其他生物如何思考——電視片《穿越蟲洞》簡介(二)

這一集英文標題是 How Do Aliens Think(外星人如何思考)。看內容,外星人只是個引子,其實談的是地球上的生物如何思考,以及一般生命系統的神經、知覺、自我意識等等。

一般人都認為動物才有知覺。從嚴格科學意義上來說,植物也有複雜的感覺系統,包括嗅覺、味覺和觸覺。有跡象表明,植物甚至還有聽覺。

我們常見的含羞草能靈敏地感覺到觸碰並做出反應。那些攀緣植物也是靠觸覺尋找支撐物。菟絲子有複雜的感覺系統。這種寄生植物本身不能用根吸收水分和營養,它要靠吸收其他植物的汁液為生。菟絲子幼芽從土裡鑽出後,就不停地向四處探尋,一旦發現合適的寄主植物,就去找它的莖稈底部,然後從此處開始向上攀緣。菟絲子能區分寄主的死活,還能判斷寄主是否健康生長,這說明它有嗅覺功能。

其他生物如何思考——電視片《穿越蟲洞》簡介(二)

菟絲子幼芽找到寄主後,從莖稈低端開始攀緣

有的植物能對外界侵擾做出複雜反應。毛蟲來啃食植物葉子,這類植物能釋放出特殊氣味,引來胡蜂把毛蟲殺死。這種氣味也能被周圍同類植物感覺到,通知它們提前做出反應。這就是說,植物在相互“交談”。

那麼,植物是否有自我意識?Saskia Nagel 通過研究發現,自我意識要靠感覺和運動的相互作用。例如,你端起一個杯子,才能感覺到其重量。無論是地球上的植物,還是任何外星植物,都沒有運動機能,所以無法進化出動物那樣複雜的意識。

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植物放出氣味引來胡蜂殺死毛蟲

生物界有個體意識,也有群體意識。這在昆蟲界很典型。Nigel Franks 教授研究了30年螞蟻行為。他發現,單個螞蟻的行為很簡單,螞蟻群體卻有複雜的行為方式。他為螞蟻設計了一種人工生存環境,用一塊透明玻璃和一塊暗紅玻璃為螞蟻設置了兩個不同建巢地址。螞蟻喜歡隱蔽,應該會選擇在紅色玻璃下建巢。現在要觀察的是螞蟻如何通過相互聯絡群集到紅色玻璃下建巢。

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螞蟻群體決策過程實驗

實驗發現,一隻螞蟻發現紅色玻璃後,會找到另一同伴,“勸說”(當然是通過信息素)它去紅色玻璃那裡看看。那隻螞蟻發現那個地兒不錯,又會勸說另一支螞蟻過去。這樣,很快會有一群螞蟻過去。那裡彙集的螞蟻足夠多後,它們不再勸說別人,而是直接帶它們過去。這個決策過程很複雜,也很有趣。

更有趣的是另一件事。Nigel 有個同事正在電腦中為靈長類動物描繪決策過程的大腦活動模型。Nigel 發現,此模型和螞蟻決策模型非常相似。兩個人都異常興奮,這個發現可不一般。原來,單個螞蟻相當於高級動物大腦的單個神經元,螞蟻群體相當於高級動物的整個大腦!不同的是,螞蟻群體只能就眼前發生的事做出決策,缺少自我意識和想象力。

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有的動物會有多個大腦,每個大腦都能獨立決策。神經科學家 David Edelman 對章魚行為做了系統研究,發現章魚有多個大腦,共有5億個神經元。其大腦大多分佈在幾個觸手上,頭部的大腦和觸手的大腦構成一個分佈式系統,就像分佈式計算機網絡,其中的節點既能相互協作,又能獨立運行。實驗發現,觸手被砍下後,其中的大腦能獨立指揮觸手活動。

科學界早就發現,章魚雖是軟體動物,卻像哺乳動物那樣聰明。章魚究竟有多強的思維能力?為此,David 為章魚設計了一種巴恩斯迷宮:在容器底部留了24個孔,其中只有一個能逃出去,並在旁邊設置了一個加號標誌。結果發現,章魚記憶力很好,它一旦找到那個孔,下次就不用再找,可以直接從那裡逃走。如果把那個加號移到不能逃生的孔,章魚也會直接過去,而不是去找那個能逃生的孔。這說明章魚還能識別符號。

其他生物如何思考——電視片《穿越蟲洞》簡介(二)

章魚有記憶力和判別符號的能力

語言在人的思維中扮演著重要角色。片中也介紹了科學界在語言方面的實驗研究。Simon Kirby 教授認為,語言和生物一樣,一直在不斷進化,進化方向趨於簡短明瞭,易學易用。他用傳話實驗來說明這一點。他給一組被試者寫了一張紙條,讓他們通過耳語把紙條內容相繼傳下去。傳到最後,紙條內容被完全歪曲,但傳遞的語句越來越簡短明瞭。正是社會實際需求決定了語言的進化方向。

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傳話實驗

另一種研究是探究理性思維和情感交流的關係。達爾文曾否定情感在人類進化中的正面作用,認為那像人的尾骨一樣,不過是進化的殘留物,是一種累贅。出於同樣原因,現在的科幻電影常把外星人描寫成掌握了先進技術的冷血動物,行為怪異可笑。

心理學家 Lisa Barrett 藉助一項實驗證明,人的思維和交流過程是理性和感性因素相互作用,情感對信息傳輸有重要影響。被試者左眼呈現閃爍畫面,右眼呈現靜止的面部表情。由於左眼閃爍畫面的干擾,被試者感受不到右眼的靜止畫面,但卻無意識地受右眼畫面的影響。如果左眼畫面不變,右眼呈現一個笑臉或是一個哭喪臉,被試者左眼看到的卻是不同影像。可見不同表情對心理的影響直接干擾了被試者對左眼畫面的理解。

其他生物如何思考——電視片《穿越蟲洞》簡介(二)

感性對理性的影響實驗


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