邓劲雷

(福建师范大学外国语学院，福州 350007)

一、引言

过去20多年中，符号主义和联结主义两种范式以英语过去式的习得与产出为素材对语言活动的加工机制进行了激烈争论，这场争论始于1986年Rumelhart和McClelland发表在《平行分布加工》第二卷中的一篇著名论文:《英语动词过去式的学习》(以下简称RM研究)［1］。该文运用联结主义网络模拟了英语过去式的习得过程，指出语言活动无需规则运作，语言规则是语言描述的产物。1988年，Pinker和Prince在《认知》杂志发表了长达121页的论文对RM研究进行批驳，指出RM研究不仅理论前提存在缺陷，而且网络模拟的表现与人类的语言学习行为之间也存在许多差异［2］。此后，这两个阵营运用语料库、实验和网络模拟等方法对英语过去式的习得和产出进行了深入调查，发表了大量论文。2002年，《认知科学趋势》杂志又发表了双方代表人物对相关研究的回顾和评论。

国内对这两个范式的差异也有一些介绍和讨论，这些介绍和讨论主要集中在宏观层面，如沈家煊［3］、顾曰国［4］，而在微观层面，从具体语言现象出发对两者的分歧进行梳理与讨论的研究似乎还没有。为了更好地认识这两个范式，也为了更深入地认识语言的加工机制，有必要对这场争论进行梳理和分析。

二、英语过去式的加工机制

英语过去式的加工机制主要需要解释两个现象，一是英语既有规则过去式，又有不规则过去式，而且不规则过去式形式更是复杂多样，因而加工机制首先需要解释产出过程怎样确定动词的过去式形式。二是研究发现过去式习得过程中存在过度规则化错误(如go/goed)和过度不规则化错误(如bring/brang)，因而加工机制还需要解释这些错误是怎样产生和消除的。

(一)符号主义范式

符号主义范式以图灵机为原型，采用方位(localist)表征和串行方式加工信息。目前为止，采用这一范式对过去式进行研究的主要有Marcus，et al［5］，Pinker［6］，Pinker ＆ Prince［2］，Pinker ＆ Ullman［7］等。这些研究认为，规则过去式通过规则运算产出，不规则过去式通过记忆读取产出，在产出过程中两者同步进行，但是后者可以阻遏前者的应用，也就是说，只有当动词的不规则过去式形式提取失败时，才产出规则过去式形式。Pinker等［6］还认为规则过去式通过形态规则和音系规则产出，前者决定动词过去式形式由动词加词素变体［ed］构成，后者则根据动词的末尾音素确定［ed］的最终形态是/t/、/d/还是/id/。不规则过去式形式通过记忆读取产出，但他们认为，不规则过去式的记忆系统除存储功能外还有联结功能，因而不规则过去式的产出既受频率影响，即频率越高，越容易提取，又受相似性的影响，即具有家族相似性的过去式形式可以形成次规则。此外，Pinker＆Ullman［7］还援引 Williams［8］的观点指出，动词过去式的产出受形态结构的影响，向心结构动词由于可以继承词干(head)信息，因而在过去式产出过程中采用与词干一致的过去式变化方式，而离心结构动词由于无法继承词干信息，因而不论词干采用何种过去式变化方式，都采用规则形式产出过去式。

对于习得过程中出现的过度规则化错误，这一范式认为是由于记忆提取失败造成的。他们认为，记忆有一定的出错率，有时可能无法正确提取动词的不规则过去式形式，导致加工机制无法阻遏规则的应用而产出过度规则化过去式。过度不规则化错误则被认为是由于记忆提取需要进行特征匹配造成的。Pinker［6］131认为由于规则动词在特征上可能与不规则动词存在相似之处，因而导致规则应用困难，产出过度不规则化形式。

(二)联结主义范式

联结主义范式以大脑神经元网络为原型，采用分布表征和平行方式加工信息。这一范式主要通过对节点数量、联结方式、传播规则、学习规则以及输入等变量的精确控制来模拟人类的认知行为(具体介绍可参见李平［9］和彭建武［10］)。虽然这一范式对英语过去式的习得进行了大量模拟研究，但是在这些研究中过去式的加工过程难以象符号主义范式那样进行具体描述，因而本文以与联结主义范式有着共同理论主张的网络模型［11］和竞争模 型［12］为 例 进 行 介 绍。Bybee［11，13］和 Macwhinney［12］认为过去式的习得和产出主要是记忆和类比共同作用并相互竞争的过程，记忆的强度由形符频率决定，形符频率越高，从记忆中提取的概率就越大，类比主要使相同或相似的语音、语义特征形成图式联结。图式的联结度以及能产性由类符频率决定，类符频率越高，能产性也就越高。图式能否作用于一动词不仅取决于图式的联结度，还取决于动词与图式定义特征的相似度。此外，在过去式产出过程中，不仅记忆与类比之间存在竞争关系，由类比形成的不同图式之间也存在竞争关系［14］。

联结主义范式、网络模型和竞争模型认为规则动词与不规则动词之间没有本质差别，两者存储于同一系统中，由同一机制习得和产出，它们之间的差异仅仅是记忆强度和图式联结度上的量的差异。规则动词类符频率较高，但大多形符频率较低，因而规则动词图式联结度较高，也即能产性较高，但记忆强度较低。而不规则动词则刚好相反，它们大多记忆强度较高，而能产性较低。

联结主义范式认为过度规则化和过度不规则化是语言加工机制的自然产物，是记忆与类比以及由类比形成的不同图式之间相互竞争的结果。Macwhinney［12］对过度规则化的发展过程作了较为详细的说明。他指出，语言学习初期由于儿童接触到的规则过去式形式较少，图式联结度较低，因而类比力量也较弱。这一阶段儿童主要依赖记忆产出过去式，因而较少产出过度规则化过去式。随着年龄的增长，儿童接触到的规则过去式形式逐渐增多，图式的联结度逐渐增强，类比力量可能超过词汇的记忆强度而产出过度规则化错误。但是随着不规则形式在记忆中的不断累积，它们的可及性逐渐增强，最终可以在竞争中取得优势，并消除过度规则化错误。

(三)小结

符号主义范式和联结主义范式基于不同的理论前提，对过去式的习得和产出提出了不同的加工机制。两者的主要差别在于:(1)符号主义范式认为规则动词与不规则动词之间存在本质差别，规则过去式通过规则运算产出，而不规则过去式则由记忆提取产出。联结主义范式则认为两者之间只有量的差别没有质的差异，他们都是记忆与类比共同作用的结果。(2)对于习得过程中出现的过度规则化现象，符号主义范式认为是记忆提取失败的结果，而联结主义范式则认为是记忆与类比以及由类比产生的不同图式之间相互竞争的结果。

三、加工机制之争

(一)规则与类比之争

符号主义范式和联结主义范式在过去20多年中争论的核心问题是:规则过去式是由规则运算产出还是由类比产出。就这一问题，双方主要讨论了动词形态结构和相似性在过去式产出中的作用。

1.形态结构作用之争

符号主义范式认为过去式产出受形态结构影响［7，15，16］，向心结构动词过去式采用与词干一致的过去式变化方式，而离心结构动词过去式则不论词干采用何种过去式形式，都采用规则变化方式。联结主义范式认为动词的过去式产出主要受语音、语义相似的动词过去式变化方式的影响。这两个范式都认为向心结构动词以及词干为规则动词的离心结构动词应当采用与词干一致的过去式变化方式，但是双方对词干为不规则动词的离心结构动词应采用何种过去式形式存在争议。符号主义范式认为应当采用规则过去式，而联结主义范式则认为如果这一类动词的语义也与不规则动词相类似则应当采用不规则过去式。Kim等［16］对这一类动词的过去式使用情况进行了调查。调查的动词采用与不规则动词同音的名转动动词(如sink the glasses，意为 put the glasses in the sink)。调查发现大多数成人被试，不论是否受过高等教育，都认为规则过去式形式的可接受性较高。此外，他们还调查了词干为不规则动词的向心结构动词的使用情况，调查发现，被试倾向于认为不规则过去式形式的可接受性较高。对儿童使用情况的调查也发现了相似的结果，Kim等［15］认为这一结果表明儿童在很小的时候就对抽象的语言结构敏感，语言使用是语法分析的结果。他们指出调查中发现的向心结构与离心结构的差异只能是语法分析的结果，而不能是类比的结果，因为类比无非通过语音和语义起作用，在语音上，由于调查的向心结构动词和离心结构动词是一致的，因而这一差别显然不是语音类比的结果［16］;在语义上，他们认为语义在过去式产出中似乎不起作用，意义相似的动词过去式形式常常不一致，如slap，hit和strike，而过去式形式相似的动词在意义上又常常没有任何相似性，如 sting，sing 和 swing［15］。

针对 Kim 等［15，16］的研究，Ramscar［17］以生造词frink和sprink对语义在过去式产出中的作用进行了调查，调查发现当这两个词的语境意义类似于不规则动词(如drink)时，不论这两个词是向心结构还是离心结构，被试都倾向于产出不规则过去式，而当语境意义类似于规则动词(如wink或blink)时，或者当它们出现在中立语境当中时(如frink several pieces of hard wood)，被试则倾向于产出规则过去式。作者指出这一结果表明过去式的产出，无论是规则过去式还是不规则过去式，都是类比的过程。在产出过去式过程中，如果语境激活的是不规则图式，那么生造词就与不规则图式进行类比，产出不规则过去式，而如果语境激活的是规则图式，则产出规则过去式。由于规则过去式与不规则过去式的产出过程是一致的，显然规则过去式只能和不规则过去式一样采用类比产出，而不能通过规则运算产出。

2.相似性作用之争

规则运算与类比之争的另一个焦点是相似性在规则过去式产出中是否起作用。Prasada和Pinker［18］指出相似性在类比中起作用，而在规则运算中不起作用，因而调查相似性对规则过去式产出是否存在影响可以检验规则过去式的产出究竟是类比的结果还是规则运算的结果。他们的调查发现，规则过去式的产出不受生造词与规则动词原型相似性的影响，对于与规则动词原型相似度较高的生造词(如plip)和相似度较低的生造词(如ploamph)，被试给出规则过去式的比例并没有显著变化。而对相似性在不规则过去式产出中的作用的调查则发现了相反的结果。他们认为调查结果表明，相似性在规则过去式的产出中不起作用，因而规则过去式是规则应用的结果。此外，他们还将被试的反应与RM研究的模拟反应作对比，发现两者存在显著差异，RM研究的网络模型较少对生造词产出规则过去式形式。作者认为RM研究的模型与人类被试存在差异的原因在于前者只能通过类比产出过去式形式，而后者可以使用规则产出过去式形式。

虽然Prasada和Pinker发现RM研究的模型与人类在过去式产出上存在差异，但是由于RM研究本身的局限性，因而不能就此说明他们的试验结果与联结主义范式不符。理论上，他们的发现与联结主义范式并不矛盾。联结主义范式认为能产性受类符频率影响，由于规则动词类符频率较不规则动词要高，能产性也相应较高，因而当生造词与不规则动词之间相似性较低时，产出规则过去式对于联结主义范式来说也是自然的选择。此外，后继研究也从正面证实了相似性在规则过去式产出中的作用。上文中提到的Ramscar［17］证实了语义相似性在规则过去式产出中的作用。Marchman［14］则证实了语音相似性的作用，他指出不仅不规则动词之间存在相似性(如blow/blew，grow/grew)，不规则动词还可能与规则动词存在相似性(如:blow/blew，flow/flowed)，这两种相似性存在竞争关系，当前者成员较后者多时，动词被过度规则化的概率较小，而当后者的成员较前者多时，被过度规则化的概率较大。这表明过度规则化，即产出规则过去式形式，是不规则动词与规则图式进行语音类比的结果。

(二)过度规则化机制之争

符号主义范式与联结主义范式不仅对过去式的产出机制存在争议，双方对过度规则化的机制也存在分歧。符号主义范式认为过度规则化是记忆读取失败造成的，而联结主义范式则认为是类比与记忆，以及由类比形成的不同图式之间相互竞争造成的。Marcus等［5］指出如果过度规则化是前者造成的，那么过度规则化比例应相对较低，而如果是后者造成的，那么比例应较高，甚至接近50%。对CHILDES语料库①关于CHILDES语据库的详细介绍见http://childes.psy.cmu.edu/。文中提到的Abe和Adam的语言习得数据均来自于这一语料库。的调查表明过度规则化的比例总的来说很低，平均值仅为4.8%，而且无论以儿童、月份还是单词为变量进行调查，规则化的比例仍然都比较低。因而Marcus等认为这一结果不支持过度规则化是竞争的结果的观点。

针对 Marcus 等的研究，Maratsos［19］指出，过度规则化的总的比例很低与联结主义范式并不矛盾。Maratsos指出学习过程，即存在竞争的过程，可能仅占抽样过程的一小部分，因而即便学习过程中过度规则化的比例为50%，总的规则化比例仍然可能很低。作者假定习得不规则过去式所需的语言输入是恒定的，那么频率较高的动词习得时间较短，存在竞争的过程占抽样总过程的比重就较低，因而总的过度规则化比例也较低。而频率较低的动词由于习得时间较长，因而总的过度规则化比例也较高。对CHILDES语料库的调查证实了他的假设，而且调查中还发现频率最低的不规则动词(在CHILDES语料库中出现次数为1～9次的动词)的过度规则化比例的确是在50%左右。这一结果表明过度规则化比例较低并不与联结主义范式相矛盾。不过，Maratsos还指出过度规则化比例与动词频率的负相关关系也不与符号主义范式相矛盾，因为大脑成功读取过去式的概率显然也与频率成负相关关系。但是，Marasos指出CHILDES语料库中Abe的过度规则化情况只能是竞争的结果，而不是记忆提取失败的结果，因为Abe的过度规则化比例为24%，如果这一比例是由于记忆读取失败造成的，那么Abe显然有严重的记忆问题，但是调查表明Abe并不存在记忆问题。

(三)渐变与突变之争

在这场争论中，联结主义范式还指出符号主义范式习得规则的观点与渐变的语言习得过程相矛盾。McClelland和 Patterson［20］指出语言规则只能是全或无，如果语言习得过程中习得的是规则，那么语言习得过程必然是一个突变的、间断发展的过程。Marcus等［5］也试图证明过去式的习得过程是突变的。他们指出Adam的过去式标记比例在3个月内从0%增长到了100%，这种标记比例的快速上升是语言系统中时态标记官能“开启”的结果，即是语言系统发生突变的结果。然而，Hoeffner［21］对数据进行更加严格分析后发现，Adam 的第一个过去式形式出现在29个月时，而直到43个月时，他的过去式标记比例才稳定在80%以上，这表明过去式的习得总的来说是一个缓慢的、渐进的过程。

四、联结主义范式对过去式习得的模拟研究

(一)Rumelhart和 McClelland［1］的研究

在过去20多年中，过去式的习得研究之所以成为认知科学研究的一个焦点，主要原因是Rumelhart和 McClelland［1］在 1986 年运用联结主义网络对过去式的习得过程进行模拟研究，并指出语言产出和习得不需要规则的运作。该研究采用双层网络，Delta学习算法和威克尔特征(wickelfeature)表征法对英语过去式的习得进行了模拟。训练分两个阶段进行，第一阶段训练单词为10个高频动词，包括2个规则动词和8个不规则动词，共训练10个回合。第二阶段训练单词为420个动词，包括第一阶段的10个高频动词，334个中频规则动词和76个中频不规则动词，共训练190个回合。之后为测试阶段，测试单词为86个低频动词，包括72个规则动词和14个不规则动词。

模拟发现网络的学习过程与儿童的语言发展过程相类似。具体表现如下:(1)网络的语言学习过程与儿童的一样呈U型发展。在第一阶段训练结束后网络能较好地输出训练的10个动词的过去式形式，但在第二阶段初期，不规则动词的表现出现了倒退，到第二阶段末尾时，不规则动词的正确率又回到了较高水平。(2)网络与儿童一样能正确产出生词的过去式形式。在测试阶段，发现生词的总正确率为91%，其中不规则动词的正确率为85%。(3)网络模拟还再现了儿童语言学习过程中一些比较微观的现象，主要表现为网络和儿童一样，如对不同类型的不规则动词表现出不同的过度规则化比例;倾向于认为以齿音结尾的动词的过去式形式是它的原形;先出现不规则动词原形加［ed］的错误形式(如eated)，而后才出现过去式形式加［ed］的错误形式(如ated)。

Rumelhart和 McClelland［1］认为这一研究成功地运用联结主义网络模拟了过去式的习得过程，在学习过程中，唯一改变的是网络中各个节点的联结权重，而并没有习得所谓的“规则”，因而语言的习得和产出并不需要规则。

(二)符号主义范式的批评

Rumelhart和 McClelland［1］认为语言活动不需要规则的观点招致了许多批评。在这些批评当中，最为系统全面的是 Pinker和 Prince［2］。Pinker和Prince［2］从理论前提和模拟结果两个层面对RM研究进行了批评。他们指出RM研究有4个前提:1)威克尔特征可以胜任表征单词语音的任务;2)动词过去式仅是对动词原形的语音修改，无需考虑形态结构的运作;3)动词过去式完全由语音决定，无需考虑词项(lexical entry)的作用;4)规则过去式与不规则过去式之间没有本质差别。Pinker和Prince［2］认为这4个前提都存在问题，威克尔特征不能表征词干，也不能表征一些特定的词，如algalgal;英语过去式的产出是形态、音系和语音3个模块共同运作的结果，RM研究的模型不仅无法表征不同模块，也无法表征词干、词缀等范畴;语音不能代替词项的作用，英语中存在同音异义词，而且有些同音异义词的过去式形式并不一致，如ring和wring;作者认为规则动词与不规则动词之间有着本质区别。

Pinker和 Prince［2］还指出 RM 研究的过去式模拟与儿童的过去式习得过程也存在许多差异。1)RM研究中的U型发展过程是人工改变动词训练比例的结果。RM研究中的第一训练阶段规则动词与不规则动词的比例是2∶8，而到第二训练阶段比例突然变为了 8∶2，Pinker 和 Prince［2］指出这种比例的突变在儿童的语言学习中并不存在。2)RM研究的最终状态与成人语言习得的最终状态也并不一致。RM研究的网络模型虽然能正确产出部分生词的过去式，但正确率与成人相比还有一定差距。3)RM研究的网络模型虽然与儿童一样产出过去式加［ed］的错误，但两者的原因并不一致。儿童产出这种错误是由于儿童错将过去式形式当作动词原形造成的，而网络模型产出这种错误是由于将不规则动词原形转变为过去式后再加［ed］造成的。4)RM研究虽然模拟了儿童语言习得过程中不同类型的不规则动词在过度规则化比例上的不同，但是RM研究中被选出来与儿童语言学习进行对比的阶段非常短暂，而且是事后选择的结果。

(三)联结主义范式的回应

针对符号主义范式的批评，Plunkett和Marchman［22］指出，RM研究无法最终达到成人水平是由于RM研究所采用的网络没有内隐层，没有内隐层的网络在学习能力上存在一定的局限性;Mac-Whinney 和 Leinbach［23］指出，Pinker 和 Prince［1］的许多批评(如仅使用语音情息来表征动词、训练动词比例突变等)涉及的仅仅是理论的实施问题，这些问题都可以通过对网络模型和训练过程进行改进来解决。联结主义范式对过去式习得的后续模拟研究主要有 MacWhinney 和 Leinbach［23］，Plunkett 和 Marchman［24］，Joanisse 和 Seidenberg［25］等。本文仅以 MacWhinney和 Leinbach［23］为例作简要介绍。Macwhinney和 Leinbach［23］的研究采用有两层隐含层的四层网络，反向传播算法，三音节语音模板表征方式对英语过去式的习得进行了模拟。单词训练回合数根据动词的使用频率确定。这一模型的表现较RM研究有了显著改进:(1)模型训练后的正确率高达99%，与成人的最终习得状态比较一致;(2)采用动词的实际使用频率进行训练后，模型仍产出过度规则化错误，表明RM研究中的过度规则化现象不完全是人工调整训练动词比例的结果;(3)使用音节模板表征克服了威克尔特征表征的局限;(4)MacWhinney和Leinbach［23］还通过增加语义表征模拟了同音异义词过去式形式不相同的情况。

这一模型的表现与儿童的过去式学习更加接近，但是两者之间仍有一些差异，例如采用三音节模板来表征动词使得网络无法习得三音节以上动词的过去式。此外，这一研究对联结主义范式的执行也不彻底，网络的语义表征没有采用联结主义范式所倡导的分布表征，而采用了方位表征。

五、讨论

联结主义范式与符号主义范式的这场争论在实质上是一场关于语言能产性(更确切地说是部分能产性)的工作机制的讨论。双方基于不同的理论前提，对语言能产性提出了截然不同的工作机制。符号主义范式认为语言能产性是规则运算的结果，而联结主义范式则认为能产性是类比的结果。目前为止对过去式产出与习得的调查并没有发现规则运算的可靠证据，相反调查发现相似性、频率等因素在过去式产出和习得中起着重要作用，这与联结主义范式的观点较为一致。当然，正如 McClelland 和 Patterson［20］所言，联结主义范式反对的是基于经典范畴的规则，如果符号主义范式采用基于原型范畴的规则，那么显然也能制定出可以解释过去式习得与产出现象的规则，但是那样的话，符号主义范式与联结主义范式之间也就不存在清楚的界限了。

符号主义范式与联结主义范式在语言产出机制上的不同认识也导致双方在语言习得机制上存在分歧。符号主义范式通常持语言天赋观，认为语言是不可学的，原因是语言产出需要规则，而语言输入中又缺乏关于规则的可靠信息。对过去式的研究也不例外，Kim 等［15－16］认为，过去式产出受动词形态结构的影响，而语言输入中关于动词形态结构的可靠信息又比较贫乏，因而他们认为过去式的产出规则是不可学的。过去式产出和习得可能并不需要规则，那么讨论“规则”是不是可学的，是不是天赋的也就失去意义。与之相反，联结主义范式持语言可学的观点，这一范式强调语言输入中存在丰富的信息，语言学习者可以通过发现语言产出的型式(pattern)来习得语言能产性。

虽然目前为止英语过去式的产出和习得调查总的来说与联结主义范式比较相符，但是现阶段联结主义范式所提出的英语过去式的工作机制也还存在一定的局限性。联结主义范式认为，能产性主要由类符频率决定，而且类符频率较高的产出型式可能泛化到类符频率较低的产出型式上。按照这一观点，语言发展必然是一个类符频率较高的产出型式逐渐侵蚀类符频率较低的产出型式的过程，如中古英语时期弱变化过去式形式对强变化过去式形式的侵蚀［26］。然而，英语过去式的演变总的说来是一个类符频率较低的产出型式逐渐取代类符频率较高的产出型式的过程。英语过去式的主要标记型式经历了一个由原始印欧语中的元音交替模式(ablaut)，即强变化方式，到日尔曼语以及古英语时期的弱变化方式［27］212－213，再到现代英语中的规则变化方式的发展过程。在这一发展过程中，弱变化方式以及现代英语中的规则变化方式在产生初期无疑类符频率都很低，但在语言演变过程中它们却逐步代替了原来类符频率较高的产出型式，这表明类符频率不是决定语言能产性的唯一因素。

Branchaw［28］发现影响强变化过去式形式流传下来的首要因素不是类符频率和型符频率，而是变化型式当中的元音区分性(vowel distinctness)。这表明除频率因素外，语言的自身属性(如语音特性)也影响着人们的语言使用。笔者认为，联结主义范式在调查语言活动的工作机制时主要关注类符频率与型符频率的作用而忽视其它因素的作用，是由于联结主义范式注重调查语言学习的工作机制而忽视了其它语言活动的工作机制造成的。无疑，语言学习在语言活动中占有重要地位，然而语言学习要以语言创造、使用和传播等活动为前提，因而，在考察语言的工作机制时，不仅需要调查语言的学习机制，也需要调查语言创造、使用和传播等活动的工作机制，并调查这些工作机制之间的关系;在考察语言的影响因素时，不仅需要调查频率因素的作用，也需要调查语言自身特性的作用。

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(责任编辑 魏艳君)