Animal Behaviour：根据网球击打声能判断运动员的性别和比赛结果 | 唧唧堂论文解析

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本文是针对论文《网球击打声包含了运动员的性别信息，并且能预测比赛结果（Tennis grunts communicate acoustic cues to sex and contest outcome）》的一篇解析，该论文于2017年6月发表于《动物行为（Animal Behaviour）》期刊上。该研究作者包括Jordan Raine , Katarzyna Pisanski, 和 David Reby 。

语言交流是人类的天性，是人类的独特行为，但是非语言的声音信息同样也很重要，它们无处不在。

研究背景和问题提出

语言交流已经被广泛研究过了，但是除了笑声和哭泣声，其他非语言的声音信息（比如呻吟声、叹息声、咆哮声和尖叫声）却几乎没有受到重视。这些声音对人类的生存和进化都有一定的意义。一些研究者根据非语言声音包含的情绪将其分类，并且认为非语言声音可以传达年龄、性别、身材和社会经济地位等信息，具有社会互动的功能。人类的非语言发声可能早于语言，而且两者在结构上是同源的。研究非语言声音的产生、控制和感知可以提供一种了解人类行为的独特视角。

有趣的是，动物在竞赛（比如求偶决斗）时会发出各种声音，人类也是一样。知乎上有一个问题是：为什么很多网球运动员在击球的时候会大声叫喊？网球比赛能很好地揭示非语言发声的特征。在网球比赛中，占主导地位的选手和被动的选手发出的声音是不一样的，而且运动员的声音可能会反映他们的身体状况、求胜动机、自信程度、呼吸强度、运动力度等信息，他们甚至可能为了震慑对手或者让对手分心而发出一些奇怪的声音。运动员会发出很多种声音，为了简化研究，本文研究者重点关注比赛过程中的网球击打声（tennis grunts）。

研究方法

研究者从电视播出的50场网球比赛中提取出367个网球击打声，将录音保存为WAV文件，分析击打声的基频（F0）。对于每个网球击打声，研究者记录了相关信息，比如网球拍是什么类型的，运动员是正手击球还是反手击球，击打声持续了多长时间，比赛进展到什么时候了，最后谁赢得了比赛等。此外，研究者收集了运动员的性别、身高、体重、年龄等信息。

研究者使用广义线性混合模型来检查网球击打声F0与其他变量的关系，事先假设男性运动员和女性运动员的F0分布很少有甚至没有重叠。

回放实验（playback experiments）：30位大学生（其中16位是专业网球玩家）参与性别预测任务，18位大学生（都是专业网球玩家）参与比赛结果预测任务。在回放实验中，这些大学生需要根据从电视和YouTube上的网球比赛剪辑而来的击打声，准确地判断运动员的性别和比赛结果。研究者分析了网球击打声F0的变化是否会影响这些大学生的判断。

研究结果

静态线索包括运动员的性别、年龄、身高、体重、说话时的基频。

性别与F0存在很大的联系，女性在击打网球时，F0平均值是573.9Hz；男性在击打网球时，F0平均值是296.9。基频F0决定整个音的音高，这意味着女性击打网球产生的声音的音高更大。年龄、身高、体重、说话时的基频与网球击打声F0没有明显关系。

动态线索包括比赛进度、比赛结果等信息。

不管运动员是男性还是女性，随着比赛的进展，他们的网球击打声F0都逐渐增大。对于男性而言，他们如果输了，就会发出更大的网球击打声；女性也会表现出这种行为，但不是很明显。

回放实验表明，听众能根据网球击打声正确判断运动员的性别，在运动员是男性时，听众的判断准确率为95%；在运动员是女性时，听众的判断准确率是91%。如果听众是专业网球玩家，准确率会更高。F0较高的网球击打声更有可能被判断是女性运动员；F0较低的网球击打声更有可能被判断是男性运动员。

前面说过，对于男性而言，他们如果输了，就会发出更大的网球击打声；女性也会表现出这种行为，但不是很明显。听众根据运动员在比赛过程中发出的一系列击打声猜测比赛结果的正确率（61%）只比随机乱猜的正确率（50%）高了一些。如果运动员发出的一系列击打声F0是按递增序列变化的，而且变化幅度较高，那么听众更有可能认为这位运动员最终会失败。

讨论

网球击打声包含静态和动态信息，听众可以根据网球击打声非常准确地判断运动员的性别，也能比较准确地判断比赛结局。这一发现与之前对哺乳动物的声音与性别、肌肉力量、地位的关系的研究发现是一致的。不管是男性还是女性，他们的网球击打声F0都是他们平时说话声F0的3倍左右。用正手击球比用反手击球有更高的F0。网球击打声与性别和比赛结果有关，但是与年龄、身材无关。此外，男性之间的网球击打声存在个体差异，这可能和男性睾酮水平有关，睾酮水平较低的男性平时说话声与睾酮水平较高的男性相比拥有更高的F0。我们确实可以从一些非语言的声音信息中了解一个人的生理情况和心理状态。

参考文献：

Jordan Raine , Katarzyna Pisanski, David Reby. (2017, July 06). Tennis grunts communicate acoustic cues to sex and contest outcome. Animal Behaviour,10.1016/j.anbehav.2017.06.022.

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