实验语音学

语言学领域术语

早期又名仪器语音学（instrumental phonetics），是用各种实验仪器来研究、分析语音的一门学科，是语言学的一个重要分支。

研究内容

实验语音学主要的研究范围一般分为3方面。①人的发音机制，包括指挥语言的神经系统、肌肉活动、声带和声腔的发音动作,属于“发音语音学”（或“生理语音学”）。②语音发出后在空气中传播的物理特性，包括语音的四要素：音色、音高、音强、音长，属于 “声学语音学”。 ③语音传入听话人的听官，造成听觉，又通过神经系统来理解等过程，属于“听觉语音学”（或“心理语音学”、“感知语音学”）。这一系列的语音产生过程构成一整套“言语链环”。每一环节视研究对象的不同而应用各种领域的实验仪器，其关系大致如示意图。

言语的行为起源于人脑，人脑的语言功能是一般动物所没有的,即使高级动物如黑猩猩,也远不如人类。人脑送出语言信息，通过神经达到言语机制的肌肉。神经脉冲使肌肉收缩，从而使发音器官的形状发生变化。前者可用肌电仪器,后者可用X光照相、腭位照相等方法来研究。说话时的呼吸、发声（嗓音）和声腔调制所用仪器又各有不同，前者主要用气压、气流等测量仪器，后者则用 X光和声谱等仪器。语言通过空气的传播由口到耳，使耳鼓膜振动而转成神经脉冲达到脑中，起了感知作用。同时声音也反馈到说话人自己的脑中,而起控制作用。

言语信息的形成和表达是连续性的，但实验手段的实施是离散的，例如把一个音节的舌位动程分为若干部分、把一串语音流分成若干段来研究，这其间有动与静的关系。实验语音学的手段，既要进行静的采样，也要观测动的规律。

发展历程

实验语音学的发展大致可分为4个阶段：

前期

20世纪初到30年代前。早年的语言学家分析语音只能依靠音标来描写所要研究的语音，后来借用了医疗器械如浪纹计、假腭、喉镜等简单工具来分析发音动作和语音特性。

中期

30～40年代。这期间语言学界应用实验方法研究语音,已有了一定成果。X光照相、腭位照相等对言语生理的研究有了帮助。在这以前的语音实验都还局限于用仪器研究语音，还未形成一门专业学科。

近期

50～60年代。这期间由于第二次世界大战中军事通信的需要，促进了言语声学的发展和实验仪器的改进。声谱仪已逐渐普遍应用于语音研究，由动态声谱仪（语图仪）作出的言语声谱模式已被公认，成为一种“视识语”（即“可见语言”）。由于语音的特性逐渐被揭示，归纳出许多语音规律，又上升到理论（如区别特征理论）,从而丰富、订正了语音学本身。此外,生理实验也从静态分析提高到动态分析，应用的实验仪器如X光电影照相、动态腭位记录装置、频闪声带照相、肌电测试仪器等。录音器材有了磁带录音，达到了前所未有的便利和仿真度。不同的语音人工合成和识别系统也由实验阶段而达到应用水平，实验语音学就在这一阶段建立了。

现代

70年代到现在。电子计算机已普遍应用于语音分析。在这期间，语音研究已从过去的音素、音节分析扩展到成句成章的分析。除音色之外，超音段特征（包括音高、音强和音长）成为重要研究对象。言语的规则合成和识别的方案是计算机的常备项目。综合这些研究项目，配合新兴的人工智能、言语理解等需要，达到实验语音学的高级水平。同时，越来越多的经验证明，从事语音实验如只研究孤立的语音，而不综合语言学的知识，则对言语信息处理上将无法提高效能。因此实验语音学的研究离不开语言学的指导。

早期的实验语音学家首推美国的E.W.斯克里普契尔，1906年他出版了《实验语音学研究》，同时还有J.P.卢赛洛，1908年出版了《实验语音学原理》。两书提供了大量的生理实验方法和成果，是现代实验语音学的启蒙著作。50年代开始了言语声学的研究。美国的贝尔电话公司实验室、哈斯金斯研究组，瑞典的皇家理工学院言语通信系,英国的爱丁堡大学语音系都做了很多工作,为后来的实验语音学打下了坚实的基础。这一时期的代表人物有美国的 H.弗莱彻、J.L.弗拉纳根、P.拉德福格德、英国的D.B.弗赖、瑞典的C.G.M.方特等人。特别是美国的M.朱斯是较早应用声谱仪来分析语音的一位语言学家。

中国的状况

中国的语言学家早在30年代就用实验方法分析汉语语音。有刘复的《四声实验录》(1924)，王力的《博白方音实验录》(1931)。他们在法国学习语音学，用浪纹计做汉语声调的实验。当时他们在国内首先阐明了声调就是音高频率的变化关系。赵元任在30年代以后做了吴方言及广东、湖北、湖南等地的方言调查，罗常培调查了厦门及其他方音，都是用当时的唱片灌音和用浪纹计、渐变音高管等工具记录和分析语音。刘复创制了声调推断尺,是国内的第一种语音实验仪器。赵元任在南京的中央研究院历史语言研究所中央研究院的物理研究所合作，创制电子管的音调计。中华人民共和国建立后，中国科学院语言研究所继续开展语音实验工作。50年代中期建立了语音实验室，引进并自制实验仪器。这个室配合推广普通话的工作，历年来发表了许多关于普通话的生理和声学分析的论著，培养了新生力量。同时,中国科学院声学研究所也开展了语音实验,作了许多语音分析、合成与识别的工作。另外，南京大学物理系也在声学语音学的教学研究方面做了不少工作。

70年代后，国内有些大学为了配合语音教学，多在中文系成立语音实验室，如北京大学、北京师范大学、上海华东师范大学等。一切有关言语通信工程的机构也从事语音实验。

应用领域

实验语音学发源于语言学的语音学，中途分家，最后又与语言学合并而成为现代语言学的一个组成部分。它的应用领域，可以说凡是与人类语言有关的学科，都有实验语音学的内容。简单举几个例：

在语音教学方面，如用生理实验演示发音部位，用声学实验演示发音方法和超音段特征，并在教学中使学者能亲自验证。又如根据实验成果可对双语者的语音训练起提高质量和加速进度的指导性作用等。

在言语处理方面,如分析出语音的主要信息参量,判断什么是必要的“载信单元”，什么是“羡余度”，找出语音在连续语言中的变量和恒量的规律，为通信传输、电声系统、合成识别、语音控制、特殊环境通话等一切言语工程提供可靠数据，并提高质量和经济效益等。

在言语矫治方面，如研究言语缺陷患者的发音机制及话音，指导矫治方案。为研制聋哑人的助听、助话等器具提供科学数据，分析脑部、喉肌等微电流帮助失语患者康复治疗等。

在语言学研究方面，如言语活动和语言控制的测验，音位系统的订定，语法结构与语音关系的分析，人类语言起源的探索，历史音变及横向干扰的研究等。

实验仪器

在实验语音学中所使用的仪器大致可以分为这些：

测量肺部气流的压力和流量的仪器：加热流速计、热镍风速计、气压换能器

观察和测量声带振动的仪器：喉头镜、牙科镜、高速电影摄影机、肌电仪

测量和分析声腔共鸣和调节作用的仪器