近日,一项基于全球数十亿张数字草图的大规模研究在《自然·人类行为》杂志上发表,颠覆了心理学和认知科学中关于“人类概念具有普适性”的传统观点。研究团队通过对来自全球190多个国家和地区、约1500万用户绘制的超过10亿张草图进行机器学习分析,发现不同文化背景下的人们对同一概念——如“房子”“猫”“汽车”——的图形表达存在显著且系统性的差异。这一发现不仅为理解人类认知的多样性提供了全新视角,也对人工智能的跨文化应用提出了严峻挑战。
从Quick, Draw!到文化解码
该研究的数据基础源于谷歌2016年推出的在线游戏“Quick, Draw!”。用户被要求在20秒内画出一个指定物体(如“面包”“太阳”),游戏会利用神经网络实时识别草图。起初这只是一个娱乐项目,但2017年谷歌开源了包含5000万张草图的数据库,随后吸引了大量研究人员。本次研究由哈佛大学认知科学实验室与谷歌AI团队联合开展,他们从数据库中筛选出720个常见概念的草图,并按用户地理信息(IP地址、语言设置等)将其划分为八个文化区域:西欧、东欧、中东、南亚、东亚、东南亚、拉丁美洲和撒哈拉以南非洲。
研究人员利用卷积神经网络提取每张草图的几何特征(如线条走向、长宽比、对称性、局部细节密度),并设置了一个“文化预测”任务:仅凭草图的视觉特征,算法能否判断它来自哪个文化区域?结果令人吃惊——在超过95%的概念中,算法能够以高于随机水平60%以上的准确率识别文化来源。这意味着,不同文化的人不仅在画什么上有差异,更在怎么画上有根深蒂固的习惯。
差异的具象呈现:从房子到笑脸
研究中最直观的案例是“房子”的描绘。西欧和北美用户的草图普遍呈现三角形屋顶、矩形墙体和中央门——即“尖顶方屋”范式,这源于西方童话和建筑传统中的典型木结构房屋。然而,东亚用户(尤其是中日韩)画出的房子往往更接近方正轮廓,屋顶倾斜度较小,且经常加入“瓦片”纹理符号。而在中东和南亚地区,用户更多画出平顶、带有拱形门廊的方形建筑,反映了当地实际建筑风格。
另一个有趣差异出现在“笑脸”上。尽管全球通用的“(\smile)”表情符号盛行,但在实际手绘中,东亚用户更倾向于将眼睛画成直线或点状,嘴巴为半圆形弧线;而欧美用户则更常画出弯弧形眼睛和夸张的嘴形。研究人员认为,这可能与东亚文化中“含蓄表达”的审美偏好有关,而欧美卡通文化则鼓励夸张的面部表情。
更微妙的是特定物体的“绘制顺序”差异。例如,在画“人脸”时,大多数西欧用户先画轮廓(椭圆),再画五官;而东亚用户中约有40%会先画眼睛,再画鼻子、嘴巴,最后才画脸部轮廓。这种“从局部到整体”vs“从整体到局部”的认知策略差异,与汉字书写习惯和东亚传统肖像画技法密切相关。
普适性假设的再审视
长期以来,心理学领域普遍认为,人类对基本生命体、人造物等概念的表征具有跨文化一致性。例如,即便是未受过绘画训练的儿童,也能用类似的简化图式表达“猫”或“太阳”。但本研究的数据表明,这种“一致”可能是受限于早期研究样本——绝大多数认知实验都来自西欧和北美的大学生群体(即“WEIRD人群”)。一旦引入全球数据,文化变异性就会全面浮现。
研究首席作者、哈佛大学心理学教授艾米莉·王(Emily Wang)表示:“我们发现了至少四种关键的绘画维度差异:几何简化程度(如是否画细节)、对称性偏好(如画树是否左右对称)、视角选择(如画汽车时用侧面还是俯视)以及背景元素(是否添加天空、地面等)。这些维度构成了文化特有的‘绘画语法’,其根源在于不同的艺术传统、语言结构(如汉语书写系统更重视空间布局)以及教育方式。”
对人工智能与跨文化沟通的启示
这一发现对当前深度学习模型提出了直接挑战。许多图像识别AI的训练数据以英语国家的图像为主,导致模型在面对非西方绘画时表现急剧下降——例如,当让一个训练于北美数据的AI识别“家庭”主题的儿童画时,它很容易把东亚孩子画的“带有烟囱和烟的房子”误判为“工厂”。研究团队呼吁,未来的AI系统必须在训练数据中纳入文化多样性,否则将加剧数字世界中的“文化盲区”。
此外,该研究也为跨文化教育提供了新思路。在国际交流中,简单的绘画有时比语言更能快速传达概念,但人们需要意识到“一幅画在不同文化中可以意味着截然不同的东西”。例如,阿拉伯地区用户绘制的“手”往往五指并拢、线条密集,而北欧用户则更倾向于用简单线条勾勒轮廓——这些差异并非“画技好坏”,而是文化认知模式的自然流露。
“数十亿张草图告诉我们,人类的心智并非一张白纸,而是一张被文化写满密码的羊皮卷。”王教授总结道,“当我们看到一张画时,看到的不仅是画中的物体,更是一个文化灵魂的形状。”
目前,研究团队已开放跨文化草图数据集,供全球研究者进一步探索。他们下一步计划将研究扩展到非手势画(如用鼠标触控的“涂鸦”)和动态草图,以期更完整地描绘人类概念在文化维度上的壮丽图谱。