座頭鯨之歌展現似人類語言的統計結構

一個國際研究團隊分析了在新喀里多尼亞歷時八年收集的座頭鯨歌聲錄音中的咕嚕聲、呻吟聲、口哨聲、吠叫聲、尖叫聲和吱吱聲。

阿農（Arnon）等人發現，座頭鯨（Megaptera novaeangliae）的歌聲中存在與人類語言特徵相同的統計結構。（圖片來源：Christopher Michel / CC BY 2.0）

奧克蘭大學的海洋生物學家艾瑪·卡羅爾博士表示：『我們發現了真正迷人的東西。它們發出的聲音和我們的語言有著共同的模式。』

在這項研究中，卡羅爾博士及其同事運用了通常用於評估嬰兒語言能力的定量方法，結果發現人類語言在文化演變過程中的可學習性同樣適用於座頭鯨的歌聲。

在人類語言中，結構連貫的單元呈現出遵循冪律（也稱為齊普夫分佈）的頻率分佈，這種特性有助於語言學習，並且可能增強語言在代際間的準確傳承。

座頭鯨的歌聲與人類語言有著驚人的相似之處。它是動物王國中最為複雜的發聲展示之一，並且也是透過文化傳承代代相傳的。

這些歌聲具有高度的結構性，由巢狀的層次元件構成——聲音元素組成樂句，樂句重複形成主題，主題再組合成完整的歌曲。

如果人類語言的統計特性源於文化傳承，那麼在鯨魚的歌聲中也應該能檢測到類似的模式。

研究作者採用受嬰兒語言學習啟發的語音分割技術，分析了八年的座頭鯨歌聲錄音資料。

他們發現鯨魚歌聲中隱藏著與人類語言極為相似的結構。具體而言，這些歌聲包含符合齊普夫分佈的統計連貫子序列。此外，這些子序列的長度也遵循齊普夫簡潔定律，這是一種在包括人類在內的眾多物種中都能發現的效率驅動原則。

這兩個在進化上相距甚遠的物種之間的驚人相似之處，凸顯了學習和文化傳承在塑造跨物種交流方面的深遠作用，也挑戰了這種結構特性僅存在於人類語言中的觀點。

格里菲斯大學研究鯨魚歌聲結構的頂尖專家珍妮·艾倫博士說：『座頭鯨歌聲在地理範圍內的文化傳承是除人類之外其他物種所沒有的，然而它們在進化上與我們截然不同。這就是為什麼這種比較如此令人興奮。』

『這些結果讓我們獨特地洞察到文化傳承在跨物種學習過程中的重要性，特別是在學習複雜的交流系統方面。與其試圖將動物交流硬塞進「人類語言」的框架，我認為更有趣的問題是：為什麼如此不同的交流系統會進化出相似之處？』

希伯來大學的英巴爾·阿農教授表示：『利用嬰兒學習語言的見解和方法，讓我們發現了鯨魚歌聲中以前未被檢測到的結構。這項研究表明學習和文化傳承如何塑造交流系統的結構：無論在哪裡透過文化傳承複雜的順序行為，我們都可能發現類似的統計結構。』

『這引發了一個有趣的可能性，即座頭鯨可能像人類嬰兒一樣，透過追蹤聲音元素之間的過渡機率，並利用這些機率的下降作為分割歌曲的線索來學習它們的歌聲。』

該研究今日發表於《科學》期刊。

相關文獻：Inbal Arnon et al. 2025. Whale song shows language - like statistical structure. Science 387 (6734): 649 - 653; doi: 10.1126/science.adq7055