北京哪个医院看白癜风 https://wapjbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/摘要：长久以来，鲸鱼歌声被视为神秘现象，科学家难以解析其含义。年发表在《Science》的研究突破性地发现，座头鲸和蓝鲸的歌声遵循与人类语言相同的统计规律——齐夫定律和泽拉斯定律。研究团队通过模仿婴儿语言学习模式分析鲸歌，证明即使在亲缘关系遥远的物种间，文化传递的交流系统也能发展出相似结构。这一发现不仅揭开了鲸歌的秘密，还为理解跨物种交流和改进AI语言模型提供了全新视角。
刘慈欣在其科幻小说《鲸歌》中提起鲸鱼的歌声，文中写到：“海洋科学家们研究鲸歌有很长时间了，至今无法明了其含义。”长久以来，鲸鱼的歌声被视为神秘现象，众多文学作品中对其充满了瑰丽的想象。年发表在《科学》杂志上的一项突破性研究通过模仿儿童学习语言的过程，惊奇地发现鲸鱼的歌声与人类使用的语言存在统计相似性。这一发现不仅揭开了鲸歌的部分秘密，还为理解跨物种交流乃至人工智能语言模型提供了全新视角。
从齐夫定律看语言的简洁性
为了理解鲸鱼歌声与人类语言的相似性，我们需要先了解语言学中的重要规律。年，语言学家乔治?齐夫（GeorgeKingsleyZipf）发现了一条简单却普适的规律：在任意语言中，最常用词汇的出现频率大约是第二常用词的2倍。用公式表示即为“排名×频率≈常数”。例如，英语中“the”的使用频率远超其他词汇（见下表）。
这种规律性并非语言独有。将单词的使用换成城市的人口，网页的访问，甚至人群的收入，类似齐夫定律的现象，我们会发现类似齐夫定律的现象在多个领域中普遍存在。科学家为这类现象起了个更有代表性的名字“幂律法则（PowerLaw）”，读者可参考韦斯特的科普书《规则》或张江的《规模法则》一书了解更多相关内容。
除了上述的齐夫定律，语言学中还存在齐普夫简洁定律(Zipfslawofabbreviation)，该定律指出：使用频次越高的词汇，其时长往往越短。从上表中可以看出，使用最多的十个词，大都是简单的单音词。在法语，德语等众多语言系统中，简洁定律也被证实存在。从进化的角度来看，简洁定律的出现是物尽天择的自然结果。动物发出声音需要消耗能量，也会增加在捕食者面前暴露的风险。但凡话痴，都会被进化淘汰。
除了齐夫定律，语言学中还存在类似的泽拉斯定律(Menzerathslaw)，即单词越长，组成单词的音节就越短；句子越长，每个单词的时长就越短。该定律描述了当较长的单词或歌曲由较短的元素（如音节和音符）构成时，如何提高交流效率。读者可以想象那些十几个字母的英文单词，例如especially，incredible等，其中每个音节都很短，而在句子层面，复杂的从句大多是由简单的单词组成，不会出现特别长的词。这一定律揭示了语言为提高交流效率而自然形成的结构特性——通过较短元素构建较长单位的巧妙机制。
简洁的语言，小鲸鱼学起来也更容易齐夫定律和泽拉斯定律揭示了一个共同的进化原理：为了应对交流的复杂性，生物会通过使用更短的基本单元来提高信息传递效率，实现“在最短的时间内以最少的能量传递最多的信息”。
既然是进化的产物，就决定了其不局限于人类，例如对海南树蛙的研究发现，其鸣叫中位置越靠后的音节[1]，其时长越短，该现象与泽拉斯定律预测相符，这可能是由蛙类的能量或呼吸限制所致。而蛙类的鸣叫不符合齐夫定律，对此可能的原因是蛙类的鸣叫功能只在于吸引配偶，而非像人类语言这样用于相互交流。类似的黑猩猩的肢体语言也被发现遵循泽拉斯定律，但齐夫定律在它们的肢体语言中并不明显[2]。
那有没有一种动物，其语言即满足齐夫定律，又满足泽拉斯定律了？如果有，这种动物需要有足够大的社群，足够支撑它们展开内部沟通与代际传播。同时这种动物最好和人类没有多少直接交流，不然如果去研究会模仿人类语言的鹦鹉，那发现的规律到底是动物自然进化的产物，还是受人类影响的所致？
鲸鱼和人类的最早共同祖先，可以追溯到一亿年前，其生活的环境也与人类截然不同，但然而，年《科学》杂志的一项突破性研究发现，座头鲸及蓝鲸，其发出的声音，遵循齐夫简洁定律，其中高频使用的音符往往较短，而较少使用的音符则较长[3]。
图1：图中的每个点在代表一个鲸鱼歌声中的子序列，统计在整套数据中发现的所有子序列的频率分布（纵轴），横轴按长度（声音元素的时长）绘制。更频繁的子序列比不那么频繁的子序列更短，符合齐夫定律。
图2：声音序列的出现次数和持续时间之间呈现幂律
（播放鲸鱼歌声，对应mp3）
