想著candy crush是否讓你手滑？

我們的腦中並沒有專門處理閱讀相關行為的神經中樞。

閱讀並非與生俱來

研究失讀症的學者沃爾夫（Maryanne Wolf）曾寫道：「閱讀從來就不是人類與生俱來的能力。」人類開始閱讀的時間不過短短幾千年，生物演化的速度沒有這麼快。也許，在很久很久以後，我們的後代腦中會有處理閱讀的神經中樞，但據我所知，二十一世紀的人類腦中沒有^[1]。

但是我們確實會閱讀，這其實是借用了其他腦區來完成閱讀任務，尤其是借用了聽覺神經系統，視覺神經系統當然也跟閱讀有關，但跟聽覺有關的腦區（包括掌管說話和理解口語的腦區）發揮了極大的作用。

常有人問我：「聲音跟閱讀有什麼關係？」聲音和閱讀之間的關聯並非顯而易見。

我們通常都是安靜地、無聲地閱讀，但聲音是語言的根本，而語言是閱讀的根本；透過大聲朗讀可以明確建立聲音和其書寫方式的關聯。學習閱讀時，我們必須在語言的聲音以及用來表示它們的字母之間建立連結；閱讀能力差的讀者在處理聲音時會遭遇困難^[2]，而聽覺處理是他們在面對閱讀時最大的挑戰之一。

聽覺與語言

語言學習有賴我們辨別不同聲音模式的能力，聽到一個句子時，我們很自然地知道字跟字之間的斷點在哪裡，下一個字的起點在哪裡；但從聲學的角度來看，字與字之間並沒有明顯的間隙。

音素（phoneme）融入音節（syllable）之中，音節又融入字詞（word）之中，如此一來，字詞之間無聲的間隔不見得會比連續語言中單一個字詞裡的無聲間隔（譯注：指單一字詞中音節與音節之間的間隔）來得長（通常更短）。

不過，有些線索可以幫助我們，舉例來說，在英語中很少出現「mt」這樣字母／聲音的組合，所以，聽到一段包含「Sam took」在內的語句時，我們直覺地知道這並不是一個新字「samtook」。

我們在很小的時候——兩天大的時候！——就學會了這些跟英語有關的技巧。威斯康辛大學的教授薩弗蘭（Jenny Saffran）發現八個月大的嬰兒在接觸一種虛構的語言僅僅兩分鐘後，就學會了其中的聲音規則。

在神經處理聲音的過程中，可以很明顯地看出神經系統得以學會辨識特定的聲音型態（pattern learning）。Brainvolts 的研究生史苟（Erika Skoe）發現，一旦受試者對虛構語言所蘊含的聲音型態感到熟悉，神經系統便會加強對泛音的處理。同樣地，當一個語言的音節在規律的序列中出現，而不是隨機出現在一串不同的音節當中時，泛音的處理也會受到強化。

然而，有語言障礙的兒童無法學會擷取這些隱含在語言中的規則，類似的情況也發生在聽力損失的兒童身上，他們面對需要辨識語言中特定聲音型態相關的語言任務會有困難；此外，自閉兒在接觸這類人工語言時，腦中活動會出現與一般人不同的獨特模式。

另一方面，雙語及音樂訓練則可以強化對聲音中特定型態的處理。

註解

1. 西元前四世紀的人腦中也沒有處理閱讀行為的神經中樞，當時柏拉圖對印刷術抱持懷疑態度，他擔心這會妨礙記憶：「如果人們學會了這個（指文字符號的書寫），就會在靈魂中植入健忘，他們將停止鍛鍊記憶，因為他們將依賴書面文字，不再從自身內在召喚記憶，而是靠外在的符號。」
2. 閱讀跟視覺有關（或觸覺，如點字印刷），這一點無庸置疑。造成讀寫障礙的原因，在視覺上主要是對動作、時間變化訊息的掌握有缺陷，而不是顏色或空間感知出了問題。讀寫障礙人士比一般人更容易發生眼睛疲勞或視覺扭曲的問題。然而，儘管閱讀和視覺有明顯的關聯，但聲音處理似乎跟閱讀有更大的關係。

——本文摘自《大腦這樣「聽」：大腦如何處理聲音，並影響你對世界的認識》，2022 年 12 月，天下文化出版，未經同意請勿轉載。

在我以數學家自居時，我所發現的最強大捷徑之一是，找到合適的用語來討論問題。很多時候，我們會用一種讓人摸不清情況的措辭去表達這個問題，只要能找到另一種說法，把這道謎題轉化成新的用語，答案就會突然明朗許多。換個語言，我們就可以從企業銷售資料的含糊數字中，辨認出奇特的相關性。

人生的大部分時間都是一場遊戲，但把這場遊戲轉化成你知道如何得勝的遊戲，可以給你絕佳的優勢。在我仍是見習數學家的時候，發現了最令我興奮的啟示之一：

把幾何轉換成數字的詞典可提供捷徑通往超空間──也就是我成為專業數學家之後一直在探索的多維宇宙。

「合適的語言」

除非找到合適的語言來描述，否則科學及其他領域有愈來愈多的概念看起來好像根本不存在，「湧現」（從組成成分產生的性質）的概念就是一例。舉例來說，如果講水的個別分子 H₂O，很難描述水的溼潤性質。

儘管科學似乎暗示，你可以把一切化約成這些基本粒子的行為及決定其行為的方程式，但這種語言通常完全不能描述現象。一群鳥的遷徙不能用組成鳥身體的原子運動方程式來描述。若堅持用個體經濟學的語言，就不容易了解總體經濟學；即使個體經濟變化是造成總體經濟現象的原因，但使用個別財貨本身的語言，仍然不可能理解利率上升對通貨膨脹的影響。就連自由意志與意識的概念，實際上也不能藉由神經元和突觸的討論來描述。

轉變帶來改變

找到不同的措辭來談論情緒狀態，可以從根本上改變你的感受。與其說「我很難過」（這種說法很像是把你和悲傷硬生生畫上等號），你大可改說「悲傷與我同在」，於是悲傷忽然有機會繼續前進。正如十九世紀的美國心理學家詹姆斯（William James）所寫的：

「我這代人最重要的發現是，人能藉著轉變心智態度來改變生活。」

然而語言的力量不單單影響個人，語言在現實世界的社會結構中也扮演十分重要的角色。社會可以透過命名讓事物露面，而民族國家的概念既是從語言中變出來的，也是由地理或一群人變出來的。

轉換語言有時意味著，某些能用某種語言清楚表達的想法，改用另一種語言卻變得難以描述。德文的名詞有性別之分，所以可以玩一玩在英文中玩不了的文字遊戲。詩人海涅（Heinrich Heine）寫說，覆蓋著白雪的松樹愛慕一棵晒黑的東方棕櫚；在德文中，松樹是陽性名詞，棕櫚是陰性名詞，但這種細微變化在翻譯成英文後就消失了。

有時情況也會反過來。用英文可以講「他的車和她的車」，但用谷歌翻譯譯成法文時會攪在一起，變成「savoiture et sa voiture」（他的車和他的車），因為車子的性別比車主的性別重要。在俄文中，你所能想像出各種類型的雪和暴風雨都有不同的用字。有些語言只有五個表達顏色的詞，但英語的相關用詞有很多。我在前面強調過，模式（pattern）對我來說是重要的概念，然而當我嘗試把 pattern 這個字翻譯成法文時，卻發現沒有一個詞能夠描述它在英文裡代表的許多層面。

我的偶像高斯也對語言差異的重要性深深著迷。在學校裡，老師對他運用拉丁文和閃電般迅速精通古典文學的能力印象深刻。事實上，接受布朗施維克公爵資助的高斯，差點就選擇讀語文學（研究語言史的學門），而不是數學。

數學背後的不只有一種「語言」

我自己走上數學這條路的歷程也有點相似。小時候我想當間諜，以為語言是和全世界特務同行溝通的重要技能，所以在讀綜合中學時報名了校內所有的語言課：法語、德語、拉丁語，甚至開始收聽 BBC 的俄語廣播課程。

只不過，我在外語學習方面不像高斯那麼有天分，這些語言在我看來全是不規則動詞和奇怪的拼字。間諜生涯夢碎，我變得非常沮喪。

此時貝爾森先生給我一本書，書名叫做《數學的語言》（The Language of Mathematics），我才明白數學也是一種語言。我覺得他看出我正渴望一種沒有不規則動詞、一切都解釋得通的語言，但他也知道，我抗拒不了這種語言描述周遭世界的強大說服力。

我在這本書裡發現，數學方程式可以述說行星橫越夜空的故事，對稱性可以解釋泡泡、蜂巢或花朵的形狀，數字是和聲學的關鍵。如果你想描繪宇宙，你需要的不是德語、俄語或英語，而是數學。

《數學的語言》還告訴我，數學不只是一種語言，而是許多種語言，它很擅長創作詞典，可把一種語言轉換成另一種，好讓捷徑在新的語言中出現。

數學史上不時會有類似的輝煌時刻。

換種方式讀懂世界

十六世紀的義大利科學家伽利略（Galileo Galilei），意識到代數語言理解自然界的本領，曾寫下一段很有名的文字：

「如果不先學會理解這種語言，認識它的書寫符號，就無法了解宇宙。它是用數學語言寫成的，所用的書寫符號是三角、圓和其他幾何圖形，沒有這些符號就一個字也看不懂；沒有這些，就會像在黑暗迷宮中徘徊。」

在宇宙的諸多故事裡，他希望讀懂的是，了解物體如何落地的難題。東西掉到地上或飛過空中的方式有什麼規律嗎？因為物體通常掉落得太快，要蒐集物體從高樓掉落的資料很困難，但伽利略想到聰明的點子，可放慢實驗速度，方便他蒐集所需的資料。他不是讓東西落下，而是去探討球滾下斜坡的方式，這對他來說速度夠慢，可以記錄球每過一秒滾動了多遠。

斜面必須夠平滑，球才不會因摩擦力減速。伽利略希望盡量接近球在空間中落下的情形。他搭起光滑的表面，開始記錄球每秒行進的距離，馬上就發現有個非常簡單的模式浮現出來了。如果球在一秒後移動了 1 單位的距離，那麼在下一秒它會滾過 3 單位的距離，再下一秒是 5 單位的距離。隨後的每一秒，球都在加速，滾過更多地方，但它走過的距離只有奇數。

等到伽利略考慮行進了一段時間的總距離，物體落地方式的祕密就曝光了。

行進 1 秒後的總距離= 1 單位

行進 2 秒後的總距離= 1 + 3 單位= 4 單位

行進 3 秒後的總距離= 1 + 3 + 5 單位= 9 單位

行進 4 秒後的總距離= 1 + 3 + 5 + 7 單位= 16 單位

你注意到模式了嗎？總距離永遠是平方數。但為什麼奇數會與平方數有關呢？把數字轉換成幾何，就可以找到答案。

——本文摘自《數學就是這樣用：找出生活問題的最佳解》，2022 年 11 月，天下文化出版，未經同意請勿轉載。

• 文／羅明｜雅文基金會聽語科學研究中心研究員

「默記電話號碼」經常在介紹記憶的科普文章中出現，做為生活中一般人能夠馬上記下一段訊息的例子，而能夠記得「多少個」號碼也往往是討論的焦點。

然而，在記下數字的時候，其實還要記得數字之間的「順序」，才算是成功的記下這組號碼。記錯電話號碼而撥話給陌生人，還算小事，一句抱歉就能化解一場尷尬。如果是發票的中獎號碼記錯了，那可是失之毫釐、差之千里，結果或許是空歡喜一場，要是與大獎擦身而過，那可真是捶胸頓足也揮之不去的懊惱啊。

無形中記得「順序」的先天能力：統計式學習

研究人類發展的科學家發現，人從訊息中掌握「順序」的能力，可能是天生的。最有名的例子，莫過於 Saffran、Aslin 及 Newport ^[1] 以八個月大的嬰兒為對象所進行一個研究。

Saffran 等人製作了四個具有三個英語音節（syllable）的無意義詞（例如：bidaku），並以隨機的順序將這四個詞串接成一段兩分鐘不中斷的語音刺激。這個兩分鐘的音檔中，音節與音節之間在順序上有一定的規律。舉例來說，音節 bi 之後一定是 da，而 da 之後也一定是 ku，但是 ku 之後的音節則不一定，音節 pa 或 go 都可能。

八個月大的嬰兒聽完 Saffran 等人製作的語音刺激之後，對於音節順序是否符合規律（如：bida vs kupa），會有不同的反應，顯示小嬰兒「認得」符合規律的音節組合。這個研究結果不只顯示了人類在毫無所悉的情況下能夠自動發現訊息中的規律性，而且在自己與環境互動之前，已經具備了掌握規律的能力。

人類語言的語法其實就在描述語言的規律性。不論是哪一個語言，詞彙與詞彙之間，總是遵循著某一種規律，然後串接成句。當然，語法的規律性有其嚴謹性，而其程度與面向又隨語言的種類而異。但不論是哪一個語言，如果只是把選好的詞彙隨機的排列成串，恐怕語文造詣再高也很難參透這「句」話的意思。

Saffran 等人^{[1] [2] [3]}所發現的認知能力，學界稱之為統計式學習（statistical learning），它所指的是當某一類訊息出現的機會有一定的規律時，人會從接受到的訊息裡掌握這種規律，並據以發展出有關該類訊息的知識。

就語言學習而言，語言是一種人會從環境中接受的訊息，而這個訊息的背後也有某一種機率的分配。以口說語言為例，每一個語言有其使用的語音，多個語音結合後組成詞，再由多個詞構成語句，但只有某些排列組合才符合規律，使得一個語言從語音到語句由下而上形成一個有規則的系統。

比如以語句的詞序（word order）為例，英語中最典型常見的型態是名詞—動詞—名詞的順序，而這種規律用以表達主詞（第一個名詞）透過動作（動詞）影響著受詞（第二個名詞）的意義，而其他種詞序母語者聽起來可能會感到不那麼直覺。

Saffran 等人認為，語言習得是統計式學習發揮作用的過程，人透過該過程整理語言刺激，並累積出關於語言的知識，進而展現出聽與說的行為。換句話說，語言習得所涉及的是一種通用的學習能力，且普遍存在每一個人的身上，因此我們可以觀察到，來自於不同語言、社會及文化的人，在一般的情況下都能夠發展出語言能力。

感覺剝奪會不會影響統計式學習的能力？

當感官系統在個體發展的早期出現缺損時，直接的影響是個體從外在環境接收的刺激與累積的經驗在質量上與同儕相比較為匱乏，亦即感覺剝奪（sensory deprivation）。一般而言，刺激與經驗是個體發展認知功能的基石，感覺剝奪在認知發展中可能帶來的負面影響，讓研究者開始思考影響的層面：是僅限於特定領域？還是擴及一般領域？

先天聽力損失的影響，是這個議題最直接的例子之一：聽力問題會不會影響孩子基本的認知能力？有研究者提出 Auditory Scaffolding Hypothesis（本文直譯為「聽覺鷹架假說」），其主張：聽覺訊息有一重要特質是訊息片段之間有其序列性，如果個體發展的早期缺乏聽覺上的刺激，其認知系統中負責掌握訊息序列性的功能在發展上將有所延遲^{[4] [5]}。

依照聽覺鷹架假說的想法，無論是聽覺或視覺的形式，在面對訊息且需要追蹤其序列性的情況下，聽力先天缺損的孩童其表現將落後聽力正常的同儕。有一些新近研究的結果，似乎符合這樣的想法。

有的研究者採用一種聽打節拍的作業，過程中讓孩子先聽一小段節奏，然後用敲食指的方式，盡可能重複剛剛所聽到的節拍；結果發現，相較於同儕，聽損孩子打出的節拍比較容易和題目有所出入^[6]。有的研究者則以色塊序列出題，再由孩子依照剛剛看到的順序點按色塊^[7]，或另外在體感動作的層面上，觀察孩子複製肢體動作的表現^[8]，結果都看到了聽損孩子與同儕有所差異。

然而，研究資料並非一面倒的支持聽覺鷹架假說。就在本文撰寫之際，知名期刊《認知》（Cognition）刊登了一篇主題為「先天聽損是否影響統計式學習」的研究。

研究者採用三種動物（貓、狗及鳥）的聲音，然後讓三種聲音前後出現的順序有一定的規律性。按照統計式學習的想法，這些聲音在孩子聽了一段時間之後，其中的規律性會在孩子的身上留下印象。實驗結果也確實如此，先天聽損的孩子與年齡匹配的同儕，都在行為的反應上顯示出兩組孩子都學到了三種動物聲音前後順序的規律性^[9]。另一方面，兩組孩子也有表現不同的地方。雖然兩組孩子皆能學會動物聲音和地點的配對關係，但是聽損組的反應慢於同儕組。

或許我們可以這樣猜測，聽損孩子也如同儕一般，訊息的處理引擎仍然可以消化序列性資訊，只是在處理的效率上，聽損孩子可能來的低一些。這也許能夠解釋，為何有聽損的孩子在面對訊息且需要追蹤其序列性的表現會有所落後。

能夠「記得順序」看起來稀鬆平常，其實並不如想像中的簡單，而且它的影響不容小覷。它所反映的認知能力，關係到個人與環境互動的經驗能否進一步轉化為知識。對於身心發展早期就遭遇感覺剝奪的個體來說，感覺剝奪帶給認知發展的潛在阻礙仍有許多未知之處，而這些阻礙可能會在哪些層面，以及衍生的風險與副作用，有待更多的研究加以釐清。

參考資料

1. Saffran, J. R., Aslin, R. N., & Newport, E. L. (1996). Statistical learning by 8-month old infants. Science, 274, 1926–1928.
2. Saffran, J. R., Johnson, E. K., Aslin, R. N., & Newport, E. L. (1999). Statistical learning of tone sequences by human infants and adults. Cognition, 70, 27-52.
3. Saffran, J., Hauser, M., Seibel, R., Kapfhamer, J., Tsao, F., & Cushman, F. (2008). Grammatical pattern learning by human infants and cotton-top tamarin monkeys. Cognition, 107, 489-500.
4. Conway, C. M., Kronenberger, W. G., & Pisoni, D. B. (2020). Letter to the editor: Do Pediatric Cochlear Implant recipients display domain-general sequencing difficulties? A comment on Davidson et al. (2019). Ear & Hearing, 41(4), 1051–1054.
5. Conway, C. M., Pisoni, D. B., Anaya, E. M., Karpicke, J., & Henning, S. C. (2011). Implicit sequence learning in deaf children with cochlear implants. Developmental Science, 14(1), 69–82.
6. Hidalgo, C., Zécri, A., Pesnot-Lerousseau, J., Truy, E., Roman, S., Falk, S., Dalla Bella, S., & Schön, D. (2021). Rhythmic Abilities of Children With Hearing Loss. Ear and Hearing, 42(2), 364–372.
7. Gremp, M. A., Deocampo, J. A., Walk, A. M., & Conway, C. M. (2019). Visual sequential processing and language ability in children who are deaf or hard of hearing. Journal of Child Language, 46(4), 785–799.
8. Bharadwaj, S. V., Matzke, P. L., & Daniel, L. L. (2012). Multisensory processing in children with cochlear implants. International Journal of Pediatric Otorhinolaryngology, 76(6), 890–895.
9. Pesnot Lerousseau, J., Hidalgo, C., Roman, S., & Schön, D. (2022). Does auditory deprivation impairs statistical learning in the auditory modality? Cognition, 222, 105009.