面部表情并不能揭示情绪

情绪人工智能产业、法庭和儿童教育者在不知不觉中依赖于对达尔文思想的误解

A double exposure image of a woman's face on a woman's hands covering her face.

你的面部动作会将你的情绪传递给其他人吗?如果你认为答案是肯定的,那就再想想。这个问题正处于激烈的争论之中。一些专家认为,世界各地的人们都会做出特定的、可识别的面孔来表达某些情绪,例如微笑表示快乐,皱眉表示愤怒,睁大眼睛喘气表示恐惧。他们指出数百项研究似乎表明,微笑、皱眉等等是普遍的面部情绪表达。他们还经常引用查尔斯·达尔文的1872年著作《人和动物的情绪表达》来支持普遍表达是自然选择进化的说法。

其他科学家则指出大量的反证表明,情绪期间的面部动作变化太大,无法成为情感意义的普遍灯塔。人们可能会在策划敌人垮台时面带仇恨地微笑,在听到糟糕的双关语时得意地皱眉。在美拉尼西亚文化中,睁大眼睛喘气的面孔是侵略的象征,而不是恐惧。这些专家表示,所谓的普遍表达只是代表了文化刻板印象。需要明确的是,辩论双方都承认,对于给定的情绪,面部动作会有所不同;争议在于是否存在足够的统一性来检测某人的感受。

这场辩论不仅仅是学术性的;结果会产生严重的后果。今天,你可能会因为一个所谓的情绪阅读系统在面试时通过摄像头观察你,并应用人工智能对你的面部动作进行不利评估而被拒绝工作。在美国法院,如果法官或陪审团认为被告的脸上表现出缺乏悔意,他们有时可能会判处更严厉的刑罚,甚至死刑。全国各地的幼儿园都在教孩子们将微笑识别为快乐,将皱眉识别为愤怒,以及来自书籍、游戏和分离面孔海报的其他富有表现力的刻板印象。对于自闭症谱系障碍儿童,他们中的一些人在感知他人的情绪方面存在困难,这些教导并不能转化为更好的沟通。


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那么谁是对的呢?答案涉及一位不知情的医生、一个科学错误以及对达尔文著作长达一个世纪的误读。具有讽刺意味的是,他自己的观察结果提供了一个强有力的解决方案,正在改变现代对情绪的理解。

普遍面部表情的假设可以追溯到几个来源,最著名的是19世纪法国医生纪尧姆-本杰明-阿芒·杜胥内拍摄的一组照片。在摄影的早期,杜胥内用电流刺激人们的面部肌肉,并拍摄肌肉收缩的照片。

他的照片启发了达尔文在《表达》中提出,某些面部动作是普遍的情绪迹象。达尔文写道,在快乐时,人们会微笑。在悲伤时,他们会皱眉。通常讲述的故事是,达尔文发现情绪具有内在的、基于生物学的表达,这些表达是普遍产生和识别的,并与其他动物共享。这个故事将面部动作呈现为一种信号系统,你可以通过观察一个人的脸来检测他们的情绪状态,并接收重要信息以保持你和他们的生命健康。

但事实似乎并非如此。大量证据表明,达尔文错了,而且他的错误非常严重。在现实生活中,人们表达特定情绪的方式差异很大。例如,在愤怒时,城市文化中的人们皱眉(或做出一些皱眉的面部动作)的次数仅占35%左右,这是根据对情绪期间面部动作研究的荟萃分析得出的结论。皱眉也不是愤怒特有的,因为人们皱眉还有其他原因,例如当他们集中注意力或放屁时。每种被研究的情绪以及每种据称可以告诉我们某人情绪状态的其他衡量标准(无论是他们的生理机能、声音还是大脑活动)都存在同样巨大的差异。

因此,情绪人工智能系统并不能检测情绪。它们检测的是物理信号,例如面部肌肉运动,而不是这些信号的心理意义。运动和意义的混淆深深地根植于西方文化和科学之中。一个例子是最近一项备受瞩目的研究,该研究将机器学习应用于超过六百万个互联网面部视频。训练人工智能系统的人工评分员被要求标记视频中的面部动作,但他们被提供的唯一标签是情绪词语,例如“愤怒”,而不是物理描述,例如“皱眉”。此外,没有客观的方法来证实视频中匿名的人们在那些时刻感受到了什么(如果有的话)。

还有大量证据表明,面部动作只是大脑接收的众多背景信息信号之一。给人们看一个孤立的鬼脸,他们可能会感知到痛苦或沮丧。但是,如果在一个赛跑运动员冲过终点线时显示相同的面孔,那么相同的鬼脸就会传达胜利。与其他信号阵列相比,面孔通常只是一个人内心状态的较弱信号

达尔文的《表达》表明,特定情绪的实例,例如愤怒,共享一种独特的、不变的物理原因或状态——一种本质——即使它们有表面的差异,也使这些实例相似。科学家们已经提出了各种各样的本质,其中一些本质很容易看到,例如面部动作,另一些本质则需要专门的仪器才能观察到,例如心率、呼吸和体温的复杂交织模式。这种对本质的信念,称为本质主义,具有令人信服的直觉性。它也是有害的,因为几乎不可能证明本质不存在。那些相信本质但尽管反复尝试仍未能观察到本质的人通常会继续相信它们。特别是研究人员倾向于通过暗示工具和方法尚不足以找到他们寻求的本质来为他们的信念辩护。

这个难题的解决方案可以在达尔文更著名的著作《物种起源》中找到,该书比《表达》早写了13年。具有讽刺意味的是,据著名生物学家恩斯特·迈尔,《物种起源》因帮助生物学“摆脱本质主义的麻痹性束缚”而受到赞誉。《物种起源》出版之前,学者们认为每个生物物种都有一个理想的形式,由上帝创造,具有将其与其他所有物种区分开来的定义属性——本质。可以将其视为生物学的“犬展”版本。在犬展中,每位参赛者都根据假设的理想犬进行评判。偏离理想被认为是错误。达尔文的《物种起源》激进地提出,一个物种是一个由各种个体组成的庞大群体,其核心没有本质。理想的狗不存在——它只是对许多不同狗的统计总结。变异不是错误;它是环境自然选择的必要组成部分。然而,当谈到情绪时,达尔文屈服于本质主义,忽略了他最重要的发现。

本质主义的力量使达尔文对情绪产生了一些非常荒谬的看法,包括情绪失衡会导致头发蓬乱,以及昆虫通过疯狂地摩擦身体部位来表达恐惧和愤怒

同样,本质主义似乎也诱使情绪人工智能系统的设计者沿着达尔文这条舒适的道路前进,并假设情绪是通过自然选择进化而来以服务于重要功能的。但是,如果你真正阅读《表达》,你会发现达尔文几乎没有提到自然选择。他也没有写面部表情是进化的功能性产物。事实上,他写的是相反的:微笑、皱眉、眼睛睁大和其他身体表情是“无目的的”——不再具有功能的退化运动。他在《表达》中十多次做出这一声明。对于达尔文来说,情绪表达是人类是动物以及我们已经进化的有力证据。按照他的逻辑,如果我们与其他动物共享表达,但这些表达对我们来说在功能上毫无用处,那么它们一定来自一个早已逝去的共同祖先,这些表达对他们来说是有用的。

《表达》被错误引用了一百多年。这是怎么发生的?我在20世纪早期心理学家弗洛伊德·奥尔波特的作品中发现了答案。奥尔波特在他的1924年著作《社会心理学》中,从达尔文的著作中得出一个全面的推论,即表情最初是新生儿的退化性反应,但很快就承担起有用的社会功能。他写道:“我们不认为生物学上有用的反应存在于祖先身上,而表达性的痕迹存在于后代身上,而是认为这两种功能都存在于后代身上,前者作为后者发展的基础。”

奥尔波特的观点虽然不正确,但被归咎于达尔文,并受到志同道合的科学家的热烈采纳。他们现在可以写关于普遍面部表情的文章,并声称自己是无可辩驳的查尔斯·达尔文的继承人。仅用一句话,奥尔波特就误导了西方对情绪的理解,不仅在科学领域,而且在法律、医学、公众眼中,以及现在的各种情绪人工智能系统中。

尽管如此,这个科学故事还是有一个美好的结局,因为对于我们在情绪的真实案例中观察到的那种变异,有一个名称。它与达尔文自己在动物物种中观察到的变异相同。在《物种起源》中,达尔文将动物物种描述为由各种个体组成的集合,其核心没有生物学本质。这一关键观察结果更普遍地被称为群体思维,它得到了现代遗传学研究的支持。

在过去的一个世纪里,群体思维一直在彻底改变生物学,现在它正在彻底改变情绪科学。像物种一样,给定的情绪,如恐惧、悲伤或兴高采烈,是一个由各种不同实例组成的庞大群体。人们确实可能会因为恐惧而睁大眼睛并喘气,但也可能因为恐惧而皱眉、因为恐惧而哭泣、在面对恐惧时大笑,甚至在某些文化中,还会因为恐惧而睡着。没有本质。变异是常态,它与一个人的生理机能和处境密切相关,就像物种的变异与其成员所居住的环境相关一样。

越来越多的情绪研究人员正在更加认真地对待群体思维,并超越过去的本质主义思想。现在是情绪人工智能的支持者以及制造和销售这些产品的公司停止炒作,并承认面部肌肉运动并非普遍对应于特定情绪的时候了。有明确的证据表明,同一种情绪可能伴随不同的面部动作,而相同的面部动作可能具有不同的(或没有)情绪意义。多样性而不是统一性才是规则。

达尔文的《表达》最好被视为历史文本,而不是权威的科学指南。这引出了一个更深层次的教训:科学不是权威的真理。科学是通过在不同背景下重复观察来量化怀疑。即使是最杰出的科学家也可能犯错。幸运的是,错误是科学过程的一部分。它们是发现的机会。

这是一篇观点和分析文章,作者或作者表达的观点不一定代表《大众科学》的观点。

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