为什么面部表情可以作为情绪研究的客观指标
以面部表情作为情绪的研究手段，不少人存有疑问。尽管人们把达尔文关于人和动物表情的论述视为经典，但一百年来又把它搁置一旁；至少在20世纪60年代以前，对达尔文的情绪理论很少见持续的深入研究。人们承认面部表情和情绪有不可分割的联系，但是作为研究手段，由于把它看为似乎是主观自生的东西，不足以作为研究的客观指标。这种看法在很大程度上是由于情绪理论的薄弱，也在一定程度上是由于测量技术的难度造成的。近二十年来，情绪的理论研究和方法探索已经有了很大的进展。面部肌肉运动模式测量已经被多数情绪心理学家采用。本文拟对面部表情问题作些理论分析，并对测量方法作些介绍。
一、面部表情作为情绪的研究手段的理论根据
把面部表情作为情绪的研究手段，在现今已经具有相当充分的理论根据。它涉及情绪的性质和组成成分这些根本问题。从情绪的进化发展观出发，它具有先天性与适应性、动机性与组织性、社会性与交际功能。情绪是脑的各级水平，包括皮质、皮质下边缘结构与丘脑系统、内分泌系统、自主神经系统和骨骼肌系统的整合活动的结果。情绪又是社会情境关系与有机体或人的“利”、“害”所在的评价产物，从而又是心理各认知水平，包括感知、思维、记忆、判断、意识上与意识下的整合活动的结果。情绪本身是多侧面的，具有不同的维量和极性。情绪具有短暂的存在形式，影响和干扰当时的心理活动，又有延续相当长时间的持续状态，成为其他心理活动的背景。情绪可以以心理状态的形式存在，又可以以心理特质的形式蕴涵在人的个性之中。情绪具有独特的主观体验的色彩，又具有鲜明的客观的外部表现。
面对如此繁复的现象，情绪心理学家积累多年的研究成果，逐渐地理出了一些头绪。有些学者把情绪归纳为三个不可分割的成分。例如，伊扎德（Izard,1977）把这三个成分归之为生理的、体验的和表情的三方面，刘易斯（Lewis,1984）归之为状态、体验和表情。他们的理论概括已经成为当代强有力的情绪心理学学说，从而在研究方法上也得出了比较明朗的概念。
研究实践表明，科学家仍集中采用了与上述三成分相应的三种方法，即运用生理、生化测量探索情绪的生理机制，运用量表法测量主观体验，运用面部肌肉运动模式测量情绪的外部表现。三种方法综合使用。生理学方法除专门进行机制研究外，生理指标也被用来作为综合指标之一。而面部测量日益被认为是重要的指标。
（一）面部表情是有机体在进化中程序化的先天模式
近二十年来，情绪心理学家、人格与社会心理学家、精神病与临床心理实际工作者都强调表情的重要意义。这种认识的理论根据在于表情，特别是面部表情是人输送和接受社会信息的高级中心。表情的这种功能是情绪适应性在人类的体现。达尔文（Darwin,1872）在一百年前指出，面部表情是进化的产物，对种族的生存和适应起着巨大的作用。汤姆金斯（Tomkins,1962）强调，情绪基本上就是面部反应。
伊扎德（Izard,1978）指出，当代科学已经证明，情绪的发生和发展与大脑新皮质的进化是平行的；同时，新皮质的发展与面部肌肉系统的分化和发展也是平行的。情绪的分化和面部表情的分化是同一件事情的两个方面。无脊椎动物、低等脊椎动物没有面部肌肉系统。
在鸟类水平上可以观察到一些模式化行为。在它们的通信交往中，头部和面部的特点（伴随着声音）起着重要的作用。但是在脊椎动物中，存在着从完全不具有面部肌肉系统到有相当发育的面部肌肉系统，以至到人类产生了极为精细分化的面部肌肉组织。罗猴具有各种可区分的面部肌肉运动模式。它们在威胁、骚扰、屈服、媾和的通信中起着特殊的作用。但是罗猴的面部表情和身体姿势直接联系着，倘若离开它们的身体动作而单独对面部表情进行辨认则发生困难。然而，猿类的面部表情则可以同身体运动分开而相当独立地表现。人们可以辨认出猿类的怒、怕、快乐、满足或悲伤的情绪。到人类阶段，面部表情模式作为通信交流的工具，可以独立于身体姿势动作，传递着更分化、更多样的情绪信息。这一进化的轮廓说明，面部表情在进化中越来越独立地起着传递信息的作用。
在从猿到人类的进化过程中，随着脑神经组织的分化和面部肌肉组织的分化，具体的、具有各种不同性质的基本情绪也分化出来。这些诸如愉快、痛苦、兴趣、惊奇、厌恶、愤怒、惧怕等基本情绪都有生物遗传程序化的不同模式。而且，这些不同的基本情绪各自有着不同的适应功能。
（二）表情和情绪交流是人类婴儿生存的首要心理工具
在前语言阶段，人类婴儿表达愿望与要求，传递生理和心理信息的唯一手段就是情绪。他们通过面部表情、声音和身体活动同成人建立联系，达到与成人的互相了解。他们通过表情，诸如皱眉、微笑、哭声和四肢运动，表明他们是处在饥饿或饱足、病痛或舒适的状态，表明他们是愉快或痛苦、厌恶或愤怒。婴儿还通过情绪表情吸引成人接近、拥抱他，抚慰、哺育他。成人和婴儿之间的感情交流是相互的。成人的爱抚、哺育引起婴儿的欢快或痛苦的情绪反应；婴儿的主动表情又是唤起母亲感情的重要源泉。母婴之间的感情联结在这样的交流中建立，成为婴儿健康成长的关键。
新生儿时期，婴儿就会对看着他的人的面孔集中视线。与其他刺激物（如奶瓶、无响玩具或图片）相比，他们似乎更喜欢面孔刺激。两三个月的婴儿会发出主动的社会性微笑，当母亲在婴儿的视野范围内移动时，他会用眼睛跟踪；当母亲离开他时，他能作出所谓保持亲近反应（proximity-maintaining response），例如哭。6个月时婴儿会爬着追踪母亲。当母亲回到他身边时，又会出现保持亲近反应，这时，他伸出手臂，发出愉快的声音。6～9个月时，这些反应就出现得更为经常和强烈。这时的婴儿害怕时会搂着母亲的脖子，痛苦时会寻求与母亲接触（Izard,1977）。
婴儿与母亲的感情依恋是独特的。诚如上述，婴儿并不对其他物体表示这样的依恋。哈洛（Harlow）的罗猴实验已为众所周知，小猴宁愿偎依在绒布妈妈身上而不愿挨近供给食物的铁丝妈妈。本文作者在实验中发现，母乳喂养的3个月婴儿，在母亲哺喂时长时间地注视母亲的面孔，并喜欢抚摸母亲的另一个乳房。同样，3个月的人工喂养婴儿，他们并不注视奶瓶。婴儿在3～4个月可以显示出他已具有面孔的认知表象，多数婴儿在6个月时能区分经常照顾他的母亲和其他人。
大量的研究说明婴儿早期的情绪反应以及表情的生理知觉图式是本能的，是在种族发展中固定下来的先天特征。环绕着婴儿的生活需要和社会性交往需要，人类基本情绪和表情在1岁内均已出现。
然而，为了证实上述论点，对先天盲童的观察证明，先天盲童具有和正常视觉婴儿同样的面部表情和同样的感情依恋行为。只是由于他们缺乏后天视觉对感情交往的强化，这些表情在个体生活史中反而逐渐变得淡漠了。
上述人类婴儿表情的发展给人们提供了一个重要的启示：情绪的外部表现──表情，是观察、探测情绪的一个明亮的窗口。通过这个窗口不但可以揭示婴儿、儿童情绪的发生发展规律，而且，由于情绪个体发生学展现了情绪的本质特性，同时也是认识成人情绪的重要途径。
（三）跨文化研究揭示面部表情的全人类普遍性
美国情绪心理学家埃克曼（Ekman,1984）分析了盖杜谢克（C．Gajdusek）在20世纪50～60年代所拍摄的关于新几内亚两个前文化民族在接触外界社会以前的长达10万英尺（1英尺=0．3048米）的影片。发现这些民族在影片中显示的面部表情都是在其他民族中见过的。这些民族的语言与其他民族不同，但是，他们的面部表情与其他民族全然十分相似。埃克曼参照影片中人们的社会行为来解释这些表情，认为对这些表情的认知是正确无误的。埃克曼认为，面部表情和语言不同，异族的语言我们可以不理解，但是，他们的表情是可以理解的。外国人的表情不是外国语。
埃克曼进行了更多的跨文化研究。他对美国人和日本人作了比较，让被试观看容易引起正性情绪的风景影片和引起负性情绪的外科手术影片，发现日本人和美国人在对影片的每一特定片段上发生的面部表情的相似性相关为0．9，证明了面部表情的基本模式是全人类的。
为了弥补被试看过电影和电视这一可能的漏洞，埃克曼在新几内亚又选择了从未看过影片、照片和从未见过外国人的民族，做了两个实验。一个实验是给被试说一个“孩子死亡”的故事，然后让他们从三张照片中选出一张悲伤面孔的照片；再述说一个“攻击事件”的故事，选出一张愤怒面孔的照片。另一个实验是给被试说一个故事，让他们做出符合故事内容的相应表情。结果发现，他们的面部肌肉运动模式与文化人无异。
上述研究证明基本情绪在全人类是普遍的。但是研究中也发现表情具有文化差异。例如在上述对美国人和日本人的研究中，在观看外科手术的影片时，在美、日两组被试中分别有一位美国和一位日本的科学家随被试一同进入实验室。发现日本被试用微笑来掩盖负性感情，而美国被试则不隐藏他们直接的负性感受而表现在面孔上。美、日被试的表情显示很不一致。
王垒、孟昭兰（1986）的实验报告指出，成人被试既能辨认同婴儿基本表情一致的成人表情，也能辨认经过社会化了的成人表情，即可证明二者是可以并存的。这些实验证明了面部表情既是普遍的，又有文化差异，二者并存并不矛盾。在不受特定社会习俗影响的场合下，在成人中仍然观察到以生物进化为基础的全人类普遍表情。而社会文化的影响，在社交、礼仪、习俗中又有相对固定化了的表情―情境模式。由于基本上在基本情绪方面具有泛人类的表情模式，情绪心理学家已经作出了婴儿与成人对照、婴儿与黑猩猩对照的基本情绪表情模式。通过许多对照研究，已经得到了成人的（Ekman,1976,1978）和婴儿的（Izard，1979，1980）标准的表情模式供人在研究中对照使用。
（四）面部表情是最敏感的情绪发生器和显示器
面部表情是由躯体神经系统支配的骨骼肌系统的随意运动实现的。但情绪的发生不是面部肌肉运动这一成分单独的整合结果。面部表情是整个情绪过程的有机组成部分：脑的各级水平及各系统的神经活动，横纹肌的面部肌肉运动反应及面部―脑反馈，以及情绪的主观体验这三种成分的整合活动是情绪的完整机制。综合情绪生理学所揭示的脑各部位的情绪机制，可以假设一个如下的情绪过程。
在外界情绪刺激的作用下，皮质进行着有选择、有组织的加工。皮质过程改变着神经刺激的强度和边缘结构的活动模式。由皮质和丘脑传导的冲动支配着下丘脑。下丘脑是情绪的重要中枢，它储存着基本情绪的先天模式，还对情绪的分化起重要的作用。与此同时，皮质过程从皮质运动区通过颜面神经引起面部具体的肌肉运动模式。面部肌肉受纳器的冲动经三叉神经通过后部下丘脑反馈到皮质感觉区。皮质感觉区组织由面部反馈而来的神经信息在皮质运动区进行调节，这时进行的皮质整合活动产生情绪的主观体验。
在这一情绪过程中，面部肌肉运动是最敏感的一环。这是由于面部具有十分敏感的受纳器，面部神经的分化十分精细。由颜面神经传递的冲动而刺激面部血管所引起的反应，能激活面部受纳器迅速地发出肌肉运动反应。然后由面部肌肉运动的反馈所产生的皮质整合，也就是对表情的觉知，就是先天程序化的主观体验。
在比较面部肌肉运动和由自主神经系统支配的身体内脏活动在情绪发生中的作用时，可以肯定，自主神经系统的活动是情绪过程不可缺少的环节。一种情绪一旦被激活，整个生命系统都被卷入。但是与面部肌肉反应比较起来，身体过程的反应是缓慢的。这一点早在坎农批评詹姆斯时就指出了。汤姆金斯（Tomkins,1962）也强调指出，由于面部肌肉神经分化远比内脏来得精细，面部活动和反馈远比内脏活动来得快，内脏活动在情绪中只起第二位的作用，它只对面部反应提供背景和成为伴随物。伊扎德（Izard,1977）总结为，内脏活动对情绪起支持和延续的作用，他把内脏功能看做情绪过程的辅助系统。汤姆金斯在这个比较中强调，一种具体情绪就是一种具体的面部表情，对表情的意识就是情绪的主观体验。
按照上述分析，是否可以归纳出这样的看法：具体情绪在意识中出现，也就是情绪的主观体验的产生，依赖于面部肌肉精细分化的表情模式活动的快速的、具体的感觉反馈。由于面部表情和在下丘脑中储存的情绪模式是先天形成的，因此，面部表情的激活向皮质的反馈就产生情绪体验。这时，由下丘脑支配的自主系活动对已产生的情绪起支持作用。在这个情绪过程中揭示了一个重要的事实，那就是依赖于整个脑机制产生的情绪过程，是情绪体验，也是情绪表现；表情是情绪的发生机制，也是情绪的外显行为。它是最敏锐的情绪发生器，也是显示器。表情表露于外，是人们在通信交往中互相凭借的手段，又是情绪的客观的外显行为。这就从机制上说明了以面部肌肉运动模式作为情绪标志的根据。
二、面部表情的测量方法
面部表情的客观性和测量价值尽管在理论上得到了说明，但在测量的技术和方法上仍然是一个十分棘手的问题。在早期兰迪斯（C．Landis）和伍德沃思（Woodworth）的工作之后，直到20世纪70年代初期才又出现了测量面部表情的研究，但是取得了大大超过以前成果的进展。其中有些工作所得到的测量系统已为目前许多研究所采用。这主要是埃克曼的“面部肌肉活动编码系统”（FACS）以及伊扎德的“最大限度辨别面部肌肉运动编码系统”（Max）、“表情辨别整体判断系统”（Affex）。这里试图就他们的工作来介绍面部表情的测量方法。
（一）制订测量系统所依据的原则
以埃克曼和伊扎德为代表的工作在解决具体的测量技术时所依据的原则，可以概括为如下几点。
1．所要测量的是面部肌肉运动本身，而不是面部所给予观察者的情绪信息
在日常的通信交流中，人们通过表情传递感情信息，达到相互了解，是凭经验判断的。这些经验的取得依赖于面部模式的遗传编码和译码，是从婴儿早期开始并在与成人进行通信交流中积累起来的。但是作为科学研究的手段，要求它达到作为客观指标的目的和水平，只凭经验的口头描述是不行的。这正是许多情绪心理学家的先前工作以及人性学家的测量方法所没有越过的障碍或困难。
应当指出，面部肌肉运动所给予的情绪信息是面部本身活动的结果，二者是不可分的。面部反应所携带的心理学意义，也就是各种各样的具体情绪，只是情绪的现象学标准。如果离开对面部本身的测量和记录而直接从情绪信息来估量它，就恰恰是人们所评论的所谓表情“不客观”的要害，也不能脱离所谓“现象描述”的批评。我们的目的是测量情绪信号，但为达到此目的，必须找到面部反应的物质依据。所以，问题在于测量什么和如何测量。那么，要测量的面部本身是什么呢？十分明确，要测量的是面部反应的物质过程。按照情绪和表情产生的神经生理机制，可以严格地捕捉产生它的物质过程。这就引出第二个原则。
2．严格遵循神经解剖学基础
面部反应是严格的物质过程，受严格的神经生理过程所支配；不仅如此，整个的情绪和体验产生的过程，有完整的神经生理机制。鉴于面部有分化精细的肌肉组织系统和传导灵敏的躯体系统的神经支配。运用现代仪器设备有可能把一块块肌肉的活动分化出来，记录下来，也有可能把一块块肌肉的单一活动和互相有牵连的组合活动记录下来。埃克曼的工作就在于他详细地测量了面部的全部肌肉组织的活动，以及它们的活动所引起的面部各个独立部位的变化，还有可以观察到的由这些肌肉活动所改变着的面容。
面部反应的客观性在于，应用埃克曼的记录手册时，人们所记录的不是情绪本身，而是面部各部位一块块单一的或几块组合的肌肉活动，然后把这些肌肉活动与各种情绪命名联系起来，它们就成为情绪的标志了。埃克曼在测量中完全避免使用推论性术语，如“攻击性皱眉”、“不高兴地撅嘴”等，而是按照严格的肌肉活动，集中于运动活动本身的辨认，而不去理会它的“意义”：愉快或悲伤。
3．便于使用
按上述原则所确定的测量技术不是解剖学家所能完成的，解剖学只提供面部肌肉组织结构而不涉及它的情绪功能，也不是人性学家所能完成的，人性学只从社会现象学去观察情绪的发生和作用。要把情绪功能与解剖学结合起来，把心理测量放置在它的物质过程的可靠基础上，这正是心理学家的使命。
尽管制订一套面部肌肉运动的系统是大量而精细的工作，但是，使用这些系统，无论是FACS或Max，任何人都能通过眼睛的观察去作情绪测量，而不必使用像肌肉电流图机那样的设备。当然，观察者需要经过使用FACS或Max的训练。所要测量的表情的记录材料最好是录像带或影片，照片也可以用，尤其是录像片可以用慢放的速度，一个个画面去辨认。
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