句法范畴异常，语义加工依然存在:来自汉语被动句的ERP证据

文献：Yang, Y., Wu, F., & Zhou, X. (2015). Semantic processing persists despite anomalous syntactic category: ERP evidence from Chinese passive sentences. PloS one, 10(6), e0131936. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0131936

1. 研究背景 ¶

Syntactic和 semantic加工是句子理解中两个重要方面，而句法加工的一个重要部分是 syntactic category的加工。 syntactic category加工在时间上和功能上是否先于 semantic加工一直有很多争论。有两个主要的模型，句法优先主张 syntactic(或syntactic category)优先于semantic，相反，交互模型反对 syntactic优先加工。之前的研究确定ERP中的几个成分与句子理解有关，N400是词汇语义整合困难的指标，早期左前负波(ELAN)效应和左前负波(LAN)效应被认为与句法加工困难有关，而P600被认为反映了第二遍句法处理中的重新分析和修复过程。

句法优先模型认为句子加工包括三个阶段：①基于syntactic category加工的结构构建的初始阶段（可能是由关键词的syntactic category异常引起的ELAN效应）②syntactic 加工(syntactic 异常引起的LAN效应)和semantic加工(semantic异常引起的N400效应)③整合句法和语义信息的最后阶段(句法异常引发的P600效应)。除了ELAN/LAN效应标志着基于syntactic category的句法加工的早期阶段之外，一些ERP对德语被动句的研究发现在semantic和syntactic category都异常的情况下不存在N400效应，也作为句法优先模型的证据。在联合异常情况下缺乏N400效应被解释为初始句法加工的失败导致语义处理的阻塞。

现有的德语被动句ERP研究中N400效应的缺失为句法优先模式提供了有力的证据，但是德语作为一种强构形语言，有着丰富的形态句法线索。因此，很有可能是不正确的syntactic category导致了德语理解者无法建立必要结构的有用线索以理解(被动)句的意义。而汉语属于孤立语，无形态学上的变化，现有的关于汉语的ERP研究测试了各种句法结构，包括把字句、典型的SVO句子、被字句等，与之前的德语的研究结果相反，在这些汉语结构的ERP研究中发现在联合异常（句法异常+语义异常）的条件下能够激发出N400效应。N400效应的存在表明syntactic category加工似乎不是语义整合的先决条件，至少对汉语来说是这样。

但是这些证据不能构成对德语研究结果的有力反驳，因为不是所有的汉语句法结构在德语中都有对应的，因此很难直接比较。因此联合异常条件下EEG差异可能仅仅是由于汉语语法的一些特质。第二，一些汉语ERP研究的结果可能会受到不同的解释。例如，在Ye等人的研究中通过删除把字后面的宾语（NP）产生syntactic category 异常，通过违反动词语义搭配产生语义异常，例如在联合异常中 (e.g.,伐木工开采森林,把裁了)。他们发现，在关键动词出现后的300-500ms的范围内出现了广泛的负波(N400)。但是鉴于关键动词出现在句末，这种负性波可能与句末总结过程有关。再者，汉语是有声调的语言，有很多同音字，此研究中使用的听觉模式，这种负性波可能部分是由于同音词激活引起的语义混乱。第三，就ERP实验设计而言，syntactic category违反的标准在汉语中不如在德语那样的强结构语言中那样直接。在Wang等人在被字结构的研究中，通过使用不及物动词来产生联合违反的条件，例如“失踪儿童被不法分子啜泣到了山区”，这里假设动词及物性的不正确包括句法违反和语义不匹配，在这种情况下Wang等人观察到了N400-P600模式。但是有人认为这种情况严格意义上不属于句法违反，因此这些条件下的效应模式不应视为反对句法优先的证据。

在Zhang等人的实验1中，通过名词替换后置状语动词来产生联合违反情况，因此同时违反了词类和动词的语义搭配（给定的把字句的框架和前面的副词“慢慢地”），例如，“李薇把新鲜的鸭梨慢慢地钢琴了两个”，在此联合违反中发现了N400效应，这表明即使基于syntactic category的结构构建可能失败了，语义整合仍然存在。但是鉴于把字句是汉语特有的，因此结论可能不具有普遍性。

2. 本研究 ¶

鉴于以上问题，本研究着重克服可比性问题，使用结构上类似于德语的被动句结构。两种语言都使用受事 NP + BEI/Von + 施事 NP + VP 的通用格式来表达‘那块玻璃是姜娜小心擦过的’。例如中文表达 a. nakuai boli bei Jiangna zixide cashile.通过操纵关键动词的语义一致性(一致vs.不一致)和syntactic category(名词vs.动词)。研究假设语义异常能引起N400效应，syntactic category异常能引起P600效应。重要的是，在联合异常中，按照句法优先模型没有N400效应，而根据交互模型将会导致一个强的N400效应。

3. 研究方法 ¶

28名右利手北京大学及周边大学的本科生和研究生参见了实验，其中有4名被试的数据由于眼球或头部移动而被剔除。

本研究中使用的被动刺激的结构是“Det + NP1 (inanimate) + BEI + NP2 (animate) +ADV + V/N + Le (PERF) + FreqAdv”，结构中的加体标记“了”和状语的原因是在关键词之后句子仍然继续，避免句子结尾的收尾效应；第二汉语被动结构通常表示动作的完成，因此，体标记和表示程度的状语可以传达与动词相关的完成感。

所有的句子都是一段一段的呈现出来，研究操控了动词到动作的论元/受事NP的语义（SEM）一致性(一致vs.不一致)和它的syntactic category(SYN)（名词vs.动词）产生了如下图一的四种条件：CORRECT (SEM+, SYN+), SEMANTIC (SEM-, SYN+), SYNTACTIC (SEM+, SYN-), COMBINED (SEM-, SYN-)。

图1

五次标准化前测试 实验进行了五次标准化前测试来检查测试的各种特性。第一个测试是对所有句法异常的句子（SYNTACTIC 和 COMBINED条件）进行的，关键区域都是名词。要求一组20名没有参加ERP测试的被试通过改变他们认为必要的单词来使句子更自然或更容易接受。平均99%的被试正确识别出异常名词，并将它们改为及物动词。这个结果说明被试在关键区域检测到了syntactic category的异常并能纠正。为了进一步量化不同条件下语义异常的程度，研究对关键句子的可理解性/语义可接受性进行了第二次预测试。另一组32名被试被要求以5分制来判断每个句子的可理解性，1分表示完全不可理解，5分表示相当可理解。第三个测试是关于关键动词的完形填空概率，要求填出脑海中浮现的第一个词，虽然在CORR条件下的为21%的完形填空概率，但在其他条件下关键词的完形填空概率都为0。第四个测试是使用每种条件下的关键词与上一个完形填空产生的概率最高的词之间的语义相关性，该预测试的目的是为不同条件下N400效应的解释提供证据。第五个测试是与实验中句子结构一致的短语相关测试。结果如下图2所示。

图2

材料 每个被试读160个句子，每种条件下40个，关键词的词频和笔画在各种情况下都保持匹配。

要求被试坐在一个昏暗的房间内，句子在黑色背景下一段一段地以白色呈现，要求被试仔细阅读所有的试验以便理解。每个片段呈现400ms，随后是持续400ms的空白屏幕，试验间隔2000ms。大约有1/3的trial（80个关键句子）后面会跟一个cue“？”被试需要判断该句子的对错，在正式实验之前每个被试会收到25个独立的句子进行练习。

选择了两个时间窗口：①时间窗口为300–500ms，对于可能的N400效应。②500-800ms对应可能的P600效应。采用重复测量方差分析(ANOVAs)对两个时间窗内的平均ERP振幅进行分析。

4. 结果 ¶

总体回答正确率为91.6%，句法和联合条件下的句子的准确率高于CORRECT和SEMANTIC条件下的句子。

在300-500ms的时间窗口中，与正确的句子相比，在所有其他三种条件下(句法、语义和联合)的异常句子引发了更大的负波效应(N400效应)。这些效应在头皮上的分布略有不同，句法效应主要在左半球，联合效应在整个头皮上。句法和语义条件下的差异不显著，而联合条件下的N400效应比句法和语义条件下的大。

在500-800ms的时间窗内，与正确的句子相比，句法和联合条件下的句子在中央后区引起更大的P600 ,而语义条件下的效应更偏向左侧。

图3

图4

5. 讨论 ¶

本研究的主要目的是通过使用被字句来检验汉语句子加工是否符合句法优先模式。发现语义异常，句法异常和联合异常都有N400和P600效应。支持句法优先模型的证据主要来自德语被动结构的研究。与这一模型相冲突的现有的汉语ERP研究结果可以归因于汉语独有的特性，因此通过使用与德语被动结构相似的汉语被字句，研究获得了支持了现有的ERP对把字句的研究的效应模式，并为汉语的语义处理不需要句法许可提供了趋同证据。

在控制了两种语言的结构差异后，中国的ERP研究与句法优先模式不一致的真正原因是什么？有人认为，这可能是存在特定于语言的认知过程。因此，一种可能性是，语言加工模型可能会考虑并纳入语言之间的类型差异。德语作为一种强结构的语言，其丰富的形态线索(如屈折词缀)明确标记了不同的句法信息，如时态、格和数。因此，句法范畴例如名词、动词非常容易通过视觉的形态而识别。因此基于句法范畴的句法构建可能是快速甚至是自动的。相反，汉语是一种孤立语，缺乏词形态的变化，理解者不能简单地通过一个汉语单词的形式来检测它的句法范畴，并且在汉语中作为句法类别的名词和动词之间的界限并不明显。在没有明确语法线索的情况下，汉语句子的句法结构构建主要依赖于对每个单词的词汇和语境意义的处理。因此语义信息在汉语加工中占有首要地位似乎是合理的。

在300-500ms的时间窗内，对有联合异常的句子的反应比对只有语义异常或只有句法异常的句子的反应负性更大。这与评级测试是一致的，在评级测试中，有联合异常的句子比有单一异常的句子更难理解。之前在联合条件下N400效应的缺乏被作为句法优先模型的证据，因为句法加工不成功完全阻碍了词汇/语义加工。在本研究中的联合违反的条件下也发现了N400效应，syntactic category的违反不会阻止对目标词的语义加工，但是会使把词义整合到上下文中更困难。还有一种可能性是关键词和上下文中预期的单词之间的语义相关性，Federmeier and Kutas 的研究证明，与预期单词和来自不同类别的单词相比，预期单词但来自与预期单词相同的语义类别的单词引起的N400反应减少。

其次，与正常句子相比，句法异常的句子也激发了更大的N400效应，之前的测试表明与正常句子相比对句法异常句子的关键词的整合难度要大于正常句子。正常句子与句法异常条件下N400效应的不同与联合条件下跟句法和语义异常N400效应不同的原因推理非常一致。

第三个要注意的是语义异常条件下顶叶区在500~800ms时间窗内观察到了一个P600反应，Jiang 和Zhou 认为，语义P600的出现表明在句法层次的不同层次上启动了多个语义过程的协调过程。不同于以往的研究，语义P600效应是在宾语名词的位置上观察到的，本研究的P600效应是嵌入在层级结构的动词上获得的。需要进一步的研究来解释此处的P600效应。

第四个需要注意的是语义和句法加工之间的不对称性，在300-500ms的时间窗内，联合条件下的N400效应明显强于语义条件下；然而，句法条件和联合条件下的P600效应没有差异。这个结果与 Hagoort (2003)一致， Hagoort 认为语义整合受句法加工的影响，然而句法结构的分配与语义语境无关。但是具体的解释还需要充分的证据。

总之，目前对汉语被动句的研究与对其他汉语结构的研究是一致的，并且对语义异常和句法范畴异常的句子都有N400效应，表明语义加工在句法结构异常的情况下仍然存在。句法范畴优先加工的主张不适用于汉语。