闭上眼睛，想象一下自己是伦敦希思罗机场的护照官员。有一长队略显疲惫、恼怒且常常不耐烦的乘客，渴望到达旅程的终点。他们一个接一个地来到您的柜台，递上照片相当过时的护照，看着您，等待批准以到达他们的最终目的地。不同的发型、眼镜、晒黑的皮肤，以及稍微增加或减少的体重——不胜枚举。然而，判断身份证和持证人是否匹配应该很简单。您眼前同时有两者：人和图像。很简单，对吧？
嗯，并非如此。研究表明，人们不擅长识别不熟悉的面孔（我们第一次遇到的面孔，或者只是短暂见过的面孔）。这不仅在我们必须记住新面孔时是如此，而且在任务是同时比较呈现的图像时（例如，将护照照片与驾照照片进行匹配）也是如此。人们也很难按身份对照片进行排序：例如，当向参与者展示一叠四十张仅描绘两个不同人的照片时，他们往往认为这些图像平均显示了七个不同的人。对一个相当简单的“匹配”任务的研究告诉我们，在最佳条件下，参与者在至少10%的试验中会犯错误，在这个任务中，参与者必须决定两张照片是否显示同一个人或两个不同的人。身份证明文件中的照片通常有效期为十年，这进一步使情况复杂化，在此期间，一个人的外貌可能会发生很大变化。看看你的驾照、工作证和护照。它们都像你在镜子里看到的那个人吗？
普通人不擅长面部匹配的一个原因可能是他们不必每天都做这项任务。按照这个逻辑，那些经常将其作为工作一部分的人应该更擅长判断文件及其持有人是否匹配。令人惊讶的是，研究表明情况并非如此。澳大利亚大卫·怀特及其同事在2014年进行的一项研究表明，在模拟边境管制场景中，护照官员接受了14%的欺诈性文件，与充当对照组的未经培训的学生数量相同。此外，官员的表现好坏与他们的职业经验年限无关。简而言之，二十年的人员和文件匹配经验并不能使一个人擅长这项工作。这些发现与其他调查感知专业知识的研究结果一致。肖像艺术家，他们可能非常了解人脸的细微之处，但在面部识别任务中并不比普通人群表现更好。同样，一组瑞士研究人员报告称，姓名-面孔联想记忆冠军在标准化的面部识别任务中也不优于对照组参与者，因此成为超级记忆者并不等同于成为面部超级识别者。
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那么，这一切告诉我们人脸识别是如何工作的呢？双胞胎研究一致表明，人脸识别具有高度遗传性，并且独立于其他能力，例如一般智力。能力的范围非常惊人：“超级识别者”能够在街上认出几年前在聚会上见过一次的人。这些人也比普通人更擅长匹配不熟悉的面孔。
研究人员的一个关键问题是，这种增强的能力是纯粹天生的，还是可以后天习得的。在缺乏大量面部专家来守卫国境的情况下，科学家们已协同努力，以提高普通感知者在这些应用任务中的表现。一些研究表明，持续反馈，在这种情况下，在每次试验后告知参与者他们是否正确，可以减缓面部匹配准确率的下降，当必须长时间进行面部匹配时，例如在类似机场的场景中，但不能本身提高面部匹配率。其他研究表明，反馈确实可以帮助提高准确率。可以说，这种策略在实验室环境之外是不可行的，因为在街上真相总是未知的——在现实世界中，当唯一知道真相的人是身份证持有人时，谁会提供反馈？另一种常用的面部分类策略是鼓励人们根据面部的形状来判断两张面孔是相同还是不同，但这种策略在实验室环境中测试时也被发现无效。
其他干预措施显示出更大的希望。诸如巧克力之类的激励措施可以提高不匹配试验的准确率，这表明这可能是一种检测欺诈性身份证的可行策略，尽管人们可以看到将其应用于护照检查员的问题。 两人一组工作并可以自由交流似乎也对合作伙伴有益，并且可以推广到联合决策时间之外。指示新手参与者注意特定特征并根据其与另一图像的相似性来评估它们，也会带来更好的表现。最后，当任务困难时，遮盖外部特征、头发、耳朵和脸型提供了一些帮助，并提高了可辨别性。
另一种解决方案是在人员配置方面更具选择性。研究表明，超级识别者在面部匹配准确率方面远远领先于普通人群。他们似乎使用一种称为“整体处理”的方法，其中面孔被视为一个整体，而不是其各个部分的简单相加。它需要关注面孔的内部特征（眼睛、鼻子和嘴巴）并准确评估这些特征之间的相对距离，这可能是超级识别者做到这一点的可能解释之一。整体处理已反复证明与普通人群的面部处理能力呈正相关，但尚不清楚训练人们更全面地感知面孔是否会推广到改进的面部匹配。
尽管采用了完全不同的策略，但法医检查员（比较面部图像，然后在警方调查和法庭案件中提供专家证据的人员）也被发现面部匹配非常准确。他们严重依赖逐个特征的比较来做出决定，因此他们对面孔的处理不那么整体。可能是纯粹的面部识别能力以外的因素，例如注意力和动机，也发挥了作用。事实上，法医检查员的优势在检查图像的时间较长时变得明显，但在较短的时间间隔内则不明显。
最终的信息仍然是：不熟悉的面孔识别是一项极其困难的任务，只有极少数人能做到几乎正确。这使我们回到最初的问题：我们能否用科学来提高国家安全？答案是肯定的，有很多方法。首先，我们可以取消面部照片识别，而使用其他形式的生物识别技术。其次，当面孔被用作主要的生物特征时，人类决策者应该意识到自身的局限性，并在履行保护我们安全的职责时应用实验室的研究结果，例如两人一组工作并接受具体指示。最后，国家安全机构显然有潜力利用超级识别者将危险罪犯挡在街头和边境之外。