相比于不可能的事情,认知研究更侧重可能性。不过,自然阶梯的视角诱使许多人得出结论说动物并没有特定的认知能力。我们听到过许多论断,说“只有人类才能做到这点”,这些论断和许多东西相关,比如展望未来(只有人类能思考未来)、关心其他个体(只有人类才会关心他人的幸福),还有度假(只有人类有休闲时间的概念)。我曾就最后一点与一位哲学家在一家荷兰报纸上展开了一场令我颇为振奋的辩论,争论在海滩上享受日光浴的游客与一只打盹的象海豹的行为之间究竟有何差别。那位哲学家认为这两者完全不同。
事实上,我认为在所有关于人类例外论的论断中,最好也最经得起检验的是那些幽默的说法,比如马克·吐温(Mark Twain)的名言:“人是唯一会脸红的动物,或者说是唯一需要脸红的动物。”但这些论断中的大部分当然都是极端严肃的,并且自鸣得意。这类论断的清单不断拉长,每十年都会发生一些变化。但我们必须持怀疑的态度来对待这些论断,因为要找到它们的反证是非常不容易的。实验科学的信条依然是:没有证据并不能证明证据不存在。如果我们在某个物种中没能发现某种能力,我们的第一个念头应该是“我们是否忽视了什么”,第二个念头应该是“我们的测试适用于这个物种吗”。
关于这一点,长臂猿提供了一个生动的例子。人们一度认为长臂猿是一种愚钝的灵长动物。人们让长臂猿在各种杯子、绳子和棍子中选择工具来解决给定的问题,但在无数次测试中,长臂猿的表现都比其他物种要差得多。例如,在一个关于工具使用的测试里,研究人员将一根香蕉扔到它们的笼子外,旁边就有一根棍子,它们只需要拿起棍子将香蕉拨近点就可以拿到香蕉。黑猩猩可以毫不犹豫地做到这些,许多会操纵工具的猴子也能做到,但长臂猿却不行。长臂猿(亦称“低等猿类”)与人类和猿类属于同一科,都有着较大的脑部。因此,它们无法通过测试是件很奇怪的事情。
图1-1 长臂猿手掌的大拇指并不完全与其他手指相对。这种手掌很适合抓握树枝,但不适用于从平面上捡取物品。只有在研究人员考虑到了长臂猿手的外形之后,它们才通过了某些智力测试。上图是长臂猿、猕猴和人类的手的对比。本图根据本杰明·贝克(Benjamin Beck)发表于1967年的论文图例修改而得
20世纪60年代,美国灵长动物学家本杰明·贝克(Benjamin Beck)采用了一种新方法进行测试 。长臂猿属于悬臂运动类灵长动物(brachiator),只在树上生活。它们用胳膊和手把自己吊在树上,在树与树之间穿行。为了适应这种行动方式,它们的手发生了特化:大拇指很小,其他手指很长。长臂猿的手就像钩子一样,而不像大多数其他灵长动物的手那样适用于抓握和触感。贝克意识到,长臂猿的周遭世界几乎完全不在地面上,且它们的手使得它们无法从平面上捡起物品。于是,贝克对传统的拉绳任务进行了重新设计。拉绳任务要求受试动物仔细观察一根绳子——绳子另一头拴着食物。在以前的方法中,绳子是放在一个平面上的,而贝克把绳子放到了长臂猿肩膀的高度,使长臂猿能够更容易地抓住绳子。在此我就不赘述细节了,总之,长臂猿快速而高效地解决了所有问题,显示出了和其他猿类水平相当的智力。它们从前表现很差并不是因为它们愚笨,而是因为测试方法不适合它们。
另一个很好的例子是关于大象的。过去很多年里,科学家认为大象不会使用工具。这种“迟钝的”动物也没有通过之前讲到的拿香蕉的测试,它们碰都不碰棍子。大象居住在地面上,常常从地面上捡东西,包括一些很小的东西,因此,它们没通过测试并不是因为无法从平面上捡起物品。于是,研究者们得出结论,说大象连测试问题都没能理解。没人想过,有可能是我们这些研究人员没能理解大象。我们就像寓言故事里的盲人一样,不断绕着这头巨兽打转,并对它戳来戳去。但我们需要记住,正如德国物理学家维尔纳·海森伯所说的:“我们所观测到的并非自然本身,而是自然根据我们的探索方法所呈现出来的现象。”海森伯的这一结论指的是量子力学现象,但在对于动物头脑的探索中,这个结论同样成立。
与灵长类用手抓握不同,大象的抓握器官是它的鼻子。大象不仅用象鼻来拿取食物,还用它嗅闻及触摸食物。大象有着无与伦比的嗅觉,这使它们能够很准确地判断拿到的是什么东西。但倘若大象用鼻子捡起棍子,那么棍子就会堵住大象的鼻道,使大象无法触摸或闻到食物——哪怕它已经把棍子拿到了食物附近。这就好像让一个孩子蒙着眼睛参加复活节找彩蛋游戏一样,当然无法成功。
那么,对于大象特有的解剖结构和能力来说,什么样的实验才是公正合理的呢?
有一次去华盛顿特区的美国国家动物园(National Zoo)时,我遇见了普雷斯顿·弗德(Preston Foerder)和黛安娜·赖斯(Diana Reiss)。他们带我看了一头名叫坎杜拉的年轻公象在另一种“拿香蕉”测试中的表现。科学家们将水果高高地挂在坎杜拉的院子里,恰好让它够不着。然后,他们给了坎杜拉一些棍子和一个结实的方盒子。坎杜拉对棍子视而不见,但过了一会儿便开始不断用脚踢盒子,直到把盒子踢到水果的正下方。然后,它用前腿站在盒子上,用鼻子够着了食物。这一结果表明,大象是会使用工具的——如果有适用的工具的话。
在坎杜拉享用它的奖励时,研究人员为我讲解了他们是如何调整实验设置,使这个任务对大象来说变得更难。他们把盒子放在院子里一个坎杜拉看不见的地方,于是,当坎杜拉抬头看到诱人的食物时,它需要回忆拿到食物的方法,同时离开食物去获取工具。除了人类、猿类和海豚等脑部较大的物种以外,能做到这些的动物寥寥无几。但坎杜拉毫不迟疑地做到了这一切,从很远的地方找来了盒子 。
毫无疑问,这些科学家找到了一种适合大象这一物种的测试。在寻求这类测试方法的过程中,即使是体形大小这类简单的细节也是不可忽视的。我们不能总是用适合人类体形的工具来测试大型陆生动物。在一项实验中,研究人员进行了一个镜子测试,用来评估某种动物能否辨认出它自己的镜像。他们在大象身上画上了记号,大象只有在镜面里才能看到这个记号。同时,研究人员将一面镜子放到了象笼外的地面上。这面镜子是向上倾斜的,只有41英寸(104.14厘米)宽,95英寸(241.3厘米)高。因此,很有可能,大象在镜子里能看到的最多只有它们的腿,在两层栏杆(本来是一层,加上镜子里的就成了两层)后面走来走去。因此,它们没有去触摸身上的记号。于是,研究人员得出结论:大象缺乏自我意识(self-awareness) 。
图1-2 人们曾经认为大象不会使用工具。这一观点基于一个假设,即如果大象会使用工具,那么它应该是用鼻子来操纵工具的。但是,在一个不针对象鼻的工具使用任务中,坎杜拉用了一个盒子,它站在上面,成功地拿到了高高挂在它头顶上的树叶
不过,我的一名学生,乔舒亚·普洛特尼克(Joshua Plotnik)改进了这个测试。他将一面边长8英尺(243.84厘米)的方形镜子直接放在了布朗克斯动物园(Bronx Zoo)的大象园里。大象们可以对镜子摸一摸嗅一嗅,还可以看它的背面。近距离的探究是关键的一步,对于猿类和人类来说也是如此。但在之前的研究里,大象是无法对镜子进行近距离探究的。事实上,大象的好奇程度让我们颇为担忧,因为这面镜子是固定在一面木头墙上的,无法承受大象这类厚皮类动物的攀爬。通常情况下,大象站着的时候是不会倚着某个物体的。因此,看到一头重达四吨的动物靠在一面薄薄的墙上,想看一看它闻一闻镜子后到底有些什么,这把我们吓得半死。很显然,这些动物很想弄明白这镜子究竟是干吗的。但如果这面墙倒塌了,我们最后可能得在纽约的车流中追逐一群大象!幸运的是,这面墙撑住了,这些动物也习惯了这面镜子。
有一头名叫欢欢的母亚洲象辨认出了它自己在镜子里的倒影。我们在它的额头上,左眼的上方,画了一个白色的十字记号。当它站到镜子前时,它总是不断地摩擦这个记号。它将它的镜像与它自己的身体联系了起来 。数年之后的今天,乔舒亚已经在泰国的关怀大象国际组织(Think Elephants International)中对更多的大象进行了这种测试。测试结果与先前的结论一致:有些亚洲象能辨认出自己在镜中的倒影。非洲象是否也有这一能力尚未可知——由于这一物种喜欢用一些粗暴的象鼻动作来检验新事物,因此,迄今为止,我们在非洲象身上的多次实验都以镜子的破碎而告终。这样的结果很难说是因为非洲象的表现差还是因为实验器材的质量差。不过,对镜子的破坏显然无法证明非洲象不能从镜子里辨认出自己,我们发现的只是该物种特有的对待新事物的方式而已。
科研中的难点是找到适合某种动物的秉性、兴趣、解剖结构及感官能力的测试。面对负面结果时,我们需要极为留意动机及注意力方面的差别。如果一项任务无法引起受试动物的兴趣,那么该动物肯定不会在这个测试里表现优秀。我们在研究黑猩猩的面部识别能力时遇到了这个问题。当时科学界宣称,人类是极为独特的,因为与其他灵长类相比,我们辨识面部的能力要强得多。事实上,这类测试通常要求其他灵长类识别人脸,而不是它们同类的脸,但似乎大家对此都毫无异议。我询问了领域内的一位先驱人物,问为什么这种测试方法里从未用过人类以外的其他物种的脸。他回答说,因为人类中每个人之间的差别如此之大,因此,倘若一只灵长动物无法区分人类中不同个体的脸,那么它当然更不可能区分自己同类的脸。
但我的一位同事,亚特兰大耶基斯国家灵长类研究中心(Yerkes National Primate Research Center)的莉萨·帕尔(Lisa Parr)用黑猩猩的照片对黑猩猩进行了测试。她发现黑猩猩表现得非常出色。在测试中,黑猩猩需要在电脑屏幕上选择图片。它们会看到一只黑猩猩的肖像,紧接着,屏幕上会出现另外两幅黑猩猩肖像。后面两幅肖像中有一幅是第一幅肖像中的黑猩猩,不过不是同一张相片;而另一幅肖像里则是一只其他的黑猩猩。在经过对寻找相似处的训练(这个过程称为取样匹配)之后,这些黑猩猩可以很好地辨别出在后两幅肖像中哪一幅和第一幅更像。它们甚至能辨别出家庭关系:当研究人员给它们看过一幅雌性黑猩猩的画像后,它们需要从两只未成年黑猩猩的面部图像中选出刚才那只雌性黑猩猩的后代。由于在现实生活中,受试黑猩猩并不认识画像中的任何一只黑猩猩,因此它们的选择完全是基于物理上的相似性的 。这和我们人类的方式非常类似——当我们翻阅其他人的家庭相册时,会很快注意到相册中哪些人有血缘关系,哪些是姻亲关系。正如这一实验所证实的那样,黑猩猩的面部识别能力与我们人类同样敏锐。而且,人类和其他灵长类中,面部识别能力所需的脑区是相同的 。因此,现如今,面部识别能力并非人类所独有的观点已得到广泛认可。
换句话说,对我们而言很明显的东西,比如我们自己的面部特征,对其他物种而言可能并不明显。通常,动物只知道它们需要知道的东西。观察大师科纳德·洛伦茨(Konrad Lorenz)认为,倘若缺乏基于爱与尊重的直觉性理解,那么我们是无法有效地研究动物的。他认为这种基于直觉的洞察力与自然科学的方法是非常不同的。将这种洞察力与系统的研究有效地结合在一起,正是动物研究的挑战与乐趣所在。洛伦茨推崇他称之为“整体考察”(Ganzheitsbetrachtung)的思想,主张在具体观察动物的不同部分之前先了解整个动物。
“如果一个研究者只将研究任务中的单个部分作为其兴趣的着眼点,那么他/她是无法很好地完成既定的研究任务的。研究者应该不断地在不同部分之间奔走,并且对于每个部分的了解程度应该相当。在某些强调严格逻辑顺序的思考者看来,这种方式似乎是极为轻率且不科学的。 ”
有一个著名的研究,在其被重复的时候,以一种可笑的方式诠释了忽略洛伦茨意见所带来的危险。在这个研究中,研究人员将家猫放在一个小笼子里。猫会在笼子里走来走去,不耐烦地喵喵叫,并同时磨蹭笼子的内壁。这样磨蹭的时候,它们会碰巧蹭开笼子的门闩,于是得以走出笼子,并吃掉笼子附近的鱼肉。一只猫经历过的实验次数越多,它逃出笼子的速度也就越快。所有受试的猫都表现出了磨蹭行为,其行为模式一模一样。研究人员对此印象深刻,认为这些猫为了得到食物奖赏而学会了这种行为。这一实验最早于1898年由爱德华·桑代克(Edward Thorndike)建立。科学界曾认为,该实验证实:哪怕看上去是相当高智商的行为(比如从笼子里逃出来),也完全可以用试错学习的理论来解释。这曾是“效果律”的一大胜利——依据效果律,如果一个行为的后果对该个体来说是愉悦的,那么该个体很可能会重复这一行为 。
几十年后,美国心理学家布鲁斯·穆尔(Bruce Moore)和苏珊·斯塔特德(Susan Stuttard)重复了这一研究。但是他们发现猫的这种行为并不特殊——这是在所有的猫科动物,从家猫到老虎中都很常见的“伸头”(Köpfchengeben)”行为,用于问候和求偶。它们会把头或侧面在它们喜欢的对象身上蹭来蹭去。如果它们无法接触到自己喜欢的对象,那么它们会转而磨蹭无生命的物体,比如桌腿。要让猫做出这一行为并不需要食物奖赏,唯一需要的是有对猫友善的人在场。当笼子里的猫看到人类观察者时,每只猫都会在门闩上磨蹭自己的头、侧面和尾巴,然后逃出笼子。这根本不需要训练。但是,当猫被单独留在笼子里,没有人类观察者时,它们不会表现出任何磨蹭行为,因而无法逃出笼子 。因而,这个经典的实验研究的并不是学习,而是问候的方式!这个重复的实验发表时,其副标题意味深长——在猫身上栽的跟头。
图1-3 科学界曾认为爱德华·桑代克的猫证明了“效果律”。猫可以通过磨蹭笼子里的门闩来打开笼门逃出去。如果它做到这些,便可以得到一条鱼。但几十年后,人们发现猫的这一行为与奖赏完全无关。即便没有鱼,猫也会逃出笼子。磨蹭侧面是所有猫科动物共有的标志性问好行为。要引发这一行为,只需要有对猫友善的人们在场就足够了。本图根据桑代克(Thorndike)发表于1898年的论文图例修改而得
这给我们上了一课:在对任何动物进行测试之前,科学家需要先了解该动物的典型行为。毋庸置疑,条件反射确有其作用,但早期的研究者们完全忽视了一项关键的信息:他们没有像洛伦茨所建议的那样考虑整个生物。动物有许多非条件反射行为,还有一些行为是天然形成的,其物种中的所有个体都具备。奖励和惩罚可能会影响这些行为,但并非这些行为的成因。在上述实验中,所有猫都做出了同样的反应,其原因并非操作性条件反射,而是猫科动物天然的交流方式。
演化认知这一研究领域需要我们对每个物种都有完备的考量。无论我们研究的是手的解剖结构,或是象鼻的各种功能,还是对面孔的感知,抑或是问候的方式,在试图弄清动物的智力水平之前,我们都需要让自己先熟悉这种动物的方方面面,以及该动物的自然史。并且,我们不应通过我们人类自己的魔法水井——人类格外擅长的能力来对动物进行测试。为何不通过动物自身特有的技能来对它们进行测试呢?这样,我们不仅可以避免亚里士多德的自然阶梯式的比较,还可以将这种“阶梯”转化为一丛有着许多枝杈的灌木。如今,这种观点上的转变促使人们开始承认一个早该承认的事实:智能生命并不是只有花费昂贵代价去探索外太空才能找到的东西——在地球上就有着丰富的智能生命。它们就在我们眼前,可我们却熟视无睹 。