文/ 心理學系 曹峰銘副教授
「嬰兒」是人生發展最早的時期，充滿學習的潛能。數千年來關於影響心智發展因素的討論上，「先天遺傳」和「後天環境」這兩個因素在發展的相對比重一直是不同學術觀點爭議的焦點。以嬰兒為研究對象所得到的結果，對於檢視「先天vs.後天」的議題提供實徵的證據。所以，嬰兒心智研究的成果，除了出版在心理學專業期刊之外，在Science及Nature這兩份期刊上也會出版嬰兒研究的論文。例如，2017年九月的Science就出版嬰兒會仿效成人對特定工作努力付出的程度，而比較願意解決難題的研究(Leonard, Lee, & Schulz, 2017)。而2017年11月的Science也出版10個月大嬰兒，能夠判斷個體努力「付出」程度和「收益」高低兩者的正向關連的研究(S. Liu, Ullman, Tenenbaum, & Spelke, 2017)。
嬰兒的語言能力
除了嬰兒的認知發展，例如，嬰兒是否具備推理能力，能夠顯示人類心智發展不同於其他動物認知能力演變的特徵；嬰兒如何從只能發出哭聲和笑聲，到能夠掌握母語的發音、詞彙和語法這些語言特徵，更顯示人類心智發展的特殊性。因為，相對於其他動物的溝通方式，人類語言除了具有呈現溝通意圖的功能（例如，警告同伴有危急狀態），還具有相當多與時俱進的創新詞彙以及環環相扣的語句語法規則。
不過，周歲之前的嬰兒還沒辦法很清晰地說出詞彙，我們如何知道她們有哪些學習語言的潛能呢？就以成功學習一門外語所需具備的基本能力來看，能夠區分外語語音的差異，才能學習詞彙。例如，如果聽不出英語[save]和[safe]這兩個詞彙的發音差異（這個例子中是子音差異），也就是知覺上判斷這兩個詞彙聽起來相同，自然會把英文中這兩個不同的詞彙當成同一個詞彙。因此，能夠區分語言中各語音的差異，也就是「語音知覺區辨」成為學習一門語言的基本能力。
從1970年代開始，美國的研究者發現新生兒能夠區分母語的語音差異，她們也能區分外語的語音差異(Eimas, Siqueland, Jusczyk, & Vigorito, 1971; Streeter, 1976)。不過，成人對於外語的語音區辨並非都像母語一樣地精準，而是對某些外語語音的分辨出現困難。在1980年代開始的研究顯示，嬰兒在六個月之前對於母語和外語的語音同樣能夠區辨。而周歲附近的嬰兒則對於外語的語音區辨，反而不及年紀更小的六個月嬰兒來得敏感(Werker & Tees, 1984)。另外，2000年開始的研究發現，聆聽幾個月的母語之後，周歲嬰兒對於母語的語音區辨越來越精確，同時對於外語的語音區辨越來越模糊(Tsao, Liu, & Kuhl, 2006)。因此，周歲嬰兒的語音知覺已經成為「母語限定」的產物。
除了母音和子音，聲調語言（如、華語）的音節還以「聲調(lexical tone)」來區分音節的詞彙意義。外國人學習華語時，如果不能區分四聲聲調的差異，就很容易混淆聲調相似的詞彙。例如，「眼睛」和「眼鏡」。區分聲調最有效的聲學線索是「音調」輪廓，也就是語音「基本頻率(fundamental frequency)」的平均音高和斜率。如圖一所示，二聲和三聲的音調輪廓最相似，而一聲和三聲的音調輪廓最不同。
圖一：華語聲調的音調輪廓，各聲調的差異在於平均音高和輪廓變化的斜率。
從2000年中期開始，研究顯示嬰兒聲調知覺的發展趨勢和母音及子音知覺類似，都是在六個月大之前，看不到明顯的母語經驗影響。而在八個月大左右，母語為英語的嬰兒對於華語或廣東話聲調區辨的敏感度，就明顯受到母語環境中沒有聲調的影響，而不容易區分這些外語的聲調差異(Mattock, Molnar, Polka, & Burnham, 2008; Yeung, Chen, & Werker, 2013)。雖然外語聲調區辨的敏感度有隨年紀增加而降低的趨勢，一項荷蘭嬰兒聲調知覺區辨的研究發現九個月大嬰兒無法區分華語聲調中的細微差異，但是十八個月嬰兒卻能夠區分這項聲調差異(L. Q. Liu & Kager, 2014)。這些研究顯示，雖然周歲之後對於外語的聲調區辨敏感度可能隨著年紀而成長；但是，當嬰兒所處的母語環境中沒有「聲調」時，從六個月到周歲之間，對於外語聲調區分的能力有隨年紀增長而下降的趨勢。
而當嬰兒的母語為「聲調」語言，嬰兒的聲調敏感度是否就在六個月到十二個月大之間，呈現隨年紀而增加的趨勢？當嬰兒需要區辨一組聲學差異很大的聲調，例如，一聲和三聲，十二個月大臺灣嬰兒明顯比六個月大嬰兒更容易區分這組母語聲調的差異(Tsao, 2017)。有趣的是，美國嬰兒對於華語一聲和三聲的區辨，也同樣隨著年紀而增加（見圖二）。不過，臺灣周歲嬰兒對於華語聲調的敏感度，還是優於美國嬰兒。雖然臺灣的嬰兒隨年紀增加越來越能區分一聲和三聲，但是這項趨勢不是在各種聲調組合同樣出現。當臺灣嬰兒區辨聲學相似度很高的二聲和三聲，則周歲嬰兒的表現和六個月大嬰兒類似，也就是敏感度沒有隨年紀增長而變化。因此，母語聲調區辨敏感度成長的速度，會隨著聲調聲學特性相似度而變化。
圖二：六到十二個月大臺灣和美國嬰兒，知覺華語聲調的發展趨勢。
除了以嬰兒區辨語音的行為表現來探索嬰兒學習語言的歷程，也有相當多的研究以紀錄嬰兒大腦在知覺語音所產生的神經活動，來檢視嬰兒學習語言過程中不同腦區所擔負的任務。大腦知覺外在刺激所產生的活動，可以使用腦磁儀（見圖三）來記錄神經活動所產生的磁場強度變化｢腦磁圖（magnetoencephalography , MEG）」。舉例來說，美國華盛頓大學(University of Washington)的研究人員讓九個月大嬰兒接觸四週的音樂活動之後，相對於沒有接觸音樂的對照組嬰兒而言，這些嬰兒的大腦對於音樂和語音中的時間特徵更為敏感，而且和音樂經驗最有關的腦區是顳葉而非額葉(Zhao & Kuhl, 2016)。
圖三：適合記錄嬰兒大腦活動的腦磁儀，儀器位於University of Washington。
結語
嬰兒語言發展的研究已經顯現學習語言的趨勢，以及可能影響語言學習的環境因素。例如，區辨語音的敏感度受到母語經驗的影響，而在六到十二個月大之間顯著提昇對於母語語音區辨的敏感度，但同時降低區辨外語語音的表現。另外，新近的神經科學研究顯示這項語音知覺能力的成長，與大腦中處理語言訊息的顳葉有關。未來的研究將持續探索導致嬰兒學習語言的心理機制，例如，嬰兒如何從母語的聲學訊號當中找出知覺語音及各語音組合的規律？成人和嬰兒的社會互動如何加速學習？音樂和睡眠如何輔助語言學習？另外，也將利用神經科學的工具顯示這些學習機制和大腦活動的連結，顯現語言學習的神經基礎。最後，嬰兒語言研究的結果，有助於發展適合促進一般兒童語言學習的策略，以及設計語言發展遲緩兒童語言介入方案的依據。
Eimas, P. D., Siqueland, E. R., Jusczyk, P., & Vigorito, J. (1971). Speech perception in infants. Science, 171, 303-306.
Leonard, J. A., Lee, Y., & Schulz, L. E. (2017). Infants make more attempts to achieve a goal when they see adults persist. Science, 357(6357), 1290-1293. doi:10.1126/science.aan2317
Liu, L. Q., & Kager, R. (2014). Perception of tones by infants learning a non-tone language. Cognition, 133(2), 385-394.
Liu, S., Ullman, T. D., Tenenbaum, J. B., & Spelke, E. S. (2017). Ten-month-old infants infer the value of goals from the costs of actions. Science, 358(6366), 1038-1041. doi:10.1126/science.aag2132
Mattock, K., Molnar, M., Polka, L., & Burnham, D. (2008). The developmental course of lexical tone perception in the first year of life. Cognition, 106(3), 1367-1381.
Streeter, L. A. (1976). Language perception of 2-month-old infants shows effects of both innate mechanisms and experience. Nature, 259, 39-41.
Tsao, F. M. (2017). Perceptual Improvement of Lexical Tones in Infants: Effects of Tone Language Experience. Frontiers in Psychology, 8.
Tsao, F. M., Liu, H. M., & Kuhl, P. K. (2006). Perception of native and non-native affricate-fricative contrasts: cross-language tests on adults and infants. Journal of the Acoustical Society of America, 120(4), 2285-2294.
Werker, J. F., & Tees, R. C. (1984). Cross-language speech perception: evidence for perceptual reorganization during the first year of life. Infant Behavior and Development, 7(1), 49-63.
Yeung, H. H., Chen, K. H., & Werker, J. F. (2013). When does native language input reorganize phonetic perception? The precocious case of lexical tone. Journal of Memory and Language, 68(2), 123-139.
Zhao, T. C., & Kuhl, P. K. (2016). Musical intervention enhances infants' neural processing of temporal structure in music and speech. Proc Natl Acad Sci U S A, 113(19), 5212-5217. doi:10.1073/pnas.1603984113
