斯坦福最新NHB：兒童因果動詞語義映射的計算模型研究

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基本信息

Title:How children map causal verbs to different causes across development

發表時間：2025.12.5

發表期刊:Nature Human Behaviour

影響因子：16.0

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研究背景

“因果關系是宇宙的粘合劑”，這是哲學家休謨留下的經典論斷。但在日常生活中，我們如何用語言去描述這種粘合劑，卻隱藏著極為精妙的認知機制。想象這樣一個場景：安迪騎車撞到了蘇西，蘇西摔倒撞到了柵欄，柵欄壞了。如果是你，你會說 “蘇西弄壞（broke）了柵欄” ，還是 “安迪導致（caused）柵欄壞了” ？

語言學家和哲學家早就注意到了這種細微差別：我們傾向于用特定的動詞（如break, burn）來描述直接的物理接觸（產生式因果），而用更迂回的表達（如cause to break）來描述間接的起因或依賴關系。然而，這種復雜的語義-語用映射并非與生俱來。

對于發展心理學和認知科學而言，一個長期懸而未決的痛點在于：兒童是如何跨越這一鴻溝的？他們是先理解了物理上的“接觸即因果”，還是先掌握了反事實推理（即“如果沒發生X，就不會有Y”）？特別是當 “原因” 根本不存在時（例如：因為沒涂防曬霜而曬傷），孩子們還能正確使用“導致（caused）”這個詞嗎？

這項 2025 年 12 月 5 日發表于Nature Human Behaviour的研究，通過一系列巧妙的實驗，揭示了兒童如何從物理世界的“制造者”成長為邏輯世界的“推理者” 。

研究核心總結

本研究通過三個實驗（N=691名兒童，270名成人）結合貝葉斯邏輯混合效應模型與理性言語行為模型（Rational Speech Act, RSA），深入剖析了兒童將因果動詞映射到不同因果結構的認知發展路徑。

Fig. 1 | Experiment overview.

核心發現一：因果鏈條中的早期勝任

研究表明，早在4歲時，兒童就已經具備了類似成人的能力，能夠區分詞匯致使動詞（Lexical causatives，如 broke）和迂托致使動詞（Periphrastic causatives，如 caused to break）。

在多米諾骨牌式的因果鏈（Distal cause -> Proximal cause -> Effect）中，當被問及“誰弄壞（broke）了柵欄”時，4歲兒童傾向于選擇直接接觸柵欄的近端原因（Proximal cause）；而當被問及“誰導致（caused）柵欄壞了”時，他們則顯著傾向于選擇遠端原因（Distal cause）。這說明幼兒已經能夠利用動詞的語義特異性來定位因果鏈中的不同環節。

Fig. 2 | Experiment 1.

核心發現二：缺席因果的滯后發展

盡管在實體因果鏈表現出色，但在處理缺席因果（Causation by Omission）時，低齡兒童表現出了明顯的滯后。

例如在“未涂防曬霜導致曬傷”的情境中，當被問及“什么導致（caused）皮膚曬傷”時，4歲兒童幾乎只會回答“太陽”（直接產生原因），極少提及“沒涂防曬霜”（缺席原因）。

直到7-9歲，兒童才逐漸開始像成人一樣，將“caused”這一表達映射到缺席原因上 。這揭示了從產生式因果（Productive causation，基于時空連續性）到依賴式因果（Dependence-based causation，基于反事實依賴）的映射難度差異。

Fig. 3 | Experiment 2.

核心發現三：“為什么”與“導致”的認知分離

為了探究低齡兒童未能指出缺席原因是因為“概念缺失”還是“語言映射失敗”，研究者進行了關鍵的第三項實驗。結果令人震驚：當把問題從 “什么導致（caused）了結果” 換成 “為什么（Why）發生這個結果” 時，即便是最小的兒童也能準確指出缺席因素（“因為她忘了防曬霜”）。

這一雙重分離（Double Dissociation）強有力地證明，兒童在概念上完全理解反事實依賴，但他們需要漫長的時間來習得“caused”這一特定動詞的語用學外延，即它不僅指代物理作用，還涵蓋邏輯上的依賴關系。

Fig. 4 | Experiment 3.

機制解釋：語義擴展與語用推理

研究者利用RSA（編者注釋：并非表征相似性分析，而是上文提到的理性言語行為模型）計算模型解釋了這一現象：詞匯致使動詞（如 broke）語義狹窄且具體（指代直接接觸），而迂托致使動詞（如 caused）語義廣泛但使用成本高（Costly）。隨著年齡增長，兒童逐漸優化其“說話者最優性”（Speaker Optimality）假設，意識到如果說話者舍棄簡單的 broke 而使用復雜的 caused，必然意指某種非直接的因素（如遠端原因或缺席）。

Fig. 5 | Rational Speech Act (RSA) model.

總而言之，這項工作不僅填補了語言習得與因果推理之間的拼圖，更從計算層面揭示了人類如何通過語用壓力（Pragmatic pressure）將抽象的哲學概念（生產 vs. 依賴）固化為日常語言的直覺。它提醒我們，兒童對世界的因果理解遠比他們口頭表達的要深刻，“語言映射” 本身就是認知發展的高級里程碑。

Abstract

Although collision-like causes are fundamental in philosophical and psychological theories of causation, humans conceptualize many events as causes that lack direct contact. Here we argue that how people think and talk about different causes is deeply connected, and investigate how children learn this mapping. If Andy hits Suzy with his bike, Suzy falls into a fence and it breaks, Andy ‘caused’ the fence to break but Suzy ‘broke’ it. If Suzy forgets sunscreen and gets sunburned, the absence of sunscreen ‘caused’ Suzy’s sunburn, but the sun ‘burned’ her skin. We tested 691 children and 270 adults. Four-year-old children mapped ‘caused’ to distal causes and ‘broke’ to proximal causes (Experiment 1). Although 4-year-old children did not map ‘caused’ to absences until later (Experiment 2), they already referred to absences when asked ‘why’ an outcome occurred (Experiment 3). Our findings highlight the role of semantics and pragmatics in developing these mappings.

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分享人：飯哥

審核：PsyBrain 腦心前沿編輯部