大腦不會說謊──神經語言學家為你解開「形」與「音」的量子糾纏

「大腦不會說謊」，讀這幾個字時，你的腦海會浮出這六個字的語音嗎？點餐時，當你說出「一份炒麵」，腦中會不會浮現「炒麵」的對應文字呢？「語音」和「文字」之間到底存在什麼樣錯綜複雜的關係，始終讓科學家爭論不休。

相較於英語、德語這類文字即表示讀音的「拼音型文字」，漢字被稱為「表意文字」。由於幾乎每個字就代表一個音節、一個語義，加上書寫困難，讓它常被戲稱為「世界上最難學的文字」。另外，很多初識漢字的外國人，往往以為所有的漢字都是象形字，「字」和「音」沒有關係；也有學者推論漢語學習，只能靠一字一音的方式「硬背」下來。

但真的是這樣嗎？實際上，根據統計，現有的漢字中，象形字僅佔不到10%，更有超過90%是形聲字；大量形聲字的存在，間接證實了漢語的字形與字音似乎有那麼些關係。

身為母語者，大概都聽過「有邊讀邊，沒邊讀中間」，這似乎意味著我們掌握了字形與字音之間的某種關聯，只要看到相同的聲旁，就有機會猜出它的讀音。不過，真的所有的形聲字都能「有邊讀邊」嗎？字形與字音之間到底存在什麼樣的規則？又是如何影響我們的認知呢？

因為好奇漢字字形與字音的關係，以及中文使用者學習漢字的認知歷程，中央研究院語言學研究所研究員李佳穎帶領「大腦與語言實驗室」團隊投入研究，試圖解開「形」與「音」之間的「量子糾纏」。

李佳穎帶領的「大腦與語言實驗室」，透過認知神經科學的腦造影技術，探討大腦與語言處理的關係。
攝影／黃詩茹

有邊讀邊？故事真的沒有那麼簡單！

在進入主題之前，李佳穎先提到：「語言學時常討論語言的形式結構，探究其中的規則或語法，關注的主要是口語，很少談文字；但文字是一種表達語言的符號，文字表徵是為了『解聲音的碼』。」她認為，關於字形和字音的討論，可以區分為「形到音」和「音到形」兩個不同的研究面向。

「形到音」討論文字的聲旁與語音對應的一致性，又稱「形音一致性」（orthography to phonology consistency）。她指著螢幕上的「搖」、「遙」、「瑤」等字，這幾個字擁有同樣的聲旁「䍃」，在現代漢語都能對應到「ㄧㄠˊ」這個讀音，是形音一致性很高的一組形聲字；反之，流、毓、疏雖皆以「㐬」為聲旁，卻分別對應到不同的讀音，因此這組字的聲旁形音一致性較低。

雖然聲旁相同，但以「䍃」為聲旁的這組字，形音一致性較高，以「㐬」為聲旁的形音一致性較低。
原圖／李佳穎提供，圖表美化／鄭喬尹

而「音到形」則從語音出發，討論它能對應的字形。李佳穎說：「漢語很特別，是『同音字密度』（homophone density）很高的語言，再加上古代漢語一個字便能對應多個語義，所以當我們聽到一個漢語的字音時，需要耗費不少的認知歷程來尋找對應的文字。」

有些音對應到的漢字很少，例如「ㄅㄚˇ」只能對應到「把」、「靶」等少數漢字，但也有些音對應到的字非常多，例如「ㄏㄨㄤˊ」就能對應到「凰」、「黃」、「皇」、「璜」等數十個同音字。另一方面，有些語音對應到的字形寫法非常不一致，例如「ㄆㄨˋ」就有以「暴」為聲旁的暴、曝、瀑，和以「甫」為聲旁的舖、鋪。

因為漢字有很多同音字，當遇到同音字較多、或是其對應的字形不一時，就容易造成疑惑，需要經過更多認知歷程釐清。
原圖／李佳穎提供，圖表美化／鄭喬尹

除了以「形到音」和「音到形」爬梳漢語字形與字音的關聯，李佳穎和團隊也耗費心力建置「字詞資料庫」。「我們根據人類共有的統計學習機制，整合漢字聲符、義符等概念，讓使用者可以根據『形音一致性』、『同音字密度』等不同向度來檢索」。

當她輸入「清」字，螢幕上立刻出現一系列具有「青」聲旁部件的字：「靖靜靚菁睛精倩清蜻鯖圊氰情晴請猜」，同時列出它們的讀音、日常使用頻率、表音一致性、同音字密度等不同的向度。

「大腦與語言實驗室」建置的字詞資料庫，可用漢字義旁或聲旁部件進行檢索，李佳穎希望除了提供學術使用，也有機會運用在教育現場。
圖片來源／中央研究院語言學研究所大腦與語言實驗室

斷開形與音的鎖鏈，誠實的大腦做不到

究竟，文字和語音在大腦中是如何運作的呢？

由於中文不是拼音文字，有些研究者認為，閱讀中文字時，可以得到字義，但非必要不會自動連結字音。但李佳穎說：「字形並不是獨立存在的，文字的創造就是為了要記錄口語。即使是中文也不例外。」

她強調，人類的語言經驗皆始於口語，甚至有些語言沒有文字系統，所以文字並不會獨立於口語，習字的過程也是以口語詞彙為媒介，去認識對應口語的視覺符號。因此，一旦學會文字後，即使努力不去聯想字音，大腦仍無法斷開字形與字音的鏈結。

過去也有研究利用行為反應的測量，解析形與音的對應關係，例如請受試者看到文字後做按鍵反應、用問卷做主觀評量或口頭回答問題，這些行為反應通常涵蓋了更高層的認知決策歷程，「我們無法確定某個變項影響的是行動的哪一個認知階段」。

李佳穎說，這也是她投入神經語言學的原因之一，「大腦的活化未必需要仰賴外顯行為，因此能提供更直接的證據，透過科學去解決爭議和差異」。她運用功能性磁振造影（functional Magnetic Resonance Imaging，簡稱fMRI）測量閱讀時大腦活化的區域，也利用事件相關電位（Event-Related Potential，簡稱ERP）觀測受試者在提取字音或字形時的腦波活動。

她笑說：「甚至有時候會故意請受試者不用把字音唸出來，還是可以看到形音對應一制性造成的大腦活化差異」，單純觀察大腦活動，能更直接呈現受試者處理字音、字形的認知歷程，「所以我常說，大腦不會說謊」。

除了探究大腦處理中文形音轉換的神經機制，李佳穎的研究也顯示中文處理仍以左腦為主。
原圖／李佳穎提供，圖表美化／鄭喬尹

實驗發現，當文字與語音的聯繫越有一致性（例如以「䍃」為聲旁的這組字），或是該語音的同音字較少、字形較一致（例如「ㄅㄚˇ」這組字），受試者的反應速度會比較快，大腦活化的強度較小；反之，當語音和文字越不一致、同音字越多，大腦就需要更費力解決爭議，進而引發較強的大腦活動。

李佳穎也說，這個研究也解決了另一個關於中文學習的迷思，「過去很多人都以為漢字是圖像，可能更傾向在右腦處理；但實驗結果顯示，大腦處理漢字時，仍然是以左腦（即大腦主要的語言區域）為主」。

漢語的文字與語音並非兩個獨立系統，而是和其他拼音語言一樣，彼此難以分割。李佳穎說，神經語言學和心理語言學的領域，以英語為主題的研究居多，以漢語為主題的研究仍值得探索，因此從漢語特殊性所得到的研究成果總是讓外國學者又驚又喜。「我覺得『理論』應該是放諸四海皆準，可以被檢驗的，而且跨語言的比較總是很有趣，因為漢語獨特的語言特性，可以更有力地驗證理論」。

幫字找鄰居，玩APP串起形音義

造訪研究室的前幾天，李佳穎與團隊開發的APP遊戲「收割季節」正好上架。我們好奇，語言學者怎麼會想設計遊戲呢？李佳穎說，近年她常受邀到國小、特教系所和醫院演講，也是希望將研究成果運用在教育現場，而這個幫助國小學童學習中文的遊戲就是一步嘗試。

李佳穎與研究團隊研發APP遊戲「收割季節」，藉由「集中識字」的概念，協助小朋友在互動遊戲中學習漢字的部件規則與字音。
圖片來源／中央研究院語言學研究所大腦與語言實驗室

「就像打地鼠一樣，小朋友找到具有相同部件的字後，才能正確打到從地洞鑽出來的兔子」。這個過程除了幫助他們認識字形，每個字出現也會伴隨著發音；透過系統性重複特定語言，就會慢慢建立聲旁與讀音之間的關聯。李佳穎說，初步研究顯示，透過遊戲練習，孩子的識字量和快速唸名表現都有顯著進步。

這個遊戲不僅適用於一般學童，也可以幫助學習障礙的孩子。「這個練習就是讓小朋友『幫字找鄰居』。能用聲旁猜對發音很重要，因為孩子以前就知道這些口語詞彙，只是看到字唸不出來，只要唸出來，他就知道意思，透過口語媒介幫孩子把字形、字音和意義連結起來」。

尤其閱讀障礙的孩子，很難建立連結字音與字形的規則，李佳穎以語言習得的角度解釋：「一般孩子在處理形、音時，大腦語言功能會有單側化的現象，但閱讀障礙的孩子仍是雙側運作。」換句話說，當一般孩子處理語言時，腦部會逐漸往對語言、文字敏感的左腦活動，但閱讀障礙的孩子卻沒有這樣的發展現象。

我們不禁好奇，運用這樣的互動遊戲，可以幫助改善閱讀障礙嗎？李佳穎說：「這個問題有兩個層次。一是閱讀障礙會不會好？我可以先說，不會好。」正當我們面露失望時，她接著說，「所以我們的責任是，透過別的媒介，幫助孩子找到形音對應的規則」。根據fMRI的實驗結果，閱讀障礙的孩子在經過訓練後，腦區活動會越來越接近一般人，尤其左腦會漸漸開始有些活動，所以這些練習仍能幫助他們減少學習上的困難。

走出實驗室，語言學離人真的不遠

長期與第一線教師接觸，李佳穎看到學習障礙在鑑定與服務上的難處，「學習障礙確實是尚未被完全釐清的疾病」。這些孩子常被認為是上課不專心、回家不練習，甚至被誤認為注意力不足過動症（ADHD）；鑑定時多依賴主觀評量的量表與以紙筆進行的智力或認知評估測驗，偏偏紙筆考試不利於在形音解碼上遭遇困難的孩童。

她希望這些研究，未來能為語言障礙的診斷指標提出反饋，「語言障礙不只是看表面行為，自閉症也可能有語言發展困難，需要更細緻的區別。這也是為什麼神經語言學應該參與進來，語言學可以在這些地方做連結，其實我們離人真的不遠」。李佳穎說，這些研究和應用其實也給語言學者很大的提醒，「相較於文字，語言學更重視口語，但這些現象都告訴我們，閱讀文字在現今已是不可忽視的語言活動」。

李佳穎說，開發遊戲是拋磚引玉，希望有更多跨領域的合作與應用，一起推進兒童語言學習。
攝影／黃詩茹

回顧這段歷程，李佳穎有很深的感觸，「剛畢業時，我覺得閱讀障礙是我可以拿來對照實驗結果、驗證科學議題的現象」；後來接觸到學校和學生，她發現很多問題無法一刀切割，跨領域間也需要磨合，「如果我用那樣的姿態，要求老師配合我，其實很難找到所謂『乾淨』的實驗對象」。

於是她決定走進現場，了解第一線如何識別個案，「我只是比他們多知道其中的變數，更應該把這些變數納進來，去釐清它們的關係，後來就不再挑個案。我越來越能看見哪些問題是會共病的，以前只專注語言，現在我知道語言表現不可能獨立於其他認知能力」。

源起於一個對於漢字音形知識的好奇，不但獲得了科學上的解答，更將實驗結果轉化可實際應用的工具。李佳穎認為，透過基礎學科與人的串聯，也能讓實驗室的研究生保持更好的學習動機，「他們會覺得這些研究真的有社會意義、有應用價值，而且有迫切性。即使一直計算中文字形字音的對應資料，看起來和社會一點關係都沒有，但內在動機一直都存在，因為我們知道它能做什麼」。

踏出實驗室的路確實難走，但李佳穎隨即笑著說：「可是走久了，就覺得自己比較像有活著。」

採訪撰稿／許逸如
編輯／黃詩茹
攝影／黃詩茹