Saffran 等人以銜接概率作為統計規律的語言學習研究

第三節 Saffran 等人以銜接概率作為統計規律的 語言學習研究

Saffran、Aslin 及 Newport (1996)以八個月大的嬰兒進行了一項研究，

主要的目的在探討嬰兒如何分析他們所接觸到的語音輸入，並習得語言。

他們利用四個三音節詞，各隨機重複四十五次，排列組合成一段連續音節 串，如：tupirogolabubidakupadoti…，並將此材料透過人工語音合成器製成 一段長約兩分鐘的音節串。由於這段連續音節串當中並不包含任何停頓、

重音差異、或其他語音線索提示，且音節串當中的音節詞，都是實驗由實 驗者定義的，並不具有真實的意義 (tupiro, golabu, bidaku, padoti)。因此，音 節和音節之間的統計組合規律性就成了受試者判斷的音節詞位置的唯一線 索。如果受試者掌握了音節間的統計值訊息，就可以找出有較高機率被被 視為同一個語言單位的音節組合。此處所提到的組合規律性就是語言中的

「統計資訊」。

研究者在設計材料時，操弄了各音節間的銜接概率值 (TP)，使得音節 詞內相鄰兩音節間之銜接概率，皆高於音節詞間相鄰兩音節之銜接概率。

以前述的音節串 tupirogolabubidakupadoti…為例，tupiro 一詞中，相鄰的兩 音節如tupi 或 piro，其銜接概率皆為1。也就是在所有 tu 出現的狀況下，其 後必然出現 pi，pi 之後必然出現音節 ro。而音節詞 tupiro 的後面，可能出 現音節詞golabu, bidaku, padoti。因此，ro 可能與分屬不同音節詞的首音節 go, bi, pa 相鄰，其間的銜接概率值為 .33。音節詞中的相鄰音節間的銜接概 率皆為1，此統計值比音節詞間相鄰兩音節的銜接概率 .33為高。換句話 說，音節詞當中的各音節間之銜接比較緊密，而跨音節詞的兩個音節間的 連結比較鬆散，銜接概率值較低。銜接概率相對較低處，正是兩個音節詞 的分界處，也就是語詞的界線。

實驗者讓八個月大的嬰兒聆聽上述之連續音節串，該階段在研究中稱 之為熟悉化 (familiarization)，隨後進行一個測驗。測驗題是以材料當中出 現過的「音節詞」，如：tupiro，和「非音節詞」，如：lakutu，共同組合而 成。所謂「非音節詞」是從各音節詞中挑選一個出現在不同位置的音節，

並且不按照其原本在音節詞中的位置排列，形成一個新的音節詞選項。

實驗者播放測驗題，並觀察嬰兒對兩種不同音節順序的聆聽反應。這 個實驗的預測是：由於嬰兒在熟悉化階段中所接觸到的某些音節詞會成為 測驗題中的正確答案，這些選項中的音節順序，對嬰兒來說是較為熟悉 的，不具新鮮感，因此嬰兒較不會轉頭注意該刺激。而非音節詞由於其組 合和順序有別於熟悉化階段中的經驗，對嬰兒來屬於嶄新的刺激，因此嬰 兒會轉頭並花較長的時間注意該刺激。若實驗得到預期的結果，代表嬰兒 可以區分這兩種類型的刺激，也就表示他們從熟悉化階段的聆聽經驗中，

把實驗者所定義的語言單位切割出來。而切割單位的依據就是連續音節串 中，各音節間的銜接概率值。

實驗結果發現：相較於材料中曾經出現的音節詞，嬰兒花了更長的時 間聆聽不符合「組合規律」的非音節詞，且達到統計上的顯著差異。表示 嬰兒在僅有兩分多鐘的聆聽經驗中，「辨認出」曾經出現的音節順序，區分 出測驗中哪些音節組合是符合經驗中的順序。

前述的研究結果表示嬰兒能夠區分、辨認音節串中的音節順序是否與 經驗相同。Saffran 等人 (1996)進一步將測驗題當中的「非音節詞」以較為 困難的「部分詞」 (part-word) 替代，檢驗受試者判斷音節單位的標準是否 為音節出現的順序？還是真的掌握了音節間的銜接概率？

所謂的「部分詞」 (part-word) 是利用某音節詞的最後一個音節搭配另 一詞的頭兩個音節所組成的。以音節串 tupirogolabu 為例，部分詞即取用 tupiro 的最後一音節 ro 與 golabu 的首二音節 gola 形成部分詞 rogola。因此 在這個實驗中，不論是「音節詞」或「部分詞」，都曾經以相同的順序出現 在受試者的聆聽經驗中，兩者之差異在於「音節詞」包含正確的詞界線

（也就是詞內兩音節間的銜接概率高於詞間兩音節間的銜接概率），而「部 分詞」橫跨了兩個定義的語言單位（詞內包含一個較低的銜接概率）。如果 受試者是依靠音節的順序來斷詞的，那麼在測驗時，對此二種選項的聆聽 時間應無差異。相反的，如果受試者判斷音節組合的根據是來自於相鄰音 節間的「銜接概率」，那麼就會發現「部分詞」所包含的音節組合間的銜接 概率值與經驗不符，而可區分「音節詞」與「部分詞」。研究的結果發現，

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嬰兒顯著地花了較長的時間聆聽測驗中的「部分詞」，顯示嬰兒確實掌握了 相鄰音節間的銜接概率值資訊，並用以判斷測驗的音節組合是否屬於實驗 者所定義的音節組合。

這個研究派典 (paradigm) 成了往後研究統計學習的重要方法，許多統 計學習的研究皆以此為基礎，操弄材料單位之間的銜接概率值，並在最後 設計測驗，紀錄受試者的反應。以受試者注意刺激的時間長短或其答對率 作為判斷是否掌握材料中所隱含之統計規律性的依據。

有了以嬰兒作為受試者的實驗結果，Saffran、Newport、Aslin、Tunick 及 Barrueco (1997)進一步以相似的實驗方法探查成人受試者的統計學習效 果。他們以6組無意義的三音節詞各重複300次之後，隨機排列組合成一個 包含1800個音節詞的連續音節串。實驗者操弄各音節間的銜接概率，使得 音節詞內相鄰音節間的銜接概率介於 .31~ 1.0，而音節詞界線的相鄰音節間 之銜接概率控制在 .1~ .2。此外，受試者在聆聽實驗材料的同時，需完成一 個與聽覺訊息無關的繪圖作業，而將注意力導向該繪圖作業中，這是為了 瞭解受試者是否需要在高度投入注意力的狀態下，才能偵測到並學習連續 音節串的統計規律性。聽完這段連續音節串後，受試者參加測驗。測驗題 的構成方法是由「音節詞」與「非音節詞」(nonword) 組合成二選一的選擇 題，受試者的作業是判斷這兩種音節組合，何者對他們來說是比較熟悉 的。

這個實驗的預測是：如果受試者能夠偵測並學會音節組合的統計規律 性，那麼測驗的平均答對率應該要高於隨機猜測值 (50%)。如果受試者在 有附屬作業（繪圖）的狀態下，仍能掌握連續音節串中的統計分佈資訊，

也就表示統計學習可以在低注意力涉入的程度下發生。實驗的結果顯示：

成人受試者的平均答對率為58.6%，顯著高於隨機猜測值50% (p < .05)，表 示即使受試者的注意力被導向無關的附屬作業中，統計學習機制仍能有效 作用，處理連續音節串中各音節間的統計分佈資訊。

以上這兩個研究推動了「統計學習」機制與語言習得的系列探討，其 最大的貢獻在於證實了不論嬰兒或成人都能夠利用此機制捕捉語言輸入當

中所具有的統計規律性，並以此統計資訊作為切分語言單位的基準。這暗 示了語言規則的習得與發展有可能是透過此認知機制，歸納經驗中所蘊含 的規律性而產生的。這樣的機制似乎是自然啟動的，且能在注意力被導向 其他作業的同時仍繼續作用。

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