梦里能扫二维码吗?—— 从认知科学出发的思想实验
梦里的二维码 —— 大脑能复现出图案吗
很多人都有过这样的经历:梦里想读一本书,字却是模糊的,或者读着读着内容自己变了。一般认为这是因为做梦时大脑语言处理区域(布罗卡区、韦尼克区)的活动水平下降。那么二维码呢?
在梦里「看见」二维码,理论上是可能的。梦是大脑重新组合过去的视觉经验生成出来的,日常经常看到二维码的人,梦里出现二维码毫不奇怪。但那个二维码是「装着有效数据的准确图案」的可能性极低。
哪怕是版本 1 的二维码(21×21 个模块),也要求 441 个模块的黑白排布分毫不差才能正常工作。大脑要以这种精度复现一个图案,即使在清醒时靠有意识的记忆也很难做到。梦里的二维码,更合理的理解是「某种像二维码的东西」,而不是可以真正扫出内容的准确图案。这和梦里的时钟指不出准确时刻,是同一个道理 —— 大脑保留的是「墙上挂着一个圆形的钟」这样的整体印象,而不是指针所指的那个具体刻度。
换个角度说,二维码要能被扫出来,靠的不是它「看上去像二维码」,而是每一个模块的黑白都恰好落在规格允许的位置上。人的视觉记忆擅长抓住整体的质感与轮廓,却几乎不保存这种逐点的精确信息。梦中的二维码之所以扫不动,原因不在梦本身,而在于视觉记忆的工作方式与二维码所要求的精度根本不在同一个量级上。
对失明者而言的二维码
二维码是一项依赖视觉的技术。那么对视觉有障碍的人来说,二维码是否就完全与自己无关?
其实,配合手机的无障碍功能,视障者同样能享受到二维码带来的便利。iOS 的 VoiceOver 和 Android 的 TalkBack 在摄像头检测到二维码时会用语音提示,并把链接页面的内容朗读出来。「扫描」这个动作本身仍依赖视觉,但只要把摄像头朝着大致的方向,系统就会自动检出,并不需要精确地「看到」那枚码。
还有更根本的思路,就是给二维码补上可以用手摸到的线索。比如在二维码周围用盲文标出「这里有一枚二维码」,或者设置凸起的标记来指示码的位置。有一家名为 NaviLens 的企业开发了针对视障者优化的特殊码型 —— 比普通二维码能从更远的距离、更大的偏角被检测到 —— 已经在巴塞罗那和纽约的公共交通系统中投入使用。对站台上找不到码贴在哪里的人来说,「不必先定位就能被检出」这一点,比码本身能装多少数据要紧得多。
动物能认出二维码吗
人以外的动物是怎么知觉二维码的?这个问题作为理解动物视觉认知的思想实验,相当有意思。
灵长类:黑猩猩和倭黑猩猩拥有接近人类的视觉能力,图案识别也很出色。经过训练,它们应该能把二维码当作「某个特定图案」区分出来,并与奖励建立联系。但它们无法理解二维码的「含义」,也就是里面装着的数据。
鸟类:乌鸦和鹦鹉的视觉认知能力很高,已知它们能逐个分辨人的面孔。把二维码的黑白排布当成一种「花纹」认下来是做得到的,但它们不具备理解「这个花纹里存着信息」所需的认知能力。
昆虫:蜜蜂能知觉紫外线,靠花朵上的蜜标(人眼看不见的紫外线图案)作为线索寻找花蜜。如果用紫外线油墨来印二维码,就能做出蜜蜂看得见、人看不见的二维码。不过考虑到蜜蜂的视觉分辨率远低于人类,它们究竟能不能把二维码当作一个「图案」来认知,是很可疑的 —— 在它们眼里,那大概只是一团深浅不均的灰。
二维码是「语言」还是「符号」
从语言学的角度看,二维码能被称为「语言」吗?关于语言的定义有多种说法,但通常要满足三个条件:(1)它是一套带有意义的符号体系;(2)符号按语法规则组合起来;(3)能够生成新的意义。
二维码满足(1)。黑白模块是携带意义的符号,它们的排列表达出数据。(2)也部分满足:二维码有严格的结构规则 —— 定位图形的摆放位置、数据区域的读取顺序、纠错码字的生成规则 —— 这些相当于它的语法。至于(3),由于可以装入任意文本或链接,它能生成的意义是无限的。
然而二维码与自然语言有一处根本差别:它并不是为了让人直接「读」而设计的。二维码是「供机器阅读的语言」,人只能通过一个翻译者(手机)才能接触到里面的内容。这与人可以直接理解的字母、汉字在性质上完全不同,属于一类新的符号体系。人识字之后可以自己读一段文字,但没有人能靠肉眼把一枚二维码里的链接念出来。
100 年后的人类能读懂二维码吗
最后一个思想实验。假如现代文明因某种原因崩塌,100 年后的人类发现了印着二维码的印刷品,他们能把它解读出来吗?
二维码的规格已经作为 ISO/IEC 18004 成为国际标准,规格文件是公开的。只要这份文件还留存着,具备数学与逻辑学知识的人,理论上可以用手工方式把二维码解码出来。里德-所罗门码的数学基础是普遍成立的,不依赖任何特定的技术或平台。
反过来,如果规格文件遗失了,解读二维码就成了堪比破译古代文字的难题。正如罗塞塔石碑使埃及圣书体的破译成为可能,若能找到二维码的「罗塞塔石碑」—— 即一段已知数据与对应二维码构成的一对样本 —— 就有可能从图案的规律性反推出规格。但要连纠错部分的数学结构一并复原,会是一项极其高强度的智力工作 —— 定位图形的规律或许几次比对就能摸出来,但纠错码字那一层是纯粹的代数构造,仅凭样本很难反推。