实验语音学的发展及应用

摘 要：实验语音学最早诞生于19世纪初，这一全新语言科学的出现对整个语音学理论的发展起到了至关重要的作用。近三四十年来，随着现代科学技术的发展，实验语音学经历了飞速发展的阶段，一跃成为学术界的热门学科。它与数学、物理学、生理学、心理学、电子学、声学等诸多学科都密切相关，并被广泛应用于语音教学、通讯、医疗设备、司法鉴定等各个领域。

关键词：实验语音学；生理实验；发声器官；计算机技术

中图分类号：H017 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.016

语音学是研究人类说话声音的科学。只要是通过语音交流的地方都属于语音学研究的范畴，这种交流不局限于人与人之间，还包括人与机器、机器和机器之间，只要涉及到语音识别都可以认定为语音学的部分。可以说，语音学是语言科学中发展最迅速、最容易转化到实际应用中的一个学科。依据言语交际中的发音过程、传递过程和感知过程，现代语音学主要分为三个学科分支，即生理语音学、声学语音学、感知语音学。生理语音学主要研究包括气管、肺、胸廓、喉头、声带、口腔、鼻腔等发音器官在发出声音时的生理特性；声学语音学主要研究语音以声波形式通过空气传递到接听者时的声学特性；感知语音学主要研究语音传递到接听者耳中后，经过听觉机制、神经系统被接听者理解过程中的生理和心理特性，通俗的来讲，就是研究大脑是如何理解耳朵接听到的声音的。

传统语音学的研究方法主要是靠语言学家分辨和比较别人的发音，或者自己发音，被称为“口耳之学”。这种研究局限性较大，比如听辨易受母语干扰。语音稍纵即逝，很难反复听辨，光靠听力也不可能解释所有的语言现象。随着科学的发展，人们开始用精密的实验仪器研究语音，中国语言学界“三巨头”之一罗常培先生认为，靠仪器的帮助，精密分析发音生理和物理现象的学科就是实验语音学。那么可以认为，实验语音学就是通过声学、医学、计算科学、心理学等学科知识以及这些学科领域中尖端精密的仪器设备来研究探知声音发出、传递和接收过程中的特征的科学。

1 实验语音学的发展阶段

实验语音学最初并不被人们看好，很多语音学家对其不以为然，他们认为先进设备对数据的分析虽然精密准确，但如果是耳朵难以分别的声波就属于声学，与语言学联系不大。但事实上，传统语音学中元音辅音描写和分类，还有众多音节的划分等理论，都是依据语音实验方法而形成的。语音学本身也是在这些理论的基础上建立的。不仅如此，实验语音学凭借其更

为严密、科学的实验数据完善和发展了传统语音学，使语音学研究得到了质的飞跃。

实验语音学诞生至今，大约经历了以下三个发展阶段。

1.1 生理实验为主的阶段

最初的语言学家研究分析语音是通过音标来描写，研究以发音器官和发音方法的生理实验为主，一般是利用例如浪纹计、喉镜、光机等简单医疗器械来测量发音部位、发音气流、声带动作等。在语音教学中，普遍采用的元音舌位图就是这一阶段的研究成果之一。我国早期的语言学家们在20世纪30年代就开始运用实验方法分析汉语语音，并取得了例如刘复的《四声实验录》、王力的《博白方音实验录》等一大批重要的研究成果，这些理论成果为实验语音学的发展奠定了坚实的基础。

1.2 声学实验为主的阶段

科学技术的发展为语言学家们提供了许多现代仪器和设备，包括阴极射线示波器、声谱仪、X光照相和电影、肌电分析仪器等。其中，最重要的发明是1946年美国贝尔电话公司发明的语图仪，它能快速、有效地记录转瞬即逝的动态语音，将其转化为静态的语音。不仅如此，它还能将本来只能耳听的声音转换成可用肉眼观察的语图。由此人们可以通过观察图谱来探求语音特性及其变化规律，也可以使用仪器设备进行定量分析，促使声学语音学研究从主观局部的观察迈向客观、全面的分析，这大大地推动了实验语音学的发展。

1.3 全面发展阶段

在20世纪70年代以后，随着电子计算机技术的发展，实验语音学进入了全面发展阶段。计算机能够对语音乃至整段语言进行大量快速的分析与合成，由此揭示出许多过去不可能观察到的语音现象。这一时期，北京大学、北京师范大学、上海华东师范大学等一批国内知名大学成立了语音实验室，专门用于语音教学，令实验语言学在高校教育中走向了普及化。

近几十年来，实验语言学虽然发展迅速，取得的成果很大，但也谈不上取代传统语音学，它实际上是语音研究的一种现代化手段。

2 实验语音学的应用领域

实验语音学研究的对象是语言，采用的方法多种多样，它的作用已经遍及与人类语言有关的各个学科，比如生理学、物理学，心理学、数学、电子学等等。这些学科之间互相渗透，语言学家和工程师的相互协作是实验语音学的重要特点。实验语音学除了在传统的语音教学、言语处理、言语矫治、语言学研究等方面被应用诸多外，在通讯技术、耳鼻喉科医学、神经病理学、人工智能、司法等领域中也得到了广泛应用。

2.1 在通讯技术领域的应用

如今，全球信息化的发展对言语信息传递和处理速度的要求越来越高，语音信号处理的应用技术，例如语音编码、语音识别、文语转换等，已经广泛地应用于通信和计算机信息处理领域。

比如人机对话是指计算机对语音信息的处理，包括语音合成与语音识别，这是两个目的正好相反的内容。语音合成是让机器能准确无误地表达出与人的语音质量差不多的语言信息，合成系统可以把输入机器的文字变成语音，也就是文语转换；而语音识别是让机器在听懂语言的基础上执行语言信息，或转换成文字，叫作语文转换。当然，这种转换并不是简单的一对一转换，因为人们口语的音质、音调、音长、音量无一不在变化，所以这就更需要语音学家不断钻研、实验，攻克难关。

可见，正是由于实验语音学的基本研究，工程师们才能设计出如今几乎人手一个的iphone手机上的一项语音控制功能——Siri。这一功能之强大超乎人们的想象，带来了手机功能的变革。用户实现了在手机上语音读短信、读文章、功能设置等。更为神奇地是，Siri还可以识别人的自然语言，并且处理接收到的语音进行回应，实现了人机对话。

2.2 在刑事司法领域的应用

当前，随着录制视频、音频设备的轻巧便携，越来越多的人可以方便地利用录音录像资料保护自身合法利益。当然，这些录音录像资料不是简单地观看就可取证，还要经过严格的审查鉴别。这就需要运用语言学理论和方法为刑事司法服务，这一学科称作“司法录音检验”，也叫作“司法语音学”“言语识别与鉴定”。

司法录音检验是对视听资料中的语音等声音进行研究，通过检验鉴定，以证明其与案件事实关系的学科。实验语音学可以为司法录音检验提供先进的方法和手段。经过语音学专门培训的办案人员可以通过实验语音学的理论和方法对涉案语声与已知嫌疑人样本语声的特征进行检验、分析和鉴定，以帮助辨识案件真相。

2.3 在医学领域的应用

实验语音学在医疗学领域的运用更为广泛，特别是在耳鼻喉的治疗方面。在美国每年的职业排行榜上，有两种中国尚未普及的职业都名列前茅，他们就是言语治疗师和听觉诊疗师。他们的目标都是帮助在言语或听觉交流有障碍的孩子或成人。我们常常说“十聋九哑”，其实聋哑人不会说话，绝大多数不是发音器官有毛病，只是因为听不见声音才无法学会说话。而在这些人中，大多数人并不是一点声音也听不见，如果对他们进行专门的语音学训练，并帮助全聋的人利用视觉学说话，他们也能像正常人一样地生活和工作。

近年来，实验语音学飞速发展，研究领域也在不断扩展。当今有一大批非语言学家在做实验语音学的工作，这些人可能来自工程学、计算机学领域，也可能来自心理学、医学领域。这既是由于语音学家的主动开拓，更是相关学科互相促进影响的结果。

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作者简介：石婉茹（1982—），山西大学文学院硕士研究生，曾在《中国文化报》《晋阳学刊》等报刊和宣传资料上发表过《既能“得大奖”又能“走市场”——山西促进艺术精品生产的启示》《让传统文化资源鲜活起来》《意识形态领域存在的问题与解决措施》等多篇文章，并出版了《山西民间工艺》一书。

〔编辑：王霞〕