什么样的动物，才会每天用杀猪一样的声音说话？

话不多说，请大家首先听一段音频：

乍一听，这好似过年杀猪时猪临终前的哀嚎；但继续听下去，好像又没那么像猪叫，更像驴叫；但驴叫也不是完全合理，有些地方也像鸭子叫，另一些地方甚至还像大象的叫声。

这其实是2017年在南太平洋的新喀里多尼亚录制的座头鲸鲸歌片段。在短短不到一分钟的音频中，我们能听到这只座头鲸发出了富有变化的多种声音。再仔细一些倾听，你甚至还能感受到，这一段歌声好似还可以分成两段乐章，每一段的风格都不一样。

鲸歌的结构

每年，海洋中都回荡着雄性座头鲸的歌声。它们的歌声低沉而富有变化，有时会持续半个小时，能在海洋中传播数千米。据说，它们正是通过这样丰富的歌声，来吸引雌性配偶。

不止是鲸歌，鸟叫、犬吠、虫鸣……许多动物都可以发出各种叫声。一些很单调，如虫鸣；一些婉转多变，比如鲸歌和鸟鸣。而许多人可能思考过一个问题，这些动物的叫声，到底只是简单声学信号，还是也像我们人类的语言那样，可以向同伴传递十分丰富的信息？

想象一下，当你听到几个外国人，在用一种你听不懂的语言交流时，你的感觉。你可能会像听到开头的这段鲸歌一样，发现他们会发出各种声音元素，这些元素相互组合，有起有伏，富有变化，看似无序但却又存在一些规律——只是你不能理解这些声音传达的意思。但作为人类，常识告诉你，这几个外国人发出的这些声音是一种语言，其中蕴含着他们想表达和交流的信息。

但如果把这几个外国人换作另一种动物呢，比如鲸。同样是许多声音元素的组合，它们发出的声音，会不会也具有类似人类语言的特征呢？

事实上，鲸歌的结构与人类语言的相似性，要大于我们的预想。例如，所有人类语言都具有一种层次性，我们发出许多声音元素，比如元音或辅音，称为“音素”（phoneme），几个音素结合在一起，就成了“单词”（word），单词又能组合成句子，句子又能组合成段落或更加复杂的叙事结构……

而科学家发现，座头鲸的歌声也具有类似的层次性。它们的歌声中，也有类似人类语言中“音素”的“最小声音单元”（unit），多个“最小声音单元”可能组合成一个鲸歌中的“短语”（phrase），而“短语”的组合，就形成了“乐段”（theme），“乐段”的结合，便形成了完整的“歌曲”（song）。

除了这种声音结构上的相似性之外，鲸歌和人类语言的另一个共同点是：人不是生来就会说话，鲸也不是生来就知道歌怎么唱，它们需要不断地向同伴学习和自己练习，才能“唱对”鲸歌。

此外，就像我们人类的流行歌曲会随着时代更迭，鲸歌也如此。科学家发现，同一鲸群唱出的歌曲在同一时间内非常类似，但不同鲸群的歌曲差异则较大。而随着时间的推移，就算是同一鲸群的鲸歌也会随着季节变化而渐渐发生一些微小的变化，比如特定“乐段”会出现更替，这些小的变化会积累起来，让原先的鲸歌在几年之后逐渐演变成完全不同的歌曲。而更有意思的是，另一些时候，一个鲸群的鲸歌会突然完全改变，这是因为它们突然学习了邻近鲸群的鲸歌——科学家在南太平洋地区多次观察到了这一现象。

那我们该如何解释鲸歌的内涵呢？如果想理解一门人类外语，我们可以找到相应的教材、词典，也能找到对应的翻译；但如果我们要理解另一个物种的声音组合，该从何下手？

像婴儿一样理解鲸歌

在最新发表在《科学》（Science）上的一项新研究中，科学家想出的办法就是：像婴儿一样去解读鲸歌！的确，人类婴儿刚出生时，也没有任何的语言基础，但却能在不断地听和学中，逐渐学会和理解语言。

婴儿首先会识别，自己听到的语言中，哪些音素常在一起出现，哪些音素总是分开的。比如，许多人出生后，会说的第一个词可能是“妈妈”——因为这可能是它们出生后听到频率最高的单词。这个单词包含两个相同的“ma”音，婴儿很快会意识到，两个“ma”总是会连在一起出现，但“mama”之后的所有音，在第二个“ma”之后出现的概率都远不如第一个“ma”出现后紧接另一个“ma”的概率大，于是婴儿就知道“mama”是一个词，也成为了他们学会的第一个词。

科学家对鲸歌的解读便是借助了婴儿学习语言的方式：他们收集了8年的鲸歌数据，将鲸歌中的“最小声音单元”都记录了下来，并且统计了每一个“最小声音单元”后出现另一“最小声音单元”的概率，如果概率很高，那么就说明这些“最小声音单元”同属一个“短语”，如果在一组“最小声音单元”后出现另一“最小声音单元”的概率骤降，则说明它们不属于同一“短语”。

通过这种方法，科学家总结出了很多类似“单词”的“最小声音单元”组合——我们暂且称之为“子序列”（Subsequences）。统计了这些“子序列”的分布规律后，科学家发现，鲸歌竟然呈现出一种几乎只在人类语言中特有的统计结构——“齐普夫分布”（Zipf distribution）。

我们在日常聊天时，会用到很多词语，但各种词的使用频率是不一样的。以中文为例，一些字或词语（比如“的”“是”）几乎在每一句话中都会出现，但这样的字或词的数量并不多；另一些词（比如“量子”“饕餮”）出现的频率则非常低，但这些低频词汇的数量却十分庞大。科学家发现，所有的人类语言，都有一个共同规律，即高频出现的词很少，低频出现的词很多。而且它们还符合“幂律分布”（Power Law Distribution）：比如在英文中，出现频率最高的单词是“the”，频率约是第二常见的单词“of”的两倍，是第三常见的单词“and”的三倍。

而鲸歌中的“子序列”，同样符合这样的分布规律。但如果研究者打乱鲸歌中“最小声音单元”的组合，随机生成一些“子序列”，这种分布规律就消失了。

一些科学家认为，人类语言符合“齐普夫分布”，部分原因是这样的分布方式很利于新生儿学习语言，于是语言在文化传承的过程中形成了这样的规律。但如今，研究者在座头鲸的歌声中也发现了这样的分布特性，或许说明了鲸歌文化的传递在鲸群中的重要性。

“这表明，我们对语言演化的理解不仅可以从我们的灵长类近亲那里获益，还可以从自然界其他的趋同演化案例中获益。”该研究的作者之一，英国爱丁堡大学的Simon Kirby表示。

但研究者也表示，虽然在鲸的歌曲中发现了类似人类语言的分布特征，但目前并不能证明鲸歌能够传达特定的语义。至于它是否真的能像人类语言那样表达丰富的意思，我们还有许多研究要做。