鲸鱼的歌声在沟通效率方面与人类语言有显著的相似性

据《科学-进展》中的一项新的研究披露：鲸鱼歌声可以像人类交流一样高效，甚至在某些情况下更为高效。与此同时，《科学》杂志中的另一项与《科学-进展》研究无关的研究进一步调查了鲸歌对普遍语言法则的遵从情况，就像在对座头鲸录音中所观察到的那样。

自然选择偏爱简洁而非冗长。例如，大喊“趴下！”比吼叫“小心，有飞行物来了，你需要避开！”要快且有效得多。两种关于缩略的语言学定律 — 即门泽拉特定律（Menzerath's law）和齐普夫定律（Zipf's law）— 可用于计算发声的效率。前者（门泽拉特定律）描述了当较长的词或歌曲中包含较短的元素（如音节和音符）时，效率会如何提高。后者（齐普夫定律）则指出，当使用频率较高的单个元素较短时，沟通效率会提高。《科学-进展》杂志上的该项独立研究将 Menzerath 定律和 Zipf 定律应用于鲸歌，分析了包括海豚、齿鲸和须鲸在内的总共 16 种鲸类动物的歌声序列。通过按 Menzerath 定律先对效率进行定义，Mason Youngblood 在此分析了 6 万 5511 个鲸鱼歌声序列和 51 种人类语言的组成部分。在这 16 个物种中，有 11 个的语音发声表现出与人类语言相当或更高程度的 Menzerath 定律。例外的是虎鲸、赫氏海豚（Hector’s dolphins）、康氏海豚（Commerson’s dolphins）、海氏海豚（Heaviside’s dolphins）和北太平洋露脊鲸（North Pacific right whales）。Youngblood 接着研究了 Zipf 定律。结果发现，只有座头鲸和蓝鲸遵循这一定律，而座头鲸是仅有的一个在遵循程度上与人类语言相当的物种。

在《科学》杂志上发表的另一项独立的研究中，Inbal Arnon 和同事应用了通常用于评估婴儿语言的定量方法，结果发现，人类语言的文化演变可学习性同样适用于座头鲸的鲸歌。在人类语言中，结构上连贯的单元会呈现出一种遵循幂律的频率分布，它也被称为齐普夫分布（Zipfian distribution）；这种特性有助于学习，并可能增强语言在代际间准确传承的能力。座头鲸的歌声与人类语言呈现出引人注目的相似性，因为它是动物王国中最为复杂的声乐展示之一，并且同样通过文化传播代代相传。这些歌声具有高度结构化的特征：由嵌套的层级组件构成，即声音元素形成乐句，乐句重复构成主题，而主题则组合成歌曲。如果人类语言的统计特性源于文化传播，那么在鲸鱼歌声中也应能检测到类似的模式。Arnon 等人采用了受婴儿启发的语音分割技术，分析了记录达 8 年的座头鲸歌声数据，发现了鲸歌中隐藏的结构与人类语言有惊人的相似之处。具体而言，这些歌声中包含统计上连贯的子序列，后者符合齐普夫分布。此外，这些子序列的长度遵循齐普夫简洁定律（Zipf’s law of brevity），这是一种效率驱动的原则，在包括人类在内的众多物种中均有发现。这两种演化上相距甚远物种之间呈现的惊人相似性凸显了学习和文化传递对塑造跨物种交流的深远作用，挑战了这种结构特性仅为人类语言所独有的观念。Andrew Whiten 和 Mason Youngblood 在与《科学》杂志相关研究的《视角》中写道：“据目前所知的情况，座头鲸的歌声和鸟类的鸣唱会展现遵循这些定律和原则的模式，但它们并不像人类语言那样可传递语义。从这个角度看，我们或许应该将鲸歌与人类的音乐进行比较。“这些重要相似性所凸显的是，即使是远缘物种的交流系统也可能趋同于相似的结构，尤其是那些复杂的、通过文化学习且高效的交流系统。”