2021年搞笑諾貝爾化學獎：色的電影有色的味道？用氣味幫電影分級
色色的電影有色色的味道？用氣味幫電影分級有搞頭？——2021年搞笑諾貝爾化學獎
你喜歡看電影嗎？看電影是現代人類的一大樂趣，不管是大人帶小孩、情侶約會、朋友揪團還是單獨享受，你都一定多多少少找得到想看的電影，但是要說看電影最不想遇到的事，大概就是看了自己不想看、或是跟預期的不一樣的電影。
儘管現在我們有許多的評分系統和影評可以參考，但別忘了最最最基本，防止大家亂看電影的依據：電影分級系統。這套系統最早出現於1960年代的歐美，發展到現在幾乎全世界每個國家，都有一套獨門的電影年齡分級機制，讓小朋友遠離他們不該看的電影，或是向大家宣告有哪些電影是可以全家同樂。
要說這些電影年齡分級有什麼依據，硬要說的話就是其中主題元素，例如暴力、血腥、髒話……等，但是有時候就連普遍級電影也會讓你心驚膽戰、痛哭流涕、情緒激動，而限制級電影也有機會讓你笑哈哈，好像整個分級並沒有一個相當客觀的科學資料。
這也是為什麼一群來自德國馬克斯普朗克化學研究所（MaxPlanckInstituteforChemistry）的研究人員們有了一個很神奇的想法：何不用用人體散發的化學物質來作依據呢？
今年搞笑諾貝爾獎的化學獎，就頒給了這群來自德國、英國、紐西蘭、希臘、匈牙利和塞普勒斯的科學家（JrgWicker、NicolasKrauter、BettinaDerstroff、ChristofStnner、EfstratiosBourtsoukidis、AchimEdtbauer、JochenWulf、ThomasKlüpfel、StefanKramer、JonathanWilliams），他們在德國電影院中動了些手腳，收集了各種電影觀眾所產生的氣味化學資料，試圖以此為依據作出新的電影分級。
如果先說結果的話，就還真的可以喔！（注意以下的實驗目的主要是創造一個新的標準「輔助」現在的分級，而不是打掉重練。）
看電影時我們怎麼用化學的方式產生情緒？
人類無時無刻都會撥出和釋放出揮發性物質（volatileorganiccompounds，簡稱VOCs），而釋放這些物質的量和頻率與許多東西息息相關，其中一個就是情緒。
不要以為只有那種場面宏大的動作片、血漿噴不完的恐怖片或是情感豐富的劇情片才會讓人有明顯的情緒波動，事實上不管你看什麼電影，你一定多少會被劇情影響，不時肌肉緊繃、轉頭、前後移動、緊張冒汗、大口呼吸……等，這些小動作或多或少都讓整個影廳的空氣中瀰漫著大家產生的化學物質。（除非超級睡覺片，一進去就開始睡覺了）
這群研究人員們就是想要在不同分級的電影中，蒐集空氣中的化學資料，想要打造一個以「氣味」為主要分級依據的全新制度，但是隻靠一種化學物質根本不夠對全部年齡群體做出分級，因為電影會引發的情緒，常建立在人類複雜的感知上（也就是說通常暴力、性、反社會、嗑藥、粗話……等都全部都會混在一部電影裡），所以除了常見的二氧化碳外，他們還選擇異戊二烯（Isoprene）為指標，這種揮發性物質是我們撥出氣體中數量較少物質，但是一旦有任何身體的細微活動，異戊二烯的濃度都會有很明顯的變化。
電影院中的味道五味雜陳，可能與人釋放的化學物質有關。
超有限的電影資料蒐集
這群研究人員找上了一間位在德國美因茲（Mainz）的電影院，對方很順利的同意了實驗，唯一的要求就是不要妨礙觀眾觀影。
研究人員將能檢測空氣中物質的質譜儀，安裝在影廳的空調末端，每30秒監測影廳排出的空氣成份變化，他們在電影院的兩個影廳中進行了大約8星期的實驗，時間落在2013~2014和2015~2016的兩個冬天，每次實驗進行了4個星期，這段期間總共11部不同的電影在戲院上映，蒐集了135場電影的資料。
另外，也參考德國當地既有的電影分級標準，稱為FSK（德文：FreiwilligeSelbstkontrollederFilmwirtschaft；英文：VoluntarySelf-RegulationoftheFilmIndustry），FSK將電影分成5個層級：FSK0表示全年齡都可以看、FSK6表示6歲以下不能夠觀看、FSK12則表示12歲以下不得觀看、接著按照同個邏輯還有FSK16和等同於限制級的FSK18。
但很不湊巧的，這段時間內沒有任何FSK18的電影上映，以下是這次研究中，收集氣味差異的電影內容與場次：
FSK0（全年齡皆可看）
FSK6（6歲以下不可看）
FSK12（12歲以下不可看）
FSK16（16歲以下不可看）
救命！我把老師縮小了！（18場次）
Buddy（無中文翻譯，10場次）
飢餓遊戲（2場次）
玩命法則（1場次）
我出去一下（33場次）
與恐龍冒險3D（12場次）
飢餓遊戲：星火燎原（8場次）
殺千刀重出江湖（1場次）
白日夢冒險王（13場次）
星際大戰：原力覺醒（34場次）
鬼入鏡5：鬼次元（3場次）
表／參考資料1
該怎麼確認濃度增加是因為電影情節？
回想一下看電影的情境，觀眾關在密閉的影廳裡，即便沒有播放任何電影，觀眾也會正常代謝，不斷釋放出化學物質，也就是說，即便影廳內並沒有播放任何電影，只要有觀眾在影廳內，空氣中的化學物質濃度就會越來越高。
因此，我們必須排除像上述這種「原本就會產生濃度改變的因素」，才能真的看到電影情節對空氣中的化學物質有什麼影響。
為了能有效分析一場電影中，影廳空氣內的化學物質變化與電影情節的關係，研究人員以2015年的德國全年齡向電影「我出去一下」的異戊二烯資料作為範例，解釋他們排除了什麼因素。
我出去一下」這部電影按照電影播出時間所採集的異戊二烯資料。圖／參考資料1
上圖為原始的濃度變化資料，能看到在電影播放（紅色線段）的期間，異戊二烯持續增加，這就是前面提到的一群人坐在密閉空間中，正常的濃度變化趨勢。而紅色線段後的高峰，則是電影結束後觀眾起身離開座位，因肌肉運動所產生的大量異戊二烯。
在去除掉電影結束的高峰，以及紅色線段的趨勢後，就會得到下圖，透過比較下圖的資料差異，才能找到電影情節對空氣中化學物質濃度的影響。
不同分級的電影，空氣中特定物質的濃度還真的不一樣
進入正式實驗中的電影共有4個年齡分級，每個年齡分級中會有一部電影會被挑出來做為標準組，而剩下的則做為實驗組，原本的期待是標準組的4部不同年齡分級的電影必須都要有超過8個場次，但是這個實驗方式在FSK16這個分級遇到困難，因為這分級的電影中有兩部只獲得一次的資料（2013年的《玩命法則》和2013年的《殺千刀重出江湖》）所以它們被劃為一組評估，另外一組FSK16則是《靈動：鬼影實錄》，所以總共獲得了24組不同的標準和實驗組比較。
因為整個實驗的最終目的是為了知道「使用化學物質到底能不能區別不同分級的電影呢？」，被當作標準的化學物質必須要儘量講求精確，所以研究人員們將除了二氧化碳和異戊二烯外的許多化學物質也納入考慮，看是否有更容易區別出電影的化學物質。
研究用特徵曲線（ROCCurve）來分析資料，這種分析方式也常用於機器學習領域，其結果代表的是「以某個引數值或模式作為二元判斷（好／壞、正確／錯誤）的基準，這個判斷基準的準確率有多高」，例如以心跳每分鐘大於130次為被嚇到的基準，就可以對收集完的資料做特徵曲線分析，看看心跳每分鐘大於130次是否是判斷被嚇到的好基準（怎麼做的可以參考這裡，會需要統計相關的背景知識）。
以下的圖表，是各年齡層電影與電影院內特定化學物質的特徵曲線下面積（代表該基準判斷正確的比例）的分析結果。
除了二氧化碳和異戊二烯（Isoprene）外，研究人員也使用其他的化學物質來決定到底哪一個精確度底較高。圖／參考資料1
實驗者們設定曲線下面積（判斷正確的比例）必須要大於0。7（正確率達70%以上）才具有分辨力，其中最明顯的莫過於異戊二烯（Isoprene）了。但是研究人員也發現一個問題，就是FSK16的資料精確度可能因為樣本過少所以差了一大截，所以接下來的分析則是以FSK0、FSK6和FSK12為主。
另外一次的分析重點則是想要知道：同個年齡分級的電影，會因為電影種類不同而異戊二烯反應有所不一樣嗎？
這裡研究人員挑了場次數量平均、電影種類「相對」比較多元的FSK6組來作檢測，這包含被定位為冒險動作片的《與恐龍冒險3D》以及兩個被定位為喜劇片的《Buddy》和《白日夢冒險王》。
FSK6底下三部電影的精確度比較。圖／參考資料1
從以上的結果圖表可以看出來，3部電影的曲線圖表並沒有太大的差別，表示使用異戊二烯來作分級不會產生與現在分級上的區別，儘管其中混了一個特異的《與恐龍冒險3D》，但是這部電影也發生了一個有趣的現象就是他的標準偏差極大，如果在這個年層分級下多蒐集一點類似種類電影的資料或許會改善。
另外一個研究人員想知道的，是FSK0這個全年齡都可以觀賞的電影分級，會不會因為觀眾組成不同讓異戊二烯標準失去準確度呢？會不會因為一大群小朋友和一大群老人看電影相比就有所不一樣？
由於該電影院針對12歲以下小朋友有票價優惠，因此從售票資訊得知觀眾實際的年齡組成其實不難。這次實驗中的兩部FSK0電影《救命！我把老師縮小了！》和《我出去一下》的觀眾年齡組成也剛好非常不同，前者有高達64%的觀眾都是12歲以下的小朋友，而後者的觀眾全部都是12以上的人。
FSK0全年齡向電影底下兩部電影的比較。圖／參考資料1
曲線結果看似有很大的差別，但是實際上兩部電影的曲線下面積都高於設定的0。7不少，所以這方面研究者判定沒有影響。
最後，研究者呈現的以下的圖表，表示四個年齡分級電影中，異戊二烯的峰值比較。我們可以看出來從FSK0開始到FSK16峰值呈現增加的狀態，其中FSK0的電影放映中，有非常顯著的較低異戊二烯產生，這可能與電影本身並沒有太多的緊張感有關，而FSK16因為樣本數量非常少，看似並沒有比預期還高很多的數質。
每個電影分級異戊二烯的峰值統計。圖／參考資料1
整個獲得了搞笑諾貝爾化學獎的研究在這裡畫下了一個句點，我們知道使用異戊二烯來分析全年齡向FSK0到12歲以下不能觀看的FSK12是有它的準確度可以相信的，但目前還缺乏的東西也非常明顯，就是電影的樣本，如果16歲和18歲以上電影更多的話，他們還可以再增加更準確的分類依據。
如果這個研究持續做下去，可能未來不知道哪一天我們要去買電影票的時候，除了普遍級、限制級的標誌，我們還會看到電影票上面寫著「根據看電影時你散發出來的味道，建議XX年齡以下不得觀看」，然後如果小朋友想故意闖關看18+的電影，就會有氣味警察帶著儀器把人帶走喔～
科技改變世界，知識改變命運！
歡迎點贊、關注“新千萬個為什麼”，瞭解電腦、手機、相機、數碼、3C新資訊！
來都來了，就加個關注吧！
