在科幻电影中不乏各种机器人和模拟的人类角色，有些我们喜闻乐见，比如《星球大战》系列里的3PO，而另一些则使我们在惊叹仿真技术的高超的同时，产生一种无以名状的不安，比如《阿凡达》就给我这样一种感觉。果壳网微科幻主题站总结出了《 当科幻角色来到恐怖谷 》，看来不安的不止我一个。
为什么在仿真技术可以将每一个细微的表情模拟到出神入化境界的同时，却不能解除我们见到这些仿真人物时的不安感呢？难道这其中也有我们人类的古怪心理在“作祟”？这回还真猜中了。
欢迎来到恐怖谷
如果你也有同感，那么欢迎来到恐怖谷。
恐怖谷（Uncanny Valley）最早是在机器人、3D电脑动画和计算机图形学（Computer Graphics,简称CG）领域存在着一个的假设。这个假设是由日本现代仿真机器人教父级人物森政弘（Masahiro Mori）于1970年提出：当仿真机器人的外表和动作像真实人类，但又不是完美拟合时，作为观察者的人类会产生厌恶反应。
我们对于机器人的情感反应是随机器人和人类相似程度的增加而增加的，然而当相似度达到一定比例，我们的情感会突然逆转，产生厌恶感，而随着相似度的继续增加，我们的情感反应才会再次爬升起来。
当相似形达到一定程度，我们会突然对其产生厌恶感。
看来我们看电影时产生的那种诡异的厌恶感，还真是普遍存在的心理现象呀。那么我们为什么会产生这种感觉呢？对我们人类有什么好处吗？
跌入恐怖谷是为哪般？
解释恐怖谷现象成因的角度各异，但是大致都可以划归入两个阵营。第一个阵营认为恐怖谷效应是我们长期进化的产物，是对于从视觉上感知到的不正常个体的本能回避反应，以此来保护自己。具体来说，当我们看到仿真机器人的外观和动作既不像人类也不像典型的机器人时，我们就会觉得不正常，从而本能地产生了厌恶和恐惧的情绪——回避反应的典型情绪反应。
另一个阵营则认为恐怖谷源于我们基本的认知加工过程，是预期和现实之间不匹配所造成的一种认知和情绪的综合反应，类似于认知失调（同一时间持有两种矛盾的观点从而引起不舒服的感觉），即当我们预期仿真机器人应该像机器人一样但实际上却像人类一样做着各种表情时，我们就矛盾了、混乱了，认知上不能马上解决这种矛盾，进而催生了不安，甚至是恐怖等负性情绪。近些年，两个阵营中都有一些实证研究提供了支持。
恐怖谷或进化产物？
2009年，普林斯顿大学的阿西夫•葛赞法（Asif Ghazanfar）实验室用长尾猕猴（long-tailed macaques）进行了一个实验，试图揭示恐怖谷是否是人类所独有的，从而探讨其是否是进化的产物。他们在实验中给猴子呈现了不仿真、仿真和真实的三种不同仿真程度猴脸影像，记录猴子观看这些影像的次数和时间，结果发现（如图）猴子们对于中间的仿真猴脸的注视次数和注视时间最短，出现了恐怖谷现象。因此证明了恐怖谷不是人类所独有的，很可能是进化的产物。
左图为三种不同仿真程度的猴脸影像示例；右图为猴子对三种条件的影像的注视时间的总平均值结果。
但是这种进化机制是先天印刻在我们基因之中还是伴随着后天环境因素发展出来的呢？
葛赞法教授和实验室的研究人员们又在人类婴儿身上进行了这个实验。他们把人类面孔、恐怖面孔、极逼真面孔三种类型的影像给6、8、10、12个月大的婴儿观看，结果发现随着年龄的增长，婴儿对于恐怖面孔的注视时间呈线性趋势减少，而对于人类面孔的注视时间则线性增加，两者呈现相反的趋势，因此研究人员认为，人类恐怖谷现象很可能是伴随着婴儿对于人类面孔识别能力的发展而发展出的，而不是像动物本能的回避反应那样完全先天的。
左图为三种类型的面孔刺激示例；右图为四个年龄的婴儿对于人类和恐怖面孔的观看时间的平均值。
脑成像或揭开冰山一角？
2011年，加州大学圣地亚哥分校的认知科学家艾谢•瑟金（Ayse Saygin）和同事们从认知神经科学的角度研究了在观看机器人、仿真机器人和人类运动时，大脑皮层中到底发生了什么不同的活动。结果发现在运动感知系统（Action Perception System，APS，自身实施动作和观看他人动作时均会有所反应）中，的确会随刺激类型的不同而有不同的激活。
三种类型的刺激激活的大脑皮层相关区域结果图。
相较于机器人和人类，在观看仿真机器人的活动影像时，大脑与运动感知系统相关的区域活动更加活跃（如上图）。这一结果恰恰可以运用认知失调的逻辑来解释，即当我们看机器人和人类活动时，他们就如我们预期的一样，而仿真机器人却不同，他们外观酷似人类，而动作却和机器人相同，这在我们头脑中造成了与预期不符的矛盾，从而要调动更多的大脑区域来调整这些矛盾。
编辑的话
科幻作品中最经常出现恐怖谷现象，同样是机器人，瓦利很可爱，终结者却很可怕。科幻史上有哪些角色让你受到了“恐怖谷”的影响？请继续阅读《 当科幻角色来到恐怖谷 》
参考文献：
Lewkowicz, D. J., & Ghazanfar, A. A. (2011). The development of the uncanny valley in infants. Developmental Psychobiology, 54(2), 124-132. DOI: 10.1002/dev.20583.
MacDorman, K. F., Green, R. D., Ho, C., & Koch, C. T. (2009). Too real for comfort? Uncanny responses to computer generated faces. Computer in Human Behavior, 25, 695-710. DOI: 10.1016/j.chb.2008.12.026.
Saygin, A. P., Chaminade, T., Ishiguro, H., Driver, J., & Frith, C. (2011). The thing that should not be: predictive coding and the uncanny valley in perceiving human and humanoid robot actions. Social Cognitive and Affective Neuroscience. DOI: 10.1093/scan/nsr025.
Steckenfinger, S. A. & Ghazanfar, A. A. (2009). Monkey visual behavior falls into the uncanny valley. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106(43), 18362-18366. DOI: 10.1073/pnas.0910063106.
跌落于恐怖谷(Uncanny Valley)的充气娃娃及其他
Uncanny valley - Wikipedia, the free encyclopedia
At what age do babies enter the uncanny valley?