语音学

**语音学**是语言学的一个分支，研究人类如何产生和感知声音，或者就手语而言，研究手势的等效方面。专门研究语音物理特性的语言学家是**语音学家**。语音学领域根据所涉及的研究问题传统上分为三个分支学科，如人类如何计划和执行动作以产生语音（调音语音学）、各种动作如何影响所产生声音的属性（声学语音学）或人类如何将声波转换为语言信息（听觉语音学）。传统上，语音学的最小语言单位是语音——言语的声音，它不同于音素这一语音学单位；音素是语音的抽象分类，它也被定义为在任何特定语言中辨别声音意义的最小单位。语音学涉及人类语言的两个方面：发音——人类发声的方式和感知——理解语言的方式。语言的交际模式描述了一种语言产生和感知语言的方法。英语等口头-听觉模式的语言通过口头（用嘴）产生语言，通过听觉（用耳朵）感知语言。手语，如澳大利亚手语（Auslan）和美国手语（ASL），具有手动-视觉模式，手动（用手）产生语言，视觉（用眼）感知语言。澳大利亚手语和其他一些手语还有一种手动-手动方言，用于盲聋人的触觉手语，即用手做出手势，也用手感知。

语言生成由几个相互依存的过程组成，这些过程将非语言信息转化为口语或手势语言信号。在确定要进行语言编码的信息后，说话者必须选择单个词（称为词项）来表示该信息，这一过程称为词法选择。在语音编码过程中，单词的心理表征被指定为要发出的音素序列的语音内容。音素被指定为发音特征，表示特定的目标，如嘴唇闭合或舌头位于特定位置。然后，这些音素被协调成一连串的肌肉指令，发送到肌肉，当这些指令被正确执行时，就会发出预期的声音。

这些运动会扰乱和改变气流，从而产生声波。这种改变是由发音器官完成的，不同的发音位置和发音方式会产生不同的声音效果。例如，英语中的 *tack* 和 *sack* 这两个单词都是从齿龈音开始的，但舌头离齿槽脊的距离不同。这种差异会对气流产生很大影响，从而产生不同的声音。同样，气流的方向和来源也会影响声音。最常见的气流机制是肺部气流，但喉头和舌头也能产生气流。

语言感知是听者对语言信号进行解码和理解的过程。为了感知语音，必须将连续的声音信号转换成离散的语言单位，如音素、语素和词。为了正确识别声音并对其进行分类，听者会优先考虑信号中能够可靠区分语言类别的某些方面。虽然某些线索的优先级高于其他线索，但信号的许多方面都有助于感知。例如，虽然口语优先考虑声音信息，但麦克格效应表明，当声音线索不可靠时，视觉信息也可用于区分模糊信息。

现代语音学有三个分支：

* 调音语音学：研究发音器官发出声音的方式；
* 声学语音学：研究不同发音的声学结果；
* 听觉语音学：研究听者感知和理解语言信号的方式。

历史
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### **古典时代**

早在公元前6世纪，梵语语法学家就开始了最早的语音研究。印度学者波你尼是这些早期研究者中最著名的一位。他在公元前350年左右写成的四部语法对现代语言学影响深远，至今仍是“迄今为止最完整的语言生成语法”。他的语法构成了现代语言学的基础，并描述了几个重要的语音原则，包括发声原则。这一早期的论述将共鸣描述为声带闭合时由音调产生，或声带打开时由噪音产生。语法中的语音原理被认为是“原始”的，因为它们是他理论分析的基础，而不是理论分析的对象，这些原理可以从他的语音学体系中推断出来。

梵语中的语音学被称为“式沙”（Shiksha）。公元前一千年的《鹧鸪氏奥义书》对式沙的定义如下：

*唵！我们来解释式沙。*

声音和重音，（元音的）数量和（辅音的）表达，

声音的平衡（萨曼）和连接，关于式沙的研究如此之多。*|| 1 |*

《鹧鸪氏奥义书》 1.2，Shikshavalli 著，Paul Deussen 译。

### **现代**

波你尼及其同时代人之后，语音学的发展一直到现代都很有限，只有希腊和罗马语法学家进行了一些有限的研究。在印度语法学家和现代语音学之间的几千年里，人们的关注点从波你尼的论述背后所推动的口语和书面语之间的差异转移到了语音的物理特性上。对语音学的持续关注始于公元1800年左右，“语音学”一词于1841年首次在现在的意义上使用。随着医学的新发展以及音频和视频记录设备的发展，语音学的见解能够使用和审查新的、更详细的数据。在现代语音学的早期，亚历山大·麦维尔·贝尔根据发音位置开发了一种颇具影响力的音标。它被称为“可视语言”，在聋哑儿童的口语教育中发挥了重要作用。

在录音设备普及之前，语音学家主要依靠实用语音学传统来确保不同语音学家的转录和研究结果保持一致。这种训练既包括耳朵训练（识别语音），也包括发音训练（发音能力）。语音学家被要求学会用耳朵识别国际音标上的各种语音。现在，国际音标协会仍在测试和认证讲英语者准确发音的能力（尽管他们已经停止了对其他语言的测试）。麦维尔·贝尔对其可视语音进行了修订，根据元音的高低和宽窄对元音进行了描述，最终形成了9个定位元音。作为实用语音学培训的一部分，语音学家要学会发出这些主元音，以便在实地工作中固定对这些音的感知和转录。20世纪60年代，彼得·拉德福格德根据实验证据对这一方法进行了批评，他发现主元音是听觉目标而非发音目标，这对主元音代表发音锚，语音学家可据此判断其他发音的说法提出了质疑。

生成
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语言生成由几个相互依存的过程组成，这些过程将非语言信息转化为有声或有符号的语言信号。语言学家们争论的焦点是，语言生成过程是分一系列阶段进行的（串行加工），还是并行生成的。在确定要进行语言编码的信息后，说话者必须选择单个词（称为词项）来表示该信息，这一过程称为词法选择。词语的选择基于其含义，在语言学中称为语义信息。词法选择会激活单词的词目，词目包含单词的语义和语法信息。

语篇规划完成后，要进行语音编码。在语言生成的这一阶段，单词的心理表征被指定为要生成的音素序列的语音内容。音素被指定为发音特征，表示特定的目标，如嘴唇闭合或舌头位于特定位置。然后，这些音素被协调成一连串的肌肉指令，发送到肌肉，当这些指令被正确执行时，预期的声音就产生了。因此，从信息到声音的产生过程可以概括为以下序列：

* 信息规划
* 词法选择
* 语音词形的检索和分配
* 发音规范
* 肌肉指令
* 发音
* 语音

### **发声部位**

声带完全或部分收缩发出的声音称为辅音。辅音在声道中发音，通常是在口腔中，收缩的位置会影响所发出的声音。由于舌头的位置与所发出的声音密切相关，因此发音位置是语音学许多分支学科中的一个重要概念。

声音在一定程度上是根据收缩的位置和进行收缩的身体部位来分类的。例如，在英语中，"fought"（战斗）和 "thought"（思考）是一对最小的单词，它们的区别仅仅在于发音器官而非发音位置。*fought* 中的 "f" 是唇齿音，用下唇抵住牙齿发音。*thought* 中的 "th" 是用舌头抵住牙齿的舌齿音。用嘴唇收缩的称为唇齿音，用舌头收缩的称为舌齿音。

用舌头进行的收缩可以在声道的多个部位进行，大致可分为舌冠音、舌背音和咽音。舌冠音部位是舌的前部，舌背音部位是舌的后部，咽音发音部位是咽部。这些划分并不足以区分和描述所有语音。例如，英语中的 [s] 和 [ʃ] 都是舌冠音，但它们在口腔的不同位置发音。为此，需要根据发生收缩的口腔部位来确定更详细的发音部位。

#### **唇音**

涉及嘴唇的发音有三种不同的方式：双唇音、唇齿音（下唇发音为主动发音，上齿发音为被动发音）以及舌唇音。根据所使用的定义，这些发音中的部分或全部都可以归入唇齿音。双唇音是用双唇发出的。在发出这些音时，下唇移动得最远，与上唇相接，上唇也会稍稍向下移动，但在某些情况下，空气通过唇孔（双唇之间的开口）的力量可能会导致双唇分开的速度快于合拢的速度。与大多数其他发音方式不同的是，这两个发音器都是由软组织制成的，因此双唇塞音比涉及牙齿或上颚等硬表面的发音方式更容易出现闭合不全的情况。双唇塞音的另一个特点是声道上部的发音器会主动向下运动，因为上唇会主动向下运动。舌唇音是在舌尖接近或接触上唇时发出的。与双唇音一样，上唇也会向更活跃的发音器轻微移动。这一类发音在国际音标中没有自己的符号，而是将舌冠音符号与变音符号结合在一起，隐含地将它们归入舌冠音类别。它们存在于瓦努阿图的一些本土语言中，如坦戈亚语。

唇齿音由下唇上扬至上齿发出。唇齿音通常是摩擦音，而唇齿鼻音在类型学上也很常见。关于是否在自然语言中会出现真正的唇齿塞音，目前还存在争议，但据报道，包括祖鲁语、汤加语和舒比语在内的许多语言都有唇齿塞音。

#### **舌冠音**

舌冠音是用舌尖或舌叶发出的，由于舌前部的灵活性，舌冠音不仅在发音位置上，而且在发音姿势上都有不同。舌冠发音点代表舌头接触或收缩的口腔区域，包括牙槽、齿槽和后齿槽位置。如果使用舌冠的顶端，则舌位为舌冠；如果使用舌叶，则舌位为舌叶；如果舌冠向后卷起并使用舌根，则舌位为舌冠后。舌冠音是一个独特的群体，因为它的每一种调音方法都有据可查。澳大利亚诸语言以该地区内部和不同语言之间大量的舌冠音对比而闻名。齿音是用舌冠或舌叶和上齿发出的。根据发音时舌头的部位，这些辅音可分为两类：舌冠音是用舌冠接触牙齿发出的；齿间音是用舌冠伸出牙齿前方的舌叶发出的。目前还没有一种语言同时使用这两种辅音，但它们可能作为同位异音而同时存在。齿龈音是用舌冠或舌片在牙齿后面的齿槽嵴上发出的，同样可以是舌冠音或舌叶音。

在跨语言学中，齿音和齿龈音经常形成对比，从而产生了许多跨语言学模式的概括。不同的发音部位往往也会在舌头的发音部位上形成对立：大多数有齿塞音的语言都有舌叶齿音，而有舌冠塞音的语言通常都有舌冠塞音。在同一语言中，很少有两个辅音的发音部位在舌叶上形成对立，但 宏语（ǃXóõ）是这种模式的一个反例。如果一种语言只有一个齿塞音或一个齿龈塞音，如果是齿塞音，则通常是舌叶塞音，如果是齿龈塞音，则通常是舌冠塞音，但 Temne 语和保加利亚语就不遵循这种模式。如果一种语言既有舌冠塞音，又有舌叶塞音，那么舌叶塞音就更有可能像 Isoko 语那样是塞擦音，但 Dahalo 语的情况正好相反，它的齿龈塞音更多是塞擦音。

卷舌音有几种不同的定义，取决于是突出舌头的位置还是突出口腔顶部的位置。一般来说，它们代表一组舌冠在一定程度上向上卷曲的发音。因此，卷舌音可以发生在口腔顶部的多个不同位置，包括齿龈、后齿龈和硬腭区。如果舌冠下端与口腔顶部接触，则为舌尖下音，但舌尖齿龈后音也被描述为卷舌音。在美国西南部的一些土著语言中，齿塞音和齿龈塞音之间的对比差异是齿龈塞音的轻微后屈。从声学上讲，后屈往往会影响到较高的声位。

发生在牙槽脊后方的发音被称为齿龈后音，其有多种不同的说法。舌尖齿龈后音通常被称为卷舌音，而舌尖齿龈后音有时被称为龈硬腭音；在澳大利亚人的文献中，这些舌尖停止音通常被描述为“硬腭”，尽管它们比通常被描述为“硬腭”的腭区更靠前。由于个体解剖学上的差异，龈硬腭塞音（以及一般的舌冠音）的精确发音在一个语言群落内可能会有很大的不同。

#### **舌背音**

舌背音是用舌体而不是舌尖或舌片发出的辅音，通常在硬腭、软腭或悬雍垂（小舌）处发出。硬腭音是用舌体抵住口腔顶部的硬腭发出的。硬腭音经常与软腭音或悬小舌音形成对立，但同时存在这三种辅音形成对立的语言并不多见。软腭音是用舌体顶住软腭发出的。这种辅音在各种语言中非常常见，几乎所有语言都有软颚塞音。由于软腭音和元音都是用舌体发出的，因此它们与元音共同发音时会受到很大的影响，可以发出前至硬腭的辅音，也可以发出后至悬雍垂的辅音。这些变化通常与元音空间平行，分为前部、中部和后部软腭音。它们在语音上很难与硬颚音区分开来，尽管它们的发音略微落后于硬颚音的原型区域。小舌音是舌体接触或接近悬雍垂（小舌）而发出的。这种辅音很罕见，估计只出现在 19% 的语言中，美洲和非洲的大部分地区都没有带有小舌音的语言。在有小舌音的语言中，最常见的是塞音，其次是通音（包括鼻音）。

#### **咽音与喉音**

通过咽部收缩发出的辅音是咽音，而通过喉部收缩发出的辅音是喉音。喉音是用声带发出的，因为喉部离咽喉太远，舌头无法触及。而咽则离口腔很近，舌头的一部分可以触及。

舌根音在发音过程中要么使用舌根，要么使用会厌，并且在声道的很后面发出。咽音是通过将舌根后缩到几乎接触咽壁的程度来发出的。由于发音困难，只有擦音和近音可以用这种方法发出。会厌音是用会厌和咽后壁发出的。Dahalo 语中有会厌塞音的记录。由于声门和会厌之间的腔体太小，无法发出声音，因此浊会厌音被认为是不可能发出的声音。

### **喉部**

喉部，是气管中负责发音的软骨结构。声带被固定在一起使其振动，或被分开使其不振动。声带的位置是通过杓状软骨的运动来实现的。喉部固有肌肉负责移动杓状软骨以及调节声带的张力。如果声带不够紧密或紧张，它们就会零星振动或根本不振动。如果声带零星振动，则会导致嗓音吱吱作响或呼吸困难，具体取决于程度；如果声带完全不振动，则会导致失声。

### **词汇通达**

根据词汇通达模型，认知过程分为两个不同的阶段；因此，这一概念被称为词汇通达的两阶段理论。第一阶段是词汇选择，提供构建功能级表征所需的词条信息。这些词条是根据其特定的语义和句法属性进行检索的，但在这一阶段尚未提供语音形式。第二阶段是词形检索，提供构建位置级表征所需的信息。

### **发声模型**

在发出语音时，发音器会在空间中的特定位置移动并与之接触，从而导致声音信号发生变化。一些语音生成模型以此为基础，在人体内部（固有）或外部（外在）坐标系中建立发音模型。固有坐标系将发音器的运动模拟为身体关节的位置和角度。下颌的固有坐标模型通常使用两到三个自由度来表示平移和旋转。与下颌和手臂的关节不同，舌头是一种肌肉性静水骨骼，就像大象的躯干一样，没有关节。由于生理结构不同，在说话和咀嚼时，下颌的运动轨迹相对是直线，而舌头的运动轨迹则是曲线。

直线运动被用来论证发声是在外在空间而非内在空间规划的，尽管外在坐标系也包括声学坐标空间，而不仅仅是物理坐标空间。假定运动是在外在空间规划的模型会遇到一个逆问题，即如何解释肌肉和关节的位置，从而产生观察到的路径或声音信号。例如，手臂有7个自由度和22块肌肉，因此多个不同的关节和肌肉配置可能导致相同的最终位置。对外部声学空间的规划模型而言，同样存在一对多的映射问题，物理或声学目标与实现目标所需的肌肉运动之间没有唯一的映射关系。不过，对逆问题的担忧可能被夸大了，因为语音是一种高度学习的技能，使用的神经结构是为此目的而进化的。

平衡点模型提出了一种解决逆问题的方法，即把运动目标表示为作用在关节上的肌肉对的位置。重要的是，肌肉被建模为弹簧，而目标则是建模弹簧-质量系统的平衡点。通过使用弹簧，平衡点模型可以很容易地解释运动中断时的补偿和反应。它们被认为是一种坐标模型，因为它们假定这些肌肉位置被表示为空间中的点，即平衡点，肌肉的类似弹簧的作用在此汇聚。

语音生成的动作法建议将发音表示为运动模式，而不是要击中的特定坐标。最小单位是一个动作，它代表一组“功能等同的发音运动模式，这些模式参照特定的语音相关目标（如双唇闭合）进行主动控制”。这些动作组代表了协调结构或“协同作用”，它们不是将动作视为单独的肌肉运动，而是将其视为与任务相关的、作为一个整体协同工作的肌肉群。这就减少了发音规划的自由度，这在固有坐标模型中尤为突出，因为固有坐标模型允许任何能实现语音目标的动作，而不是在抽象表征中对特定动作进行编码。动作模型可以很好地描述共同发音，因为语速较快时的发音可以解释为语速较慢时独立动作的复合体。

声学
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语音是通过改变气流而产生声波的。气流的改变由发音器官完成，不同的发音位置和发音方式会产生不同的声音效果。声道的姿势和舌头的位置会影响声音的产生，因此发音方式对于描述语音非常重要。在英语中，*tack* 和 *sack* 这两个词都是以齿龈音开始发声的，但舌头离齿槽脊的距离不同。这种差异会对气流产生很大影响，从而导致产生的声音不同。同样，气流的方向和来源也会影响声音。最常见的气流机制是肺部气流，但喉头和舌头也能产生气流。

### **发声和发音类型**

语音的一个主要区别在于是否送气。当声带在发音过程中开始振动时，声音就送气了。许多声音都可以在送气或不送气的情况下发出，但由于物理条件的限制，某些发音可能难以或无法送气。送气时，噪音的主要来源是声带的周期性振动。像清齿龈塞音这样的发音没有声源，它们的不送气会让人注意到，但像摩擦音这样的其他清音，无论是否发音，都会产生自己的声源。

发音是由喉部肌肉控制的，与二元发声相比，语言利用了更多的声学细节。发音时，声带以一定的速度振动。这种振动会产生由基频和谐波组成的周期性声波。声波的基频可以通过调节喉部肌肉来控制，听众将基频视为音高。在音调语言中，语言使用音高操作来传达词汇信息，许多语言使用音高来标记表情或语用信息。

声带要振动，就必须处于适当的位置，而且必须有气流通过声门。发声类型是以声门状态的连续体为模型的，从完全开放（无声）到完全关闭（声门塞音）。振动的最佳位置以及语音中最常用的发音类型--模态发声--存在于这两个极端的中间。如果声门稍宽，就会出现气声，而声带靠拢则会产生嘎裂声。

典型语音中使用的正常发音模式是模态发声，即声带紧贴在一起，张力适中。声带作为一个整体周期性地、有效地振动，声门完全闭合，没有吸气。如果将声带拉得较远，声带就不会振动，从而产生清音。如果将声带紧紧拉在一起，则会产生喉塞音。

如果声带之间的距离比模态发声稍远，就会产生气声（或低语声）和耳语声等发音类型。与模态发声相比，声带上的张力较小，因此空气可以更自由地流动。气声和耳语声都存在于一个连续体中，其特点是从气声的周期性波形到耳语声的嘈杂波形。从声学上讲，这两种声音都倾向于抑制第一共振，而耳语则表现出更极端的偏差。

将声带更紧密地贴在一起会产生嘎裂声。声带的张力比模态发声小，但声带紧紧地贴在一起，导致只有声带韧带振动。脉冲极不规则，音高和频率振幅都很低。

有些语言中的某些辅音并不存在清浊对立，但所有语言都在一定程度上使用浊音。例如，目前还没有一种语言的所有已知元音都是典型的浊音，从而形成元音的音位对比。一些语言（如Jalapa Mazatec语）使用声门的其他位置（如气声和嘎裂声）来对立音素，而在其他语言（如英语）中，这些位置则以异音形式存在。

有几种方法可以确定一个音段是否为浊音，最简单的方法是在说话时感觉喉部，并记下感觉到振动的时间。通过对频谱图或频谱切片进行声学分析，可以获得更精确的测量结果。在频谱图分析中，浊音片段的低频会出现发声条，即高声能区域。在检查频谱拼接时，元音发音模型会反转口腔的滤波，产生声门的频谱，从而检查特定时间点的声谱。然后将未滤波声门信号的计算模型与反向滤波声信号拟合，以确定声门的特征。也可使用超声波和内窥镜等专业医疗设备进行视觉分析。

### **元音**

注释
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1. ↑ 语言学家们争论的焦点是这些阶段是否可以相互作用，还是它们是否连续发生（比较 Dell & Reich (1981) 和 Motley, Camden & Baars (1982)）。为了便于描述，语言生成过程被描述为一系列独立的阶段，尽管最近的证据表明这是不准确的。有关互动激活模型的进一步描述，请参见 Jaeger, Furth & Hilliard (2012)。
2. ↑ 或在计划好部分语篇之后；见 Gleitman 等人（2007 年）关于在完全计划好信息之前生成信息的证据
3. ↑ 原文：while languages with apical stops usually have apical stops.
4. ↑ 例如，夏威夷语并不存在清浊对立。
5. ↑ 有些语言，如日语，在某些情况下元音是清音。