什麼樣的動物，才會每天用殺豬一樣的聲音說話？

新喀里多尼亞的座頭鯨躍出水面（圖片來源：Operation Cetaces）

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撰文 | 冬鳶

審校 | 王昱

話不多說，請大家首先聽一段音訊：

乍一聽，這好似過年殺豬時豬臨終前的哀嚎；但繼續聽下去，好像又沒那麼像豬叫，更像驢叫；但驢叫也不是完全合理，有些地方也像鴨子叫，另一些地方甚至還像大象的叫聲。

這其實是2017年在南太平洋的新喀里多尼亞錄製的座頭鯨鯨歌片段。在短短不到一分鐘的音訊中，我們能聽到這隻座頭鯨發出了富有變化的多種聲音。再仔細一些傾聽，你甚至還能感受到，這一段歌聲好似還可以分成兩段樂章，每一段的風格都不一樣。

鯨歌的結構

每年，海洋中都回蕩著雄性座頭鯨的歌聲。它們的歌聲低沉而富有變化，有時會持續半個小時，能在海洋中傳播數千米。據說，它們正是透過這樣豐富的歌聲，來吸引雌性配偶。

不止是鯨歌，鳥叫、犬吠、蟲鳴……許多動物都可以發出各種叫聲。一些很單調，如蟲鳴；一些婉轉多變，比如鯨歌和鳥鳴。而許多人可能思考過一個問題，這些動物的叫聲，到底只是簡單聲學訊號，還是也像我們人類的語言那樣，可以向同伴傳遞十分豐富的資訊？

想象一下，當你聽到幾個外國人，在用一種你聽不懂的語言交流時，你的感覺。你可能會像聽到開頭的這段鯨歌一樣，發現他們會發出各種聲音元素，這些元素相互組合，有起有伏，富有變化，看似無序但卻又存在一些規律——只是你不能理解這些聲音傳達的意思。但作為人類，常識告訴你，這幾個外國人發出的這些聲音是一種語言，其中蘊含著他們想表達和交流的資訊。

但如果把這幾個外國人換作另一種動物呢，比如鯨。同樣是許多聲音元素的組合，它們發出的聲音，會不會也具有類似人類語言的特徵呢？

文章開頭鯨歌的聲譜圖（圖片來源：Operation Cetaces）

事實上，鯨歌的結構與人類語言的相似性，要大於我們的預想。例如，所有人類語言都具有一種層次性，我們發出許多聲音元素，比如母音或子音，稱為“音素”（phoneme），幾個音素結合在一起，就成了“單詞”（word），單詞又能組合成句子，句子又能組合成段落或更加複雜的敘事結構……

而科學家發現，座頭鯨的歌聲也具有類似的層次性。它們的歌聲中，也有類似人類語言中“音素”的“最小聲音單元”（unit），多個“最小聲音單元”可能組合成一個鯨歌中的“短語”（phrase），而“短語”的組合，就形成了“樂段”（theme），“樂段”的結合，便形成了完整的“歌曲”（song）。

除了這種聲音結構上的相似性之外，鯨歌和人類語言的另一個共同點是：人不是生來就會說話，鯨也不是生來就知道歌怎麼唱，它們需要不斷地向同伴學習和自己練習，才能“唱對”鯨歌。

此外，就像我們人類的流行歌曲會隨著時代更迭，鯨歌也如此。科學家發現，同一鯨群唱出的歌曲在同一時間內非常類似，但不同鯨群的歌曲差異則較大。而隨著時間的推移，就算是同一鯨群的鯨歌也會隨著季節變化而漸漸發生一些微小的變化，比如特定“樂段”會出現更替，這些小的變化會積累起來，讓原先的鯨歌在幾年之後逐漸演變成完全不同的歌曲。而更有意思的是，另一些時候，一個鯨群的鯨歌會突然完全改變，這是因為它們突然學習了鄰近鯨群的鯨歌——科學家在南太平洋地區多次觀察到了這一現象。

那我們該如何解釋鯨歌的內涵呢？如果想理解一門人類外語，我們可以找到相應的教材、詞典，也能找到對應的翻譯；但如果我們要理解另一個物種的聲音組合，該從何下手？

像嬰兒一樣理解鯨歌

在最新發表在《科學》（Science）上的一項新研究中，科學家想出的辦法就是：像嬰兒一樣去解讀鯨歌！的確，人類嬰兒剛出生時，也沒有任何的語言基礎，但卻能在不斷地聽和學中，逐漸學會和理解語言。

嬰兒首先會識別，自己聽到的語言中，哪些音素常在一起出現，哪些音素總是分開的。比如，許多人出生後，會說的第一個詞可能是“媽媽”——因為這可能是它們出生後聽到頻率最高的單詞。這個單詞包含兩個相同的“ma”音，嬰兒很快會意識到，兩個“ma”總是會連在一起出現，但“mama”之後的所有音，在第二個“ma”之後出現的機率都遠不如第一個“ma”出現後緊接另一個“ma”的機率大，於是嬰兒就知道“mama”是一個詞，也成為了他們學會的第一個詞。

科學家對鯨歌的解讀便是藉助了嬰兒學習語言的方式：他們收集了8年的鯨歌資料，將鯨歌中的“最小聲音單元”都記錄了下來，並且統計了每一個“最小聲音單元”後出現另一“最小聲音單元”的機率，如果機率很高，那麼就說明這些“最小聲音單元”同屬一個“短語”，如果在一組“最小聲音單元”後出現另一“最小聲音單元”的機率驟降，則說明它們不屬於同一“短語”。

透過這種方法，科學家總結出了很多類似“單詞”的“最小聲音單元”組合——我們暫且稱之為“子序列”（Subsequences）。統計了這些“子序列”的分佈規律後，科學家發現，鯨歌竟然呈現出一種幾乎只在人類語言中特有的統計結構——“齊普夫分佈”（Zipf distribution）。

鯨群（圖片來源：Operation Cetaces）

我們在日常聊天時，會用到很多詞語，但各種詞的使用頻率是不一樣的。以中文為例，一些字或詞語（比如“的”“是”）幾乎在每一句話中都會出現，但這樣的字或詞的數量並不多；另一些詞（比如“量子”“饕餮”）出現的頻率則非常低，但這些低頻詞彙的數量卻十分龐大。科學家發現，所有的人類語言，都有一個共同規律，即高頻出現的詞很少，低頻出現的詞很多。而且它們還符合“冪律分佈”（Power Law Distribution）：比如在英文中，出現頻率最高的單詞是“the”，頻率約是第二常見的單詞“of”的兩倍，是第三常見的單詞“and”的三倍。