一次性高潮、一道乘法题、一张死尸照片，这些看似不相关的东西有何联系？它们都会引起我们眼瞳出现一次轻微的、却不可抑制的扩散，观察入微者就能看出一个微妙而意义重大的信号，人的思维和感官是不可分割的。
一个多世纪以来，科学家们早就知道我们的瞳孔不仅仅对光的改变作出反应。瞳孔还会背叛我们内心意识和情感的波澜。事实上，瞳孔扩张与应激的关联之密切，使得研究者利用瞳孔大小，或者说瞳孔测量法，来研究一系列广泛的心理学现象。进行这个研究的时候，他们并不知道眼睛为何会对外界出现如此应激。
“没人知道瞳孔的这些变化有何意义，”匹兹堡大学医学院生物统计研究实验室的负责人，斯图尔特·斯坦豪尔说道。他将瞳孔的扩散，视作神经系统处理重要信息时发生的附带作用。
位于大脑后部枕叶的视皮质层集合形成我们看到的真实图像，同时，我们神经系统更成熟的一部分管理着我们瞳孔大小的持续性调节，兼顾其他功能——比如心跳和流汗——这都通常在我们的意识控制以外进行。这一自主神经系统控制着虹膜的活动，以限定进入瞳孔的光线数量，就像一个摄像机镜头。
虹膜由两种肌肉组成：一圈包围着瞳孔的括约肌，能在过多光线进入时将瞳孔缩小至2，3毫米；一组像自行车辐条一样分布的扩张肌，在黑暗中能把瞳孔扩大到8毫米——近乎一颗鹰嘴豆的直径。
自主神经系统的交感分支受到刺激，机体面临压力时，触发“战斗或逃走”（fight or flight）的本能反应，致使瞳孔扩张。副交感神经系统受到刺激，触发“休息与消化”（rest and digest）功能，导致瞳孔缩小。抑制副交感神经系统能够导致瞳孔扩张。在不同时间下人的瞳孔大小反映了上述作用同时进行下产生的平衡状态。
瞳孔对认知和情感事件产生的响应规模，要比对光反应小，变化范围通常小于半毫米。通过红外线摄像头以及光亮、色彩和距离等可能影响瞳孔大小的控制因素，记录被试验者的眼球变化，科学家们能够将瞳孔运动用作其他生理进程的代理，比如精神紧张。
早在几十年前，普林斯顿心理学家丹尼尔·卡尼曼就证明了瞳孔大小和接手任务的难度大小成正比。运算9乘以13，你的瞳孔会稍微扩大。尝试运算29乘以13，瞳孔会进一步扩大并保持扩张，直至你得出答案或者不再尝试。卡尼曼在他的《快速与慢速思考》一书中提到，他能预测一个人是否放弃计算一道乘法题，只要在实验过程中，观察其瞳孔的收缩情况。
“瞳孔能以令人难以置信的方式，反映人的脑力劳动程度，”卡尼曼在接受德国新闻杂志《明镜周刊》的一次访问中说道，“我从未从事过其他任何工作，能像这个研究里的测量那么精准。”当他指导受测验者记忆并背出一系列7位数，数字一个个被写出来的时候，他们的瞳孔有规律地扩大，数字一个个被受测验者复述出来的时候，他们的瞳孔又有规律地缩小。
后续的研究发现，聪明者（按SAT考试分数来定义）相较不太聪明者，在应对认知性任务时瞳孔放大程度更少，说明前者对脑力更高效的运用。
科学家们后来使用瞳距测量法测量各种东西，包括嗜睡度、内向性、种族偏见、精神分裂症、性兴趣、道德判断、自闭症和抑郁症。尽管他们未能读出人们的想法本身，他们已经非常接近做到了。
“瞳孔扩张能使一个人在公开自己决定之前就暴露自己的决定，”2010年一份由沃尔夫冈·艾豪瑟崔尔指导的研究作出此结论。沃尔夫冈是德国马尔堡菲利普大学的神经生理学家。在该研究中，志愿者被要求在10秒间隔中的任意时刻按下按钮，他们的瞳孔大小正好和他们的决定按钮时间有关联。瞳孔在他们按下按钮之前1秒开始扩张、在之后的1到2秒后达到峰值。
但是在实验室之外，瞳孔仍有如此提示作用吗?男性健康杂志告诉我们，通过观察伴侣的瞳孔，即可决定“进行下一步”是否时机恰当，但也有人对此存疑。“我并不清楚，瞳孔的这一作用在何种程度上可认作完全适用。”沃尔夫冈在信件里写道，他指出，在人际交往中使用瞳距测量法，很容易就会受到光线条件的干扰。
其他超越科学研究目的探索瞳孔扩张现象的努力都失败了。冷战期间，加拿大官方试图研发一种他们称之谓“水果机器”的设备，通过测量雇员面对女性或男性的猥亵照片时，眼睛瞳孔的反应程度，以检测政府雇员中的同性恋者。这个机器是为了帮助政府清除公务员队伍中的男同和女同，据称因此能减少雇员遭苏联勒索，但机器从未发挥作用。
如今通过瞳距测试想确定性取向仍和上个世纪60年代时一样难以做到。康奈尔大学研究者最近指出，性取向与看到所取向性别者的色情视频时瞳孔扩张情况确有联系，但只在取平均值和男性受测者身上才能成立。尽管瞳距测量法在作为一种非侵害性质的性反应测量方式上展现出前景，他们提出，“并非每一个受测验者的性取向都能正确得出”同时“瞳孔扩张中的很多变化都与受测验者的性取向并无联系。”
上个世纪70年代，瞳距测量法在广告行业也颇受欢迎，人们借此测量消费者对电视广告的反应，埃默里大学的市场营销学教授杰格迪什说道。但这种应用最终还是被放弃。“我们未能建立科学的方法，判断消费者瞳孔扩张是因为对广告感兴趣还是焦虑。”杰格迪什说。
尽管有上述局限性，瞳距测量法仍然是心理学研究的一个宝贵工具，匹兹堡大学的斯坦豪尔教授说，因为我们的眼睛容易观察，又能提供对认知、情感和感官反应的敏感指标。“就像是大脑永久植入了一个电极，”他说，“我们所能做的就是观察其最终的变化。我们无法监测对其影响的所有因素。”
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