實驗語音學的發展及應用

摘 要：實驗語音學最早誕生于19世紀初，這一全新語言科學的出現對整個語音學理論的發展起到了至關重要的作用。近三四十年來，隨著現代科學技術的發展，實驗語音學經歷了飛速發展的階段，一躍成為學術界的熱門學科。它與數學、物理學、生理學、心理學、電子學、聲學等諸多學科都密切相關，并被廣泛應用于語音教學、通訊、醫療設備、司法鑒定等各個領域。

關鍵詞：實驗語音學；生理實驗；發聲器官；計算機技術

中圖分類號：H017 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.016

語音學是研究人類說話聲音的科學。只要是通過語音交流的地方都屬于語音學研究的范疇，這種交流不局限于人與人之間，還包括人與機器、機器和機器之間，只要涉及到語音識別都可以認定為語音學的部分。可以說，語音學是語言科學中發展最迅速、最容易轉化到實際應用中的一個學科。依據言語交際中的發音過程、傳遞過程和感知過程，現代語音學主要分為三個學科分支，即生理語音學、聲學語音學、感知語音學。生理語音學主要研究包括氣管、肺、胸廓、喉頭、聲帶、口腔、鼻腔等發音器官在發出聲音時的生理特性；聲學語音學主要研究語音以聲波形式通過空氣傳遞到接聽者時的聲學特性；感知語音學主要研究語音傳遞到接聽者耳中后，經過聽覺機制、神經系統被接聽者理解過程中的生理和心理特性，通俗的來講，就是研究大腦是如何理解耳朵接聽到的聲音的。

傳統語音學的研究方法主要是靠語言學家分辨和比較別人的發音，或者自己發音，被稱為“口耳之學”。這種研究局限性較大，比如聽辨易受母語干擾。語音稍縱即逝，很難反復聽辨，光靠聽力也不可能解釋所有的語言現象。隨著科學的發展，人們開始用精密的實驗儀器研究語音，中國語言學界“三巨頭”之一羅常培先生認為，靠儀器的幫助，精密分析發音生理和物理現象的學科就是實驗語音學。那么可以認為，實驗語音學就是通過聲學、醫學、計算科學、心理學等學科知識以及這些學科領域中尖端精密的儀器設備來研究探知聲音發出、傳遞和接收過程中的特征的科學。

1 實驗語音學的發展階段

實驗語音學最初并不被人們看好，很多語音學家對其不以為然，他們認為先進設備對數據的分析雖然精密準確，但如果是耳朵難以分別的聲波就屬于聲學，與語言學聯系不大。但事實上，傳統語音學中元音輔音描寫和分類，還有眾多音節的劃分等理論，都是依據語音實驗方法而形成的。語音學本身也是在這些理論的基礎上建立的。不僅如此，實驗語音學憑借其更

為嚴密、科學的實驗數據完善和發展了傳統語音學，使語音學研究得到了質的飛躍。

實驗語音學誕生至今，大約經歷了以下三個發展階段。

1.1 生理實驗為主的階段

最初的語言學家研究分析語音是通過音標來描寫，研究以發音器官和發音方法的生理實驗為主，一般是利用例如浪紋計、喉鏡、光機等簡單醫療器械來測量發音部位、發音氣流、聲帶動作等。在語音教學中，普遍采用的元音舌位圖就是這一階段的研究成果之一。我國早期的語言學家們在20世紀30年代就開始運用實驗方法分析漢語語音，并取得了例如劉復的《四聲實驗錄》、王力的《博白方音實驗錄》等一大批重要的研究成果，這些理論成果為實驗語音學的發展奠定了堅實的基礎。

1.2 聲學實驗為主的階段

科學技術的發展為語言學家們提供了許多現代儀器和設備，包括陰極射線示波器、聲譜儀、X光照相和電影、肌電分析儀器等。其中，最重要的發明是1946年美國貝爾電話公司發明的語圖儀，它能快速、有效地記錄轉瞬即逝的動態語音，將其轉化為靜態的語音。不僅如此，它還能將本來只能耳聽的聲音轉換成可用肉眼觀察的語圖。由此人們可以通過觀察圖譜來探求語音特性及其變化規律，也可以使用儀器設備進行定量分析，促使聲學語音學研究從主觀局部的觀察邁向客觀、全面的分析，這大大地推動了實驗語音學的發展。

1.3 全面發展階段

在20世紀70年代以后，隨著電子計算機技術的發展，實驗語音學進入了全面發展階段。計算機能夠對語音乃至整段語言進行大量快速的分析與合成，由此揭示出許多過去不可能觀察到的語音現象。這一時期，北京大學、北京師范大學、上海華東師范大學等一批國內知名大學成立了語音實驗室，專門用于語音教學，令實驗語言學在高校教育中走向了普及化。

近幾十年來，實驗語言學雖然發展迅速，取得的成果很大，但也談不上取代傳統語音學，它實際上是語音研究的一種現代化手段。

2 實驗語音學的應用領域

實驗語音學研究的對象是語言，采用的方法多種多樣，它的作用已經遍及與人類語言有關的各個學科，比如生理學、物理學，心理學、數學、電子學等等。這些學科之間互相滲透，語言學家和工程師的相互協作是實驗語音學的重要特點。實驗語音學除了在傳統的語音教學、言語處理、言語矯治、語言學研究等方面被應用諸多外，在通訊技術、耳鼻喉科醫學、神經病理學、人工智能、司法等領域中也得到了廣泛應用。

2.1 在通訊技術領域的應用

如今，全球信息化的發展對言語信息傳遞和處理速度的要求越來越高，語音信號處理的應用技術，例如語音編碼、語音識別、文語轉換等，已經廣泛地應用于通信和計算機信息處理領域。

比如人機對話是指計算機對語音信息的處理，包括語音合成與語音識別，這是兩個目的正好相反的內容。語音合成是讓機器能準確無誤地表達出與人的語音質量差不多的語言信息，合成系統可以把輸入機器的文字變成語音，也就是文語轉換；而語音識別是讓機器在聽懂語言的基礎上執行語言信息，或轉換成文字，叫作語文轉換。當然，這種轉換并不是簡單的一對一轉換，因為人們口語的音質、音調、音長、音量無一不在變化，所以這就更需要語音學家不斷鉆研、實驗，攻克難關。

可見，正是由于實驗語音學的基本研究，工程師們才能設計出如今幾乎人手一個的iphone手機上的一項語音控制功能——Siri。這一功能之強大超乎人們的想象，帶來了手機功能的變革。用戶實現了在手機上語音讀短信、讀文章、功能設置等。更為神奇地是，Siri還可以識別人的自然語言，并且處理接收到的語音進行回應，實現了人機對話。

2.2 在刑事司法領域的應用

當前，隨著錄制視頻、音頻設備的輕巧便攜，越來越多的人可以方便地利用錄音錄像資料保護自身合法利益。當然，這些錄音錄像資料不是簡單地觀看就可取證，還要經過嚴格的審查鑒別。這就需要運用語言學理論和方法為刑事司法服務，這一學科稱作“司法錄音檢驗”，也叫作“司法語音學”“言語識別與鑒定”。

司法錄音檢驗是對視聽資料中的語音等聲音進行研究，通過檢驗鑒定，以證明其與案件事實關系的學科。實驗語音學可以為司法錄音檢驗提供先進的方法和手段。經過語音學專門培訓的辦案人員可以通過實驗語音學的理論和方法對涉案語聲與已知嫌疑人樣本語聲的特征進行檢驗、分析和鑒定，以幫助辨識案件真相。

2.3 在醫學領域的應用

實驗語音學在醫療學領域的運用更為廣泛，特別是在耳鼻喉的治療方面。在美國每年的職業排行榜上，有兩種中國尚未普及的職業都名列前茅，他們就是言語治療師和聽覺診療師。他們的目標都是幫助在言語或聽覺交流有障礙的孩子或成人。我們常常說“十聾九啞”，其實聾啞人不會說話，絕大多數不是發音器官有毛病，只是因為聽不見聲音才無法學會說話。而在這些人中，大多數人并不是一點聲音也聽不見，如果對他們進行專門的語音學訓練，并幫助全聾的人利用視覺學說話，他們也能像正常人一樣地生活和工作。

近年來，實驗語音學飛速發展，研究領域也在不斷擴展。當今有一大批非語言學家在做實驗語音學的工作，這些人可能來自工程學、計算機學領域，也可能來自心理學、醫學領域。這既是由于語音學家的主動開拓，更是相關學科互相促進影響的結果。

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作者簡介：石婉茹（1982—），山西大學文學院碩士研究生，曾在《中國文化報》《晉陽學刊》等報刊和宣傳資料上發表過《既能“得大獎”又能“走市場”——山西促進藝術精品生產的啟示》《讓傳統文化資源鮮活起來》《意識形態領域存在的問題與解決措施》等多篇文章，并出版了《山西民間工藝》一書。

〔編輯：王霞〕