确认;眼动控制
与字母文字不同,中文词与词之间没有显著的物理区分标志(如空格)。然而在阅读中文文本时,阅读者却能够快速理解句子含义,区分出哪些字能够组成一个词。这种中文阅读的切分机制具有跨语言的特异性。正是由于中文词与词之间无显著物理区分标志这一特点,使得中文词汇加工更加复杂。在这一问题的研究中,不同领域的学者具有不同的研究视角。语言学领域的工作者探索在汉语词之间加入空格情况的书写规范问题,比如:冯志伟[1]、彭泽润[2]等人倡导实行汉语书面语的分词连写,并身体力行地进行大量实践。计算机和人工智能领域的专家们主要利用自动分词成果从事自然语言理解和处理研究,例如语义分析、知识工程、机器翻译、专家系统和智能计算机等等,孙茂松[3]、乔维[4]等人在此领域试图探索在计算机领域中切分歧义消解、未登录词处理和歧义语言资源建设的相关问题。在心理学及认知科学领域的研究者更加关注的确是中文阅读者在理解句子和切分文本的过程中的认知机制。在这一领域中试图通过行为研究、眼动分析等方式探索在句子阅读过程中的认知进程。本文试图通过中文语言最小意义单元的确认、词汇切分过程的眼动特征、词汇切分过程的加工模型等诸多角度进行词边界确认机制的探讨,并对未来词边界研究的发展进行展望。
一、中文语言最小意义单元的确认
(一)“词”这一概念在中文阅读中存在的心理学证据
英文词与词之间是存在空格的。在阅读英文文本时,空格可以为读者提供明显的视觉信息使其能够在语言识别的早期能够快速地确定词与词之间的界限。在英文阅读的研究中发现:读者的首次注视倾向于落在词的偏好注视位置 (词的开头和词中心之间的位置 preferred viewing location,PVL)而不是最佳注视位置 (词的中心位置,optimal viewing position,OVP)[5]。因此绝大多数的研究者均认为英文阅读以词为基本信息单元。那么在中文阅读过程中是否是以“词”为基本单位阅读的呢?在古汉语中,字是基本的书写单位和意义单元。20世纪初期受西方文化影响,章士钊首先在1907年出版的《中等国文典》中首次提出“词”的概念。之后王力、吕叔湘亦提出语言的最小独立运用单位是词[6][7]。
这一观点却受到一些实验结果的质疑。已有研究表明,英文材料阅读中删除空格会严重干扰被试正常的文字理解。然而在中文阅读过程中插入空格却并没有促进中文句子的识别效率[8][9]。Liu等人发现通过插入空格的方法考察空格对阅读效率的影响,结果发现词间空格干扰了被试对整个句子阅读效率的影响[10]。Bai等人却发现,是否插入词间空格对句子阅读的眼动指标没有影响,但插入错误空格却会阻碍被试阅读[11]。Hsu和Huang使用难度较高且有歧义的实验材料进行研究时发现,空格对词汇切分起到了促进作用[12]。词是否是中文阅读的基本单位存在争议。
为何同样在中文阅读中插入词间空格,三位研究者得出的结论完全不同?首先难度较高、具有歧义的文本与简单文本相比更难确定词的边界。对于简单文本来说词切分过程可能是直通的,可以同时、自动进行。当文本难度加大、具有歧义的情况下,自动化同时加工则无法完成这种任务,需要序列加工且需及时复查。因此对于难度大的歧义文本来说空格可以极大地提高阅读效率。其次,在Liu等人的研究中,每个句子仅包括7个字,却被切分成了6个词。这种切分标准极有可能与被试切分词的标准不一致,因此在这种切分情况下词间空格自然阻碍被试的阅读效率。
(二)中文词汇切分的不确定性
中文词间没有空格带来的一个显著的问题便是每个人对何为一个词的判断标准不一致,在确定词边界时存在很大争议。有研究者总结汉语词切分的特点,发现汉语阅读者经常将一些短语视为词。他们经常把虚词和实词连在一起,把虚词做为词缀,经常把短语视为一个词,界定的名词性复合词包含3个或者更多的词素。这一点也为中文词汇切分研究带来了较大干扰。闫国利等人提出“主观词”这一概念,认为读者在阅读时表征的语义单元便是主观词,它反映读者对词的主观表征。研究发现与非词相比,主观词表现出加工优势[13]。
“组块”是人脑中短时记忆的最小单位[14]。Abney曾提出了英文句子加工中的“组块”概念[15]。在中文阅读中,“组块”这一形式可能也成为中文词汇切分不确定性的重要影响因素。徐中一等人认为汉语组块是一种符合一定语法功能的非递归短语,每个组块都有一个中心词,并围绕该中心词展开,任何一种组块内部都不包含其他类型的组块[16]。众多研究者对中文组块分类进行研究,在计算机领域甚至提出了中文组块分析的算法以及识别汉语组块的模型,利用统计方法和规则方法获得中文组块[17]。心理意义上的组块与计算机领域的组块分析应该存在显著差异。这种组块不是单纯的词,而是人阅读的眼动轨迹的语言投射。其阅读长度受人眼知觉广度和认知能力的双重限制,且服从“短时记忆”规则。
二、中文词切分眼动特征探索
眼动有三种方式:注视(fixation)、眼跳(saccades)和追随运动(pursuit movement)。这三种眼动方式经常交织在一起,起到选择信息并将注视的刺激物呈现在视网膜的中央凹区域,形成清晰的图像。在阅读过程中考察眼动指标可以为研究提供更多的分析结果,有效地推测个体的认知过程。在中文阅读的词切分研究中,研究者们主要考察了注视时间、眼跳幅度(距离)、注视位置、注视次数、回视次数、跳读次数等眼动数据来探讨中文词切分现象的机制。
(一)插入空格范式
拼音文字中词与词之间是存在空格的,以中文为主的字符文字之间一般来讲是不存在空格的。如果我们将原本存在空格的文字之间的空格取消,或者将不存在空格的文字中的插入空格,文本的加工方式会发生什么样的变化呢?这类研究最早是在拼音文字中进行的。Rayner,Fischer和Pollatsek的研究发现英文文本中如果没有空格,会使阅读速度显著下降[18]。破坏被试原有阅读习惯对其阅读产生的干扰,能够推理出在正常情况下阅读过程究竟如何进行的结论。研究者发现,英文文本中的词间空格可以提高词汇搜索效率,且可以帮助被试将注视点放在下一个单词的最佳注视位置上。
中文词与词之间是不存在空格的。采用插入空格的研究范式白学军等人发现词间空格与无空格条件并无显著差异,但是字间空格和错误的插入空格条件均会干扰正常阅读。研究者们从句子长度、阅读难度、词判断合理性等几个方面来解释这一现象(见前文)。另有研究表明对于欧美留学生,词间空格可以促进其阅读加工,但日韩留学生、小学生、老年人来讲,词间空格的作用并未发现[19]。此类范式可以验证中文是以词为基本单位进行加工,并能够考察不同类别被试在分词能力上的差异,却难以得出阅读过程中词汇切分究竟如何进行的结论。
(二)PVL与落点位置
在阅读研究中,有一个常用的眼动指标是首次注视位置。Rayner和Bertera发现,英文阅读过程中多数情况下注视点位置会落在词中央偏左的位置上,这个位置被称做偏好注视位置(preferred viewing location,PVL)[20]。中文阅读研究与其存在差异,有研究发现,当中文词汇有一个以上注视点时PVL多在词头位置上,但当词只有一个注视点时PVL多在中央。这一现象可以用副中央凹-中央凹效应加以解释。当中文阅读者将眼睛注视在词汇中央时,读者可以用副中央窝进行切分任务,当眼睛注视开头时,他们则无法进行切分[21]。
根据副中央凹-中央凹效应与预视效应的若干研究范式,研究者们试图通过眼动的落点位置探索中文词汇的加工方式及影响因素。例如:Yan等人采用预视范式,操控边界后N+1词的频率来观察N+2词的预视情况。结果发现:N+1负载程度低时,N+2存在预视效应;N+1为信息高负载词时,该效应不存在。研究者认为知觉空间的信息均能得到加工,知觉空间大小是可调的,它受到语义负载程度的影响。负载程度越低知觉空间越大,负载程度增高知觉空间会变小[22]。Li等人曾操纵靶子词长度来考察汉语阅读中靶子词长度对选择策略的影响 (2字词,4字词),结果发现与短词相比,长词更容易将PVL右移[23]。Li等人采用随动边界范式 (gaze-contingent boundary)发现,当眼跳目标为一个词、任务更复杂、眼跳位置更接近词尾时,眼跳的反应时都会变得更短。研究者认为,中文阅读者能够动态调节眼跳位置以便观测到全部信息[24]。该类研究考察了中文词汇加工的知觉范围及其负载程度,却难以得出在此知觉范围内的具体加工步骤。
(三)词边界分析与加工进程
消失文本技术是研究句子中词汇加工能力的重要范式。消失文本范式(disappearing text paradigm)是控制句子阅读中注视文字视觉呈现时间的研究范式,一般认为,在英文阅读过程中50-60ms视觉呈现后消失文本不会影响读者获取注视词信息的提取过程[25]。中文消失文本阅读研究发现其呈现时间更短。闫国利等人发现中文40ms后消失文本不会影响总阅读时间[26][27]。其他研究者在这一范式下做了深入研究。刘志芳等人发现,词n-1消失严重影响了读者阅读进程,但词n+1消失条件却不影响总阅读时间,认为中文阅读存在认知滞后效应[28][29];单字消失与单词消失条件下总阅读时间差异并不显著,认为单字消失导致注视词的信息不完整,阅读应以词为基本单位进行加工[30]。然而消失文本范式在中文阅读中的应用存在一个不得不考虑的问题:中文词汇间无空格,整词消失条件下是否会为阅读者提供有效的词切分线索?Rayner等人的研究发现,英文阅读时词n+1在60ms后消失会影响阅读过程,但中文却没有发现这一现象[31]。是否与中文提供有效词切分有关,值得进一步研究。
张智君等人在2012年曾经采用随动显示技术考察汉语阅读中词汇切分的位置。结果发现变换词语n及其左侧文本颜色条件下与控制条件相比眼动数据无显著差异;变换词语n+1及其左侧文本的颜色情境下的平均凝视时间与再注视兴趣区都显著低于控制条件,跳读次数多于控制条件。张智君等人认为读者最先可以在一定程度上对词n+1进行加工,但这种预加工的效果并不彻底,如果促进词n+1的加工会使得加工效率增加。因此汉语阅读中存在两种词切分现象,一种由加工词n+1引起,一种由加工词n引起。词汇切分广度范围在0-2个之间[32]。吴俊等人采用“边界”技术范式探索句子阅读过程中词汇加工的预视情况。实验使用特殊的三字词,这些三字词前两个汉字亦可成词。例如:“服务员”和“服务部”。边界位置在前两个字之后。当注视点跨过这个看不见的边界时,边界后的汉字会改变。结果发现三字词预视条件下的注视时间显著低于非预视条件;高频、高预期双字条件下的注视时间短于低频、低预期条件下的双字注视时间而三字条件下没有显著差异。因此吴俊等人认为,注视时间应该由“预加工时间”和“眼跳潜伏期”构成,而“预加工时间”也可以分为“双字词搜索阶段”和“三字词搜索阶段”两个阶段组成[33]。
三、词汇切分、识别模式探索
(一)中文阅读的并行分布式加工
构建阅读的加工模型,对于阅读理论发展及现有研究结论的总结具有重要的意义。当前阅读加工模型大多是基于眼动控制视角下的理论构建,若根据“词汇加工在眼动控制过程中是否起到重要作用”这一标准,我们可以将模型分为POC模型(primary culomotor control models)和认知控制模型(cogniive control models)两类。POC模型主要强调物理意义上的视觉线索(如词的长度、词间空格等)或眼跳系统本身特点(如眼跳发动的时间、眼跳的幅度等)对词汇加工过程的影响。而认知控制模型多强调词汇与词汇加工对基本眼动时间的影响作用。中文由于其语言本身特征,在研究中多强调认知控制在其加工中的作用。这类模型又可以分成两类,强调注意资源的分配转移和词汇加工严格遵守序列程序的注意转换理论(如:E-Z读者模型)以及认为注意资源一开始就被分配至阅读知觉广度内的所有词上的并行分布式理论(如:SHIFT模型)。
有研究者试图探索在中文阅读中读者究竟采用单向的、序列的注意转换策略还是能够同时加工知觉广度内所有词汇的并行分布式的加工。Inhoff和Wu选择4字组成的字段为阅读材料,一种是在歧义条件下,即4字为交集型歧义字段(4个连续关键字能组成三个词)。例如:“专科学生”可以被切分为专科”、“科学”和“学生”;另一种是在控制条件下,4字只能组成两个词,中间2字为非词。结果发现,歧义条件下凝视时间和中间2字的注视时间均长于控制条件,支持并行分布式假设[34]。Yan等人、Li等人的研究也支持知觉广度内所有词均能得到加工的并行分布式假设,并且提出知觉广度的范围取决于词汇信息的负载程度、词汇本身的难易程度等[24][25][26]。
(二)句子中词汇识别的整体假设
Li等人试图探讨中文词切分进程中究竟采用前馈假设(feedforward hypothesis)
还是整体假设(holistic hypothesis)进行加工[35]。前馈假设认为中文词的认知过程只有自下而上的前馈,而没有自上而下的反馈;整体假设认为中文词的视觉信息加工、字的识别和词的识别等各单元之间存在相互作用。Li等人采用4字字串为实验材料,实验分四种不同条件:条件1为四字可以构成一个词(1词条件);条件2为前两个字组成一个词,后两个字组成另一个词(2词条件);条件3为前两个字是四字词的前半部分,但后两个字却与前文无关系半词条件);条件4为四个字无法构成任何词(非词条件)。要求被试短时间内尽可能多的报告看到的字。结果发现被试往往能够识别出1词条件下的所有字,但是2词条件下却仅能识别出头两个字。Li等人认为这种“边界效应”符合整体假设的推论,即中文识别是一个自下而上与自上而下交互的过程。在此基础上他们提出了词的切分和识别模型,并作出如下假设:(1)词的切分、识别是一个统一的过程,二者不可区分;(2)落在知觉范围内的字加工是并行的,识别效率受视觉注意的影响,离注视点越远越难识别;(3)词的识别是串行的,词汇识别过程中一次只能有一个词汇胜出;(4)当一个词被识别出后,刚刚识别出的词和字所对应的单元被抑制,然后开始下一轮的竞争。
(三)模型修正
首先,我们认可“词切分、识别是个统一的过程,二者不可区分是一个自下而上加工与自下而上加工交互的过程”这一假设,并赞同并行分布式理论提出的“知觉范围内字加工并行”假说。识别效率确实可以受到视觉注意的影响,在此基础上我们还认为知觉范围可以受词长、知觉负载程度等因素的影响。
其次,当一个词被识别后,刚刚识别的词和字所对应的单元真的会被抑制吗?刘志芳等人的研究中n-1词消失严重干扰了读者的阅读进程,不论产生的原因是认知滞后效应还是视觉掩蔽,都说明注视点在词n上时,词n-1的信息仍然处于激活状态。因此我们预测,在词n受到加工时,n-1是做为最有力的预测依据出现在认知加工平台之上的。它可能为在其之后的词的切分、词义词性的选择提供依据。
另外,词的识别过程一次一定只能有一个词汇胜出,是串行加工吗?在众多汉语阅读研究中均可发现,阅读的眼跳落点位置并非逐词存在的,有时甚至可以跨越2词。张智君等人也指出词汇切分的广度范围在0-2词之间。因此在知觉范围内读者可以对多个词进行同时切分。之后在此基础上读者会对可能存在的切分形式提出假设,并根据n-1词的语义或语法特征对这种切分形式是否合理进行验证。
四、需解决的问题及研究展望
中文词切分现象的探索仍然存在许多尚未解决的问题。本章节试图将这些问题进行简要梳理,希望能为未来的研究提供一些思路。
(一)切分存在歧义情况下的切分方式及策略
如果中文阅读者的确是采用“假设——考验”的方式利用n-1词来验证词n甚至词n+1的切分是否正确,那么当假设失败的情况下阅读者会采用怎样的方式进行再次加工呢?计算语言学中对计算机处理自动切分中文文本问题相当感兴趣。目前国内在这一领域公认的难点在于 “歧义切分字段”的处理。我们可以借助计算语言学中的歧义字段材料来考察何种材料容易令读者产生假设失误,面临假设失误时读者会进行怎样的处理。计算语言学中还提出歧义切分字段一般分为两大类,分别为交集型歧义切分字段与多义组合型歧义切分字段。一般来讲,在字段S=a1……ai﹒b1……bj﹒c1……ck分别都构成词,则字段S称为交集型歧义切分字段;在字段S= a1……ai﹒b1……bj中,如果a1……ai、b1……bj和S分别成词,则字段S称之为多义组合型歧义切分字段。在汉语自动切词过程中处理歧义切分字段时一般采用的方式是建立歧义字段库,在字库的基础上利用各种知识体系处理歧义字段的切分。比如交集型歧义切分字段一般会利用词法知识进行切分,而多义组合型歧义切分字段则一般会利用句法、语义、语用知识进行切分[36]。因此我们还可以追问读者在处理切分歧义时采用的切分策略是否与计算机采用的策略一致呢?尤其是在歧义字段的切分过程中是按照词法、句法等知识进行切分还是按照n-1词的语义特征进行切分呢?
(二)词汇切分的抑制机制
词汇的切分与识别过程应该不仅仅包括对相关信息的激活,还应该包括对无关信息的抑制。抑制是一种对无关信息进行主动阻止和压抑的认知加工机制[37]。以往研究语言理解强调心理表征的建构,并用概念或信息的激活、扩散来描述这种建构过程。随着抑制机制在一般认知研究中越来越受到重视,人们也开始审视其在语言理解中的作用。目前语言理解中的抑制研究涉及范围较广,既探讨如词汇、句法、语篇和修辞性语言等各种层次、形式的理解加工过程,也触及抑制能力个体差异及其根源。中文词汇的切分过程(尤其是歧义字段的切分)本身就是抑制无关信息、凸显相关信息的过程。在这一过程中汉语词汇切分的机制是怎如何抑制无关信息的呢?更深一步来说,这种抑制机制究竟位于词汇加工与识别的哪一个阶段?抑制机制的考察有助于我们对词汇选择与确认过程的理解。
(三)词汇切分在大脑中的加工模式
中文词汇切分的现有研究成果大多集中于行为研究的实验范型之内。词汇切分时脑电成分与脑成像的变化也会成为未来研究关注的焦点。通过叠加平均而获得的ERP脑电成分可以反映与特定感觉、运动或者认知事件相关的神经活动。比如有研究发现N400是一个在单词刺激出现后400ms出现的与语言加工有关的负电位脑波,它对语言输入中的语义特征特别敏感[38];P600是刺激出现后600ms与句法加工密切相关的正电位脑波[39]。眼动和ERP技术尤其各自研究的优点,同步采集两类数据可以在一定程度上互补两者的优势。眼动研究很容易发现言语加工的先后顺序及加工时程,但却很难得出在这段时间内大脑究竟完成哪些任务;ERP却可以得出在语言加工的相应阶段各个脑区的协同配合情况以及每个部分脑加工强度的负载情况。众所周知,由于神经反射弧的长度决定了眼动与ERP数据之间存在时间延迟,但现有技术可以解决句子中词汇切分的眼动、ERP数据间的这一问题。因此考察中文句子阅读过程中某个词汇切分过程的眼-脑同时采集具有重要意义。
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(责任编辑:章永林)
B842
A
1008—7974(2016)03—0040—04
10.13877/j.cnki.cn22-1284.2016.05.008
2015-11-11
心理学视角下汉语词切分现象理论探究;通化师范学院社会科学科研项目(2014001)
胡俊杰,黑龙江齐齐哈尔人,硕士。