【ネイチャー 論文】言語は交流のためか、それとも思考のためか？

ルートヴィヒ・ウィトゲンシュタインは『論理哲学論考』で、「私の言語の限界が、私の世界の限界を意味する」と述べています。しかし、最近読んだ論文「Language is primarily a tool for communication rather than thought」では、異なる立場が取られています。これはグループチャットで共有されたもので、その後苟先生に全文をいただきました。

【TL; DR】言語は人類にとって重要な特徴ですが、その機能については長年にわたり議論が続いています。主流の見解は思考のために言語を使うというものですが、本論文ではその逆の立場を取り、言語は主にコミュニケーションのための道具であり、思考のためではないと主張しています。

背景

言語が人類において現れた時期は、約10万年前から100万年前と考えられています。

現在の主要な仮説は次の2つです：

• 言語は主に交流の機能を持ち、それが私たちに知識、思想、感情を相互に共有する能力を与えます。
• 言語は思考と認知を調整します。言語が思考において果たす役割に関する具体的な仮説は幅広く、すべての形式の（少なくとも命題的な）思考には言語が必要であるという極端な主張から、特定の思考や推論の側面に対して重要または促進的であると考えられるもの、さらには学習フレームワークを構築するために発達過程で役立つものの、成熟した脳ではもはや必要ない可能性があるというものまで多岐にわたります。

進化適応性の観点から見ると、言語の交流機能と認知機能の両方が適応優位性を提供する可能性があります。情報の正確な伝達能力は、狩猟、採集、長距離移動などの協力行動を促進し、知識やスキルを子孫に伝える（文化的伝達）ことができます。向上した推論能力は、より複雑な計画や意思決定、より良い道具作りや問題解決能力を可能にするかもしれません。

「言語が思考に用いられる」という仮説と「言語が交流に用いられる」という仮説は、人類の認知と神経構造、そして人間の言語の特性について検証可能な予測を提示します。つまり、我々が世界に対する知識やその知識に基づいた推論を行う能力のある特定の形式の思考が、言語（つまり、意味のある構造を生成および解釈するために必要な単語列の表現と計算）を必要とするかどうかです。もし特定の形式の思考が言語を必要とする場合、少なくともこれらのタイプの思考や推論においては、言語メカニズムが強制的に関与し、言語がない場合にはそれらの思考は不可能であるはずです。また、言語がコミュニケーションツールであるならば、効率的な情報伝達の特徴を持つべきです。これらの予測を評価するのは最近まで非常に困難でした。

しかし、過去20年間にわたる知識とツールの進歩により、言語の機能に関する重要な洞察が得られるようになりました。

• 言語の神経構造を解読する上で実質的な進展があり、 various形式の思考における言語処理メカニズムの関与を評価するための明確な「ターゲット」が提供されました。
• 大規模で多様な言語コーパスが広く利用可能になり、情報理論に基づく強力な計算ツールのセットが付随して、言語システムを厳密に特徴づけるために使用されています。

したがって、著者は現在、言語機能およびその人類の認知における役割に関する重要な問題についての証拠を要約する時だと考えています。😂

人間の脳内の言語ネットワーク

我々の言語に関する知識は、音から文まですべての言語構造階層における規則の知識と、膨大な形式-意味マッピング（形態素、単語、構造の意味）を含んでいます。これらの知識を利用して、我々は自分の考えを他人に伝えたり、他者の発言から意図を推測したりすることができます。言語の生成と理解は、通常「言語ネットワーク」と呼ばれる左半球の大脳領域の相互接続されたグループによってサポートされています。次の図をご覧ください：

説明：人間の脳内の言語ネットワーク。言語ネットワークは、理解と生成プロセスにおける語彙アクセスと構文構造の構築の計算をサポートし、これらのプロセスが複数のモードにわたることから、このネットワークの操作表現は抽象的であることが示唆される。単語や構文構造の習得が特定の思考プロセスにおいて重要と考えられる中で、この脳のネットワークは、言語が思考に用いられるという仮説を評価するための明確な対象となる。左上には、5人のサンプル個体における言語ネットワークが示されています。これらの活性化図は、言語定位パラダイムを使用したfMRIによって得られました。このパラダイムは、言語処理と知覚的に類似した対照条件を比較します。これらの図に示される脳領域は、重要な言語処理条件において対照条件よりも多くの神経活動を示しています。左下隅には、言語ネットワークの応答特性を示す模式図が示されています（例えばfMRIで測定されたもの）、これは文の理解や生成、無関係な単語リスト、非単語リストに対する反応を表しています。文に対する強い反応は、通常、大脳領域が組み合わせ的な（構文および意味論的）計算に関与していることを示唆しており、これは文を処理するのに必要ですが、単語リストを処理するのには必要ありません。単語リストに対する強い反応は、大脳領域が単語の意味へのアクセスに関与していることを示しており、これは実際の単語を処理するのに必要ですが、非単語を処理するのには必要ありません。右側は、脳画像実験で使用されるサンプル刺激であり、文や単語リスト、非単語リストに対する理解（上段）および生成（下段）プロセス中の反応を研究するために使用されます。

言語ネットワークの二つの特性は、言語の機能に関する議論において非常に重要です。

• 言語領域は入力と出力パターンの独立性を示しており、これは抽象性を表す鍵となる指標です。理解プロセスでは、これらの脳領域は様々な形式の言語入力（話した言葉、書いた言葉、または手話）に対して反応します。同様に、言語生成プロセスでは、情報を話すことや書き留めることで伝達する場合でも、これらの領域は活発になります。事実として、これらの領域は言語の理解と生成をサポートしており、それはこれらの領域が私たちの言語知識を保存している可能性を示しています。この知識は言語情報を符号化および復号化するために必要です。言語ネットワークが表現する抽象性は、このネットワークがハウザー、チョムスキー、フィッチが言語進化に関する影響力のある論文で述べた「狭義の言語能力」や「抽象計算システム」に対応していることを示唆しています。これは低レベルの音声認識や音声発生メカニズムとは異なるものです。
• 言語領域は単語の意味と文法構造を表し、処理します。これは言語が思考に用いられるという仮説の重要な要素です。特に、fMRI（功能性磁気共鳴画像法）、脳磁図、そして頭蓋内記録研究における多様な実験的および自然的なパラダイムの証拠は、言語ネットワークのすべての領域が単語の意味だけでなく、単語間の文法的および意味的な依存関係にも敏感であることを示しています。

要するに、言語ネットワークにおける言語表現の抽象性と、ネットワークが言語の意味と構造に敏感であることは、言語が思考と認知において果たす役割に関する仮説を評価する明確な対象となります。

言語は思考にとって必要でも十分でもない

人類の認知に関する本体論および思考を媒介する心理的表象の性質は、依然として活発に研究されている分野です。広義には、思考は我々が世界について持つ知識（物体の物理的特性や社会的代理に関する知識などの特定領域の知識を含む）とその知識に基づく推論を含みます。これは推測や予測を行うことを意味します。特定の知識領域における推論に加えて、推論は異なる領域間での情報統合（類推推論の重要な要素）や、特定の領域に依存しない抽象的な領域共通の推論を含むこともあります。この領域共通の推論は通常、流動性知能の概念と関連しています。さらに、経験的にも、これまでテストされたすべての思考の側面は、言語資源の使用において類似の行動を示しています。

もし言語が特定の形式の思考を調整しているならば、その形式の思考は言語がない場合不可能であるべきであり、それは言語表象に強く依存しているはずです（すなわち「言語は思考にとって必要である」という主張）。さらに、言語の存在（または完全な言語能力）はこれらの形式の思考能力と相関しているはずです（すなわち「言語は思考にとって十分である」という主張）。以下ではこれらの視点について順に議論します。

言語はどのテストされた思考形式に対しても必要ではありません

古典的な方法は、脳損傷や病気を持つ個人を研究して、脳-行動の関連と分離を推測することです。もし言語能力が私たちが特定の形式の思考を行うのを調整しているならば、言語障害はこれらの思考や推論の困難と同時に存在すべきです。しかし、証拠は明白です——多くの深刻な言語障害を持つ人々がいますが、彼らは語彙や構文能力に障害があるにもかかわらず、多様な思考能力を完全に示します。彼らは数学問題を解き、計画を実行し、非言語の指示に従い、さまざまな形式の推論（形式論理推論、因果推論、科学的推論など）を行い、他者の信念や考えを理解し、実用的推論を行い、世界の中でナビゲートし、物体や出来事について意味論的な判断を行います。次の図をご覧ください：

完全な言語能力は必ずしも完全な思考能力を意味しない

これらの研究において、研究者たちは個々の言語能力を慎重かつ系統的に評価しました。これは、欠陥が実際に言語能力に関連しており、低レベルの感覚や運動能力ではなく、語彙や構文処理に関連することを確認するためです。これらの証拠は、言語が思考にとってどれほど重要であるかという一般的な見解に挑戦しています。また、特定の種類の思考における言語の重要な役割に関するいくつかの具体的な仮説、例えば数学的推論、異なる領域間での情報統合や分類についても疑問を投げかけています。言語能力を失ったにもかかわらず、一部の重度の失語症患者は、すべてのテストされた思考形式と推論形式を遂行できることを、彼らが様々な認知タスクで示した完全なパフォーマンスによって証明されています。彼らは単にその思考を言語表現にマッピングできないだけであり、自分の考えを言語で伝えられず、他人の言葉や文章から意味を抽出することもできません。もちろん、ある脳損傷の場合には、言語能力和（特定の）思考能力が同時に影響を受けることもありますが、これは予想可能であり、言語システムは他の高次認知システムに隣接しているためです。

神経画像の証拠は、脳損傷個体からの証拠を補完します。機能的磁気共鳴画像（fMRI）などのツールを使用すると、健康な脳で言語領域を識別し、個体が異なる思考形式のタスクを実行する際にこれらの領域の反応を検査することができます。「人間の脳における言語ネットワーク」において、言語ネットワークとは、私たちが言語を理解したり生成したりする際に広範に参加する一連の脳領域です。これらのネットワークの、様々な非言語入力やタスクに対する反応が研究されています。証拠によれば、すべての言語ネットワークの領域は、数学的推論、形式論理推論、高い実行機能を要求する作業記憶や認知制御タスク、コンピュータコードの理解、他者の心理状態を考えること、物体や出来事に関する意味的判断を行うといったすべてのテストされた思考形式において基本的に「沈黙」しています。これらのタスクは、言語ネットワークと重ならない他の脳領域を活性化しますが、これらはしばしば言語領域の近くに位置しています。将来の研究では、言語領域を活性化し、失語症患者にとって挑戦となる思考タスクが見つかる可能性もありますが、現時点ではそのようなタスクは発見されていません。

いくつかの言語が思考に用いられるという仮説は特に認知発達に関連しています。これらの仮説によれば、言語（あるいは特定の視点ではより広範な象徴表現）は、ある種のタイプや方法の思考の発達にとって重要であるかもしれません。この観点を支持するいくつかの証拠として、子供や非人間霊長類に特定の概念（例えば「同じ」という概念）の単語や象徴を教えたり、世界のタスク関連次元に注目させるためにラベルを付ける方法（例えば、大きな物体を「パパ」、小さな物体を「赤ちゃん」としてサイズに注意を引く）を提供することで、一部の関係推論タスクでの成功がもたらされることがあります。他の研究では、若い子供たちに特定の文法構造（例えば補文節）を訓練することで、心理理論タスクを通過できるようになることを示唆しています。しかし、懐疑的な理由も存在します。第一に、最近の証拠は、言語ネットワークと思考や推論を支えるシステムとの分離が幼児にも既に存在することを示しており、これは早期発達段階で思考が言語資源に依存する可能性と矛盾しています。第二に、言語接触がない環境で育った子供たちでも複雑な推論を行う能力が残っています。

特に、聴覚障害を持たない親から生まれたろうあ児童の場合、音声言語を聞くことができず、多くの場合何年も言語接触がありません。言語接触の欠如は認知の多くの側面に悪影響を及ぼすことが予想されますが、それは言語が世界を学ぶための重要な情報源を提供するためです。しかし、言語剥奪を経験した個体は明らかに複雑な認知機能を示します：彼らは依然として数学を学び、関係推論を行い、因果チェーンを構築し、豊かで複雑な世界の知識を得ることができます（虐待された子どものケースにおける言語剥奪の証拠についてはさらに議論があります）。言い換えれば、言語表現の欠如が複雑な（含むところの象徴的）思考を根本的に不可能にするわけではありませんが、特定の推論側面には遅れが見られます。したがって、典型的な発達過程では、言語と推論は並行して発展します（「人間と動物におけるコミュニケーションと思考」における一致する証拠を参照）。

最後に、言及すべきは、前言語期の乳児や多くの動物種——ヒト以外の霊長類、カラス科の鳥、ゾウ、頭足類など——は、言語なしに印象的な推論や問題解決能力を示していることです。これは、複雑な思考に対して言語やそれに類似するシステムが必要であるという考えをさらに疑問視するものです。

言語は効率的なコミュニケーションコードです

有効なコミュニケーションコードは、生成と理解が容易であるべきであり、ノイズ（環境ノイズや不完全な処理メカニズムによるノイズ）に抵抗でき、さらに人々によって学習可能でなければなりません。人間の言語－不管是口頭でも手話でも－は、これらの特性をすべて示しており、音、単語、構文といった言語構造のあらゆるレベルに反映されています。

ただし、これらの特性の一部は、言語がコミュニケーションのために使用されるという視点からのみ予測されるものではありません。しかし、言語が思考のために使われているという仮説の支持者たちは長年にわたり、言語が持つ交流特性の欠如をその交流機能に対する反証として提示してきました。そのため、これらの特性が多様な言語においてどのように存在するかについての豊富な証拠を要約することは重要です。さらに、いくつかの交流特性は、言語が主に内部思考のために使われるという観点では説明が難しいものです。

言語構造の最も基本的なレベルから始めると、言語の音は音声空間の中で分布し、それがノイズによる破壊に抵抗しつつ、認識と理解を促進する方法で情報を伝達します。また、異なる音カテゴリの発音の難易度に関連する要素、例えば物理的環境や食事に伴う発音器官の解剖学的変化も、言語の音の組み合わせに影響を与えています。

形態論に関して、言語は短くて効率の良い単語や単語内の音列を繰り返し使用する傾向があります。さらに、頻繁に使用され情報量が低い単語は一般的に短くなります。これらの特性により、単語の生成と理解における検索が容易になります（頻繁に使用される単語は記憶から抽出しやすくなる）、そして発音も容易になります（短い単語はエネルギー消費が少なく、繰り返し現れる音列は運動記憶にブロックとして保存され、発音計画のコストが削減されます）。

単語の意味に関して、単語は複雑性（意味を取得または表現するためのコスト）と情報量（単語が意味を選ぶ際の正確さと明確さ）との間でバランスを取りながら、コミュニケーション効率を最適化します。一例として、親族用語があります。言語は、単純さと情報量の豊富さの間で最適な境界を選択するために、異なる解決策を採用しています（例：家系図の特定のメンバーを指す「祖母」のような単語）。自然言語の持つこの効率性により、実際の言語の親族システムを単純化しながら情報量を維持するのは通常不可能であり、逆も同様です。同様の結果は、色の単語、季節の単語、閉鎖クラスの単語、および文法的マーカーにおいても報告されています。語彙システムはさらに、特定のコミュニティが必要とする概念空間の部分をより密集してカバーする、特定のコミュニケーションニーズに適合する特性を持っています。次の図をご参照ください。

構文は、言語が効率的なコミュニケーションのために最適化されているかどうかについて議論される中で最も争われている部分です。構文は、単語がどのように組み合わさって大量の意味を表現するかを規定します。すなわち、「有限な手段の無限の使用」です。構文の定義的な特性である階層と結合は、単語の意味における以下の圧力の結果かもしれません：学習可能性にとって重要な簡潔性の圧力と、効果的なコミュニケーションにとって重要な表現力の圧力です。

さらに、世界各地の言語におけるさまざまな構文パターンは、交流と認知の圧力を組み合わせることで説明できます。重要な例として、言語は単語間の依存関係の長さを最小限に抑える傾向があります。任意の与えられた文の中で、単語は語彙規則に基づいて組み合わさり、より大きな意味を形成します。例えば、文「Lana は五つのリンゴを食べた」において、「五つの」と「リンゴ」の間に依存関係がありますが、「Lana」と「五つの」の間には関連がありません。これは、これらの単語が意味的に直接関連していないためです。より長い距離の接続（挿入された単語が多い接続）は、生成や理解の難易度を増加させます。これは行動学的測定や脳画像で確認されています。このような認知コストにより、言語は依存関係の長さを最小限に抑えることでより扱いやすいものに進化してきた可能性があります——つまり、使用しやすいものにです。文法における依存関係を局所化する機能的圧力は、いくつかの語順の普遍的な傾向を説明します。次の図をご覧ください。

他の例は、基本要素——主語（おおよそ行為者）、動詞、目的語（おおよそ動作の受動者）——の文内での順序を使用して、複雑な意味を伝えるものである。主語-目的語-動詞の順序は世界の言語の中で最も一般的な順序であり（約47%の言語、例えば日本語、ペルシア語、ヒンディー語）、認知上の自然なデフォルトと考えられる：異なる言語を話す人々がジェスチャーで出来事を表現する際にこの順序を使用し、新興の手話にもこの順序が存在する。Gibsonらは、いくつかの言語がデフォルトの主語-目的語-動詞順序から第二に一般的な主語-動詞-目的語順序（約41%の言語、例えば英語、ウクライナ語、中国語）に移行した理由について、コミュニケーションに関する説明を提示した。特に、主語-動詞-目的語順序では、聴衆は位置の手がかり——名詞が動詞の前または後に現れるかどうか——を利用して、情報が失われた場合でも誰が誰に対して何をしているかを再構築できる。

言語が交流システムとして進化したという意見に対する一般的な反論の一つは、曖昧性の普遍的存在にある：ほとんどの単語は多重の意味を持ち、多くの（特に長い）文には様々な可能な依存構造がある。例えば、Chomskyは長年にわたり、曖昧性の存在が言語が主に思考のために使われていることを意味すると主張してきた。なぜなら、曖昧な信号は交流を妨げるからだ。しかし、言語が思考のために使われるという視点では、人間の思考は曖昧ではないように見えるので、人間の言語における曖昧性はむしろ予想外である。対照的に、交流重視の言語理論は自然に言語における曖昧性の存在を予測する。つまり、曖昧性は数学的に証明されている通り、交流に役立つ：それは話し手が聞き手が既に知っている情報を省略すること（例えば、文脈から）を可能にするだけでなく、短くて生成しやすい言語形式を再利用することを可能にする。曖昧性を許さないシステムは、人間の言語システムよりも大きい語彙や文法が必要となり、簡単な意味を伝えるために長い単語や文を使う必要があるだろう。例えば、曖昧性を排除するために設計された人工言語は、人間が学習できないほど複雑であり、学習を容易にするために繰り返し修正する必要があった。さらに、複数の関連する意味を持つ単語（例えば「水」が名詞としても動詞としても使用される場合）は、一つの意味を学ぶことで関連する意味を学ぶ助けになると考えられており、これが豊富な語彙表を維持するのに有用である可能性がある。

もちろん、人間の言語の某些特性には、非コミュニケーション的な説明も可能です。例えば、言語における組み合わせの性質は、単に思考における事前の組み合わせ性を反映しているに過ぎず、さらには低レベルの知覚や運動システムにおける組み合わせ性を反映している可能性もあります。この見解は、言語が思考のために使われるという仮定とは逆であり、その方向性が反対だからです。

人類と動物におけるコミュニケーションと思考

種間での同種個体との相互作用には、信号を感知し発信する仕組み、そして信号と意味の関連付けを記憶するための交流システムが必要です。人類の交流システムは疑いなく複雑ですが、言語が私たちに新しい推論形式を与えたのか、それとも単に独立した人間の思考の複雑さを反映しているだけなのかが問題となります。本レビューでは、過去の理論に基づき、過去20年間にわたる証拠を統合すると、言語はこれまでテストされたどの思考形式に対しても必要不可欠ではなく、また思考を独立して支えるには十分ではないことが示唆されます。さらに、多くの自然言語の特徴が情報伝達効率を最適化するために進化してきたという証拠に基づき、文章では交流が言語の主要な機能であると考えています。

言語を単なるコミュニケーションシステムと捉える視点は、人類進化的連続性の観点と一致しています。この視点では、人間の言語の特性——その複雑性を含む——は、多面的な進化環境の結果である可能性があります。そのシステムは有用でなければならず（内面的な思考内容を表現できる）、学習可能でなければならず、人間が既存の認知および神経システムの特長と制約の中で処理可能な言語でなければならないのです。これに対して、もう一つの視点は、言語が思考の基盤であるというもので、これは我々の種と他の種との間に顕著な不連続性があることを意味します。この視点では、言語は変革のメカニズム、おそらく先天的なものであり、人間に新しい心理的計算表現形式を与えるメカニズムと見なされます。

なぜ言語と思考の密接な関係が多くの人々にとって直感的に魅力的なのですか？一部の人々は、人間が動物界において優位であると主張しています（すなわち、彼らが他の動物と異なるのは量的な違いだけでなく、質的な違いもあると）。しかし、科学的証拠は、人間と非人間動物の間に強い生物的類似性があることを示しています。もう一つの理由は、人間と非人間動物の違いを説明する際の簡潔性に関係しているかもしれません（他の理由については補足情報参照）。特に、人間はその交流システムの複雑さ、そして思考や認知の側面で他の動物と異なります。簡潔な説明としては、単一要因による説明が好まれます——例えば、人間は言語を進化させ、認知の変化はそれに続く結果であるというものです。しかし、人間の脳の進化に関する証拠は、複数の認知システムの複雑さが同時に増加していることを示しています。

他の動物の脳、特に非ヒト霊長類と比較すると、ヒトの脳では連合皮質が著しく拡大しています。この連合皮質は、感覚や運動制御以外の心理的过程を担っています。連合皮質は前頭葉、側頭葉、頭頂葉にまたがり、ヒトにおいては複数の大規模ネットワークを含みます。これらの領域の組み合わせは特定の認知機能を支えています。言語ネットワークはその中の一つですが、他のネットワークも進展しており、「言語が思考にとって必要でも十分でもない」と議論されている非言語タスクに関連する基礎的なネットワークも含まれます。例えば、「マルチプル・デマンド」ネットワークは様々な目的指向行動、特に新しい問題解決をサポートし、その損傷は流動的知能の障害を引き起こします。数学的および論理的推論、そしてコンピュータコードの処理もこのマルチプル・デマンドネットワークに依存します。その他のネットワークには「心の理論」ネットワークがあり、これは社会的推論をサポートし、他者の思考を理解する能力（メンタル化）に関与します。さらに「デフォルトモード」ネットワークがありますが、その機能についてはまだ議論が続いており、一部は過去や未来への情景投影に関連する領域と結びつけています。他には空間認知や推論に関連する領域もあると考えられています。少なくともいくつかのネットワークは、非ヒト動物の脳にも同源体が存在し、種間での機能構造の対応関係は神経科学における継続的な努力のテーマです。

重要なのは、複数の脳ネットワークが人類の進化過程で拡張しており、この拡張はさまざまな認知能力の増加と相関していることです。どのネットワークが平行して拡張したのか、あるいは特定のネットワークの出現や拡張が他のネットワークの拡張を鍵として促進したのかは明らかではありませんが、前者の可能性の方がより妥当です。なぜなら、多様な認知能力の向上が生存確率を高めるからです。これには社会的複雑性（他者の思考をシミュレーションする能力）、世界の因果構造を推定する能力、柔軟な問題解決や未来計画、さらにはコミュニケーション能力の向上が含まれます。現代ヒトの脳における異なる認知ネットワークの拡張の正確なタイムラインや順序にかかわらず、私たちの同種個体とのコミュニケーションを可能にする言語ネットワークは、私たちの思考や推論を可能にするネットワークとは異なります。このため、言語が思考を媒介するという考えはあまり可能性が低いと言えます。

結論

言語は主に交流機能を持ち、人間の認知における独特な複雑性を反映するものであり、それを引き起こすものではありません。言語は思考や推論の主要な基盤を提供するわけではなく、むしろ世代を超えた知識の伝達を通じて私たちの種を変える役割を果たしました。言語は確かに知識伝達の非常に有用な道具です。この伝達の累積効果——知識が既存の知識に基づいて蓄積されること——と、私たちの社会的および問題解決能力の向上により、人類文明を築くことができました。ただし、すべてのテストされた思考形式は言語なしで可能であることが明らかですが、言語の外部使用によって成し遂げられる累積的文化がなければ、私たちの種の達成は実現しなかったでしょう。