动物世界的丰富多彩远超我们的想象,对动物行为或心理活动的探索,已经给人类社会带来了不少的助益:如蝙蝠带来关于雷达灵感、鱼类启发的潜水艇设计等。而一些奇特的或骇人的动物行为甚至让伟大的科学家产生信仰的转变,比如英国生物学家、进化论的奠基人查尔斯·达尔文就因为寄生蜂繁衍后代的方式之残忍,而对上帝的信仰产生严重动摇。
这种名叫翡翠宝石黄蜂的寄生蜂以不同寻常的方式来到这个世界——从被它由内部吃掉的“僵尸”蟑螂的身体中生长出来。为了让幼虫有一个最好的生命开端,身长约30厘米的寄生蜂会攻击她的猎物,过程中,她先用两毫米长的毒刺刺它一次,并将镇静化学物质注射到蟑螂的胸部;第二次则将毒刺刺入猎物的头部,穿过肌肉和消化管,在蟑螂小小的大脑的确切位置注射毒液。
如此就能使她的猎物变成一枚听话的棋子。咬掉蟑螂天线的尖端后,这个准妈妈可以像牵狗一样把昆虫带到僻静的地方,并在它的腿上产卵,这样一来,她的幼崽便有了受控制活肉堆来提供营养。随着时间的推移,幼虫会在里面化蛹,成熟时通过外骨骼爆裂从蟑螂身体中破壳而出,并在下一代重复这个可怕的过程。当查尔斯·达尔文观察到寄生蜂从蟑螂身体中“诞生”时,他表示,这足以让他质疑慈爱的上帝是否存在。
图源:《麻省理工科技评论》
如今,我们对动物世界的观察比达尔文时代更为详细严谨。正如记者埃德·杨在他关于动物感知的一份引人注目的新调查《一个巨大的世界:动物感官如何揭示我们周围的隐藏领域》(暂译,An Immense World: How Animal Senses Reveal the Hidden Realms Around Us)中所详述的:我们可以看到比达尔文想象的更深入的过程。
在电子显微镜下观察翡翠宝石黄蜂的毒刺,你会发现其上点缀着微小的凸起和凹坑。这些是对触觉和质地最细微细节敏感的机械感受器细胞,也是感知气味或味道的化学感受器。虽然毒刺嗅觉受体的确切用途仍有待了解,但测试表明,机械感受器使其成为精确校准的测量仪器。当母蜂将毒刺插入猎物头部时,“她可以检测到蟑螂大脑的独特感觉”
基于对其他物种感官领域的生动探索和讲述,埃德·杨的《一个巨大的世界》在一众描述动物丰富内心世界的书籍中占据了一席之地,同类型的书籍包括杰基·希金斯的《感知:动物对研究我们的感官有什么启示?》(暂译,Sentient:What Animals Reveal About Our Senses)和菲利普·鲍尔的《心灵之书:如何理解自身,以及从动物到外星人的其他生灵?》(暂译,The Book of Minds: How to Understand Ourselves and Other Beings, from Animals to Aliens)。
图源:《麻省理工科技评论》
与动物交流是否可能
当下的我们比以往任何时候都更有责任和渴望将同情心扩展到我们的非人类邻居。在过去3年中,30多个国家和地区正式将大猩猩,龙虾,乌鸦和章鱼等认定为有知觉的生物。长期以来,动物被认为既没有意识也没有认知的复合体,然而,相关实验研究的快速发展正在挑战这种观点。
西方科学界曾经将动物视为自动化机器。但近几十年来,研究人员试图了解复杂的动物行为现象,如蜜蜂语言、吸血蝙蝠利他主义和乌鸦的聪明才智。由领英联合创始人里德·霍夫曼支持的总部位于旧金山的地球物种项目认为,通过解码海豚吱吱声和猪咕噜声中的模式,可以进一步创造一个跨物种翻译工具。与动物交谈,曾经是万物有灵论神话或多利特尔博士式儿童故事的特权,现在许多科技界人士认为这是可以实现的,其他物种的成员将可以交流他们的生活、经历和世界观。
事实上,相关的技术确实在快速发展之中。美国资深动物行为专家康·斯洛波奇科夫教授就曾表示,在不久的未来,人类将能通过使用宠物语言翻译器与动物进行“对话”。而这项打破物种之间交流障碍的技术,早在20世纪初就已经被科学界所关注并加以尝试,也有不少公司推出相应的产品。不过,目前发展较为成熟的还是人类不同语种之间的万能翻译技术。
2004年,“万能翻译”(Universal Translation)入选《麻省理工科技评论》“全球十大突破性技术”(TR10),该项技术由时任IBM沃森杰出工程师的高玉清女士带头研发,在采访中,高女士也表示“希望十年内每个人的手机中都具备万能翻译功能”。到了2018年,谷歌推出的能实时翻译多种语言的“巴别鱼耳塞”(Babel-Fish Earbuds)也入选了TR10。
那么,如果能借助工具与动物交流,会是怎样一番场景?它们会说什么?哲学家托马斯·内格尔在他1974年关于意识的著名论文中提出了一个问题——“成为蝙蝠是什么感觉?”内格尔的观点是人类根本无法体会动物的经历。埃德·杨、杰基·希金斯和菲利普·鲍尔却都声称要打破内格尔的观点,不过,尽管在这三人的书中都汇集了大量引人入胜的研究,为观察动物的生活提供了窗口,但我们仍然要问,我们离弥合物种鸿沟到底还有多远?
1909年,动物学家雅各布·冯·尤克斯库尔提出了在当时看来很是激进的建议:每只动物都拥有Umwelt,即它们自己的感知世界,由其感官提供的信息构建而成。比如无眼、体热感应蜱虫的Umwelt与蓝鲸的完全不同,蓝鲸可以收听没有规律的水传输信号和传播了数千公里的极低次声波歌曲。在《一个巨大的世界》中,埃德·杨遵循了冯·尤克斯库尔的框架:他将自己的书设定为一种穿越各种动物世界的感官游记,“试图走进它们的感知世界”。
像冯·尤克斯库尔一样,埃德·杨将Umwelt视为一个伟大的平衡器:简单地说,所有的动物都有一个由我们的进化史提供给我们的部分的、虚构的现实图景,就像宝石黄蜂的刺一样,是通过几代的捕食和交配而形成的。《一个巨大的世界》旨在将其他动物的经验提升到与人类同等的水平,并彻底地摒弃人类经验具有独特价值的观念。
“我们不是用眼睛看,而是用大脑看”
埃德·杨不同,杰基·希金斯将动物的才能视为我们自身能力的一面镜子。希金斯在成为作家之前曾是 BBC 的一名科学电影制作人,她将《感知》的每一章都集中在一种动物非凡的感官适应能力上,但也像奥利弗·萨克斯那样,通过轶事来探索人类能力边缘的案例。他从《裸猿》中汲取灵感——德斯蒙德·莫里斯将嬉皮士时代的动物学和民族志融为一体,将人类行为解释为宏大的、推测性的进化叙事的结果——她将对动物的研究视为“我们可以举起的一面镜子来满足自我迷恋” ,并补充说,“它提供了另一种视角,来解释为什么我们人类的外表、行为和感觉会像我们所做的那样”
孔雀螳螂虾有着有迄今为止发现的最复杂的眼睛(有12种类型的光感受器),还有星鼻鼹鼠,它在厘米宽的张开的鼻子里装的触摸传感器是我整只手的六倍。书中的每一章都聚焦于一种感觉,因此在考虑颜色视觉时,她将虾的例子与人类的例子进行了配对:例如,“色盲岛”Pingelap环礁的居民,以及一位匿名的英国女性,代号cDa29,她有第四种类型的光感受器,可以看到我们其他人看不见的数百万种颜色。
在阅读希金斯的过程中,我们可以花更多的时间来研究一个似乎被埃德·杨故意忽视的器官:大脑。对她来说,大脑无处不在,必然是“我们身体最重要的感觉器官”。希金斯用美国神经科学家保罗·巴奇·丽塔的话说:“我们不是用眼睛看,而是用大脑看。同样,我们不仅用耳朵听,用鼻子闻,用舌头尝,或者用手指上的传感器感觉。”
在《感知》一书中,我们了解到,在人脑中,我们可以找到一个“感官侏儒”,这是一张身体的触摸图,其中有与我们的手或嘴唇相对应的超大区域,反映了这些区域中触摸传感器的密度。
事实上,《感知》中最有影响的部分最接近大脑,比如皮肤的“慢车道”一章,即对爱抚做出反应的触摸系统。这种系统存在于社会哺乳动物中,包括我们自己,也包括吸血蝙蝠。人们观察到,吸血蝙蝠在舔舐后会互相献血。这是一种罕见的现象,它传达的信息与其说是情绪,不如说是情感。希金斯写道:“通过调节我们的温柔,它将触摸转化为人际间的粘合剂,将皮肤转化为社交器官。”
图源:《麻省理工科技评论》
通过这一点,我们了解到,构成感知世界的大部分是在我们大脑中构建的,而不是在感觉器官本身,其作用仅限于将刺激转化为电信号。不过,虽然希金斯和杨都明确认为,人类可以真切体会到成为另一种生物的感觉,但我们仍然对这个中枢器官感到疑惑,因为我们还没有对任何其他物种的大脑——其结构和功能——建立一个清晰的图景,也没有阐明其内部发生了什么,无论是认知还是思想方面。
大脑是我们所知的最复杂物体
菲利普·鲍尔来说,感官只是一种进入广泛的横向探索的方式,这种探索从动物的头脑开始,并通过意识、人工智能、外星人和自由意志来开辟一条道路。他在书中问道:除了我们自己之外,还有什么样的思想存在或可能存在。
鲍尔在书中的一番铺天盖地的叙述也说明了杨不花太长时间在大脑上是明智的。达尔文的眼睛是进化论必须解释的复杂性的典型。然而,眼睛是一个由清晰可理解的部件组成的设备,“包括用于聚焦光线的透镜、可移动的光圈、用于记录图像的感光组织、精细的颜色辨别等。”你可以对耳朵或其他感觉器官说同样的话。“但是大脑呢?”鲍尔写道,“这根本没有任何意义。在眼睛看来,大脑是一块几乎没有区别的花椰菜组织,没有运动的部分,也没有白砂糖的一致性,但从中产生了堂吉诃德和帕西法尔,广义相对论和X因子,纳税申报和种族灭绝。
“发现自己的大脑就像发现某种外星技术:”拥有860亿个神经元和1000万亿个连接,(它)是我们所知的最复杂的对象,但它的逻辑并不是其他现象为我们准备的。” 意识经验如何从所有这些糊状物质中产生的问题被称为“意识的难题”,这并非毫无意义。
确实,大脑装载着人体最大的奥秘。一直以来,科学家们对神秘大脑的探索就没有停止过,他们试图给大脑作出精准的画像,也试图去读取大脑传递的信号。
2014年,由德国和加拿大科学家带领的国际研究团队绘制了一幅三维脑图。这幅图比之前类似的图谱要清晰50倍,花费了10年时间才完成。它需要把脑部切成几千片薄切片,并在超级计算机的帮助下,通过数字技术把它们再拼到一起。它可以显示小至20微米的细节,而20微米是很多人体细胞的大致尺寸。所以它成为理解脑部三维解剖的重要进步。这项技术也入选了《麻省理工科技评论》“全球十大突破性技术”。
而在此之前,另一项基于对大脑信号捕捉的技术——脑机接口,也早早地被科学界密切关注。2001年,《麻省理工科技评论》将“脑机接口”收录入“全球十大突破性技术”。
二十余年时间过去了,脑机接口已经从实验阶段逐步走向落地,正在肢体运动障碍诊疗、意识与认知障碍诊疗、神经疾病诊疗等场景发挥着作用。
同样也是在过去的二十年里,《麻省理工科技评论》每年评选出的“全球十大突破性技术”成为前沿科技领域的趋势风向标,并已精准预测了多项技术的商业前景。
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本文节选自《麻省理工科技评论》2022年11-12月刊;
原文标题:Inside the enigmatic minds of animals;
作者:Matthew Ponsford
编译:YCZ
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