众里识他的超能力

2018-06-14 06:01迈克·哈蒙安娜·波巴克
海外文摘 2018年6期
关键词:面孔普通人大脑

迈克·哈蒙 安娜·波巴克

即便僅在数年前有过一面之缘,多年之后,有些人仍然能够在人群中迅速辨识出一张面孔。只有极少数人具有这种禀赋,我们称他们为“面孔识别达人”。现在,越来越多国家的警方开始以高额的报酬寻求他们众里识他的超能力。

“这不是小保罗吗,都长这么大了!”在超市收银台前的结账队伍中,一位30多岁的男士以错愕的眼神看着这位以旧相识口吻和自己说话的年迈女士。“你可能已经忘了我是谁,我是你上小学时的游泳课老师。”这位女士对他说道。保罗对这位年迈的女士一点儿印象也没有,他只记得自己7岁时上过短短几周的游泳课。如果遇见这种情况,我们大多数人的反应和保罗类似。随着年龄的增长,人们的面部轮廓也在发生改变,一些人蓄起了胡须,另一些人则改变了发型。对于身边的亲人或是经常来往的中学同学,我们可能还能重新构建起他们的面庞。对于那些相遇时间很短的人,要在数年之后再次认出他们,对大部分人来说无疑是一件很有难度的事情。

对于面孔识别达人来说,即使仅有一面之缘,他们也从来不会忘记一张面孔。即使与某个人仅有过时间极为短暂的一两次会面,他们在数年之后也能重新认出他。他们会重新认出某个服装店的女售货员、出租车司机或者是在某个庆祝活动中遇到的朋友。他们识别陌生人面孔的效率与他们识别熟人面孔的效率几乎毫无二致。

此外,这些在识别面孔时极具禀赋的人,通常还能够根据面部的局部图像辨识面孔。对于大部分普通人来说,在一张模糊的班级合影中重新找出一位老同学几乎是不可能完成的挑战,而这对于面孔识别达人来说就是小菜一碟。他们独有的面孔识别能力对警方来说极具价值。因此,近年伦敦警方组建了一支在面孔识别方面具有超能力的警员队伍用于破案。很多生物识别软件在分析低分辨率图像时也束手无策,这些警员却能够识别低分辨率的影像和照片中的面孔。这支队伍成立于2011年,其成员在识别伦敦市及周边监控画面上的面孔时表现极佳,最终得以入选。科学家们不禁思索,面孔识别达人的大脑处理面孔的方式难道与普通人完全不同吗?

尽管心理学家们只是刚刚开始关注面孔识别这一现象,但是对于面部识别的研究很早就已经开始了。大多数人很难意识到识别面孔所需要的认知能力。确实有一部分人在面孔识别方面有着异于常人的禀赋。但是,我们在日常生活中识别家人、朋友、同事时不需要花费太多力气,以至于在识别面孔失败时,我们才意识到这种能力背后的复杂机制。从19世纪开始,医学研究便发现了一些人在辨识周围的人以及在识别新面孔时所表现出的失能。这种缺陷在20世纪被命名为“脸盲症”。

脸盲症患者并非完全不能识别人脸,他们可以识别出面孔上的诸多细节,但是他们只能在一个极为有限的面部空间内识别这些细节,他们无法在同一时刻识别整体的面部信息,因此脸盲症患者在识别一张面孔时要花费很多时间并且容易犯错。在遇到熟人时,脸盲症患者通常需要声音、步态等额外信息,才能认定这个人的身份。

脸盲症患者分为后天和先天两种类型,其中后天型是大脑不同部分的病变导致的。在大脑中,一张巨大的神经元网络负责辨识脸部。如果这张网络上的一环受损,面孔识别的能力就会降低。如果向后天型脸盲症患者展示同一个人的两张相片,他需要相当长的一段时间(可长达25秒),才能判定两张照片展示的是否为同一个人。

除了后天型脸盲症患者之外,还有一类患者。他们的脑部没有任何病变,但仍很难进行面孔识别,这就是先天型脸盲症患者。在面孔识别方面,先天性脸盲症患者是表现最差的。与之形成鲜明对比的是文章开头那位在几十年后仍能够认出自己游泳课学生的年迈女士。即便学生的身体特征发生了显著的变化,她的大脑仍然能够辨识出他。现在很多自动识别人脸的软件也做不到这一点。这些软件的算法能够有效地在某一场景中识别出一张面孔,但是在确定身份方面仍然经常出错。

一款接近于人类面孔识别精准度的程序最近才被开发出来。为了能够成功识别面孔,这一程序需要学习同一张面孔的成百上千张照片,这款程序借助于面孔大数据能够自行构建出一张面孔的原型。但是,为什么一个自动识别系统需要比人类更为广泛和深入的学习经验才能进行面孔识别呢?

电脑与人脑不同,电脑不能对与人的身份无关的信息进行抽象处理,如与年龄、图像质量或光线有关的变化。其中有一些人能够对这些方面的变化进行自动处理,但即便如此,我们仍不清楚,为何面孔识别达人在这方面有着异于常人的禀赋。

为了研究面孔识别达人的大脑工作机制,科学家们将他们请进实验室以求能够了解更多面孔识别能力的细节。时至今日,这些研究仍然处于起步阶段,迄今共有5个科研小组发表了9篇科学论文。从现阶段取得的研究成果来看,面孔识别达人在同理心、智商、记忆和感知能力测试中并没有超乎寻常的表现。因此,他们既没有超常的记忆力,也没有卓著的智商和令人赞叹的观察能力,他们只是在面孔识别方面超出常人。

在最近的一项实验中,参与者们首先被要求观察20个人的照片,每张照片看5秒钟。之后他们会观看40个视频短片,并且说出之前看到的20个人是否在视频中出现。从统计学角度来说,参与者们有二分之一的概率能够猜中。这40段视频短片全部使用监控摄像头在正常光线条件下拍摄。在67%的情况下,面孔识别达人都能成功辨识出照片中的人是否在视频中出现,其成功率比普通人高了9%。

在识别嫌疑人或通缉犯时,面孔识别达人们能比警员们表现得更好吗?在一些方面确实如此。对于大多数普通人来说,对比照片是一项对认知能力要求很高的任务。研究表明,对于同一天内拍摄的一个人的不同照片,要确定这些照片上是同一个人,我们只有80%的准确度。

我们原本认为那些经过特殊面部识别训练的人可以有更好的表现,但实际上那些训练并没有显著的效果。然而,在出国旅行的过程中,当人们遇到与自己已经习以为常的文化环境中遇到的面孔有所不同的新鲜面孔时,人们需要经历一个学习过程才能够辨识这些新鲜的脸孔。比如初次到日本旅行的人,在分辨当地人的脸孔时会遇到困难,这种现象被称之为“域外表型”。但是随着我们越来越融入某种不同的环境,与当地人的接触越来越密切,我们就能够更加容易地辨识当地人的面孔,最终能够达到和辨识自己本国同胞面孔一样的水平。这说明,随着跨文化交流的增多,辨识面孔的能力能够得到相应的提升。

但显而易见的是,这种凭借经验获得的面孔识别能力的提升具有局限性。2014年悉尼大学的一项研究表明,在识别护照照片是否就是眼前的人时,经验十分丰富的边防检查员并不比不具备任何经验的实验参与者的水平更高。

在类似辨别护照照片的这类情境下,如果面部识别达人表现十分卓著,那么把他们派到机场或反恐部门工作将会十分合适。面孔识别达人受域外表型的干扰是否低于常人,仍有待科学研究的证实。

面孔识别达人的大脑究竟在何种方面异于普通人呢?行为研究表明多数人更容易正着识别一张面孔,而非倒着。但是,脸盲症患者却不受正着或倒着的影响,因为不管是正着还是倒着,他们都同样无法辨认面孔。而面孔识别达人对正着和倒着更为敏感。对于大多数人,一张完整的面部图像所包含的信息大于各个组成部分的信息之和。一旦一张面孔的图像以倒着的形式出现,其正常摆放时所具有的信息完整性就不复存在。但是在这种情况下,面孔识别达人仍然能在其中获取比正常人更多的面部信息。这也从另一个侧面说明了,倒着呈现的面孔也在一定程度上干扰了他们对面孔的识别。因此我们可以得出一个结论,面孔识别达人对于面孔不同组成部分有着更为突出的整合能力。

2017年,一个科研团队还对面孔识别达人看照片时眼球的运动进行了研究。根据统计,面孔识别达人更加将注意力集中在面孔的中央位置,普通人更加关注眼睛,而脸盲症患者则更加将目光集中于嘴部。但遗憾的是,迄今为止眼珠转动和面孔识别在大脑内部的关联尚未被认知。

[譯自法国《大脑与心理学》]

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