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《生命世界》

开博时间:2016-11-21 21:27:00

《生命世界》杂志由中国科学院主管,中国科学院植物研究所、中国植物学会和高等教育出版社联合主办,于2004年4月创刊。《生命世界》杂志依托中国科学院和高等教育出版社的雄厚资源,集中高等院校及科研院所的专家作者队伍,以认真严谨的编辑态度确保稿件的质量及科学性,并以生动准确的语言、精心的版式设计及精美的印刷品质确保阅读的舒适与愉快,希望为关注生命、热爱自然的读者构建一个精神家园。

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无处不在的“面孔”?

2008-11-03 22:05:47

  十多年以前,美国佛罗里达州的黛安娜女士发现了一件怪事。当时,她亲手做了一块烤熟的乳酪三明治,当她注视着三明治表面上一块棕色的烤痕时,一张熟悉的脸映入脑海。“我看见一张脸正看着我,她就是圣母玛利亚。”戴安娜吃惊地想。

  戴安娜把这块“神奇”的乳酪收藏了起来。10年以后,她把这块变了质的“老古董”三明治放在网上拍卖。这次拍卖引起了很大反响,最终该三明治以2.8万美元售出。事实证明,戴安娜不是唯一能看到奶酪上的脸的人。

  2006年底,此类面孔问题再次成为标题新闻。当时欧洲航天局的“火星快车”轨道飞行器捕获到了火星塞伊多尼亚地区最新的高质量三维图像,它的模样酷似一张人脸。这些照片再次引发有关阴谋论的争论,人们觉得地球上的国家政府正在试图隐瞒火星上存在着具有高度智慧生命的这一事实。

  为什么人们目光所及的地方总能看到一张张奇特的面孔:月球上、罗尔沙赫墨迹测验中、海上漏油形成的图案……为什么一些“乐事”薯片和古巴领导人菲德尔·卡斯特罗简直一模一样?为什么一块极像特里萨修女(印度慈善家)的肉桂小圆甜面包可以在美国纳什维尔的一家咖啡馆的玻璃杯里保存数年?

  科学家们正在开始提出使人信服的答案,他们对大脑如何辨别和处理脸部数据有了新的了解。早在听说圣母玛利亚乳酪三明治的故事之前,德国不来梅大学的神经学专家多丽丝·特思奥女士就隐约感觉到人类大脑对面孔的处理可能不同于其他物体。她认为,是大脑的特定部位首先处理了面孔识别,就如大型客机为上等舱的乘客提供快速登机服务一样。

  特思奥说:“除了面部,一些中风患者能够很好地识别其他物体。因此,我们开始怀疑在大脑内是否确实存在某个部位控制着面孔的识别。”

  特思奥利用磁共振成像技术来研究猕猴大脑的活动部位,她向猕猴展示了各种不同的刺激物,包括水果、小玩具、拼图以及脸部图片。她马上发现猕猴脑部颞叶的三个部位似乎与面孔识别有着紧密的联系,第一天将电极插入猕猴脑部后,猕猴脑细胞连续对脸部图片做出反应,但对其他物体却没有任何反应。这个研究或许说明:只对面孔起反应的大脑部位偶尔对类似面孔的物体也会做出反应。

  不是面孔的物体可能具有某种特征能够轻微刺激这些面孔反射细胞。假如超过某种临界点,猕猴可能会认为它们看到的是一张脸。同样的道理,如果小圆甜面包、露出地表的岩石和云的形状非常像一张脸,也可能会激发脑内的面孔识别系统。

  白马非马?

  美国麻省理工学院的科学家帕万·辛哈为了弄清是什么因素刺激了脑部的面孔识别脉冲用了多年时间,正在研制的识别潜在恐怖分子或侦察夜盗者的安全软件肯定能可靠地识别各种面孔。

  为研制在不太理想的条件下首先分辨出人类面孔的安全软件,辛哈把数百张面孔输入计算机,这些面孔千变万化,犹如以变化多端著称的贝纳通广告中的人脸图。计算机积聚了大量信息后,它能够检测出对几乎所有的面孔都极为重要的关系,但是这些关系对不是面孔的物体没有任何作用。实际上这些外在的变化是非常简单的关系,眼睛的颜色总是比额头要深,嘴巴的颜色比面颊要深。如果收集到12组这样的关系,就能形成一个面孔模板,可以用来确定一张脸的形状。

  大部分人把卡通人物的笑脸看作标准的脸部模型,它的眼睛、鼻子和嘴巴彼此没有关系。但是,即使在脸部图片分辨率较低的情况下,辛哈的计算机也能识别出面孔。当研究人员向实验对象出示分辨率只有12×14像素的模糊脸部图像时,这些受试者也能做得很好,他们能准确识别出75%的脸部图像。这说明人脑与计算机一样是全面地处理面部图像,就像一幅完整的图景,而不是一次只观察局部的面貌特征。这些脸部图像仅仅是在一大团模糊不清的物体上几处黑糊糊的小圆点,显然,并没有足够的信息用来确定脸部的面貌特征。但是,脸部整体结构的一些特征依然可以使人们识别出面孔。

  计算机偶尔会发出错误的警报,而人的大脑也会犯相同的错误,像计算机一样,人脑正试图建立某种面部结构规律以形成一个面孔模板。但是,这样的模板并不完美。有时真实的脸部并不符合这些结构规律,而非面孔的物体却与之相符。换句话说,如果一头斑纹奶牛身上的深浅斑纹正好与人们头脑里某种面孔形状的概念一致,那么人们就会把这种巧合诠释成耶稣来访或玛丽莲·梦露显灵。

  “圣母玛利亚”现象

  美国波士顿大学的神经科学家渡边竹尾说,虽然大脑的神经结构决定着人类能否看到其他物体上类似脸部的图案,但人们平常看到众多像人脸的物体,原因之一就是“圣母玛利亚三明治”现象在作怪。渡边竹尾曾对大脑的学习过程进行过研究,研究结果表明,人脑在受到外界刺激后,会持续感知到这种刺激,即使这种刺激物并不存在。

  为了证明这一效果,渡边让试验者坐在计算机屏幕前,屏幕上飞快地闪过一连串的模糊小圆点。最初受试者不能弄清楚小圆点的移动方向。然后对他们进行了其他几轮试验,在试验中,要求他们识别出在屏幕上移动时叠加在小圆点上的字母。接着,研究人员在试验者面前放了一块空白的屏幕并要求他们描述看到的内容。令人惊奇的事情发生了:试验者不仅坚持说他们看到了小圆点,而且还说这些小圆点正在朝原先的方向移动。

  渡边说:“由于重复看到这些圆点,试验者对圆点的敏感度大大增强。这样高度的敏感度使得他们即便在圆点不存在的情况下,依然感觉看到了它们。”

  他还指出,由于面孔在人类的视线中占了相当大的部分,与试验中的圆点具有相同的性质:因为人们已经相当习惯随处可见的面孔,对各种面孔的高度敏感度足以不断地使人们作出各种错误的认识。渡边竹尾说:“打个比方说,假如人类生活在原始时代,那么他们也许感觉到到处都是老虎。”

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