记忆回溯机制解析自然语言中递归结构的分布规律:中心嵌套与交叉依赖的认知加工优势

【字体: 时间:2025年07月21日 来源:Cognition 2.8

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  本研究针对自然语言中递归结构分布不均衡现象,提出基于记忆检索机制的新认知模型。通过数学建模和实验数据重分析,揭示中心嵌入结构(CE)相较于交叉依赖结构(CD)的加工优势源于逆向检索(R&B)的高效性,为语言进化中的认知约束理论提供实证支持。

  

在探索人类语言奥秘的征程中,递归结构作为语言能力的核心特征长期困扰着研究者。尽管Chomsky的生成语法理论将递归性视为语言官能的基础,但一个令人费解的现象始终存在:为何全球语言普遍采用中心嵌入结构(CE,如A1A2B2B1),却几乎不见交叉依赖结构(CD,如A1A2B1B2)?这一分布差异与传统语法复杂性理论相悖——CD结构理论上能产生更短的依赖距离,却未在语言演化过程中被优选。法国艾克斯-马赛大学高级研究院(Iméra, Aix-Marseille University)的Fenna H. Poletiek团队在《Cognition》发表的研究,从认知加工视角给出了突破性解释。

研究采用理论建模与实验验证相结合的方法。首先建立检索-绑定(Retrieval-and-Binding, R&B)数学模型,量化分析CE与CD结构的加工差异;继而重分析序列回忆实验数据集,验证逆向检索策略在语言相关条件下的优势表现。

【Grammatical complexity】部分梳理了形式语法理论对CE/CD复杂度的传统界定,指出计算机科学视角下的复杂度分级与人类实际语言使用存在断层。

【The retrieving and binding model】提出创新性理论框架:将句子处理建模为记忆检索任务,证明CE结构要求的逆向检索(B2→A2)比CD的顺向检索(B1→A2)具有更高准确率,这种优势随嵌入深度增加而放大。

【Evaluating the retrieving-and-binding model】通过行为实验数据验证:在模拟语言处理的序列回忆任务中,受试者自发采用逆向策略时,其回忆准确率显著高于顺向策略,尤其在需要角色绑定的条件下。

【Discussion】部分揭示:语言演化偏好CE结构并非偶然,而是人类记忆系统优化选择的结果。逆向检索机制能更可靠地维持长距离依赖关系,这种认知约束塑造了递归结构的普遍形式。研究首次将句法加工与序列记忆机制直接关联,为理解语言与认知的共进化提供新范式。

该研究的突破性在于跳出了纯形式语言学的框架,从认知神经科学角度重新诠释了语言普遍现象。记忆系统的加工效率作为看不见的手,悄然引导着语言结构的演化轨迹。这不仅解决了理论语言学长期悬置的难题,更为研究语言与其他认知功能的交互开辟了新途径。正如作者指出,人类语言的递归性本质或许正是记忆系统最优解的体现。

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