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新聞與活動

總統主持國父紀念月會
中華民國86年06月16日

  總統府今天舉行六月份國父紀念月會,由李總統登輝先生親自主持,月會中除舉行新任國民大會秘書長陳川等四名新任政務官的宣誓典禮外,並聽取中正大學社會科學院院長曾志朗的專題報告。
  月會是於上午十時舉行,總統由總統府秘書長黃昆輝陪同蒞臨會場,副總統連戰先生及與會的政府首長都起立致敬。
  總統首先主持國民大會秘書長陳川、交通部政務次長陳世圯、行政院農業委員會副主任委員李健全及行政院勞工委員會副主任委員張昌吉的宣誓典禮,陳秘書長等面對國旗、監誓人-李總統,高舉右手,宣讀誓詞:余誓以至誠,恪遵國家法令,盡忠職守,報效國家,不妄費公帑,不濫用人員,不營私舞弊,不受授賄賂,如違誓言,願受最嚴厲之處罰。儀式莊嚴隆重。
  隨後由曾志朗以「認知科學之現況與未來」為題,提出專題報告。
  曾志朗專題報告全文為:
前言
  最近廿年來,由於資訊科技的進步,人類的知識迅速膨脹,許多看來似不相干的學科,忽然之間發現他們在各自領域所研究的問題,其實在深層的意義上是彼此息息相關的。這個認識使得許多傳統的學門就逐漸走出它們原有的範疇,不再以學門為規範,而是針對解決問題的需要,集合許多不同領域的專業知識,從不同的角度來探討同一個問題,以期收到殊途同「證」的效果。在現代這個科際整合的時代裏,最令人感到興奮的就是認知與神經科學的興起。它集合了認知心理學家、語言學家、電子計算機學家、哲學家和神經科學家,共同為解開人類的心靈之迷而努力。
  認知科學就是想用實證的研究方式去找出人類所共有的心理特質,它想知道人類記憶、語言、注意力的功能是什麼?它們彼此之間如何互動?還有這些功能背後的神經結構為何?這種認知的科學研究大約在三十年前就開始了,而目前已累積了相當多的知識。這些新的知識使我們現在可以去回答一些哲學家千年以來所提出的有關人的本質的問題。例如人的心智是什麼?語言和思維之間之關係是什麼?所謂智慧是決定於單一的心智能力還是各種特別性向所組合成的多元架構呢?對這些問題我們現在已經有新的實驗方法和理論模式來研究它們。一個新的紀元已經開始,而在這澎湃的新知發現之旅中,我們在台灣的研究組,將是其中推動的主力之一。
  現在讓我談談認知科學一些重要的成就。因為時間相當有限,只能談一些跟我的實驗室較相關的主題。
壹、人之初,性本「智」
  嬰兒一詞的英文是infant,它的語源來自古拉丁語in-fants。fants是speech(說話),而in是表示否定意義的語首。加起來是in-fants指的是「還不會說話的東西」,它的代名詞是it。這表示古代的人認為初生嬰兒是沒有語文思維能力的小動物。這樣的想法持續千年,上一世紀的英國哲學家洛克(Locke )也把嬰兒的心靈比喻為一張白紙,而由於後天的學習經驗,才使知識逐漸累積,成為會思想的有靈性之人。
  但是對於初生嬰兒的心靈有如一張白紙的說法,很多當過父母親的人都會很不以為然。因為嬰兒在出生不久之後就會模仿我們的張口捫嘴,也會隨著我們說話時語音的抑揚頓挫而有不同的神情。視覺反應非常敏銳,是「知道」很多東西的。尤其近幾年來的發展心理學研究,更一再指出嬰兒的內在世界裡,擁有很多我們以往認為不可能的基本能力。例如,最近Arizona 大學的一組研究人員就發現五個月大的嬰兒,竟然會做「加」和「減」的運算!這篇論文發表在英國的《自然》雜誌上,論文之後緊跟著一篇牛津大學教授的評論。他稱此一發現,是「發展心理史上的一件值得大書特書的事件!」
  五個月大的嬰兒的「計數」能力是如何被展示出來呢?Arizona 的研究人員利用特製的攝影設備把嬰兒眼睛掃描的位置與時間都登記下來。他們發現嬰兒對新奇的事物會「看久」一點。也就是說,如果他看到與原先的預期不相吻合的東西,就會凝視長久,否則就一掃而過。(例如嬰兒看圖一的兩個圖形,對右邊的圖會注視良久)。利用嬰兒這個看東西的特性,研究者就設計了幾個實驗。首先,他們在五個月大的嬰兒正前方擺一個玩具的米老鼠,然後用布幕掩蓋起來。這時候在嬰兒面前,又來了一隻米老鼠也走到布幕後面。布幕被慢慢的拉起來,嬰兒看到的是只有一隻米老鼠(1+1=1)或者兩隻米老鼠(1+1=2)。嬰兒的眼光在前者就會凝視良久,而在後者就會一掃而過、毫不在意!
  這個實驗也可以反過來做。先看到兩隻米老鼠,布幕蓋下來,看到其中一隻米老鼠跑掉了。布幕掀開後,有時是剩下一隻米老鼠(2-1=1),有時是兩隻(2-1=2)。後者是錯誤的,所以嬰兒的目光就注視比較久。三、四個嬰兒參加了這幾個實驗,結果都非常一致。結論是五個月大的嬰兒不但能看清楚米老鼠的個數,而且能做簡單的加、減!但是,嬰兒的能耐非僅如此。圖二的說明更令人驚訝,初生嬰兒對奶嘴的口感會和他的視覺整合在一齊。而圖三則顯示嬰兒對硬體物件的不可穿透性已經有概念了。最近的實驗又推進了一步。一個三個月大的嬰兒看到物體懸空而立會感到驚奇,到了五個月大時,則會有「如果懸空而立,則必須依附上在其它固著點上」的推論。嬰兒三個月到六個月之間,正是腦神經的組合大量成長分叉成型的時候(見圖四)。他們的認知體系正在不停的建構與重組,他甚至也在從事很基本的推論工作。這些越來越多的實驗證據一再指出,嬰兒對外界認知是主動的出擊而不是被動的反應而已。
  其實,嬰兒有一種認知能力是很了不起的。即他能由我們的眼神中感知關愛,也能以他的眼珠追蹤我們的手指頭的指向。若我的手指頭指向右方,他的眼睛的凝視點不會停留在我的手指頭上,他會注視我手指向的遠方,好像在我的手指頭與遠處目標物之間連著一根隱形的線。嬰兒能夠「洞視」手指向(pointing)所代表的那一種無形的抽象的意圖(intention )是個非常了不起的成就。也許就是這一點使我們人類和其它的動物不同。人類的嬰兒知道如何去分辨自然語言中(包括姿態、手勢等)所可能存在的最小差異,他可以察覺說話的人、語調以及說話方式的些微改變,將它們與記憶中的社會情境結合。這種本能是人性中最基本,也可能是最重要的「智慧」因素。
貳、腦與語言
  近十年來,神經科學的進展神速,很多次的諾貝爾獎都是頒給在神經科學上有貢獻的人。美國的PBS及英國的BBS也都製作大型的節目,介紹人腦神經的運作和認知行為及情緒變化的關係。學界和非學界一致的在等待認知科學與神經科學結合後所帶來的心物如何合為一的謎。這其中最令人感到興奮的是腦與語言的關係的一些新發現。一百多年前,Broca 首先證實左腦是語言中樞的看法。九年後Wernicke給出了左腦前、後區在處理語言信息的不同功能,並成功的預測了另一類型失語症(即onduction aphasia)的存在。現在的CAT SCAN,PET SCAN,MRI等斷層掃描更可以把不同類型的失語症定位在左腦的不同區域。因此,對多數人來說,語言在左腦處理已成定論。在這個情勢之下,華語文的研究就會變成神經語言學的主要戰場之一。
  華語文在神經語言學方面的研究可以分三方面來說。這三方面其實也反映了華語文的三個主要特徵。它代表著自然語系中的另一個極端。它使用著現在世界上獨一無二的方塊字,學名為意符文字(Logograph ),其空間結構的心理意義,和拼音文字大不相同。它有其他語系所沒有的字調變化(Lexical tone)。一個沒有聽過華語的人,乍聽華語對話,不是以為對方在唱歌,就是以為對方在吵架。因為在西方語言的對話中,惟有在這種情緒昂然的時刻才會有語調的變化。但華語一字一調,且有變調規律(Tone Sandhi )。西方人學華語,最大的困難在於字調的掌握,以免把「我有冰」說成「我有病」。除了方塊的文字和字調的變化之外,華語文的另一大特色是文法簡練。它的動詞沒有任何附加語(Affix ),名詞不但沒有單複數之分也沒有性別及其他「格」的變化。句子的主要詞序是SVO 的結構。因此華語在結構上實在是很簡捷實用,免除了印歐語言中語法功能一再重複的冗餘性質。語言學大師,中研院院士王士元曾經說過:「也許就是因為其結構簡單明確的特性,使得語言學的鼻祖Edward Sapir大為感動,讚嘆華語實在是個相當邏輯的語言。」
  當研究者把語言變異本身當作一個獨變項來檢定它和神經組織的交互作用時,華語文的三大特徵就成為神經語言學注目的地方。現在讓我們來看看在文字、字調和文法這三方面,我們在台灣的神經語言學研究的成績有那些。
一、漢字閱讀與腦功能的組合
  在腦特殊功能的研究歷史上,對於「學習閱讀某一種文字會不會導致腦功能組合的重整」這一個問題,一直有學者堅持正面的看法,認為識字者和文盲的腦神經組合是有所不同的。這一類的說法層出不窮,而且也確有一些臨床資料符合這樣的說法。例如,有的腦傷病人忽然看不懂阿拉伯數字,但讀書卻毫無問題;另有些病人則症狀完全反過來。
  日本使用三種不同的書寫文字,內容詞借用了漢字,而文法上的功能詞與外來語就使用了由漢字字形再簡化衍生的音節符號,即平假名與片假名。從一九六○年代起就不斷有醫生觀察到日本的左腦傷病人會出現僅保留閱讀漢字或僅會讀與寫假名的現象。七十年代,池沼澄子(Sasanuma)蒐集了大量的病人資料,廣泛且深入的整理出不同文字型態在左腦因病變部位不同而產生選擇性保留的現象。這實在是一大貢獻。
  為了解答漢字閱讀和書寫到底在右腦或左腦的爭議,我們在台灣選擇了六個左腦受傷的病人,他們除了口頭語言的缺失外,都附帶有失讀(Alexia)或失寫(Agraphia)的毛病。我們也相對挑選了六個右腦受傷的病人。為了達到公平客觀的比較,這六個病人的教育程度、職業、及社會經濟地位都儘可能的配合左腦的病人。最重要的是,這六個右腦病人都顯示有左視野忽略(Left visual field neglect )的現象(見圖五)。首先我們要這十二位病人做抄圖(幾何圖形),自發繪圖(根據所聽物件名稱畫圖),以及看圖寫字。結果顯示出非常有趣的現象。從圖六中,我們可以很明確的看出來左腦受傷的病人在抄圖及自發繪圖上一點問題都沒有;而右腦受傷的病人則有左視野忽略的現象。最有趣的結果來自看圖寫字:左腦受傷病人寫不出漢字,而右腦受傷的病人除了有傾向把字寫在格子的極右端外,每一個寫出來的漢字都是完整無缺!也就是說,右腦損傷確實破壞了繪圖的能力,但對漢字的書寫能力卻沒有喪失。這可以說是對把漢字當做圖形文的說法一個最好的反駁。我們要大聲疾呼:漢字是語言符號之一,代表著抽象的語意與語音概念,它絕對不等同於圖畫!
  其次,我們要求這些病人來做抄寫假字(如「 」,漢字中沒有這個字,但它的造字符合漢字的造字規則),及非字(如「 」,它的造字違背了漢字的造字規則)的作業(見圖七)。我們每次呈現一個刺激字,要求病人把這個字抄到他們面前的一張畫有 5×10方格的白紙上。要他們自左上角的格子開始寫,一格一格的往下,到底後再從第二行的最上格開始,再往下寫。大體上,左右腦受傷的病人在抄寫假字時,都沒有太大的問題;左腦病人速度較慢,且出現塗改現象。最有趣的是右腦病人居然沒有左視野忽略的現象發生,他們完完整整的抄下了這些符合造字規則的假漢字,沒有像繪圖一樣的掉了左半邊。也就是說字的語意並不重要。重要的是他們對這些漢字組合規則的知識使他們能夠把這些漂浮在視神經聯絡網上的各種訊息、部件黏在一起,完整的寫出來。當呈現的字是非字時,忽略到一邊的情形就大大的增加了。最近在北京醫學院的一個研究,發現如果病人的文化水準不高,則假字也有掉左半邊的可能!
  在這個抄寫作業中,還有一個有趣的現象,值得我們重視。即左腦的病人抄字時,可以按照我們的指示,從左上角一格一格的往下抄,右腦的病人則不行,他們的第一個字按指示抄在左上角,以後就越抄越偏向整個方格矩陣的右側,結果是左下方留出一塊空間。換句話說,右腦病人對外在空間的掌握確有左視野忽略的問題,但對於漢字內在空間組合卻可以毫無失誤的控制在腦海裡(即使是對空間有特別能力的右腦受了傷。)這是個很重要的發現,因為這種「雙分離」(Double Dissociation )的現象,是目前可以用來支持「模塊假說」(Modularity hypothesis )的最有力的證據。
二、華語語音與腦神經組合的關係
  對從小說華語的人來說,字調的變化是由左腦處理的。那麼左腦受傷一定會引起對字調信息的缺失。最近幾年我們在台灣也蒐集了很多有關閩南語病人的資料。十年前,夏威夷大學的語言學教授鄭良偉和我一起在台北開個會議,在汽車上我把一卷腦傷病人的錄音帶放給他聽。他告訴我病人好像有閩語變調規則(Tone Sandhi )的困難。我這個心理學家對這些語音的規則一點也不敏感,但經鄭教授指出來後,果然發現病人把三個「紅,紅,紅」(非常紅)的疊詞說成錯誤的/ˊˊˊ/,而不是/ˊˋˇ/的形態。所以說在神經語言學的領域上,心理學家和語言學家合作,一定可以有可為的。
  還有一個例子也是相當有意義的。八六年的春天,美國的
  當我們在拍攝左腦病人的字調知覺缺失時王士元院士也在場,他指出來病人說說閩南語時,入聲字不見了。若是沒有他指點,我就不會注意到入聲字的有無。經過六個月的反覆檢試,這位左腦病人的發音果然很多帶-p-t-k尾音的方言字(所謂入聲字)都只發CV而把CVC 的尾巴-p-t-k掉了。例如她以閩南語唸柳宗元(圖八)的詩時候,每一句最後一個字的入聲押韻都不見了!這個發現的意義非凡。因為古代描述元朝大都「京語」的《中原音韻》比之描繪古音的《廣韻》,在入聲字的數量上減少很多。也就是說CVC 演變成CV的結構,在歷史上(可能在宋代就開始了)曾經發生過。如今我們又在病人身上,目睹這一音變的事實。這中間相隔至少一千年!這一前一後兩個平行的音變現象,可能是源於不同的生理原因(前者不可能是因為腦傷而起,這是一定的),但是變化的方向如此一致,使我們不得不相信他們是動用了相似的心理機制。我們也在病人身上看到了入聲消失後,聲調發生變化的方向,有可能會受到該字聲母是否濁清音之辨(voiced or voiceless )的影響。再追下去,也許我們能為古代的音變找到合理的解釋!所以說,我們不但在作科學研究,我們也隨時在回顧歷史,創造歷史。中國的神經語言學家,在研究的領域上有如此寬闊且超越時空的境界可以活動,實在是任重而道遠啊!
三、華語語法與腦神經的組合
  在語法的層面上,我們實驗室也有幾個有趣的研究報告。第一個研究和名詞與動詞的出現的比例有關。在左腦前區受傷的病人除了說話緩慢以外,講出來的話通常以名詞為主,少有動詞(一般說來,動名詞出現的比例是一比五)。從印歐語系的分析觀點而言,這種現象的發現可能來自兩個不同的源由。第一個可能性是由於動詞、名詞的重音型態(Stress Pattern)不同而引起的。如果採取這個看法,則病人不流利的原因是語言的語音結構破壞了(Damage to the phonological structure )。另一個可能性是動、名詞的構詞法不同,前者通常帶有許多複雜的語尾變化(如play的名詞為play,但動詞就必須考慮時態的因素,有轉換成played的可能),或詞的外形會產生變化(如go,went,gone)。因此,在搜索的過程上可能會有較大的不確定性(Uncertainty ),所以動詞較名詞困難。假如我們把動名詞的差異歸因在構詞本身,則病人不流利的原因就不會在語音結構的損傷了。其實這兩個說法都不令人滿意,原因在於華語的證據把兩者都推翻掉了。
  華語的名詞和動詞在重音的型態上沒有什麼差異,在構詞上也沒有變化。事實上,華語的名詞和動詞可以說是以完全相同的外形出現。例如「吃飯」在「他正在吃飯」中是做動詞用,而在「吃飯是民生第一等大事」中是做名詞用。從構詞到重音,兩者都完全一樣。按照上述學說的看法,華語不流利型失語症病人身上,不應發現動、名詞出現比例的不同。我們在台北榮總做了一個實驗,找了十一名Broca 型病人(前區受傷)及八名Wernicke(後區受傷)的病人。病人必須做兩個作業:一個是看圖說話,另一個是聽話的理解。前者的圖片中有一半是畫的普通的物件(此為Object naming task),另一半則畫的是普通的動作(如踢球、游泳等,此為Action naming task)。後者是要病人聽錄意帶上的句子(一半是純物件的描述,如「這是雨傘」;另一半是動作的描述,如「他在打球」),然後要病人從三張圖片中選出正確的圖片來。在這作業中,病人不須言語,只用動作代表聽懂了沒有。我們的結果很清楚的發現,在前一個看圖說話的作業中,Broca 型的病人果然是物件指稱要比動作指稱來的好。而且好的很多。Wernicke的病人則剛好反過來,他們在動作指稱上要比物件指稱好一些(在統計上並無顯著的差異,但實驗者都觀察到這個非常一致的現象)。一般來說,中國的失語症病人在處理名詞和動詞的信息上,也出現了非常不對稱的現象。這一個實驗證據可以說強有力的反駁了「重音形態差異說」與「構詞法差異說」的看法。那麼,如何來解釋這動、名詞不成比例的現象呢?我們提出了一個新的看法,我們認為問題不是出在結構上的缺陷(語音結構或構詞法上的Structural deficit),而是出在詞彙提取歷程上的缺陷(Deficit in lexical access )。一般說來,動詞的提取要考慮「誰做?」,「誰受?」,「做了什麼?」,等等的各種關係,而名詞的提取比較單純。也就是說,動詞的提取必須帶動大腦前葉的聯結區(Associative area),而名詞的提取則不必如此複雜。由於華語在動名詞結構上的特殊,使我們的實驗得到了相當關鍵性的結果。這個結果告訴了研究者:目前最流行的兩個學說是錯誤的!
  另外一個實驗的設計來自對華語量詞(或稱分類詞Classifier)的思考。量詞的複雜性是華語的另一特色:冠詞和數量詞不能直接擺在被修飾的名詞之前,中間必須要加上一個量詞,如這本書,三條魚,五隻雞,一張桌子,兩把椅子等等。在我和病人聊天時,我有個感覺,覺得Broca 型的病人很少用修飾語,因此也連帶的佷少用量詞。相反的,Wernicke型的病人很少省略量詞,他們滔滔不絕的輸出許多片語,其中自然包括很多量詞,但仔細聽又不對勁,好像用錯了量詞。為了證實這個直覺,我們就給Broca及Wernicke 的病人作一個看圖說話的作業,每一次看三張圖,一張一張的敘述下來。實驗重點在引導病人的思路走向一個特定的方向。等實驗結束後,把病人看圖說話的錄音整理出來,結果正如我想像的一般,Broca 型病人儘量避免使用量詞,因為選取適當的量詞必須要考慮被修飾詞的性質,因此比較要運用到高的能量,對Broca 病人而言似乎很難,他們就儘量避開犯錯的風險,把量詞全免了,如果躲不過時(有時我們要病人再試試看,強迫他們用量詞),他們的策略就是用一個中性的「個字來取代所有的量詞(如「一個桌子」,「三個汽車」等)。Wernicke型的病人就不會如此,他們「大膽」的使用各種量詞,很少有省略的現象。但錯用的機會也增加了,(如三條桌子)。看起來Broca和Wernicke 都有量詞的知識(Knowledge intact),但在應用這個知識時,Broca 病人表現的非常保守,而Wernicke則是在量詞的架構上,找到什麼就講什麼,一點也不會節制。我們的實驗指出左腦後區似乎是建立inhibition的所在地。這可能和有意識的「注意」(Conscious attention )有關。我最近的實驗證實,注意力的歷程除了選擇性的集中心力外,也包括對不相干事物的抑制。這些結果,由華語量詞的考慮而來,居然走到了一個和語言完全沒有表面關係的認知歷程裡。所以科學知識的進展,有時也是很偶然的。
結語
  人類所獨具的心智能力是些什麼?在從前這個問題只能引起臆測或在沙發椅上的冥思。但是過去三十年來,認知科學家和神經科學家終於能夠以科學的態度去研究它,使我們對人類心智的理解得以進入一個新的紀元。各個領域所發展的實證研究方法,從哲學、語言學、心理學、神經生物學,甚至電腦科學,讓我們得以提昇理論的層次,超越了普通常識與迷信的預言,而純粹以實驗的數據來作推論。科學的本質是將一問題分割開來研究,使它不會迷失在複雜籠統的整體現象裏。我們必須將問題分成許多界定得很清楚的一系列問題。從那裡著手,一步一步經營,這樣做,則一個原先看起來很複雜的現象也可以一點一滴地去了解它。
  電子計算機學帶給我們一個希望:假如我們把內在表徵的運作機制相比於電腦上的機械操作的方法,則可能有一天我們會了解心智歷程的本質。但同時我們也在人造智慧功能的表現上得到了啟示:當「深藍」(Deep Blue)這位程式棋師輸棋時,會表現出Deeply Blue的情緒時,我們才能體會出智慧的內涵原來是充滿了熱情的!
  今天,雖然我們仍未解開我們是誰這個秘密,但是至少我們開始去探索人的本質在生物體系中的意義。這帶來認知科學的一個中心問題;像大腦如此非凡的神經機器是如何發展出來的?要了解人類的心智活動,要界定所謂「意識」的內涵,則我們必須要了解腦是經過長期的物競天擇演化過程的最後產品。因此,我們必須從功能的觀點來研究記憶、注意力以及語言的發生,並以它們為橋樑去研究語言學和邏輯。同時也要檢驗認知功能在人類神經系統中的作用。這條研究大道將有無數精彩的畫面要出現。其中的彩色筆,將有好幾枝會被掌握在台灣的認知與神經科學家手上。我們剛剛花費鉅資所建立的功能性核磁共振造像儀(Functional Magnet Resonance Imaging )(見圖九)就要裝設完成。這部讓我們走進廿一世紀的實驗設備,將會讓我們看到人類心智在腦神經的對應關係。國科會科教處所規劃的國人語文資優的研究,配合這套儀器,將使我們看到國內兒童的腦神經組合,如何在多語文的環境中發展出來,這對人類智慧的理解,會有很大的貢獻!

Code Ver.:F201708221923 & F201708221923.cs
Code Ver.:201710241546 & 201710241546.cs