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人类认知常常被认为是由许多功能上相互独立的模块组成，不同模块分属于不同的认知领域，有其各自的加工模式。例如，语言和其他认知能力如算术、音乐等分属不同的心理模块，加工机制不同。然而，近年来相关认知和神经影像学的研究发现，语言和其他认知领域在结构加工上存在一定重叠。因此，对于不同认知领域是否存在共享的加工机制这一问题，目前仍存在一定争议。另外，先前研究中涉及的语言多为英语、德语等屈折性语言，这些研究结论是否可应用于汉语尚未可知。因此，本博士论文试图通过一系列跨认知领域的结构启动实验，探究语言和其他认知领域在结构表征及加工机制上的共享性，并验证其在语言上的普遍性。
首先，实验1中我们设计了两个离线子实验来研究语言和算术在结构表征和加工上是否存在共享性。实验1a采用句子补全任务，探究算式结构对汉语句型NP1+有+NP2+很+AP的产出是否存在结构启动效应。实验1b采用句子语义理解判断任务，探究算式结构对汉语句型NP1+有+NP2+很+AP的理解是否存在结构启动效应。两个实验均发现了跨认知领域的结构启动效应，证明该效应具有跨通道的普遍性，也证明语言和算术虽然属于不同认知领域，二者在结构表征和加工上确实存在一定共享性，且这种共享性具有语言上的普遍性，即不仅能够在英语、德语等屈折性语言中观察到，也能在汉语中观察到。另外，过去研究常采用英语关系从句挂靠歧义结构作为目标结构，挂靠成分始终位于复杂名词短语内部，相应的启动效应也局限在名词短语内部；实验1采用的汉语结构则在挂靠方式上与之不同，当采用高挂靠解读时，其挂靠成分不再局限于名词短语内部，启动效应的出现证明抽象的算式结构对语言结构具有不受句法成分节点限制的启动力。
在实验1的基础上，我们以汉语儿童作为受试，探究这种共享的结构表征和加工的发展过程。实验2分别采用离线的句子补全任务和句子语义理解判断任务，发现了和汉语成人类似的跨认知领域结构启动效应，即对于汉语儿童而言，算式结构对汉语句型NP1+有+NP2+很+AP的产出和理解均存在结构启动效应，证明儿童在10岁左右已经拥有了对跨认知领域抽象结构的表征和加工能力。该实验还发现，汉语儿童受到的启动效应强于汉语成人，我们认为这一方面可能源自于儿童和成人在计算过程中的一些差异，如更长的计算时间、更为规范的计算步骤、更少可用的计算资源等，另一方面可能是由于儿童的语言经验相对较少，使得结构间的竞争较少、结构表征较弱，因而更容易受外界影响改变其原本的结构表征，出现更强的结构启动效应。
然后，我们通过实验3，利用眼动追踪技术，记录并分析算式计算及句子阅读时的眼动特征，探究了算式对语言的跨认知领域结构启动机制，以验证“渐进式程序假设”和“表征假设”。实验发现，与“渐进式程序假设”的假设前提不同，被试在进行算式运算时并不完全按照从左往右的渐进式顺序进行加工，而是按照从低到高的层级顺序进行加工。因此，相较于“渐进式程序假设”，实验结果更支持“表征假设”，即算式对语言的跨认知领域结构启动效应可能来自于两者在整体结构配置上的相似性。此外，结合先前研究已发现左右分支结构算式能够启动同一短语左右不同的组合顺序，我们认为这种结构配置上的相似性不仅要求相关部分在挂靠高度上的一致，也要求结构成分组合在线性顺序上的一致。同时，眼动数据显示，来自算式结构的启动效应不仅能够影响对目标汉语歧义句的解读倾向，也在一定程度上促进其解读过程。
接着，在实验3的基础上，我们以汉语为母语的英语学习者作为受试，以英语关系从句挂靠歧义结构NP1+of+NP2+RC、英语介词短语挂靠歧义结构NP1+VP+NP2+PP+Post-PP作为目标结构，探究二语学习者对于第二语言的结构表征和加工能否和母语一样，与其他认知领域结构存在一定程度的共享性。实验发现了算式加工对二语理解的启动效应，证明二语学习者对于二语句法结构知识能够进行抽象程度较高的表征，且与其他认知领域共享。实验3中，算式对英语介词短语挂靠歧义结构的启动效应表明，算式结构对语言结构的启动不受句法成分节点限制，且这种非限制性具有跨语言的普遍性。另外，眼动数据表明，算式结构对二语目标结构的加工过程也有一定促进作用。据此，在“表征假设”的基础上，我们提出了“树形层级结构表征假设”，认为算式结构对一语和二语结构的启动效应均来源于算式结构和语言结构在层级结构配置上的相似性。
然后，我们尝试性地探究了视空间层级结构对语言结构的启动效应，以验证结构启动效应的领域普遍性。结果显示，视空间层级结构对一语、二语目标结构的理解均有一定程度的启动效应，但其强度弱于算式结构启动效应。我们认为，这可能是来自于视空间层级结构和算式结构在表征特性上的差异。具体来说，算式结构中，各成分的组织和整合遵循内隐或外显的规则，其结构配置具有明确且严格的表征；而视空间层级结构中各成分的组织整合虽然也具有一定程序性，但因其缺乏明确的规则指导，其结构配置无法形成和算式一样严格的表征，导致结构启动效应的减弱。此外，为解释结构启动效应的领域普遍性，结合实验结果，我们在“树形层级结构表征假设”的基础上提出了“时序层级结构表征假设”，认为语言、数学算式、音乐、动作这些不同认知领域的结构启动效应可能来源于它们在层级结构配置上的相似性，不同于“树形层级结构表征假设”，“时序层级结构表征假设”强调对层级结构中成分整合层次性及时序性特征的表征，对跨认知领域的结构启动效应具有更广泛的解释力。
最后，我们讨论了本研究对于心理语言学理论如模块化认知理论、双语句法表征加工机制，以及对语言教学实践和跨认知领域的认知加工能力迁移训练的意义，也指出了研究的局限和不足，并为将来研究提出建议。
首先，实验1中我们设计了两个离线子实验来研究语言和算术在结构表征和加工上是否存在共享性。实验1a采用句子补全任务，探究算式结构对汉语句型NP1+有+NP2+很+AP的产出是否存在结构启动效应。实验1b采用句子语义理解判断任务，探究算式结构对汉语句型NP1+有+NP2+很+AP的理解是否存在结构启动效应。两个实验均发现了跨认知领域的结构启动效应，证明该效应具有跨通道的普遍性，也证明语言和算术虽然属于不同认知领域，二者在结构表征和加工上确实存在一定共享性，且这种共享性具有语言上的普遍性，即不仅能够在英语、德语等屈折性语言中观察到，也能在汉语中观察到。另外，过去研究常采用英语关系从句挂靠歧义结构作为目标结构，挂靠成分始终位于复杂名词短语内部，相应的启动效应也局限在名词短语内部；实验1采用的汉语结构则在挂靠方式上与之不同，当采用高挂靠解读时，其挂靠成分不再局限于名词短语内部，启动效应的出现证明抽象的算式结构对语言结构具有不受句法成分节点限制的启动力。
在实验1的基础上，我们以汉语儿童作为受试，探究这种共享的结构表征和加工的发展过程。实验2分别采用离线的句子补全任务和句子语义理解判断任务，发现了和汉语成人类似的跨认知领域结构启动效应，即对于汉语儿童而言，算式结构对汉语句型NP1+有+NP2+很+AP的产出和理解均存在结构启动效应，证明儿童在10岁左右已经拥有了对跨认知领域抽象结构的表征和加工能力。该实验还发现，汉语儿童受到的启动效应强于汉语成人，我们认为这一方面可能源自于儿童和成人在计算过程中的一些差异，如更长的计算时间、更为规范的计算步骤、更少可用的计算资源等，另一方面可能是由于儿童的语言经验相对较少，使得结构间的竞争较少、结构表征较弱，因而更容易受外界影响改变其原本的结构表征，出现更强的结构启动效应。
然后，我们通过实验3，利用眼动追踪技术，记录并分析算式计算及句子阅读时的眼动特征，探究了算式对语言的跨认知领域结构启动机制，以验证“渐进式程序假设”和“表征假设”。实验发现，与“渐进式程序假设”的假设前提不同，被试在进行算式运算时并不完全按照从左往右的渐进式顺序进行加工，而是按照从低到高的层级顺序进行加工。因此，相较于“渐进式程序假设”，实验结果更支持“表征假设”，即算式对语言的跨认知领域结构启动效应可能来自于两者在整体结构配置上的相似性。此外，结合先前研究已发现左右分支结构算式能够启动同一短语左右不同的组合顺序，我们认为这种结构配置上的相似性不仅要求相关部分在挂靠高度上的一致，也要求结构成分组合在线性顺序上的一致。同时，眼动数据显示，来自算式结构的启动效应不仅能够影响对目标汉语歧义句的解读倾向，也在一定程度上促进其解读过程。
接着，在实验3的基础上，我们以汉语为母语的英语学习者作为受试，以英语关系从句挂靠歧义结构NP1+of+NP2+RC、英语介词短语挂靠歧义结构NP1+VP+NP2+PP+Post-PP作为目标结构，探究二语学习者对于第二语言的结构表征和加工能否和母语一样，与其他认知领域结构存在一定程度的共享性。实验发现了算式加工对二语理解的启动效应，证明二语学习者对于二语句法结构知识能够进行抽象程度较高的表征，且与其他认知领域共享。实验3中，算式对英语介词短语挂靠歧义结构的启动效应表明，算式结构对语言结构的启动不受句法成分节点限制，且这种非限制性具有跨语言的普遍性。另外，眼动数据表明，算式结构对二语目标结构的加工过程也有一定促进作用。据此，在“表征假设”的基础上，我们提出了“树形层级结构表征假设”，认为算式结构对一语和二语结构的启动效应均来源于算式结构和语言结构在层级结构配置上的相似性。
然后，我们尝试性地探究了视空间层级结构对语言结构的启动效应，以验证结构启动效应的领域普遍性。结果显示，视空间层级结构对一语、二语目标结构的理解均有一定程度的启动效应，但其强度弱于算式结构启动效应。我们认为，这可能是来自于视空间层级结构和算式结构在表征特性上的差异。具体来说，算式结构中，各成分的组织和整合遵循内隐或外显的规则，其结构配置具有明确且严格的表征；而视空间层级结构中各成分的组织整合虽然也具有一定程序性，但因其缺乏明确的规则指导，其结构配置无法形成和算式一样严格的表征，导致结构启动效应的减弱。此外，为解释结构启动效应的领域普遍性，结合实验结果，我们在“树形层级结构表征假设”的基础上提出了“时序层级结构表征假设”，认为语言、数学算式、音乐、动作这些不同认知领域的结构启动效应可能来源于它们在层级结构配置上的相似性，不同于“树形层级结构表征假设”，“时序层级结构表征假设”强调对层级结构中成分整合层次性及时序性特征的表征，对跨认知领域的结构启动效应具有更广泛的解释力。
最后，我们讨论了本研究对于心理语言学理论如模块化认知理论、双语句法表征加工机制，以及对语言教学实践和跨认知领域的认知加工能力迁移训练的意义，也指出了研究的局限和不足，并为将来研究提出建议。