其他生物如何思考——电视片《穿越虫洞》简介(二)

这一集英文标题是 How Do Aliens Think(外星人如何思考)。看内容,外星人只是个引子,其实谈的是地球上的生物如何思考,以及一般生命系统的神经、知觉、自我意识等等。

一般人都认为动物才有知觉。从严格科学意义上来说,植物也有复杂的感觉系统,包括嗅觉、味觉和触觉。有迹象表明,植物甚至还有听觉。

我们常见的含羞草能灵敏地感觉到触碰并做出反应。那些攀缘植物也是靠触觉寻找支撑物。菟丝子有复杂的感觉系统。这种寄生植物本身不能用根吸收水分和营养,它要靠吸收其他植物的汁液为生。菟丝子幼芽从土里钻出后,就不停地向四处探寻,一旦发现合适的寄主植物,就去找它的茎秆底部,然后从此处开始向上攀缘。菟丝子能区分寄主的死活,还能判断寄主是否健康生长,这说明它有嗅觉功能。

其他生物如何思考——电视片《穿越虫洞》简介(二)

菟丝子幼芽找到寄主后,从茎秆低端开始攀缘

有的植物能对外界侵扰做出复杂反应。毛虫来啃食植物叶子,这类植物能释放出特殊气味,引来胡蜂把毛虫杀死。这种气味也能被周围同类植物感觉到,通知它们提前做出反应。这就是说,植物在相互“交谈”。

那么,植物是否有自我意识?Saskia Nagel 通过研究发现,自我意识要靠感觉和运动的相互作用。例如,你端起一个杯子,才能感觉到其重量。无论是地球上的植物,还是任何外星植物,都没有运动机能,所以无法进化出动物那样复杂的意识。

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植物放出气味引来胡蜂杀死毛虫

生物界有个体意识,也有群体意识。这在昆虫界很典型。Nigel Franks 教授研究了30年蚂蚁行为。他发现,单个蚂蚁的行为很简单,蚂蚁群体却有复杂的行为方式。他为蚂蚁设计了一种人工生存环境,用一块透明玻璃和一块暗红玻璃为蚂蚁设置了两个不同建巢地址。蚂蚁喜欢隐蔽,应该会选择在红色玻璃下建巢。现在要观察的是蚂蚁如何通过相互联络群集到红色玻璃下建巢。

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蚂蚁群体决策过程实验

实验发现,一只蚂蚁发现红色玻璃后,会找到另一同伴,“劝说”(当然是通过信息素)它去红色玻璃那里看看。那只蚂蚁发现那个地儿不错,又会劝说另一支蚂蚁过去。这样,很快会有一群蚂蚁过去。那里汇集的蚂蚁足够多后,它们不再劝说别人,而是直接带它们过去。这个决策过程很复杂,也很有趣。

更有趣的是另一件事。Nigel 有个同事正在电脑中为灵长类动物描绘决策过程的大脑活动模型。Nigel 发现,此模型和蚂蚁决策模型非常相似。两个人都异常兴奋,这个发现可不一般。原来,单个蚂蚁相当于高级动物大脑的单个神经元,蚂蚁群体相当于高级动物的整个大脑!不同的是,蚂蚁群体只能就眼前发生的事做出决策,缺少自我意识和想象力。

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有的动物会有多个大脑,每个大脑都能独立决策。神经科学家 David Edelman 对章鱼行为做了系统研究,发现章鱼有多个大脑,共有5亿个神经元。其大脑大多分布在几个触手上,头部的大脑和触手的大脑构成一个分布式系统,就像分布式计算机网络,其中的节点既能相互协作,又能独立运行。实验发现,触手被砍下后,其中的大脑能独立指挥触手活动。

科学界早就发现,章鱼虽是软体动物,却像哺乳动物那样聪明。章鱼究竟有多强的思维能力?为此,David 为章鱼设计了一种巴恩斯迷宫:在容器底部留了24个孔,其中只有一个能逃出去,并在旁边设置了一个加号标志。结果发现,章鱼记忆力很好,它一旦找到那个孔,下次就不用再找,可以直接从那里逃走。如果把那个加号移到不能逃生的孔,章鱼也会直接过去,而不是去找那个能逃生的孔。这说明章鱼还能识别符号。

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章鱼有记忆力和判别符号的能力

语言在人的思维中扮演着重要角色。片中也介绍了科学界在语言方面的实验研究。Simon Kirby 教授认为,语言和生物一样,一直在不断进化,进化方向趋于简短明了,易学易用。他用传话实验来说明这一点。他给一组被试者写了一张纸条,让他们通过耳语把纸条内容相继传下去。传到最后,纸条内容被完全歪曲,但传递的语句越来越简短明了。正是社会实际需求决定了语言的进化方向。

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传话实验

另一种研究是探究理性思维和情感交流的关系。达尔文曾否定情感在人类进化中的正面作用,认为那像人的尾骨一样,不过是进化的残留物,是一种累赘。出于同样原因,现在的科幻电影常把外星人描写成掌握了先进技术的冷血动物,行为怪异可笑。

心理学家 Lisa Barrett 借助一项实验证明,人的思维和交流过程是理性和感性因素相互作用,情感对信息传输有重要影响。被试者左眼呈现闪烁画面,右眼呈现静止的面部表情。由于左眼闪烁画面的干扰,被试者感受不到右眼的静止画面,但却无意识地受右眼画面的影响。如果左眼画面不变,右眼呈现一个笑脸或是一个哭丧脸,被试者左眼看到的却是不同影像。可见不同表情对心理的影响直接干扰了被试者对左眼画面的理解。

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感性对理性的影响实验


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