序章
让植物睡着

你不是每天都有机会在一大群观众面前表演科学把戏、把他们吓一大跳的。2019年8月9日，在毛里求斯的一间讲堂里，我就用一只玻璃钟罩、一块棉垫和一点麻醉剂震惊了这样一群观众。我选用的麻醉剂，是兽医对马、猫和狗使用，让它们暂时陷入安全的昏迷状态的那种药物。观众里的许多人大概都曾带自己的宠物看过兽医，也见过自己的宠物轻柔入睡，但他们还从来没有见过这样一次展示。

要展示一样奇特且看似绝无可能的事物，这是最完美的环境。毛里求斯是印度洋海岛中的一座，由于长年孤立，它一度充满了美妙又奇特的植物和动物。这些岛屿和非洲大陆以及马达加斯加岛离得够近，各式物种可以渡海而来；它们又和这两块陆地相距够远，能够让这些生物在落脚之后，独自开展一场场奇特的演化冒险。这些冒险的产物包括漫步的巨龟、花色如血的钟形胭脂花灌木、会挖洞的蟒蛇、一束束的百合花，当然还有神秘的渡渡鸟。自16世纪末欧洲人来到这个曾经的无人岛至今，许多物种不是灭绝就是濒危了。我这次来有几个目的。一是受邀在邦巴斯德研究所（Institut Bon Pasteur） 组织的一次特别会议上发表讲话；二是寻找十八种只在毛里求斯生长的野外藤本植物，然后带到西班牙的穆尔西亚，用于我在最小智能实验室（Minimal Intelligence Laboratory，简称MINT Lab）的研究。这些藤本植物没有像那些家养物种一样经过人工干预，它们是毛里求斯过去十分广袤的原始森林中仅存的几小片区域上的野生居民。 在我看来，它们具有让人无法抗拒的实验潜力，值得我跨越半个地球去寻找。

我的讲话定在晚上，于是白天我就和让-克劳德·塞瓦斯蒂安（Jean Claude Sevathian）一起去寻觅藤蔓。塞瓦斯蒂安是看护岛上珍稀植物的专家，岛上甚至有几个植物亚种以他的名字命名。他坐在一辆行驶的吉普车上，眼睛却能以最不可思议的精度，在一片茂密的热带雨林树叶间发现藤蔓的蜿蜒身影。我们要找的一些物种只在毛里求斯最偏僻、森林最繁茂的保护区里出现，因此我们要冒险深入那些人类极少探索的地点。当我们在灌丛间疾驰，我不由得联想起年轻的达尔文在少有人知的岛屿上采集植物样本的往事，虽然他是直接坐船登岛的，不像我们要先乘飞机再换其他载具。当我们在浓密的绿叶中搜索，我又想象起了他第一次看到超乎他想象的物种时是怎样一幅情景。达尔文将植物和动物视作它们环境中不可或缺的成分，它们与周围的生物紧密相连，共同交织成了一张密不可分的挂毯。在他看来，一种动物或植物，只有被置于这种联结之中方能被理解。一件样本被抽离到一个无菌的实验室环境中，就只剩下残缺的画面。如果我们在考察生命的时候能向达尔文靠近，哪怕只有一点点，我们的体验也会比原来丰富许多。

我的这次探索还有第三个目的：我要找到一位合适的病人来做我的麻醉剂展示。这个病人要是观众熟悉的，要能轻易被放进我的钟罩，还要能对麻醉剂起反应。在一座爬满了背壳隆起的毛里求斯巨龟的公园里，我找到了几位完美的受试者。它们表现得相当害羞，一碰就蜷缩起来，我让它们自己待了一个下午，好让它们有机会放松放松。

到晚上，我向观众介绍了自己，并向他们透露我打算对旁边桌子上的那个生物做的事。看到观众投来夹杂着诧异和疑惑的目光，我暗暗好笑。我特地让大家看清台上的一切：当我轻触那位病人，它像在森林中一样蜷缩了起来。接着我取出一个棉球，它浸透了剂量经过仔细测算的麻醉剂，我把棉球放到受试者身边，然后用大玻璃钟罩将两者都罩在里面。我用这只钟罩不是为了复古华丽，也不是为了防止受试者逃跑，而是为了让里面的空气充满麻醉剂。考虑到周围的环境，我不可能像兽医麻醉一条狗那样，用氧气面罩来输送麻醉气体。

我知道麻醉剂要过一阵才会起效，之前我已经在实验室里多次操练过这个过程，为的就是做到时间和剂量都刚刚好。当我继续演讲时，我看到观众的眼神不时从我闪到那只钟罩，搜索麻醉剂生效的迹象。将近一个小时之后，我知道见分晓的时候来了。我请一位志愿者上台来试试唤醒受试者，并从一片举起的手中挑选了一位女士。她站起来，舒展开高挑修长的身体，走上了台。我提起玻璃罩，让她用一根手指轻抚受试者，她显然料定它会像之前那样把身子蜷起来。但是什么也没有发生，她又试了一次，仍没有动静。受试者已被完全麻醉。观众先是沉默了片刻，接着讲堂里就爆发出一阵惊叫和掌声。

现在看来，为这样一件事感到惊奇或许显得相当奇怪。不知道你是否猜出了我当晚的实验对象到底是什么。它显然不是一只哺乳动物，也不是任何其他门类的动物。实际上它是一株植物，准确地说是一株含羞草属植物（ Mimosa pudica ）。这一“敏感植物”最初从美洲引进，如今已经在毛里求斯疯长得到处都是了。它为许多人所熟知，是因为它“含羞”的姿态令人着迷：只要一受触碰，它的叶子就会立刻收拢到茎秆旁边。这个行为不仅让人类觉得有趣，也是防御植食者的有效手法，能令食草动物很难抓住它的叶子。当然，这种植物不是真会如我们想象的那样“害羞”，收拢叶片只是它演化上的一个聪明招数，能在感应到附近可能有猎食者时预防自己被吃掉。 ^[1] （此类注释见书末尾）而麻醉剂将这种反应彻底取消了，含羞草在我们的触碰下纹丝不动，令观众大感惊奇。

几个月后，我又在一个不那么正式的场合重现了这个把戏。那是位于西班牙格拉纳达的“一楼”（Planta Baja），一间典型的20世纪80年代风格酒吧。我参加了一场有现场音乐演出和谈话的活动，活动名字叫“心理啤酒”（Psychobeers），由格拉纳达大学的研究生定期举办。在我上台之前，原声流行乐团爆炸物（Cosas que hacen BUM）演奏了一首歌曲，歌名很应景，叫“Sin prisa，un jardín”（《别着急，一座花园》）。等他们演完，我走向我的道具，它们已经在舞台就位，俯瞰着台下的热闹气氛。这一次我用的是植物界的一位凶猛食肉者，一株捕蝇草（ Dionaea muscipula ）。这类植物有着特化的叶片，当毫无戒心的昆虫从上面走过时，它们就会突然闭合，将对方关在里面。接着它们向叶片中间分泌酶，将昆虫的身体消化。 ^[2] 许多人都为这类陷阱的触发而着迷，这些叶片陷阱看起来就像一张张含着利齿大笑的嘴。不过，观众对这株植物动作的反应，远不及我将植物麻醉时他们的反应强烈。这一次我连了一只摄像头做现场直播，即便只是来酒吧喝一杯的人，也能清楚地从屏幕上看到发生了什么。我还在捕蝇草的表面放了电极，用于记录它易受刺激的细胞膜上的电活动。演讲伊始，每当我触碰叶片时，电信号都会出现电压峰值，这清楚地显示了植物有着活跃的内部活动，就像心电图显示出一位病人的心跳。一小时后，我请一位志愿者上台抚摸捕蝇草，结果它纹丝不动。显示屏上也拉出了一条直线：之前受到触碰时的电活动峰值，在麻醉之后都消失了。

你或许感到奇怪：究竟麻醉剂是如何使这些植物变得毫无反应的？这个故事我们留到后面一章再讲，等介绍植物体内无形的电活动，以及植物如何利用一张复杂的网络将信息快速传遍全身的时候再说。眼下我们先讲一个事实：植物的这些能力可以用麻醉剂剥夺，而同样的麻醉剂也能让一只猫睡着——或者让你我睡着。吸入麻醉剂后，不光含羞草或捕蝇草会失去它们的奇特能力，所有植物也都会停止当下的行为，无论是转动叶片、弯曲茎秆还是进行光合作用。就连种子被麻醉了都会暂停发芽。 ^[3] 简单地说，就是麻醉剂会使植物停止对环境做出它们一贯的反应。

植物和动物的这种相似叫人意外，因为造就动物和植物的世系早在15亿多年前就分家了。 ^[4] 我们分属不同的界（kingdom），却仍能被同样的药物“麻翻”。再补充一点：就连细菌都可以被麻醉。那些生物甚至不和我们在同一个域（domain），而域是生命之树上最高的分化等级。 ^[5] 尽管如此，这些如同我们体内和植物体内细胞的单细胞生物，却仍能像动物和植物一样，在麻醉下暂时关闭。即便是在我们的细胞内部释放能量的结构线粒体，以及在植物体内实施光合作用的叶绿体，也都对麻醉剂很敏感。可以说，只要是有生命的东西都能被麻醉。 ^[6]

或许更准确的说法应该是反过来：那些能麻醉植物的药物，也能麻醉我们，因为植物其实能自己制造那些化学物质。当我们让一只哺乳动物暂时休眠时，我们给它用的是一剂合成麻醉剂。而植物本身就能合成各种这样的药物。这些物质会在应激的时候释放，比如当一株植物受伤时，它就会向组织中释放乙烯之类的麻醉物质。当一条根须脱水时，它会释放三种麻醉剂：乙醇、乙烯和二乙烯醚。 ^[7] 这些植物这样做的原因，我们还不太了解。它们有的能协助植物激活防御措施，另一些的作用就不太明确了。或许，就像一个人在忙碌一天之后要喝上一杯一样，它们也能让植物松弛下来。其中一些物质的释放数量之大，甚至影响了地球大气。我们或许应该思索，应激的植物和藻类释放温室气体一事会造成什么影响。这种思索对我们是有益的。 ^[8]

人类使用其中的一些化学物质已经有很长的历史了：数千年前，人们就开始咀嚼古柯树的叶片麻醉自我，到后来可卡因被提取出来成为第一种局部麻醉剂，接着又变成了一种消遣性毒品。你可以在漱口水里找到从百里香叶片中提取的百里酚。从丁香油中提取的丁香油酚则被用于牙齿的局部麻醉。 ^[9] 更不用说还有植物生产的大量其他物质被我们特意用来改变自己的身体和心灵：烟草、乙醇、阿司匹林、饱含咖啡因的茶叶和咖啡豆。我们今天使用的许多药物都源自植物，要么从植物中直接提取，要么用植物生产的生物活性成分进行加工。其中包括从南美洲的金鸡纳树中提取的抗疟药奎宁、从毛地黄中提取出来治疗心力衰竭的毛地黄毒苷。我们在演化上或许和植物相去甚远，但仍通过许多生物化学交联与它们密切相关。 ^[10]

麻醉剂实验不仅从演化的角度看令人意外，它们还提供了一张完美的白板，使人能从零开始，以全新的眼光看待植物。既然我们能将植物变成被麻醉的躯体，就像一只等待手术的宠物，我们就能更深入地了解它们在完全发挥功能时是什么样子。从外表看，一株被麻醉的植物，会“停下”平时忙碌的活动。而当药性退去，它又会花一点时间摆正叶片，定一定神，然后继续之前的活动。拿捕蝇草来说，在它从麻醉中恢复后，只要用手触碰它，它仍会蜷缩合拢，只是速度会变得 很慢 。 ^[11]

接下来，我们可以把植物平时所做的事称作它的“正常 行为 ”。 ^[12] 可是植物平常又有什么“ 行为 ”可言呢？将这个词用在植物身上或许显得奇怪，它违背了我们对植物的一切直觉印象：这些懒惰消极的生物，在土壤中扎下根就不再动弹了。《企鹅心理学词典》中对“行为”的定义对此是一个有用的参考：

泛指行动、活动、反应、动作、过程、操作等的笼统名词，简言之就是生物可被测量的一切反应。

我们往往只把植物看作背景里的叶子，它们映衬着动物迅速往来的活动。可是，一株含羞草的蜷缩或一株捕蝇草的合拢，难道不能在最低限度上被定义成一种反应、动作和“可被测量的反应”？ ^[13] 也许，麻醉剂在一株植物、一只猫和一个人身上的相似效果，能让我们停下来重新思考自己的偏见。

现在我们要来回答一个重要问题了：当你夺走含羞草卷曲叶片的能力，或让捕蝇草无法布置陷阱时，其中究竟发生了什么？除了使它们无法运动或丧失反应之外， 让一株植物沉睡 究竟意味着什么？从主观的角度出发，我们知道一只动物或一个人被麻醉了是什么意思：那是一种意识被消除的状态，我们从有意识状态转变成无意识状态（严格的读者或许会认为这种转变只属于人类）。“麻醉”（anaesthesia）这个词的词源是希腊语的“anaisthēsía”，意思是“没有知觉”或“无法感知”。 ^[14] 这意味着在你的脑中，细胞的电活动被破坏了，就像我麻醉的那株捕蝇草。它们不再对刺激做出反应。从这里可以引申出一个激动人心却也不乏争议的问题：既然一株植物能像动物一样在短时间内陷入沉睡，这是不是意味着，它还有某种平常的“清醒”状态？也许我们应该思考这样一种可能性：植物并不仅仅是简单的自动机，或者不会动的光合作用机器。我们可以想象植物对环境也具有某种个体体验。它们或许是 有意识 的。

如果植物真有意识，它们的内部状态和外部环境之间就一定存在某种交流。它们想必能从外界收集信息，再以复杂的方式加工和使用信息，而不仅是简单地 被动反应 。植物能否做到储存信息，并且运用信息来预测、学习，甚至预先计划呢？通过一些例证，我们发现，植物或许是能做到这一点的，但这些毕竟是复杂的本领，要弄清楚并不容易。在下面各章，我们将会探讨最新的研究中得出的一些激动人心的线索，它们透露了植物到底在体验什么，又到底在做什么。我们将用这些线索拼出一幅大胆的新图景，其中的植物不仅有意识，还深度参与了世界。

我们先来看一个简单的例子，有一种不起眼的小花叫“康沃尔锦葵”或者“克里特蜀葵”，植物学家则用学名“ Lavatera cretica ”来称呼它。它喜欢生长在南欧和北非温暖气候带的高山地区，但在气温较低的国家也常常有人在花园里栽种这种外来植物。

许多植物都有“向日性”（heliotropic） ，会在一天中跟随太阳的运动轨迹。你或许看过一类戏剧性的延时摄影视频，其中向日葵幼苗始终将花心对准太阳，忠心耿耿地追随它在天空中的运行轨迹。我们将在后面的某一章正式和这些植物见面，并了解它们出人意料的能力。眼下，我们稍微花点时间关注一下这株低调的小锦葵。它也是一名太阳的崇拜者，但它准备得更为充分。整个白天，它会将叶片朝向太阳。这能使叶片最大限度地吸收阳光，很像是度假的人们不时挪动日光浴床，好避开不断进犯的阴影。到了夜里，锦葵又会将叶片对准日出的方向，等待太阳升起。这不只意味着它会将叶片恢复到前天早上的位置。更令人吃惊的是，它还掌握了未来几天太阳将在什么方位升起的信息，即使没有任何阳光它也能做到这一点。被关在黑暗实验室中的锦葵能准确预测日出的方位，每天夜里它都会忠诚地将叶片转到原本应该出现太阳的方向。要等到大约三四天后，它们才会变得有些不知所措（就像我们大多数人一样）。 ^[15]

叶片的运动时机由一个周期调控，它将生物和每一天的日夜循环绑定在一起，这就是昼夜节律。这是生物的又一条普遍规律，是我们和生命之树上的遥远亲戚共享的又一道生物化学连接——从植物到动物再到细菌，都遵循这一规律。 ^[16] 我们知道，人类自己的昼夜节律部分是靠生产一种名为“褪黑素”的化学物质控制的。这种激素的含量会在一天24小时的不同时段内增加和减少，由此调控我们有多清醒或多迷糊，它也调控着我们体内大量的其他过程，从代谢到体温变化。褪黑素是由松果腺分泌的，松果腺是大脑中央的一个微小器官，它在动物的整个演化史上都起到接收光线的作用。法国哲学家勒内·笛卡儿称之为“灵魂的座椅”，说它是思想和行动的源头。 ^[17]

褪黑素含量的波动使生物可以预测自身在任何时候的状态。如果它必须完全根据环境做出反应，就会有许多不利的延迟，比如太阳落下后仍有一段时间醒着，或者到了早上非常难动起来（尽管我们中有些人仍然有这个问题）。人类可以服用褪黑素片来倒时差，让药片替代自身的褪黑素合成，以训练身体适应一个新的时区。我们将在后面看到，在实验室里操弄一番之后，植物也能经历某种时差。植物也会生产它们自己的褪黑素，名为“植物褪黑素”（phytomelatonin）。 ^[18] 这种物质到2004年才得到命名，比褪黑素首次被发现晚了几十年，因为人们一向认为，只有动物才会分泌这种物质。另外植物也用昼夜节律来控制体内活动，包括锦葵的夜间活动。植物“清醒时的状态”每天都会改变，而且十分细致准确， ^[19] 这种变动的原因是它们自身的内部节律，不仅是麻醉剂的强大作用。

我们必须睁开眼睛，看看还可以用哪些 截然不同 的方法来完成复杂的任务。锦葵做到的事显然很聪明。它或许只是一个在演化中形成的巧妙技巧，但即便如此，它也指向了更多潜在的复杂机理。比如它可以指向某种类似 智能 的东西。关于什么是“智能”，其实并没有一个公认的定义。在锦葵这样的植物和我们的行为之间做类比难免有出错的风险，这也是为什么更好地理解植物可以让我们更了解思维是如何运作的。 ^[20] 眼下我们先种下一个观念：智能与像神经一样处理信息有关。而锦葵和其他植物所做到的事，并没有用到任何我们会看作“大脑”的东西。目前我们对智能产生的条件还只有非常局限的看法，对任何没有可见大脑，或至少没有一个发育良好的神经元中枢的生物，我们均自动将其排除在外。我们曾经认为，智能肯定是从生命树上的某一个分支演化出来的，而这个分支上的生物都有特定类型的大脑。但现在这幅图景已经被最新的发现击碎了，我们对章鱼这类生物的了解越来越多，知道了它们有几个大脑，分布于不同的腕足，智力也很惊人。我们必须重新思考自己的成见：其他生物，包括植物，也有智能吗？以及，智能到底 是什么 ？

这又引出了另一个问题：我们是否还要重新思考一下智能可能存在于何处？也许智能不是只有汇集了大量动物神经元才能创造出来的东西。也许它还能从非常不同的系统中产生。包括我们提到的含羞草在内，植物也会像我们用神经元发出电信号那样，它们也会利用离子的运动，它们的细胞还会将信号远距离传导到身体各处。看看下面的类比，对照一下动物和植物的运动方式，将有助于我们清晰地表述这个问题：在动物体内，运动信息被传送到肌肉内的收缩细胞，由肌肉来执行动作。而在植物体内，信息被传送到运动器官内部具有收缩性的特化纤维。这套植物运动系统的运作方式与动物截然不同。但其中的一些纤维或许可以被视为“植物的肌肉”。 ^[21] 它们在功能上与动物肌肉有许多相似之处。或许我们不该仅仅因为它们的组织不同、运作方式不同，就武断地将它们划分成两类。再将眼光转向较为抽象的功能：仅仅因为植物在“思考”时运用了与动物不同的系统，就可以说它们根本不会“思考”吗？在看待用悬殊的蓝图画出的不同生物时，我们的心态无疑应该更开放些。当我们深入植物的世界时，我们将会进一步探索这个问题。

我们甚至可以问一句：为什么植物就 不能 拥有智能，就像动物那样？实际上，动物和植物分别演化出了智能，以帮助它们在非常不同的生态处境中生存。一方面，动物智能使我们成为能快速运动的灵活生物，我们也总会长成差不多的体形；另一方面，植物只能作为行动迟缓的扎根生物生存，遇到了阻碍也不能一走了之，它们必须在生长中发挥一点创意。为了生存，它们必须综合许多不同来源的重要信息，包括光线的品质和方向、哪里是上面、是否有什么东西或什么人挡住了光，然后用这些信息来调控生长发育的模式。植物始终在不知疲倦地摆动自身的器官，从而对土壤结构、猎食者或邻居的竞争等不确定因素做出反应。植物也必须为达成目标而提前计划。它们不是逆来顺受的消极生物，只会被动地进行光合作用，相反，它们会积极地适应环境。就像动物在野外要对付血淋淋的尖牙和利爪一样，植物也不可能放松警惕。 ^[22] 我们将竭尽所能深入植物的内在体验，理解它们如何感知周围，如何应对复杂环境。

在那些和我们如此不同的生物中间，智能是难以捉摸的一种特质，需要一些精巧的实验才能发现。要理解智能可能以完全不同的形式存在，也必须像达尔文提倡的那样，以开放的心灵观察。这也是我前往毛里求斯的一个关键目标。我到现在为止的研究指出了一个非常清楚的事实：家养藤本和野生藤本之间有着一些显著差异。家养藤本备受宠爱，主人总会给它们备好攀爬架、肥料、透气的土壤和充足的空间，它们因此变得柔弱了。它们是植物界中被宠坏的叭儿狗，被规训成只能在清洁的人造环境中生存，受不了竞争或是艰苦。它们到森林里是坚持不了多久的。而野生藤本拥有黑帮老大一般粗粝的街头智慧，它们有成熟的关系网络，盟友和敌人都很多。它们的所有东西都是抢来的：光线、扎根的空间、攀爬的支架，以保护自己的叶片不被吃掉。它们知道哪些生物可以合作，并且放心地与对方共事。 ^[23]

如果我们想要发现植物的智能——无论它采取何种形式，我们都必须观察野生植物在生存中磨炼出的巧思，不能像有些植物科学家那样只看实验室中培养的作物，而是要有博学家一般的敏锐眼光和开放心灵。为了获得更加全面的视角，为了回答植物学的革命性观点将在以下各章提出的诸多问题，我们会拜访科学研究的许多分支，并涉及思想的其他领域，比如哲学。如果只把自己局限于正统的科学福音之内，我们将无法从根本上改变自己的理解和认知。我们必须运用多种探索工具，谨慎地向未知出击。因此，本书将是许多根系深远的思想的汇合，它们将在彼此缠绕中长向新的天地。

以新的眼光理解植物将会大大改变我们看待世界的方式。我已经从长期经验以及与其他科学领域的同行的多场辩论中得知，我们在本书中探讨的理念会违背大多数人对植物的认知。它们甚至会让你有一些不适，或迫使你思考像“行为”或“意识”这样的词语对一株植物意味着什么，更不用说“智能”了。你的态度并不罕见。有这样的疑惑完全正常：身为动物，我们的一些概念是专门留给灵活如动物一般的生物的，要将它们应用到长着根系、靠光合作用生存的生物身上，我们自然会有些迟疑。许多人想必会更加自在地描述一只变形虫而非一棵藤蔓的行为，或是一只潮虫而非一朵向日葵的意识。你多半乐意将一只松鸦掩埋橡子的行为想成是“预先计划的”，而听到一株植物“为了将来而计划”，你可能就有点不自在了。下一章，我们就来看看你这种不适感的多种来源，我们将探索许多动物中心主义的思维陷阱是如何限定了你的认知，还有长期以来偏重动物的教育是如何塑造了你的观念的。通过细致的考察，我们将消除这些成见，希望这能为将来的新观念铺平道路。 MlHiuClkF+Xm9zWanTG087hKK+ccnBQhUSZMOCzf++B7smjqfEftjToKDSCRE/Ub