利用视觉世界范式探索自然语言中条件句的意义

论文信息 ¶

Zhan, L., Zhou, P., & Crain, S. (2018). Using the visual-world paradigm to explore the meaning of conditionals in natural language. Language, Cognition and Neuroscience, 33(8), 1049–1062. https://doi.org/10.1080/23273798.2018.1448935

论文原文 ¶

关键词 ¶

条件词；连接词；视觉世界范式；假设性思维；汉语普通话

摘要 ¶

本文报道了三个使用视觉世界范式的眼动跟踪实验，以探索汉语中条件句的意义。实验1发现，当实验设置中的所有标记都为真时，条件连接句if…then…在一个标记上并没有比连接句…and…引起更多的预期注视。而相反，实验2和3发现，当标记在实验设置中为假时，在这个假设的标记上，条件连接句比连接句and引起更多的预期注视。

引言 ¶

  1. 背景介绍及理论解释 人类语言研究的一个重要目标是解释简单命题如何递归地合并为复杂语句（(Elqayam & Evans, 2011; Evans,2002）。如果存在两个命题（A和C），那么给定情况下涉及四种不同的可能性：AC、¬AC、¬A¬C、A¬C。英语中像if、and这样的句子连接词是将两个命题合并为复杂语句的语言标记。在经典逻辑和其他人类理性框架中，逻辑合取被定义为A&C，实质条件句定义为A⊃C。当且仅当A和C均为真时，A＆C才为真，而当且仅当A为真C为假时，A⊃C才为假，其余情况均为真。 在人类语言中，合取 A and C 的真值条件与经典逻辑中定义的逻辑合取 A&C 的含义平行，但理论在如何理解条件句上有所不同： 从心理模型理论来看，不论所涉及的具体语句是什么，所有的心理模型都是同质的，因此，应该通过它们生成的心理模型的数量来区分语句，而不是心理模型的质量/属性。 与心理模型理论不同，suppositional theory认为一次只考虑一种可能性，并且这种可能性应该是当前语境下最相关的可能性，除非当前的可能性被证伪，否则不会考虑其他可能性。这样看来，语句应该通过心理模型的质量/属性来区分，而非通过涉及的心理模型的数量来区分。
  2. 前人研究 前人通过被试的行为反应进行研究，但被试的行为反应受到多种因素的影响（例如使用的特殊指示语、任务的上下文环境等）因此，该文章采用记录被试的眼动来作为被试理解条件语句的指标。 Zhou(2015)和Zhan(2018)成功地延伸视觉世界范式到句子连接词的研究中。有两个主要发现：1. 听到连接词only if…引发了被试对C的更多关注，创造了两个心理模型AC和¬A¬C，而听到连接词even if…引发了被试对C的更多关注，创造了两个心理模型AC和¬AC。2. 句子片段only if A…会引发被试对心理模型¬A¬C的更多关注，因为¬A¬C是only if A，C的第二个心理模型，句子片段even if A…会引发被试对心理模型¬AC的更多关注，因为¬AC是even if A C的第二个心理模型。这些发现表明，如果物体与句子的意思相关，那么没有被提及也不会被提及的物体也会被更多地关注。也有研究者观察到the boy also has a doll比the boy has a doll引发了被试对于有洋娃娃的女孩的图片更多的注视。总之，视觉世界范式是一种对时间十分敏感的技术，可用于探索简单命题和复杂语句的含义。
  3. 当下研究 本研究采用视觉世界范式，通过比较条件句ifA，then C以及连接句A and C的实时加工，对条件句的语义进行了三次眼动追踪研究。如前所述，心理模型理论和假设理论使用不同的方法来区分条件词和连接词。为了确定哪个因素实际上被用来区分条件词和连接词，我们在实验中控制了一个变量，并操纵了另一个变量，以观察这些操纵对参与者的理解有何影响。此外，该研究还试图探索人类语言中连词和条件句之间的逻辑关系。

实验1 ¶

  1. 实验材料和刺激设计 实验 1 通过控制心理模型的质量/属性，探索心理模型的数量是否可用于区分条件句和连接句。 每个试验都有两个简单的命题，这两个命题之一可能成为复杂语句的第一部分，如The animal is a goldfish和the animal is a swan(A1,A2)，同时还有三个简单命题，这三个命题之一可能成为复杂语句的第二部分，如the animal has a banana/feather/strawberry(C1,C2,C3)。然后以不同的方式合并了5个简单命题，创建了四种可能的情况A1C1,A1C1,A2C2,A2C3。鉴于实验设置，对于连接句A and C来说，A1和A2都可能成为复杂语句的第一部分，具体取决于C的适当选择，而对于条件句来说，只有一个A可以作为复杂语句的第一部分，对于A2来说，无论选择哪个C作为结果，总是存在一个否定该条件的情况A¬C，而如果选择A1作为复杂语句的第一部分，无论选择哪个C，A¬C都不可能存在。一个屏幕里准备四张图片代表A1C1,A1C1,A2C2,A2C3，同时语音呈现测试句要么是条件句if then，要么是连接句A and C。
  2. 实验预期 预期：根据心理模型理论，条件句能够通过两种方式表征：1. 如果条件句if A then C由完全显式的模型表示，那么 被试听到条件连接词if…then…就会自动生成A¬C的不可能性，从而自动意识到前一部分是A1而不是A2，因此更多注视到A1而非A2。2. 如果条件句if A then C是由心理模型及footnotes表征的，那么if A1，then这一句子片段将会引起对其他可能性的关注，例如¬A¬C，因此当听到if A1 ，then时，会更多注视A2C2和A2C3。 而根据假设理论会有两个不同的预期。1. 测验图片中呈现的四种可能性都为真，所以从条件句中提取出的心理模型的属性不能预期是A1还是A2，因此当听到if then时，被试对不同图片的注视比例没有显著差别。2. 这种理论一次只创建一个心理模型。当听到条件句片段If A…将鼓励被试专注于A为真的情况，因此A为假的可能性将被较少激活。在本例中，如果听到句子片段If A1，then…应该会引发被试更少对A2C2和A2C3的注视。
  3. 结果 在连接句和条件句条件下，被试正确回答的几率均显著高于随机猜测的水平，反应被试均认真实验，眼动数据可以使用。 结果显示，直到第二个命题开始时，连接词和条件词之间的固定模式几乎相同。而在第二个命题(名词出现之前)中，与连接词相比，条件词引发的对未提及动物的关注明显减少(线性回归分析)。研究表明条件连接词if并没有用于进行预期的眼球运动，然而在句子下半句开始后（名词呈现之前），有显著的注视比例的差别，并且这种结果偏离了心理模型理论的预测。具体来说，当句子连接词是if then的时候，与句子连接词是and相比，被试注视 ¬AC和¬A¬C这两种心理模型的比例更少。

实验2 ¶

实验1中观察到的这些效应与心理模型理论相矛盾，而与假设理论是一致的。然而，这种合理的解释可能会被另一种可能性所混淆：在实验 1 中观察到的这种负面结果仅仅是因为视觉世界范式不够敏感，无法记录条件连接词引起的效果。设计实验 2 来排除这种可能性并验证假设理论的有效性。具体来说，实验 2 通过控制心理模型的数量，探索心理模型的操纵属性是否可用于区分条件词和连接词。

  1. 实验材料和刺激设置 实验2创造了两个可以作为复杂语句的第一部分的命题，即A1公主吃了苹果，A2公主吃了香蕉，以及可以作为复杂语句的第二部分的命题C公主会受惩罚，同时设计6个试验句（2if 2and 2because），本实验中and条件下没有任何句子连接词但逻辑仍然等于and。测试图像包括了一位公主和两个物体（例如一个被咬了的苹果和一个完整的香蕉），A1在创建的条件下为真，即苹果已经被咬了，而A2在创建的情况下可能或假设为真，即香蕉是可食用的，此外被试无法得知C的真实性。
  2. 实验预期 假设理论：由于实验设置中A1实际上为真，A2只是假设上为真，如果假设理论正确，当听到连接词if…之后，被试将意识到前一部分应是A2而非A1，因此更多注视A2。 心理模型理论：心理模型理论认为所有心理模型都是同质的，因此无法用A1A2之间的属性差异来预测前一部分，同时C的真值也是不确定的，不能用A¬C来排除。
  3. 结果 GLMM分析显示，句子连接词为because时的正确率显著高于基线条件(β=0.2 5，p<0.0 0 1)，IF条件与基线条件的正确率无显著差异(β=0.0 6，p=.42)。这表明，由because连接的语句比由条件连接词if连接的语句更容易理解。 实验2试图在假设结果的真值未知的情况下，检验条件词是否可以用来进行预期的眼动。注视比例图显示，当句子连接词是because时，被试更多注视the eaten apple图片，而当句子连接词是if时，注视完整的香蕉图片更高，这一效果发生在前部分名词出现之前。 线性回归结果显示，与连接词and相比，句子连接词if触发的对the eaten apple的注视比例明显更少。同时，随着temporal bin变得更大，连接词because比and引起了被试更多的对于the eaten apple的注视，而与之相反，随着temporal bin变得更大，条件连接词if比and引起了被试更少的对于the eaten apple的注视。其次，句子连接词if引起了被试对完整香蕉（hypothetical）图片的更多注视，同时随着时间仓变大，条件连接词if引起被试对完整香蕉的更多注视。 总结：条件连接词if…引发了对假设可能性（完整香蕉）的更多关注，而连接词and、because引起了对实际可能性（被咬了的苹果）的更多关注。because和and之间的区别只体现在它们与时间仓的交互之中，这表明and和because都涉及了实际的可能性。

实验3 ¶

  1. 实验材料和刺激设置 实验2的实验设计可能会导致潜在的混淆，即被试习惯了刺激，甚至可能有了应对策略。实验3即是应对这种混淆而设计。 测试中，创建了三个可以作为单个动词的宾语的物体，测试图像包含了三个物体中的任意两个，并且图像种显示的对象既可以为真也可以为假。总共创建了23个动词、23个动词的主语、69个物体以及138个测试图像。
  2. 结果 GLMM分析表明，当句子连接词是if时，正确率显著低于and条件，而because条件和and条件之间没有显著差异，再次表明由because连接的语句比由if连接的语句更容易理解。同时线性回归结果与实验2中的模式十分相似，表明实验2中观察到的效果是稳健的，不会因重复测试刺激而混淆。

讨论 ¶

这三个实验主要有两个观察结果：1. 一个语句一次只能产生一个心理模型 2.由条件句if…then… 产生的心理模型AC不少实际为真的，而是假设为真的。两个观察结果符合假设理论，但与心理模型理论相矛盾。 心理模型的hypothetical property可以推广到其他语句，给定任何复杂的语句，如果该语句具有两个或者更多的完全显性模型，并且包含一个简单的既可能为真也可能为假的命题，那么由该简单命题构建的模型就应该是假设的。例如析取句A or C也有三个完全显性的模型 AC，A¬C， ¬AC，A、C在这种情况下既可能为真，也可能为假，因此析取句A or C意味着A和C仅仅只是对现实世界的假想描述，而不是实际描述。 说出并理解在当前情况下并不真实的假设描述是人类语言(Hockett，1960)和人类思维(Evans&Over，2004)的重要属性。有了这一特性，人类可以描述和理解没有、还没有或不会经历的情况，或者不存在的情况。 与文献中报道的行为反应相比，这项研究中使用的眼球跟踪技术绕过了人类思维的两个限制（双加工理论），本研究中观察到的结果受到工作记忆或语言的影响要小得多。