声调感知的叠加效应，北大最新发现！

摘要：2025年4月23日，北京大学中国语言文学系三位教师在国际语音学顶级期刊Journal of Phonetics（《语音学杂志》）第110卷上发表研究论文：Contribution of F0 and phonation to tone perception

原创北京大学北京大学

试一试保持口型不动

连续改变声调的音高

发出从“搭”（一声）到“达”（二声）的音

成功了吗？

你会在某个瞬间突然“感知”到声调的切换

这其实是一场关于“音位边界”的认知实验

人类对声音有天然的归类能力

在普通话的“声调连续统”中

大脑会自动在某个临界点划出“声调范畴边界”

北京大学陆尧等教师的最新研究发现

普通话中主要靠基频（音高）完成的范畴感知现象

在汉藏语系的一些民族语中

需要“基频+发声类型（声带松紧）”的双重协作

这项发表于《语音学杂志》的成果

首次通过分离“基频”和“发声类型”

这两项声学参数

提出“音位感知叠加效应”

增进了学界对声调感知的认知

2025年4月23日，北京大学中国语言文学系三位教师在国际语音学顶级期刊Journal of Phonetics（《语音学杂志》）第110卷上发表研究论文：Contribution of F0 and phonation to tone perception in the Zaiwa language（基频和发声类型对声调感知的贡献——以载瓦语为例）。论文第一作者为北京大学中文系、教育部北京大学语言学实验室研究员、助理教授陆尧，通讯作者为北京大学中文系教授、教育部北京大学语言学实验室主任孔江平。作者还包括教育部北京大学语言学实验室工程师梁昌维。

音位奇想

同样一个字，不同人说出来声音会有高有低。哪怕是同一个人，在开心和生气时语气不同，声调也会时高时低。但神奇的是，我们总能自动将这些高低有差别的声音归为少数的几类，也就是音位的“范畴”。

简单说，音位就是能够区别意义的最小语音单位。语言学家发现，母语者在感知声调这个超音段音位时通常存在两种典型范式：对调型和音高都不同的声调的感知往往是“范畴感知”，对调型相同、音高不同的声调的感知往往是“连续感知”。此外，也有学者提出介于这两者之间的“梯度模式”。

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比如我们合成普通话声调从“搭”到‘达’的一个连续统来做实验，就会发现母语者在感知的时候中间会产生一个范畴边界，一旦越过这个边界，母语者马上就会感知为另外一个声调。

陆尧介绍道，这就是“范畴感知”模式。

陆尧所在实验室就像“声音工厂”，他们用技术合成了很多声调“连续统”：比如普通话的一声到二声（“搭”到“达”）、一声到三声（“搭”到“打”），还做了一些民族语言的版本，邀请不同语言背景的人来听，从而观察母语者和二语者感知声调时认知中的差异。

在研究载瓦语时，他们遇到了一个“矛盾”：按照传统研究的“互补原则”，应把载瓦语中的两个声调归为一个音位，但这两个声调实际听起来差距很大。

“我当时觉得很疑惑，根据互补原则把音位合并起来不是不可以，但是这两个声调相差较大，处理成一个的话，是不是离人耳听到的真实的声音会有点远？”陆尧说。

这个疑问催生了新的探索：

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如果去做实验，对这样的两个声调，母语者的感知模式是什么样的？在认知上会认为这是一个还是两个声调呢？他们对这两个声调的感知又会受到哪些声学参数的影响呢？

带着思考，团队开启了声调感知研究的系列实验。

△载瓦语声调系统的平均基频曲线与五度标调值

艰难的参数分离

通常而言，声调的范畴感知实验需要使所有参数保持不变，只改变一个参数去合成连续统，寻找感知边界。

但在之前的研究中，如何分离基频与发声类型这对 “纠缠不清” 的参数，成为陆尧等面对的关键问题，也是长期以来困扰国际上众多学者的难题。

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我们的研究意义之一就在于首先发明了这样一种方法，可以通过线性预测编码（LPC）逆滤波的方法提取出声源，然后进行发声类型连续统的合成。在这之前，国内外学界还没有人能做到。

陆尧这样说。

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在孔江平教授的指导下，经过不断的尝试，加上梁昌维工程师的技术协助，我们最终成功攻克了这个技术。

△发声信号中的波形周期图

为此，《语音学杂志》的编委和审稿人也特别要求团队将该合成方法在开源平台上公布，为学界做出方法论的贡献。

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运用新方法进行参数分离合成声调连续统，再开展感知实验，我们发现研究结果非常有趣。

当只改变发声类型时，被试者无法区分这两个声调的音位范畴；

当只改变基频时，虽然能够区分这两个声调音位范畴，但感觉是慢慢变化的，体现为“连续感知”模式；

当同时改变基频和发声类型时，不仅能够很好地区分这两个声调的音位范畴，而且中间像有个明确的“分界线”，建立了典型的“范畴感知”模式。

陆尧博士阶段的导师、北京大学语言学实验室主任孔江平教授提出的“认知音位学原则”为研究结果破局：基于互补合并音位必须具有相同的音位认知范畴。如果一个音位的音位变体在大脑的认知中还存在音位范畴的话，就不应该合并。

这一理论，成为团队解析汉藏语声调密码的关键钥匙。

跨越七年的语言调查

研究的发现，根植于长达七年的民族语调查。

2017年，当陆尧带着师弟师妹们第一次踏上瑞丽市户育乡的土地时，她的研究目标主要聚焦在民族地区普通话推广中的声调学习难题。

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我想了解不同背景的母语者学习普通话声调时，范畴感知能力的发展是否能达到普通话母语者的水平。

△2017年，第一次到云南开展田野调查，图中为芒市姐东村大等贺村民小组的露天平台

从事田野调查是艰苦的。

瑞丽紧邻缅甸，处于边境地区，交通也不算便利。陆尧一行曾住在景颇族寨子的传统民居里，民居一般是上下两层的竹楼，上层住人，下层饲养家畜，“我和同行的师妹曾被小动物堵着不敢下楼”陆尧回忆道。团队坚持进行民族语的语音调查，同时还会搜集记录当地的民歌。

语言是文化的载体，不同民族的语言蕴藏着人类语言的演化密码。经过长时间的调查和记录，团队发现载瓦语的语言演化很有典型性和代表性，其“松紧对立”正在逐步让位于“音高对立”。这种从双重编码到单一编码的转变，在汉藏语中极具代表性。

△2018年，第二次到瑞丽市开展田野调查（左一为陆尧）

从2017年到2023年，陆尧的被试关立同学和董木鲁同学从德宏师专载瓦语专业毕业。关立成为了户育村的村干部，会热心地帮忙组织实验；董木鲁则成为了一名教师。跨越七年的角色转换，恰是田野调查的生动注脚。

△2018年，第二次到瑞丽市开展田野调查（右三为陆尧，右二为董木鲁，右四为关立）

△2023年，第三次到瑞丽市开展田野调查（左六为陆尧，左一为关立，左三为董木鲁）

中国术语的坚持

实验聚焦的载瓦语中的“声带松紧”特征并非孤例，在我国的众多民族语言里均有存在。不过，随着语言接触与语言演化，能够寻找到典型的研究样本实属不易。

过去，国内学者对民族语音系有过不少描写，但很多民族语尚未有人按照国际通行的量化方法整理。陆尧所在团队的另一个贡献，便是长期致力于以现代科学方法对中国境内的民族语音系进行定量描写，并在国际上发声。

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在国际语音学会会刊（Journal of the International Phonetic Association）中，我们中国云南的很多语言，在上面是没有被描写的。

△2023年，陆尧团队成员在瑞丽市广播电视台进行景颇族语言的调查

国际音标（International Phonetic Alphabet, IPA）作为国际上语言田野调查的通用符号和记录工具，长期缺乏适配中国境内民族语言中特有现象的符号，缺少相应的术语，而陆尧所在团队也在这个方面有所突破。

当前国际语音学会会刊已经正式接收了团队另一篇关于载瓦语音系描写的“背靠背”论文。在这两篇论文的发表中，为了载瓦语中“松紧”这个术语的表述，团队和两本期刊的审稿人都有过多次争论。

审稿人最开始认为应该按照英语的松（Lax）和紧（Tense）进行描写，

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但我们坚持认为那是不行的，因为英语中所述松紧和中国境内民族语的松紧完全是两个概念，所以我们要提出自己的术语。

很多国外学者来到中国做民族语的研究，中国学者行动迫在眉睫。

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如果我们不做（研究）的话，他们就会进行相关研究，提出他们的标准。

陆尧强调。

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我们要用什么样的词，用什么样的符号来表述（我国的民族语音系），这应该由我们提出，并且要有切实的数据支撑，以后大家再做（研究），就要按照我们的标准进行，这是我们文化自信的一个展现。

代代传承的语言学实验室

以科学方法发出中国之声的文化自觉，贯穿于北大语言学实验室百年历程。

1925年，实验室（当时名为“北京大学语音乐律实验室”）成立之初，主持实验室的刘半农（刘复）先生便提出“鉴于研究中国语音，并解决中国语言中一切与语音有关系之问题，非纯用科学的实验方法不可。研究中国语音非纯用科学的实验方法不可。”的实验室宗旨。其《四声实验录》（1924）在国际上首次提出和证实了基频是声调的声学基础，让中国学者第一次能用科学语言向世界解释汉语声调的本质，为语言学研究锚定了“数据说话”的科学坐标。

此后百年，实验室以建立一个以语言学为基础理论，以科学的方法为研究手段、培养语言学交叉学科研究生为目的的现代化实验室为己任，涌现并造就了一批著名的教授和学者。

2003年，孔江平教授开始担任实验室主任。他带领团队成员，让实验室的研究足迹遍布华夏大地——从云南边陲到帕米尔高原，从河西走廊到喜马拉雅山南麓，团队背着设备翻山越岭，用仪器记录下千万种声音，进行生理声学分析，在汉藏语发声类型等领域作出开创性成果。