计算心理语言学简介

      中图分类号：H0-05文献标识码：A文章编号：1004-6038（2001）02-0014-05

      计算心理语言学是近年来随着心理语言学和计算机科学的不断发展而产生的一门跨多学科的研究领域，其研究的重点在于以现有的心理语言学研究成果为基础，采用计算机技术模拟心理语言学提出的各种关于言语理解和言语产生的模式，帮助心理语言学家验证模式的正确性，并为人工智能中自然语言的处理提供理论基础。

      1.计算机心理语言学研究对心理语言学的重要性

      在心理语言学的发展过程中，研究者提出了许多模式来解释语言处理过程中各个阶段内所发生的心理过程，从而使我们对人类语言处理系统的构成具有了一定的认识。尤其是近十几年来，由于科技的发展为心理语言学研究提供了更精确的测量工具，研究者可以获得更为准确的数据，心理语言学家对语言处理过程各个阶段的认识越来越深刻，他们所提出的心理语言学模式也越来越复杂。（Levelt,1996）与此同时，计算机技术得到了飞速的发展，而且被广泛地应用到各个领域，许多心理语言学家开始求助于计算机技术，力图通过计算机的模拟技术来验证这些模式的正确性。目前，计算机模拟已经成为心理语言学研究人类语言处理的重要手段。图1显示了计算心理语言学的基本工作流程。 （Dijkstra and Smedt,1996:5）

      

      图1 计算心理语言学基本工作流程

      如图1所示， 心理语言学中关于语言理解与产生的模式可以使用自然语言进行表述，也可借助计算机语言转化为计算机模型，这一模型可以通过计算机编程语言制作成一系列可以运行的计算机程序。计算机程序的运行过程实际上就是模拟人类自然语言处理的过程，因此，模拟结果和心理语言学实验结果的比较可以验证心理语言学理论，为心理语言学理论的修订与发展奠定基础。

      计算机模拟技术极大地推动了心理语言学的发展，因为采用计算机模型与传统的单纯使用自然表述的模式相比具有明显的优势。

      （1 ）计算机模拟可以提高心理语言学研究的效率和心理语言学理论的可靠性。传统的心理语言学研究主要采用观察和试验的方法，但是这两种方法都有一定的局限性。首先，无论是观察还是试验，能够采集的数据量都不大，从某种程度上来说，数据的不足就使得结论不具有广泛性和普遍性。其次，耗时较长，这一点在利用观察的方法时更为突出。时间长就使得被测个体或群体的内部因素不稳定，例如心情变化、知识增长、生理变化等等，从而导致实验结果与实际有误差。再次，观察者和试验者都难免在研究过程中出现错误，而重复试验有时又不可行，这就无法保证试验结果的准确性。而现有的计算机技术为解决上述问题提供了方便。利用计算机进行模拟，我们可以获得更多的有效数据，从而使结论更具普遍性。计算机自动、快速的运行和处理功能可节约大量的人力、物力和时间。计算机的准确性可以在一定程度上保证结果的准确性，而且，最重要的一点在于计算机保证了试验和结果的实时性。

      （2 ）计算机模拟可以进行一些传统上难以进行的实验。 正如Cutler（1981）所指出的，心理语言学实验正在变得越来越难以进行，因为在设计实验时需要考虑太多的相关因素，例如，在设计关于词汇认知的实验时，需要考虑有可能影响词汇认知的各种因素，包括词频、词频相近的单词数量及其意义、语音相近的词的数量及相关词的意义、近义词的数量及其意义、听话者对单词的熟悉程度等等。如果不采用计算机模拟的方法，要把所有的这些因素都考虑在内进行实验是非常困难的。而且，还有一些实验根本无法直接以人为实验对象进行。例如，有些研究者(例如,Patterson,Seidenberg and McClelland,1989;Haarma nn and Kolk,1991等）采用计算机模拟技术进行大脑损伤导致失语症的各种实验，而这种实验根本不可能在正常人身上进行。

      （3 ）计算机模拟有助于人们检验心理语言学理论的完整性和内部一致性。根据某一心理语言学模式建立的计算机模型，只要编程无误，通过计算机程序的运行就应该得出心理语言学模式所预期的结果。例如，关于语言理解的计算机模型可以产生对词汇的识别或对句子解释的结果。计算机程序能否顺利运行能够有效地检验心理语言学模式的内部一致性，如果计算机程序能够顺利运行，就说明心理语言学理论在逻辑上是前后一致的，不存在定义不清、自相矛盾和循环论证等问题。而计算机模拟的结果能否与预测的结果一致可以有效地检验心理语言学模式的完整性。如果计算机模拟的结果与人的言语行为相同，这说明计算机模型所依据的心理语言学理论是可靠的。正如桂诗春教授（1991:58 ）所指出的那样：“并不是所有的心理学理论都是那样清楚明白的，有的往往较为含混、甚至循环论证。这些理论看上去有一定的吸引力，但却经不起推敲和科学论证。计算机模拟有助于我们清楚明了前后一致的认知心理语言学理论。”

      （4）计算机模拟可以为心理语言学的研究提出新的研究课题， 从而为心理语言学的发展注入新的活力。计算机模拟往往会产生一些出人意料的结果，心理语言学家则需要解释产生这些结果的原因。这些结果有助于修订原有的心理语言学理论，还会推动研究者继续开展进一步的研究。

      2.语言的理解

      语言的理解是心理语言学研究的中心问题之一。在计算心理语言学中，与语言的理解相关的计算机模型主要涉及言语听辨、句法处理和语篇的理解三个方面。目前，在计算心理语言学领域，言语听辨的代表性模型有两种：言语听辨的模糊逻辑模型（Fuzzy Logical Model of Perception,FLMP）（Massaro,1996）和跟踪模型（Trace Model ）（McClelland and Elman,1986;McClelland,1991）。关于语篇理解的代表性模型也有两个，一个是由Kintsch和van Dijk在1978 年提出的命题模型（Proposition Model），另一个是Sharkey（1990）所提出的语篇理解的关联模型（Connectionist Model of Text Com-prehension）。本文主要介绍句法处理的模型。