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生物学家在研究院中被视为局外人，最具说服力的证据，就是我们的小木屋设在了校园的边缘地带。我们的办公室对面是一处托儿所。这是一座单层砖结构建筑，约翰·冯·诺依曼的电子计算机项目曾在这里开展。冯·诺依曼去世之后，研究院（对任何稍有实用价值的事物都持怀疑态度）将计算机捐给了史密森学会（Smithsonian Institution）博物馆。
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我的儿子们被送进了这个托儿所，和许多美国孩子以及其他来自世界各地的孩子一起，跟着老师学习语言。就在他们进行着阅读与写作的实验时，我就坐在几米开外的另一处房子里，沉浸于语言获得理论的汪洋大海之中。
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这里的每一面墙壁，都见证了具有重大意义的历史。我的办公室曾经为朱利安·毕格罗（Julian Bigelow）所有，他就是打造出冯·诺依曼的机器的电子工程师。库尔特·哥德尔就住在附近的一处小房子里。在我工作的过程中，以及跟他在路上偶遇之人所道出的种种奇闻轶事中，处处都能感受到他非凡而偏执的存在。英国理论物理学家兼梦想家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）告诉我，有一次，神经质的哥德尔给他办公室打电话，说收到了一份又大又轻的包裹。哥德尔害怕包裹里面装有毒气，于是恳求戴森，“你能发发好心，帮我把它打开吗？”戴森面对这个如此不合逻辑的要求，却爽快地答应了。哥德尔满心感激，但执意要求戴森在他自己的办公室里单独打开包裹。包裹里面，装着一个漂亮的纸质数学模型。
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研究院中的许多工作都是抽象而理想化的，关注臻于完美而永恒不朽的柏拉图式数学。我也是一位柏拉图主义者。但从我周围的“僧侣”同伴的角度来看，我的研究工作多少带有一些“异教”色彩。我利用数学作为一把解剖刀，用来解析某些被认为处于不断变化的不稳定状态之中、却又非常切实有形的东西。我想要探索语言及其进化过程中的柏拉图式真理与美感。
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支持进化的证据不胜枚举。然而，将达尔文的进化理论从不断进化的基因扩展到不断进化的语言，研究学者多少会感觉有些不适应。就在达尔文的思想发表后不久，巴黎语言学公会（Société de Linguistique de Paris）于1866年公开禁止了所有关于语言进化的研究工作。数学家都向往挑战，而对于我来说，如此有趣的典故，更为语言进化的研究工作注入了令人无法抗拒的吸引力。
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直到今天，许多语言学家、生物学家和哲学家依然很难想象，语言是在进化力量的带动下出现的。没错，语言能够出现，是因为它帮助我们的祖先分享了一些事关生存的重要信息。但正如哈佛大学的史蒂芬·平克所指出的，这样的解释多少有些油腔滑调之嫌。“拙劣的解释方法总是试图通过诉诸另一些同样神秘的事物（譬如欢笑让你感觉更好），来解释我们心理活动中的某些事物（譬如幽默）。”毫无疑问，语言的确在人类的生存过程中起到了帮助作用——“小心那根长矛！”但如果真的如此简单，那么大猩猩现在也会就语言的起源展开面红耳赤的争论了。
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我以为，自己在合作领域的研究成果为理解语言的进化提供了一些实用工具。可没想到，就连伟大的诺姆·乔姆斯基（Noam Chomsky）都表现出怀疑态度，不认为自然选择理论可以用来解释语言的起源。学界普遍认为，乔姆斯基是语言学领域的爱因斯坦。自从20世纪50年代以来，他就以外科手术般的精准度，带头引领了对语言复杂性的研究工作。半个世纪以前，他就建立起一套研究议程，将未来几十年的语言学、心理学和计算机科学的发展进程囊括了进来。
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语言中最扣人心弦的组成部分，就是语法。而乔姆斯基则提出了理解语法的关键。我们可以将语法视为一种方法，用于组织语言形式和词汇，使其具有某种特定意义。可以说，语法的存在，使得词汇之间能达成合作关系，形成新的意义。有了语法，就有了语言永无止境的表达能力。
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乔姆斯基认为，语言本身是任意符号的编码和解码链条。通过以这种基础方法进行语言规划，他可以对一个核心问题作出解答：能力有限的人类思想，如何能不受限制地对符号加以利用，并以如此具体而有序的方法进行沟通？他发现，某种简洁的数学基础结构能够产生代码，用以对无限的意义进行表达和理解。所有的语言都拥有共同的结构基础，也就是一套被他称为“通用文法”的规则。这种规则适用于我们所知的每一种语法。
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语言大爆炸
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我们无法精确地获知，第一种语言究竟是何时出现的。其出现时间，应该是在700万年之前我们从黑猩猩变为人类，到15万年前解剖学意义的现代人类真正出现之间的任何时段。但是，语言是在何种环境下产生的？我们的祖先在采集狩猎的过程中，用到了什么形式的沟通方式？大卫·克拉考尔和我的第一个研究对象，就是遍布于动物王国中的语言“原生汤”。
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我们能在身边找到各种元素：细胞之间忽闪忽现的化学信号，蜜蜂的摇摆舞，各种动物标识领地时所发出的咆哮，还有鸟类那丰富多彩的鸣唱。鲸鱼的歌声中充满各种复杂的模式，将呻吟、呼叫、啁啾组合在一起。环尾狐猴通过摆动尾巴的方式来传递多种气味，由此表达一种复杂的“语言”，来沟通“侵略”、“接受交配”等意义。我们也不要忘了水下世界中丰富多彩的智能生物。“喷气式”头足类动物不断变化的肤色和图案，是求爱仪式的基本要领。当然，还有我们的近亲——黑猩猩。
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无论从哪个角度分析，动物王国中其他成员所使用的语言，都无法与我们人类的语言能力相媲美。绝大多数动物使用非句法的沟通方式，简单的“哼”一声、一个词汇，就可以表达一个场景，譬如“小心——附近潜伏着一只狮子”。西非的白鼻长尾猴利用两种主要的声音“嘌”和“哈”，来互相提醒捕食者的到来。当然，语言甚至根本不需要建立在声音的基础之上。蜂巢中的“侦察兵”在巢穴之中用舞蹈的方式告诉同伴，在哪里能找到甜美的花蜜。在这段嗡嗡作响的阶段性芭蕾舞中，蕴藏着远处花蜜的位置信息。通过舞蹈的方向和时长，就能显示出食物来源的指向与距离。
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我们先按下语法这个复杂问题不表。通过对动物交流信号的研究，我发现，我们所使用的信号库——词典的规模，是一个十分关键的问题。谈到人类的信号库，一个六岁儿童掌握的词汇量就能多达13 000个。人类学习新词汇的速度，从一岁到七岁之间，处于清醒状态之时，每90分钟就能学会一个新词。由此推算，一位母语为英语的17岁少年，脑海中的大辞典已经包括了50 000个词汇，而这种水平已达到了成人的普通标准。
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学习并记住这些词汇是一项非常繁重的工作，这跟记住彼此之间存在各种关联的50 000个电话号码没什么区别。我们很少会意识到，我们自身是一部多么美妙而强大的记忆机器。但记忆并不代表全部。人类的声带能发出各种不同的声音。基于目前已知的6 000种语言，我们的声带能发出大约1 000种语音。我们将这些语音单元称为“音素”。而各种语言之中，从新几内亚东部一个小岛上只有11个音素的罗托卡特语，到非洲博茨瓦纳和纳米比亚地区拥有112个音素的“喀哒式语言”——!Xóõ语。这些音素包括从不同音调到类似的发声再到喀哒声等各种语音，有些只能用我们不小心在电脑键盘上敲错的那些符号来表示。
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这样的生理学事实，自然而然地引发了另一种观点的诞生。因为有了如此巨大的词典，我们偶尔也会犯错误。在正常的对话过程中发出这些音素，从解剖学角度来看，是非常了不起的成就。声带不同部位的运动要以毫米和毫秒级的精准度进行协调。下次开口说话之前，请记住，你自己拥有多么神奇的能力。但是，错误毕竟是无可避免的。简而言之，想要沟通的概念越多，需要发出的语音就越多，语音之间的相似度就越高，而如此巨大的信号库出现混用或误解的风险也就越大。
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因此，我们的发音器官能处理的音素数量是十分有限的。如果我们使用最为简单的语言，其中一个音素只与一种行为、一个物体、一个人或其他事物相关，那么我们在发展出更多关联的过程中，就会很快遇到各种麻烦。想象一下，如果两个仅有细微差别的语音被分别用来代表“发现了一串成熟的香蕉”以及“发现了一串落满苍蝇的腐烂黑香蕉”，这将会造成何等的误会与失望。在加里·拉森（Gary Larson）创作的一幅很有意思的漫画中，两只大猩猩在一起跳着探戈。旁边写道：“恐怕你误解了……我说我喜欢芒果。”
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为了体现使用语言过程中存在的生理学现实，我提出了“语言学误差限度”的思想。这一思想是说，在原始母语中可分辨的语音数量，以及这种语言可以准确描述的事物的数量是有限的。增加新的语音无疑能够增加所描述事物的数量，但如此的灵活性要以增加犯错概率为代价。因此，语言传递信息的总体能力并没有得到提高。
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我们通过计算得到的误差限度数值解释了，为什么任一语言之中的音素总数都远远低于声带可以发出的1 000个左右语音的数量。如果音素量太大，就会存在太多可能出现的误解。所以最好还是集中于数量不多的几种音素上，并找到有效区分的办法。同样，我们一旦学会了一套音素，就很难改到另一套音素上。这就是为什么我会说着维也纳口音的英语，正是因为使用了错误的音素而导致的。所有的异乡口音皆如此。
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利益决定语言的需求
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带着这样的理解，我们就可以去追溯人类语言的起源了。在语音诞生的黎明时期，我们的祖先只懂得几种表达方式，如咆哮、扑哧的鼻息、咕哝声，等等。之后，具体的语音就与具体的事物建立了联系。厄格用手指了指，发出了一些语音，然后他的听众厄格小妹想道，“嗯，厄格想告诉我的就是这个事。”但很关键的一点是，如此的交流，必须有合作的先决条件。
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无论是性爱还是牛排，讲话者与倾听者之间必须存在一些共同的目标和利益。否则，我怎么从成功的沟通中得到实惠呢？厄格小妹和厄格需要将他们的话语付诸行动。只有在信息传输对讲话者与倾听者都有好处的时候，在某一特定语音和某一特定意义之间的关联才能得到固化。之后，随着整个社会不断尝试着描述更多的物体，更多的语音就产生了。
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我们开始试着用大卫在牛津烤鸭子时提出的矩阵思想来进行建模。我们采纳了一种理想化的简单信号系统，其中的某一“指示物”，譬如树丛中出现的一只伺机捕食的猎豹，促使某个动物发出了一个信号：一声代表“快跑！”的警告性嚎叫。现在的关键是，对于第二个动物来说，这警告性的嚎叫也代表着同样的指示物，换句话说，就是激发出“有只猎豹就在附近”的警惕意识。如果假设在游戏中有一群动物，最初在指示物与信号之间存在的关联是随机的，在看到逼近的猎豹时，每一位个体都会采用自己独立的警告性嚎叫方式，我想知道在这种情况下，将会出现什么情况。随着时间的发展和进化的延续，是否会出现固定不变的统一关联，这样同一个词汇就可以被用来描述“猎豹逼近”这种特定情形？
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我们设计了一个简单的游戏，一场协调为主的游戏。像往常一样，我们利用计算机将漫长的年代进行压缩。在我们的模型中，每个群体成员都会用随机的信号与其他人交谈，在个体成功完成合作之后，会以分数形式进行奖励。这一游戏听起来有些过于简单，而我们也设计了更为复杂的版本，用来应对欺骗行为的出现。欺骗的现象在大自然中不胜枚举。例如，曾有研究人员观察到，一只猴子在看到另一只猴子找到香蕉时，发出警告性的呼叫，吓得对方当时扔下香蕉掉头就跑，于是这只猴子把香蕉偷了回来。然而，归根结底最为关键的要点，就算是这场再简单不过的游戏也能体现出来：获得最多奖励的个体得到了最多的子孙后代。
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对于语言的进化来说，动物所在的“生态”十分重要。哪种捕食者最危险？能找到什么食物？如何得到这些食物？狩猎（或采集）是否需要合作进行？所在物种中，多少只动物能结成团体？个体之间会发生什么样的互动：梳理毛发、求爱、为争夺主导地位而打架斗殴，等等？
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