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寶貝兒,你看哪兒呢?

科學松鼠會_96
・2013/03/23 ・1524字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 494 ・六年級

人們都說戀人的心中有一首詩。熱戀中的一方往往能看到詩意從對方眼中流出,幻變成愛的音符。不過倘若有女生發現在與另一半交談時,對方的目光並沒有深情地望著你的眼睛,而是在你臉上其他部位停留,倒也不必擔心對方對你的愛意減退或者對你有所隱瞞——根據一項研究的結論,這屬於正常眼神移動。

當然,這項研究的根本目的並不是為了為男生脫罪。研究的負責人,加州大學聖巴巴拉分校的大學心理與腦科學系的的馬修•彼得森和米格爾•埃克斯坦想知道:在日常生活中這些眼神的交流是否僅僅是由於文化上的約定俗成,還是在生理上有著重要性?

為了回答這個問題,他們首先測試了在不同的情況下,人的眼神集中注視的部位。60名當地的本科生被平均分為3組觀看經過處理的人像照片,其中每一組受試者都帶有不同的任務:第一組需要在10張照片裡找出和提示相同的人臉;第二組需在140張不同表情的照片中抽取一張,並描述出表情的喜怒;第三組則需 要在80張照片中選取一張,鑑定人物的性別。

為了排除照片出現時視線的起始位置對最終結果的影響,彼得森等人在屏幕的周邊設立了8個小方格,並要求受試者在照片出現前將視線集中在任意的小方格 上。隱藏的視線記錄儀則顯示出這三組學生的視線在照片上的集中點略有不同,但都沒有集中在眼睛上,而是在眼睛和鼻子之間。此外,觀看這些照片的時間長短以及圖片的清晰度或顏色也不會讓這些視線集中點的位置產生明顯改變(圖1)。

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圖1. 不同任務中受試者視線集中的位置。A圖中的紅點為所有眼神逗留過的位置,B圖中的綠點為每一名受試者的平均視線集中點

那麼這些集中點是否真的具有什麼作用呢?研究者們又做了第二個實驗。在這個實驗中,受試者的目光被要求分別固定在額頭,眼睛,鼻子和嘴巴上。當目光越是遠離眼鼻之間,受試者對於人臉的辨識能力就越弱,連分辨表情和性別都出現了困難(圖2)。

圖2. 固定視線後不同組完成任務的成績

於是彼得森和埃克斯坦提出了一個假說。他們認為這些集中點最能讓人把握對方面部的總體信息。在將人臉的各個部分中,眼睛毫無疑問最具有信息量。但人的鼻子,嘴唇處的信息也佔有一定的比重。當人在作出表情時,口鼻、面頰處的信息更會增多。由於人眼在識別面部時,離視線的中心越遠,辨識度就越低。為了不錯過上述的「面部信息點」,大腦自動做了折中,將視線集中的位置從信息量最大的眼睛移動到了面部的中央,以涵蓋更多的面部信息 (圖3)。做個善意的推測下,如果對方的目光並沒有深情地望著你的眼睛,那大概說明他正在努力地觀察並識別你的整個臉。

圖3. 面部不同部分的信息量。A圖為面部不同區域的絕對信息量分佈;B圖為綜合考慮後,面部信息量的丰度分佈

由於實驗中所招收的受試者都為白人,因此儘管研究者們發現了視線集中點的作用,但還不能確定文化差異是否會造成集中點位置的不同。下一步,他們將會在東亞人中尋找受試者重複這個實驗。如果並不習慣像西方人那樣進行眼神交流的東亞人依舊有著類似的視線集中點,那麼這種目光移動的機制就更有可能是與生俱 來,而不是後天養成的。

作者自己的PS: 當然,以上這些情況都僅限於解釋為何你的男友會把目光注視在你眼睛的下方。如果你男友的眼神不是停留在你臉上,而是注視著路邊走過的美女,那就不屬於本文討論的範疇了。

參考資料

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  1. Looking just below the eyes is optimal across face recognition tasks. Matthew F. Peterson and Miguel P. Eckstein, PNAS, 2012

轉載自科學松鼠會,首發於果殼網。作者

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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確認過眼神,臉上多兩條肌肉讓狗狗賣萌無辜動人
柏諺_96
・2019/07/31 ・3937字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 529 ・七年級

雖然今年才過一半,但如果要討論今年最熱門的「狗發現」,莫過於英國樸茨茅斯大學 Juliane Kaminski 所發表的論文了──「小狗眼神」的確存在。

Juliane Kaminski 透過解剖發現,在狗的眼睛周圍比狼多出了兩條肌肉,使得狗狗可以使出超級無辜的小狗眼神,讓人母愛大爆發。不過 Juliane Kaminski 好端端的,沒事去切什麼狗呢?這一搞不好可是會暴動的呀!

牠的表情,只為吸引你注意

狗狗超級會看人臉色,而天生也會使眼色?圖/pixabay

故事還要從 2017 年說起,那一年 Juliane Kaminski在《科學報告(Scientific Reports)上發表的論文中,發現了狗狗超級會看人臉色。

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Juliane Kaminski 在這篇論文中,以研究員面向或背向狗狗、手上有無拿食物等條件,觀察狗狗對不同動作的實驗者有什麼反應?在統計了 24 隻狗狗後發現,狗狗對於研究員的注意力程度(attentional state)極度敏感,當研究員面向狗狗的時候,狗狗的臉部表情相當積極表現,遠比其他實驗條件下豐富──尤其是「挑眉」(inner eyebrow raise)與「吐舌頭」的表情更是明顯。

過去人們總認為,動物臉部的表情不僅呆板,還不由自主的反映著心中情緒,並不會用於主動溝通上──但是近年來我們早在大猩猩(Gorilla gorilla gorilla)身上發現,牠們也會如同人類一般會利用臉部表情進行溝通;另一個例子更跨到了馬來熊(Helarctos malayanus)身上,同樣是來自樸茨茅斯大學大學的Derry Taylor團隊,也在今年三月的《科學報告》(Scientific Reports)上,發表了他們在婆羅洲馬來熊保育中心(Bornean Sun Bear Conservation Centre)的研究:馬來熊會精準的互相模仿玩伴表情。

顯然生物學一再告訴我們,事情沒有那麼簡單。

Juliane Kaminski 在 2017 年的這篇研究裡也強調,統計顯示研究員手上有沒有拿食物並沒有影響,這打破了過去人們認為狗狗的積極表現是出自於食慾的誘惑,真正有影響的是眼神的接觸

確認過眼神,催產素上升

而人犬之間的眼神凝視重要性,早在 2015 年由日本麻布大學的菊水建史發表過論文證實。

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菊水建史的研究指出,當飼主與寵物犬凝視的時候,彼此體內的催產素濃度都會上升。催產素何許物也?催產素是由下視丘分泌,影響情感的一重要激素,舉凡分娩、性行為、情侶熱戀、母子溫情、同伴信任、同儕關係等,都受到催產素濃度影響。甚至有人給它一個別名──愛的荷爾蒙。

球棍模型所示的催產素。圖/wikipedia

菊水建史請來 30 位犬飼主與 11 位狼飼主,並測量飼主與寵物尿液中催產素的濃度。接著,請飼主與寵物(狼或狗)互動三十分鐘,研究者在旁記錄飼主與寵物間的凝視、說話與碰觸等動作,並在活動結束後再次測量催產素的濃度。

結果發現,唯有凝視的時間長短,足以解釋催產素在互動前後的濃度變化──凝視的時間越長,彼此體內的催產素濃度就越高。當狗狗與飼主互動後,體內的催產素濃度約上升了 130%,而飼主體內的催產素濃度更是一舉上升了 300%;至於狼與飼主的組別呢?狼根本不太愛瞧著飼主,數據也就毫不顯著啦。

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就像個小孩,獲得了寵愛

不過為什麼與狗狗眼睛對望,會讓我們分泌催產素,感到一陣幸福呢?或許我們可以從 Bridget M. Waller 在 2013 年發表在《公共科學圖書館:綜合》(PLoS one)的文章尋找答案。此發表中指出,幼態成熟(paedomorphism)或許是諸多狗之所以馴化的假說中,最引人注目的一個。

我們以後可以安慰自己是「幼年靈長類」的頭身比例。圖/pixabay

所謂幼態成熟,指的是某些物種在發育成熟過程中,保留了幼年期的身體特徵。舉例來說,人類的身體四肢相較於其他靈長類動物發育要緩慢,使得人類維持了「幼年靈長類」的頭身比例;而以水族市場上很熟悉的六角恐龍(墨西哥鈍口螈 Ambystoma mexicanum)來說,其他種類蠑螈的成熟過程會將幼年期的外鰓吸收退化、改為以肺部與皮膚呼吸,但六角恐龍達到性成熟時仍保留了幼體特徵的外鰓

狗其實就是幼態成熟的狼?圖/pexels

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而關於狗的馴化由來,有一個假說是這麼說的──狗其實就是幼態成熟的狼。相較於狼種,狗在馴化過程中,不論是短縮的鼻吻、較寬的頭蓋骨(cranium)、甚至是搖尾巴的行為,在野生的狼身上都較常出現在幼狼時期,不過狗卻將這些特徵延伸到了成犬階段。

這麼做有什麼好處呢?還真有。由於較短的鼻吻、較寬的頭蓋骨、挑眉所帶來的放大眼睛效果,都與人類嬰兒的型態不謀而合。這類似的臉部組成,激發了史上第一位狗奴才的母愛,也翻開了人犬互動的第一頁。

收容所裡的狗狗,每個都爭向與人類互動。圖/pxhere

Bridget M. Waller在論文中從收容所拍攝了 29 隻狗與人類的互動,在實驗中研究員走入籠中狗狗所在的房間,在站籠子前伸出一隻手,並拍攝下 2 分鐘的影片。針對每段影片,研究人員分析狗狗的臉部表情、搖尾巴持續時間、在籠中靠近眼前人類的時間長短──以及狗狗最終在被領養前,在收容所待了多久。

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結果出爐,根據統計所得數學公式,如果狗狗在兩分鐘內做了 5 次挑眉的動作,牠們在收容所平均停留的時間為 49.83 天;而如果狗狗在兩分鐘內做了 10 次挑眉動作,時間則縮短為 34.88 天;當次數來到 15 次時,時間則落在 28.31 天內──雖然隨著次數增加也浮現了邊際效應,不過顯然,豐富的臉部表情有助於狗狗博得人類歡心!

出乎意料的是,原本認為代表友善的「搖尾巴」,卻與停留在收容所的時間長短沒有什麼相關,這也再度佐證了「挑眉」是一項多麼強大的人擇壓力。

大眼睛挑眉頭,狗狗這樣賣萌

在理解「賣萌」是多麼有效的招數之後,科學家可就好奇起來,既然狼、犬之間在表情上差異如此顯著,那麼是否有著紮實的生理證據呢?別急,這不是「切」回主題了嗎?

Juliane Kaminski 在 2019 的論文中解剖了 4 狼 6 犬(個別是米克斯、拉不拉多獵犬、尋血獵犬、西伯利亞哈士奇、吉娃娃與德國牧羊犬),發現所有狗狗在眼睛內緣上方,都有一條發達的「內側提眼角肌」(levator anguli oculi medialis muscle, LAOM),正是這條肌肉讓狗狗得以在眼睛上方擠出一條,彷彿隱藏在皮毛之下的內眉毛(inner eyebrow);而狼在相同的生理位置上,卻只有稀疏薄弱的一些肌纖維,以及大量的結締組織而已,根本無法利用這些組織「進行一個挑眉的動作」。

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無獨有偶,狗狗在眼睛外側還有一條眼外拉伸肌(retractor anguli oculi lateralis muscle, RAOL),雖然這條肌肉是狼、犬皆有,不過在狗身上可要發達多了。藉由這條肌肉,狗狗可以進一步將周圍肌膚往外拉,這一睜眼睛可又更大了。

這條RAOL唯獨在哈士奇身上不見,真不愧是月月。圖/pixabay

不過弔詭的是,這條 RAOL 唯獨在哈士奇身上不見,雖然 Juliane Kaminski 認為,這是因為哈士奇是較為古老的犬種之故,不過可別忘了──在遺傳分析上並沒有哪一種狗的親緣關係,比起其他種狗更接近狼。

這是因為狗並不是直接由我們今天在野外看到的狼演化而來,而是在約三萬三千年前,某一種狗與狼的共同祖先,分出幾支有些相異的後代。這些後代一支逐鹿山野,成了今天我們所看到的狼;另一支則跟隨人類的腳步,逐漸被馴化成了狗。

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這就好比與兄弟各自成家立業,但各自小孩去討論誰與叔叔比較像並沒有意義,因為「姪子們與叔叔的距離」都是相同的。回到狼、犬身上,我們也只能說「某一種狗保留了與狼最多的共同祖先特徵」,並無法宣稱哪一種狗在親緣關係的演化時序上,更接近狼一些。

不如也來試試其他與狼最接近的基礎種,例如沙皮狗。圖/pxhere

依據中國昆明動物研究所王國棟2015年發表在《細胞研究》(Cell Research)的研究所示,東南亞的鬆獅犬、秋田犬與沙皮狗等品種,是目前與狼最接近的基礎種群。

如果從這個結果反觀 Juliane Kaminski 的研究,就顯得 Juliane Kaminski 所採取的六種品種狗有些不足──是否缺乏RAOL的情況只在哈士奇身上?同為雪橇犬的阿拉斯加雪橇犬(Alaskan Malamute)、薩摩耶犬(Samoyed)是否也需要檢視?更加古老的東南亞犬種需要納入考量嗎?

進一步思考,哈士奇是從未演化出 RAOL?還是在後來的培育過程中丟失了?人們當初在培育哈士奇的時候,主要以「工作犬」導向選拔,那麼對於眼睛的人擇壓力還強烈嗎?大眼睛對於在雪地奔跑是有助益的特徵嗎?或許我們需要的證據還遠遠不夠。

狗狗眼睛的動作,可以放大眼球並且模仿人類悲傷時的表情。右圖即為明顯的挑眉動作。圖片/Waller et al, 2006

回到 Juliane Kaminski 論文的下半場,研究團隊另外觀察了 9 匹狼、27 隻狗與人類的互動。研究員同樣以 2 分鐘的影像拍攝,在籠中的狼與狗對眼前的人類有何反應?結果並不意外,狗做出挑眉動作的強度與頻率,要遠遠高過於狼。

至此故事也大約有個輪廓了,Juliane Kaminski 的團隊認為,狗將眼角拉起的舉動:

  • 一來可以放大眼球在臉部的比例,形成猶如人類嬰兒的臉部組合,誘發人類產生照顧欲望(nurturing response);
  • 二來提高內側眉毛的臉部動作,也恰如人們悲傷時的表情,更進一步激起了人們的憐憫;

而拉開眼球週邊肌肉,露出更多眼白,則又如視覺合作假說(cooperative eye hypothesis)所說──人們在溝通時因看見對方眼神所向、獲知對方意圖,因而博得信任感。是以我們回望演化之路,似乎暫時有了這麼一個答案:

狗狗遠祖在肌肉上的突變,無意間取得了人類好感,不僅興起照顧慾望,也引發了對這個物種的偏愛。

不過,貓呢?或許跟寄生蟲有關吧。

參考資料

  • Kaminski, J., Hynds, J., Morris, P., & Waller, B. M. (2017). Human attention affects facial expressions in domestic dogs. Scientific reports, 7(1), 12914.
  • Nagasawa, M., Mitsui, S., En, S., Ohtani, N., Ohta, M., Sakuma, Y., … & Kikusui, T. (2015). Oxytocin-gaze positive loop and the coevolution of human-dog bonds. Science, 348(6232), 333-336.
  • Waller, B. M., Peirce, K., Caeiro, C. C., Scheider, L., Burrows, A. M., McCune, S., & Kaminski, J. (2013). Paedomorphic facial expressions give dogs a selective advantage. PLoS one, 8(12), e82686.
  • Wang, G. D., Zhai, W., Yang, H. C., Wang, L., Zhong, L., Liu, Y. H., … & Irwin, D. M. (2016). Out of southern East Asia: the natural history of domestic dogs across the world. Cell research, 26(1), 21.
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大學念生科系,碩班是生科所,喜歡以生物冷知識和迷因推翻大家的三觀。

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當然,這項研究的根本目的並不是為了為男生脫罪。研究的負責人,加州大學聖巴巴拉分校的大學心理與腦科學系的的馬修•彼得森和米格爾•埃克斯坦想知道:在日常生活中這些眼神的交流是否僅僅是由於文化上的約定俗成,還是在生理上有著重要性?

為了回答這個問題,他們首先測試了在不同的情況下,人的眼神集中注視的部位。60名當地的本科生被平均分為3組觀看經過處理的人像照片,其中每一組受試者都帶有不同的任務:第一組需要在10張照片裡找出和提示相同的人臉;第二組需在140張不同表情的照片中抽取一張,並描述出表情的喜怒;第三組則需 要在80張照片中選取一張,鑑定人物的性別。

為了排除照片出現時視線的起始位置對最終結果的影響,彼得森等人在屏幕的周邊設立了8個小方格,並要求受試者在照片出現前將視線集中在任意的小方格 上。隱藏的視線記錄儀則顯示出這三組學生的視線在照片上的集中點略有不同,但都沒有集中在眼睛上,而是在眼睛和鼻子之間。此外,觀看這些照片的時間長短以及圖片的清晰度或顏色也不會讓這些視線集中點的位置產生明顯改變(圖1)。

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圖1. 不同任務中受試者視線集中的位置。A圖中的紅點為所有眼神逗留過的位置,B圖中的綠點為每一名受試者的平均視線集中點

那麼這些集中點是否真的具有什麼作用呢?研究者們又做了第二個實驗。在這個實驗中,受試者的目光被要求分別固定在額頭,眼睛,鼻子和嘴巴上。當目光越是遠離眼鼻之間,受試者對於人臉的辨識能力就越弱,連分辨表情和性別都出現了困難(圖2)。

圖2. 固定視線後不同組完成任務的成績

於是彼得森和埃克斯坦提出了一個假說。他們認為這些集中點最能讓人把握對方面部的總體信息。在將人臉的各個部分中,眼睛毫無疑問最具有信息量。但人的鼻子,嘴唇處的信息也佔有一定的比重。當人在作出表情時,口鼻、面頰處的信息更會增多。由於人眼在識別面部時,離視線的中心越遠,辨識度就越低。為了不錯過上述的「面部信息點」,大腦自動做了折中,將視線集中的位置從信息量最大的眼睛移動到了面部的中央,以涵蓋更多的面部信息 (圖3)。做個善意的推測下,如果對方的目光並沒有深情地望著你的眼睛,那大概說明他正在努力地觀察並識別你的整個臉。

圖3. 面部不同部分的信息量。A圖為面部不同區域的絕對信息量分佈;B圖為綜合考慮後,面部信息量的丰度分佈

由於實驗中所招收的受試者都為白人,因此儘管研究者們發現了視線集中點的作用,但還不能確定文化差異是否會造成集中點位置的不同。下一步,他們將會在東亞人中尋找受試者重複這個實驗。如果並不習慣像西方人那樣進行眼神交流的東亞人依舊有著類似的視線集中點,那麼這種目光移動的機制就更有可能是與生俱 來,而不是後天養成的。

作者自己的PS: 當然,以上這些情況都僅限於解釋為何你的男友會把目光注視在你眼睛的下方。如果你男友的眼神不是停留在你臉上,而是注視著路邊走過的美女,那就不屬於本文討論的範疇了。

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112 篇文章 ・ 6 位粉絲
科學松鼠會是中國一個致力於在大眾文化層面傳播科學的非營利機構,成立於2008年4月。松鼠會匯聚了當代最優秀的一批華語青年科學傳播者,旨在「剝開科學的堅果,幫助人們領略科學之美妙」。願景:讓科學流行起來;價值觀:嚴謹有容,獨立客觀

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Peggy Sha
・2016/12/15 ・2081字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 505 ・六年級

每次看到毛小孩水汪汪的眼神,你的心是不是都被融化了呢?那種不需要語言就可以傳遞的情感連結常常讓人感動地無以復加,不過啊,各位大大以後可以稍微冷靜一點了,因為其實隔壁棚的山羊也可以做到這件事(?)

汪星人的大眼真是令人無法招架。圖/Pixabay
汪星人的大眼真是令人無法招架。圖/Pixabay

是不是好夥伴?看牠的眼睛就知道

《小王子》的狐狸曾經說過,馴養便是建立關係,而如果用更精確一點的說法解釋,我們可以將馴養定義為:動物或植物族群逐漸受人類利用與掌控的過程。[1]

「假如你馴養我,我們就彼此互相需要。你對於我將是世界上唯一的,我對於你也將是世界上唯一的……」──聖修伯里《小王子》

在馴養的過程中,動物的認知和行為都會因此改變,其中,最為人所知的例子便是狗(Canis lupus familiaris)與狼(Canis lupus)的不同。雖然兩者同屬犬科動物,但只有狗兒會使用指示性和意圖性的方式與人類溝通,這是因為在馴化的過程中,犬科動物的大腦已有所改變,讓牠們擁有了這種能力。

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不過,我們要怎麼確認這種溝通的能力呢?科學家嘗試運用「無解之題」(unsolvable problem)來作為測試的依據,實驗讓狗面臨自己無法解決的問題,並觀察牠們是否會嘗試與人類進行溝通。

那麼,除了狗以外的動物呢?科學家經過許多實驗發現:人們較熟悉的伴侶動物(指以陪伴為目的被飼養的動物)裡頭,狗和馬都會透過眼神和人類進行溝通以尋求協助。研究人員觀察到狗與幼兒都會察覺實驗者的注意力方向,並在面對無解之題時增加眼神接觸。而「察覺人類注意力」的這項技能,馬兒做起來也是得心應手,不過,可不是所有伴侶動物都喜歡跟人類用眼神溝通,像喵星人就不喜歡眼神接觸,這與牠們傲嬌屬性的角色設定可說是不謀而合。

山羊大大也會看人嗎?

從前的動物溝通實驗常常將對象鎖定在伴侶動物,那麼,被 養肥了下酒的 雞鴨魚豬牛等等食用動物呢?

紅燒雞翅,我最愛吃。圖/Youtube
紅燒雞翅,我最愛吃。圖/Youtube

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為了解開謎底,科學家特別針對山羊進行實驗。實驗在「山羊樂園」(Buttercups Sanctuary for Goats)進行,總共找了 34 隻成年羊(17 隻雌羊、17 隻閹公羊),樂園裡的這些山羊與人類之間經歷過許多正向的互動;在實驗之前,樂園裡的員工和志工都會固定照顧山羊,牠們也可以自由取得自己想要的食物。

在正式實驗之前,山羊們先歷經了「取食練習」:在練習場地的正中央,有一塊稍高於其他部分的木板,而兩名參與實驗的人員則會分別站木板旁邊(實驗員 A )以及距離木板 250 公分處 (實驗員 B)。實驗員 A 將食物放在木板上,並用塑膠盒蓋住,如果山羊可以在 60 秒內移動或翻倒塑膠盒並取得食物,便算過關。在練習的過程中,有 2 隻雌羊因為沒有達成任務而被排除。

在甲組中,實驗員面對盒子;在乙組中,實驗員背對盒子。圖/實驗圖片
在甲組中,實驗員面對盒子;在乙組中,實驗員背對盒子。圖/實驗圖片

而在第二階段的正式實驗中,科學家進一步將塑膠盒固定在木板上,讓山羊看得到飼料卻吃不到,成為了「無解之題」。實驗將山羊分為兩組(各 16 隻羊),甲組山羊的實驗過程中,實驗員 A 會面對塑膠盒;而乙組山羊的實驗過程中,實驗員 A 則會背對塑膠盒;而實驗員 B 則當作控制變因、始終直直盯著塑膠盒。

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你在看我嗎?靠近一點,再靠近一點

看著我、看著我(瞇)快給我食物啦~~圖/Pixabay
看著我、看著我(瞇)快給我食物啦~~圖/Pixabay

在取食練習和正式的實驗中,我們可以發現山羊會根據實驗員 A 的注意方向而調整自己的行為;相對於背對自己的實驗員來說,山羊會比較早看向面對自己的實驗員,注視實驗員的目光也會停留較久。此外,當實驗員 A 面向前方時,山羊會比較快進行視線交替(gaze alternation)且視線交替的頻率也較高;而在面對實驗者 B 的時候,則沒有特別的差異。這個實驗結果從前也曾在幼兒、狗和馬的身上有類似發現。

  • 註:視線交替(gaze alternation)指的是視線在人與物品間交替

在實驗中,所有的山羊都有與一位或同時兩位實驗者互動,可能是想要乞求食物。在實驗中,還有另一項有趣的發現,在下方的實驗影片中,我們可以看到:在幾乎沒有肢體接觸的情況下,山羊會在實驗者前 20~40 公尺處短暫停留 2~3 秒,這個有點嬌羞的求救舉動有可能是視線交替後的發展動作,不過,不是每一隻山羊都會有這個舉動,所以此舉背後的意義尚待釐清。

在這個實驗中,山羊展現了與狗或馬相似的行為,顯示出不只有伴侶動物會與人類產生交流或溝通,而這也改變了原本人們對於動物溝通能力的假設;除了伴侶動物之外,或許我們也應該用更全面的視角去檢視馴化對於各種動物的影響,或許我們看待動物的方式也會不再相同。

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參考資料:

  1. 馴養 維基百科 
  2. Christian Nawroth, Jemma M. Brett, Alan G. McElligott, “Goats display audience-dependent human-directed gazing behaviour in a problem-solving task” , Biology Letters, [2016.07.05]  DOI: 10.1098/rsbl.2016.0283
  3. Virginia Morell, “Video: These goats stare at men—when they want help“, Science, [2016.07.05]
Peggy Sha
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曾經是泛科的 S 編,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。