本文作者：量子熊猫

我们每天都在辨认物体，我们知道哪些是食物，哪些是工具，我们能辨识汽车和行人，辨认建筑物和自然景物……这是我们最基本的认知能力之一。但如果要评比哪一种能力最为与众不同，面孔一定名列前茅。

毫无疑问，面孔识别在日常生活中是一项非常重要的社会技能，我们主要就是靠面孔来认识其他人和获得大量社会信息的。仅仅靠面孔，我们就能了解一个人的性别、情绪状态等一系列信息。

你也许会说，这不算什么，现在一些电脑已经具备了近似能力，能用面孔识别来辨认主人。但是和人类相比，这只是雕虫小技：我们可是能依靠面孔区分熟人和陌生人，识别明星和偶像，识别一面之缘的人；我们把一张张面孔和一个个名字对应，我们还能依据面孔提取一系列个人身份……这些能力，依靠一定的神经机制。

1988年，时任美国纽约城市大学教授的杰瑞·佛多（Jerry Fodor）等神经科学研究者提出，大脑就像一把瑞士军刀，是一个由各种专门设备组成的多用途工具，有很多独立的功能模块。面孔识别就是其中一把合用强大的开锁器，帮助我们打开人际交往之锁。那么，面孔识别是一种独特的认知能力，还是共同能力的一部分呢？

大脑开锁器？

早在1969年，罗伯特·印（Robert Yin）等学者发现了“面孔倒置效应”——如果将建筑或者面孔的图片倒过来，辨认的过程就会变得非常困难，而且，面孔的辨认尤为困难。而后续的研究发现，改变五官的局部特性对辨认没什么影响，但是一旦面孔倒置，辨别需要的时间立刻增加。针对这一现象，有部分科学家认为，面孔识别并非大脑逐一对面孔的五官、脸型等特征进行识别，而是将面孔当作一个整体，可能使用了和辨别其他物体不同的脑机制，即所谓的整体性加工。事实上，这种加工方式免除了对于繁琐细节的记忆，加快了加工速度，在进化中有着重要意义。

时任英国兰卡斯特大学教授安迪·杨（Andy Young）等科学家则进行了另一项实验。他们将一张面孔从中间横切，与另一张面孔拼接在一起，结果发现，当两张脸严丝合缝地在一起时，想认出上面一张是谁非常困难；但只要把两张脸挪开一点，辨认起来就会容易很多。这进一步证明了面孔识别的整体性。

这么看来，大脑中存在特定的方式来帮助我们识别面孔，这个方式和我们分辨一本书、一支笔的方式是不同的，它不会分析组成面孔的原件，而是特别针对整个面孔。甚至，在新生儿身上，也能观察到这样的能力——刚出生的小孩就会用更长的时间盯住一个与面孔接近的图形，而对那些与面孔不同的则仅关注较短的时间。

这些无懈可击的例子似乎指出，大脑中确实存在一个特定的功能模块，专门负责处理面孔信息，这个模块好像一把开锁器，打开了我们识别面孔，进行社会活动的大门。

每个人脑中都有一个专家

我们几乎就要确定，演化为我们塑造了一把大脑瑞士军刀，其中的面孔识别区域与生俱来，甚至和其他客体识别的能力单独存在。

但是，等等，1986年，时任麻省理工学院脑与认知科学系教授苏珊·凯瑞（Susan Carey）曾提出不同意见，1997~2000年间，耶鲁大学心理系伊丽莎白·高瑟（Isabel Gauthier）等人也提出了类似观点。他们提出的专家理论(Expertise theory)认为，客体识别有两个层次：初级水平的辨别中，我们能分辨这是一本书，而不是一张桌子；但是，只有到了高级水平的辨别，我们才能分辨出这是桌子甲，不是桌子乙。而对我们来讲，则存在两种识别者，新手和专家。新手仅仅通过局部信息识别物体，比如需要通过色泽、轮廓等分辨动物，而专家则以来整体信息，瞥上一眼就能通过整体信息识别出某物。

相对而言，面孔的识别主要是高级水平的加工，我们很少需要分辨某物是面孔还是其他东西，倒是经常需要分辨不同的面孔。同时，面孔识别在我们的生活中实在太过重要，我们从出生不久就在进行面孔识别的训练。这样一来，对于面孔识别，我们每个人都是专家，而这又是一个高级水平的加工任务，因此自然表现的与对其他物体的识别不同。

这样的理论自然需要实验证据，1993年，时任美国奥伯林学院教授的吉姆·田中（James Tanaka）测试了鸟类专家、狗类专家和汽车专家。这些人是实实在在的专家，他们的工作就是与鸟类、狗或者汽车打交道。时间一长，他们对特定客体的辨别能力也变成了专家水平。结果出乎意料，他们在辨认自己熟悉的物体时，也表现了出了倒置效应，而且辨认时间长于辨认一般物体。更有甚者，高瑟干脆制造了一种人工物体Greeble。通过训练，普通人也会变成“Greeble 专家”。有趣的是，这些“专家”在辨认Greeble时，也会表现出整体效应。

[人工物体Greeble]

基因分享者

近年来，以上两种理论都不断提出新的证据，支持双方的实验研究都不在少数。但是，这种争论正越来越走入死胡同——新的证据越来越多，但也越来越庞杂，似乎我们离问题的本质越来越远了。

让我们来仔细分析一下这两种思路。支持面孔的特异化加工的，实际上将面孔识别看作一种先天的能力；而专家系统则相反，我们识别面孔的能力是后天获得的。只要成了某种专家，则我们对对应客体的识别方式就和对面孔一样。

按照这个思路，我们不妨换一种证明方法，如果两种理论的区别在于先天和后天，这就又将回到一个认知科学的核心问题，遗传与环境之争。那么，遗传学的方法可能是解决这一问题的钥匙。

在2010年1月发布的《当代生物学》（Current Biology）上，刊登了一篇论文，通过这一思路给这一问题提供了新的解决方案。这篇论文的作者来自北京师范大学认知神经科学与学习研究所、中国科学院和美国麻省理工学院。这项主要由国人完成的研究对比了来自北京中小学的180余对双胞胎，通过测量他们面孔识别能力的差异和相关，进一步逼近了这一问题的答案。

我们知道，双胞胎分两种，同卵双胞胎是一个受精卵分裂发育而来，基因相似度达到了100%；而异卵双胞胎是两个不同的受精卵发育而来，他们的基因相似度一般认为是50%。双胞胎的成长环境基本一致，我们可以认为，他们之间认知能力的差异更多的来自遗传而不是环境。

北师大刘嘉的实验室通过研究双生子的面孔识别能力，发现在集中不同的面孔的测试中，同卵双生子较之异卵双生子，互相之间的面孔识别能力更近似。这说明，面孔识别能力来自于先天而非后天训练。

目前，很多实验室正在追踪这一问题，并继续探索人类视觉、识别等能力的本质和神经基础。不知何时，我们才能彻底揭开面孔认知的秘密呢？

本文发表于2012.8《新发现》杂志

勘误：原文中提到Nancy Kanwisher的观点一处，引用文献有误，我已经删除了。