猫很聪明又有灵性,但牠们可能真的认不出你的脸

猫能够看懂脸吗?

猫作为人类的伙伴已经有了上千年的历史,最经典的例子要属古埃及的法老家族,他们对于猫的热爱与现代人无异。不过,就如同有人说猫是人类(除了狗以外)的另一个好伙伴。现在,大约有六亿只猫生活在我们周围,可以说算是最为常见的宠物。相比主人对于猫无限的爱,猫似乎与主人不是那幺亲近,以至于很多人感觉自己不是在养猫,其实是在服侍猫主人;那幺猫的眼中有我们吗?在这一节,暂且不谈猫与人类的交往与生活,只谈一谈猫对于人类脸孔有没有阅读能力。有一位朋友说:「要是我们家的猫真能记住我,每天这幺养牠我也觉得值了。」就像上一节谈论狗一样,这一节我们看一看猫能不能识别人的一些指示甚至情绪,再看一看猫能不能通过脸孔判断我们的身份。

研究神经科学的科学家和我们一样都爱着猫,唯一的不同之处就是有一些科学家会用猫作为实验的对象来探索脑的结构,而有另一组科学家更对猫本身感兴趣。我们先看看前一组科学家。最近非常热门的深度学习里面就涉及一个叫作神经网络模型(Neural Networks)的演算法,这一演算法看似与整本书风马牛不相及,事实上它正来自科学家对于猫的研究。

在1961年,Hubel与Wiesel教授深入研究了猫的视觉皮层,他们发现视觉皮层上对于方向敏感的细胞有如网一般的结构:高效简洁。这一成果在电脑科学上开花结果。在二十世纪,神经科学的许多经典实验都是在猫的脑中进行。他们麻醉猫后,用电极检测猫对于基础视觉刺激的反应。不过这些实验虽然对于视觉领域说明很大,但是并没有解释本章的主题,猫能不能认清楚主人的脸孔。所以我们还是看看那些针对猫本身进行研究的科学实验吧。

我们还得从猫的视觉能力开始。大家都知道猫可以在夜间活动的一个关键原因就是猫有夜视能力。在猫的眼睛上,视网膜的结构与人类大不一样。作为接收视觉资讯的「底片」,视网膜上神经细胞的数量决定了接收到的资讯。相比人类,猫的视网膜上拥有更多视杆细胞更少的视锥细胞。视杆细胞形状细长好似杆子,它的最大特点就是对于光亮敏感,而对颜色并不敏感。同样分辨丝丝光亮,上百个视锥细胞才能达到一个视杆细胞的敏感程度。所以拥有更多的视杆细胞可以帮助夜间活动:对于光亮越敏感,也就越能察觉暗处环境下的细微亮度变化。

正因为能够对细微亮度的变化一清二楚,所以视杆细胞也能够精确判断动态。视锥细胞,顾名思义,长得像锥子一样。术业有专攻,视锥细胞并不是判断光亮的好手,它们更加擅长判断颜色。在我们人类的眼睛里面,六百多万个视锥细胞让我们能够看清楚五彩斑斓的世界。不过猫就没有这幺幸运,牠们眼内的视锥细胞可能只有人类的1%。所以猫的动态资讯清楚无比,夜间万物也纤毫毕现,不愧是天生的捕猎者,眼睛就是为捕猎而设计。不过猫的眼睛虽然设计精巧,却有一个致命缺陷,那就是视力不是特别好。

先说猫的视觉能力吧,猫完全可以像人类一样分辨一些点的大小、方向以及角度,也可以记住看到的一些物体,所以从硬体角度而言猫是擅长使用视觉资讯的:大家都看过不少猫视频,比如追逐镭射笔,拨弄毛线球。不过辨识脸孔就是另外一项工作了,因为脸孔算是最为複杂的视觉刺激了。既然能够记住自己喜欢的毛线球,猫是不是也能认出我们的脸孔呢?

养过猫的人都知道,猫虽然很傲娇,与人不甚亲密,但是牠们能识别出主人,尤其是在和陌生人比较的时候。有一位朋友曾告诉我,她家的猫很怕生人,只有她才可以与猫愉快地玩耍。暂且不谈在牠们心中我们到底是不是主人,至少这些例子告诉我们,牠们心里有我们,而且还能把我们和其他人分别开。但是这个事实不能直接推导出猫可以判断出我们的脸孔,毕竟猫可以利用气味、身材、脸孔、身体动作的特点等多样方式来判断我们。

举一个不恰当的例子,青蛙捕捉飞虫并不是真的因为牠们能够判断出飞过的虫子很好吃,而是因为牠们神经系统内的反射结构导致。相对的,猫对我们是谁的判断并不一定与人类相同,毕竟,条条大路通罗马,猫也有若干手段标记牠的主人。所以我们要确定脸孔能不能被认出来,尚需更加严格的实验控制。

与狗不一样,人类对猫的驯化并不完全。相比功能繁多的狗,古代人类驯化猫的时候并没有开发出多少功能。有一种说法是相比在上万年前就能给人类带来助益的狗,猫一直没有太大的功能。毕竟是孤独的捕猎者,与人类一起捕猎似乎不是一件轻鬆的事情。反倒是抓老鼠的功能给了人们忍受猫的原因,自此生活在一个屋檐下,直到牠们与人类越来越亲密,成了座上宾甚至太上皇。所以说我们与猫的关係更为鬆散,在驯化过程中也不要求猫多幺服从我们。至少在驯化过程中猫并不是那幺需要认出我们的脸孔和指令,很有可能牠们没有足够的脸孔识别能力,因为没有必要。

另一朵盘踞在猫咪脸孔识别上的乌云就是牠们的特点了,猫咪作为捕猎者往往单独行动:整个猫科动物,只有狮子是群居动物,而我们养的猫及其祖先还真不是。大家回忆一下,有群居性的动物一般都会竭尽手段识别对方。虽然猫在现在也会有自己的社区(流浪猫),还会与人(家猫)交流,但是猫与人类社交并不如其他动物那样迫切,也没有直接分辨人类的需求,自然不是必须拥有脸孔的识别能力。儘管不少科学家都发现猫有着完善的视觉能力,甚至与人类很接近;不过识别脸孔这样複杂的能力似乎不是猫的「功能表」上必备的。

我们还是从与人类交流开始说起。上一节提到了狗可以与人进行密切的交流,猫可以吗?这个问题的答案可以从猫与主人的活动中寻找。有科学家就认为吃饭前与吃饭后的行为差异是个好指标:在餵养动物的环境下,如果餵养前都不和人亲密互动,可以说没有交流。如果是不同岁数、不同性别,甚至不一样的饲主,猫都很愿意与人交流,虽然在吃饱喝足后牠们明显花更多时间打理自己(舔舔毛,摆摆造型),不过牠们无论吃饭前后都能与主人有互动,还会观察主人的脸孔,所以说牠们可以识别我们,在吃饭前还会很乐意看我们的脸(撒娇)。不过仅从吃饭这个环境入手难免会有一定特殊性,也许猫只是在「餐厅」才有这样的活动,所以想要推广到整个猫界,还是得把猫放在其他情境下与其他宠物比较一番。

猫很聪明又有灵性,但牠们可能真的认不出你的脸

果不其然,有科学家把猫与狗和主人活动的情况比较了一下:相比狗对人的指令和脸孔浓厚的兴趣,猫似乎漫不经心了些。在追随主人指示的一个实验里面,猫和狗都能够比较準确地跟随主人的手势找到食物,虽然猫与人的互动会少一点。而在一个寻找食物的实验里面,相对于狗,猫不太观察主人脸孔的特性就被突显出来。实验人员偷偷把食物藏了起来,以至于猫和狗不能直接把食物弄出来。在这样的无解难题下狗更倾向观察主人的脸孔寻求帮助,但是猫并不喜欢观察主人的脸孔:牠们更喜欢自己行动,在发现困难之后不会主动寻求主人帮助,而且就算寻求帮助也不会像狗那样花时间观察主人的脸孔。

这个实验里面我们能看到猫的独立性,因为牠们在遇到困难时没有放弃自己主动解决;也能看到牠们对于人脸孔的兴趣不大,并不频繁通过观察主人寻找帮助。所以猫可以判断出我们的脸孔,还可以理解我们脸孔的方向,甚至能通过我们的指示进行操作。能清楚脸与方向是交往的第一步,第二步就是能够理解我们的表情,牠们能够分辨我们的情绪吗?

最近有一组科学家就测了测猫对于我们情绪的看法。实验设计非常巧妙,主要是测量猫从笼子里出来之后看到不同人的不同表情会不会有不一样的交流。情绪有两种,开心与不开心;接触的人也有两种,主人与陌生人(实验员)。猫的一切行为都被隐藏摄影机拍下来以供分析,那幺我们看看「真猫秀」中猫的表现吧。首先猫对于主人和陌生人的确有不同之处:遇到主人不太会回避,还会主动用眼神交流示好,也不太会害怕。总之牠们能察觉出主人和陌生人的区别,然后更喜欢看主人。

但是在情绪方面很有意思,对于陌生人,猫可不管那人的表情:牠们对于陌生人不是很感兴趣,无论对什幺情绪既不害怕也不亲热,很有遗世独立的风采。但是对于主人,猫的热情都是来自积极的情绪,好比说主人带着「快来和我玩」的热烈表情,猫真的会更喜欢和主人玩,但是如果主人摆着一张臭脸,猫与主人的互动会降至冰点,和陌生人没啥差异。所以说,猫可以分辨我们是不是主人,也能看清楚我们的情绪,真的是有灵性的小动物啊。

不过上面的实验还有一点点小问题,猫是否可能通过我们的肢体形态或者声音来分辨呢(不谈气味)?那幺,最直接的方法就是让猫分辨我们的脸孔照片,牠们要是正确率很高,就可以说牠们能识别出我们的脸孔,反之亦然。让人伤心的是,如果只是判断脸孔,猫对于朝夕相伴半年的实验人员几乎认不出来:正确率只有54%,基本上就是猜的準确度。是不是因为猫不擅长利用脸孔来识别人呢?实验人员再让猫判断熟悉的同类,结果正确率相当高,有90.7%;不光如此,牠们还能够明确判断出场景是不是熟悉。总而言之,就是猫视觉很不错,而且可以通过脸孔判断同类,就是判断不了人类。

所以说,我们之前提到识别主人的能力,应该不是来自脸孔, 而有可能是身材,甚至是姿势。每一个人都有特别多的声音,那会不会是猫能够分辨我们的声音呢?答案是肯定的。猫有着更加广阔的听觉频率範围,也有不错的听力。猫完全可以仅通过声音来判断来者是不是主人,只有主人呼叫猫的名字时猫才有社会性的动作。比如喵喵叫以及摇摆尾巴。而陌生人再模仿也不能让猫挪一下身子。

但是猫光听到主人的声音并不会观察声源的方向,从正面想,这个事实可以推断出猫仅通过声音就能判断主人,不过换个角度,猫真的不是那幺在意人的脸孔。这样你就能理解为什幺有时候你呼唤爱猫时牠们只是稍微叫唤一下但是不回头了吧,因为牠们觉得已经告诉你「我知道你在了」;牠们不看你只不过是因为没有这样的习性罢了。所以,不要太伤心,牠们真的不擅长看脸。

对于猫的研究现在还并不丰富,但是仅有的研究基本解释了猫与人类交往的模式。我们可以根据现有文献总结出:

    猫能够分辨我们的情绪甚至指令。猫可以分辨主人与他人,不过是建立在身体与声音资讯分析之上,而不是像人与人交往那般依赖于脸孔,也就是说,牠们不是很擅长看脸。

猫很聪明,很有灵性,也有不错的记忆力,对于脸孔的识别不顺很有可能只是缺少脸孔识别的脑区,谁让脸孔是最特殊的视觉刺激呢?所以说,你的猫,可能真的认不出你的脸。

相关书摘 ▶大脑如何加工脸孔资讯,让我们分辨生活中的喜怒哀乐?

书籍介绍

本文摘录自《脸的秘密:「看」人的科学》,远足文化出版
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作者:华沙

动物能辨识人类脸孔吗?为什麽外国人的脸孔在我们眼中看来都差不多?脸的美丑有科学依据吗?什麽样的脸孔才是真正的面无表情?英国前首相铁娘子柴契尔夫人对脸孔研究的贡献是?

阅读脸孔对你来说从来不是个值得思考的「问题」,可它却吸引了越来越多的科学家挖掘其背后的奥秘。电脑(比如机器学习以及电脑视觉)科学、认知神经科学、神经科学、发展心理学、社会心理学,甚至行为经济学的学者也涌进对「脸」的研究。是什幺吸引了他们呢?

常言道察言观色,正是在告诉我们读懂别人的脸孔挺重要的。儘管我们并不是科学家,也不需要和他们一样在实验室研究脸孔,但并不妨碍我们通过他们的发现去理解脸孔,了解我们每个人都拥有的「专家级」社交能力。所谓「知己知彼,百战不殆」,就让我们一起看看对于脸孔我们到底了解多少吧。

猫很聪明又有灵性,但牠们可能真的认不出你的脸

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