動(dòng)物智力，從章魚保羅說(shuō)開去

蔣志剛

動(dòng)物智力，從章魚保羅說(shuō)開去

蔣志剛

專家檔案：

蔣志剛，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所首席研究員、博士研究生導(dǎo)師、中華人民共和國(guó)瀕危物種科學(xué)委員會(huì)常務(wù)副主任。1981年12月獲湖南農(nóng)學(xué)院動(dòng)物科學(xué)系學(xué)士學(xué)位。同年考取中國(guó)科學(xué)院碩士學(xué)位研究生，研究動(dòng)物生態(tài)學(xué)。1982年2月至1983年8月在蘭州大學(xué)生物系學(xué)習(xí)，1984年12月在中國(guó)科學(xué)院生物學(xué)部獲理學(xué)碩士學(xué)位。1993年在加拿大Alberta大學(xué)獲博士學(xué)位。1994年6月到中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所任保護(hù)生物學(xué)研究室主任、副研究員，主要研究保護(hù)生物學(xué)和行為生態(tài)學(xué)。他首次提出了動(dòng)物行為的層次結(jié)構(gòu)概念與PAE編碼分類系統(tǒng)，統(tǒng)一了行為的結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境，便利了行為的識(shí)別與分析。他還首次提出了行為的表現(xiàn)空間和行為的剛性與彈性等新概念。

什么是智力？什么是動(dòng)物智力？動(dòng)物它具備什么樣的智力？我們與動(dòng)物的感官有多少不同？為什么章魚保羅能夠預(yù)測(cè)世界杯比賽的結(jié)果？

2010年的南非世界杯有很多出人意料的事情，像朝鮮隊(duì)、南美隊(duì)的表現(xiàn)，像很多新的明星的出現(xiàn)，另外一個(gè)出人意料的明星就是章魚保羅。它本來(lái)是默默無(wú)聞的，給它展覽的場(chǎng)地也不大，但是它成功地預(yù)測(cè)了2010年南非足球世界杯八場(chǎng)比賽的結(jié)果，一下子聞名遐爾。八次預(yù)測(cè)都成功了，如果它是碰運(yùn)氣，按照概率論，那么就是說(shuō)它每次猜對(duì)的可能性，只有二分之一，那就是二分之一的連乘積，那么只有0.0039，即千分之三點(diǎn)九，這個(gè)是很低的。另外，保羅還預(yù)測(cè)了2008年歐洲杯，它預(yù)測(cè)六次，中了五次，正確率達(dá)到了83%。為什么章魚保羅能預(yù)測(cè)比賽結(jié)果，是不是它很聰明，是不是它智商很高，這與動(dòng)物的智力是不是有關(guān)？

我們先看這個(gè)定義——什么是智力。智力指生物的一般性精神能力，包括理解、計(jì)劃、解決問題，抽象思維、表達(dá)意愿以及語(yǔ)言和學(xué)習(xí)的能力，這就是智力的定義。這個(gè)定義強(qiáng)調(diào)的是學(xué)習(xí)與推理的能力。當(dāng)然，智力一方面受遺傳的影響，另一方面受環(huán)境的影響。它不僅僅指書本知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)術(shù)技能的掌握，應(yīng)試的技巧，更重要的是了解周圍環(huán)境，抓住理解事物，找出如何去做的能力，特別是解決問題的能力就是智力。

1983年，美國(guó)哈佛大學(xué)的教授霍華德·加德納出版了一本名為《智力的結(jié)構(gòu)：多元智能理論》的著作。在書中，作者首次提出人類有著完整的智能“光譜”。這一論斷突破了傳統(tǒng)智力理論的假設(shè)：人類的認(rèn)知是一元的，可采用單一的、量化的智力檢測(cè)手段來(lái)測(cè)量人的智能。經(jīng)過多年的研究，加德納逐漸完善了自己的理論，明確提出人類存在多種不同的思維方式，他將人類的智能類型分成8種，分別是：語(yǔ)言智能、空間智能、身體運(yùn)動(dòng)智能、音樂智能、人際關(guān)系智能、自我認(rèn)識(shí)智能、自然觀察者智能。

智力的結(jié)構(gòu)：多元智能理論

智力最核心的層次是知覺，還有一些智力的形式，包括觀察力、注意力、記憶力、思維力、想象力這五種能力。具體說(shuō)來(lái)：觀察力是大腦對(duì)事物的觀察能力；注意力是指人的心理活動(dòng)指向和集中于某種事物的能力；記憶力是識(shí)記、保持、再認(rèn)識(shí)和重現(xiàn)客觀事物所反映的內(nèi)容和經(jīng)驗(yàn)的能力；思維力是人腦對(duì)客觀事物間接的、概括的反映能力；想象力是人在已有形象的基礎(chǔ)上，在頭腦中創(chuàng)造出新形象的能力。

以上是人的智力，那么什么是動(dòng)物智力？當(dāng)考慮到動(dòng)物智力的時(shí)候，大英百科全書給出了一個(gè)概括智力的定義：通過改變自身、改變環(huán)境或找到一個(gè)新的環(huán)境去有效地適應(yīng)環(huán)境的能力。

達(dá)爾文在他的另一本著作《Descent of Man and Selection in Relation to Sex》中寫道：低等動(dòng)物像人一樣，明白地感覺到歡悅和疼痛，幸福和悲傷，它們都有痛覺，它們都會(huì)感到恐懼，還有其他的感覺。那么動(dòng)物是不是具有意識(shí)了？

美國(guó)的《Science》雜志曾經(jīng)提出生物學(xué)的十大難題，其中一項(xiàng)就是意識(shí)。意識(shí)是生物學(xué)里面一大難題，對(duì)生物學(xué)家來(lái)說(shuō)，是一個(gè)難處理的，并且是令生物學(xué)家尷尬的問題。令生物學(xué)家尷尬的原因，因?yàn)橐庾R(shí)通常不能納入到生物學(xué)家研究問題的進(jìn)化的框架。因?yàn)榈侥壳盀橹?，我們研究所有的生理生化、行為、生態(tài)，都是在達(dá)爾文理論的框架下。對(duì)于任何科學(xué)理論，意識(shí)都不是科學(xué)的問題，但是意識(shí)是一個(gè)問題，現(xiàn)在我們只是在哲學(xué)里面，來(lái)考慮這個(gè)問題更多一些。

動(dòng)物不會(huì)說(shuō)話，不會(huì)表達(dá)，關(guān)于動(dòng)物的認(rèn)知，我們主要是觀察它的行為。那么動(dòng)物行為告訴我們什么？動(dòng)物能不能夠推理？它們能不能形成概念？它們能不能事先計(jì)劃？它們有沒有自我意識(shí)？它在鏡子里面能不能認(rèn)出自己的鏡像？如果能認(rèn)出自己來(lái)，夠不夠我們說(shuō)的動(dòng)物智力？馬里蘭大學(xué)的Peter Curruthers教授提出HOT理論，就是高階思想，他說(shuō)意識(shí)只在有思考能力的時(shí)候才發(fā)生，并且反映思維的過程，這個(gè)一個(gè)反映思維的過程需要語(yǔ)言，語(yǔ)言是主觀的信號(hào)操作，大多數(shù)動(dòng)物沒有語(yǔ)言，那么大多數(shù)動(dòng)物沒有知覺，那更談不上智力了，這是他的sentience推理。另一位學(xué)者瑪莉安是這么說(shuō)的：意識(shí)基本上還是不可探討的，我們甚至不能預(yù)見我們會(huì)發(fā)現(xiàn)另外一種生物是有意識(shí)的，里面存在邏輯的障礙，而不是技術(shù)和智力的缺陷，這至少是傳統(tǒng)的觀念，我們應(yīng)該不假設(shè)我們知道另一種知覺，觀察世界有許多其他的眼睛，我們應(yīng)該全身地，讓這些眼睛告訴我們，它們看見了什么。

新墨西哥州立大學(xué)的Victor S. Johnston教授與瑪莉安的觀點(diǎn)不一樣，他說(shuō)腦的進(jìn)化并非精確地再現(xiàn)我們周圍的世界，他認(rèn)為我們周圍的世界是不可感知的，像我們?nèi)祟愐矝]有全部感知，僅僅是為了強(qiáng)化基因的生存力，生存與保持肌體完整所需要的情感，是人性的一部分，并為基于選擇的學(xué)習(xí)機(jī)制，提供了必要的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，學(xué)習(xí)是一個(gè)探索過程，探索過程的歡悅感越強(qiáng)，那么探索的結(jié)果越持久。我們?cè)龠M(jìn)一步推斷，如果動(dòng)物有意識(shí)，即使我們最終確定動(dòng)物具有意識(shí)，意識(shí)是存在著初級(jí)與高級(jí)的形式，或者說(shuō)有簡(jiǎn)單與復(fù)雜的形式，無(wú)疑人類存在高級(jí)的意識(shí)，我們應(yīng)當(dāng)留心動(dòng)物意識(shí)與人類意識(shí)的差異，這種差異可能不是質(zhì)的不同，而是量的差異，關(guān)于意識(shí)的差異，在整個(gè)領(lǐng)域里面，我們不知道的東西太多，我們現(xiàn)在僅僅只有猜想，這些猜想有待于人們?nèi)ヲ?yàn)證。

Grand Valley State University的助理教授Robetrt Deaner用薈萃研究方法——就是把所有的結(jié)果找到一起來(lái)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析——比較了幾百個(gè)用靈長(zhǎng)類動(dòng)物所做的認(rèn)知實(shí)驗(yàn)，排出了一張智力成績(jī)表。他發(fā)現(xiàn)對(duì)智力水平來(lái)說(shuō)，腦的絕對(duì)體積很重要，就是腦容量越大，相對(duì)來(lái)說(shuō)是越聰明。另外，一種動(dòng)物它活的越久，經(jīng)歷的事情更多，它可能越聰明。成績(jī)表上人在第一位，接著依次為紅猩猩、大猩猩、蜘蛛猴、黑猩猩、葉猴、短尾猴、山魈、長(zhǎng)尾猴、白眉猴、還有僧帽猴。在很多實(shí)驗(yàn)中，并不是每一種動(dòng)物都做的很好，有時(shí)候一種靈長(zhǎng)類，在某個(gè)時(shí)間做的很好，在另外一個(gè)時(shí)間不那么好，結(jié)果是非常復(fù)雜的。一種可能性是，復(fù)雜行為不一定完全是意識(shí)的產(chǎn)物。但是我們觀察世界往往離不開人類的中心論，就是一般以人為中心來(lái)觀察。另外一點(diǎn)，在探討智力的時(shí)候，我們經(jīng)常以人的智力標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量動(dòng)物的智力。

黑猩猩“安佳娜”緊緊抱住小獅子“塞拉利昂”。

黑猩猩“安佳娜”帶著小獅子散步。

2009年，在美國(guó)一家動(dòng)物園里，一只可愛的黑猩猩成為了人們注目的焦點(diǎn)。這只名叫“安佳娜”的黑猩猩是一個(gè)“代理母親”，同時(shí)也是一只小美洲獅的全職保姆。

據(jù)報(bào)道，“安佳娜”來(lái)自美國(guó)南卡羅來(lái)納州一家珍惜瀕危物種保護(hù)中心。在專家指導(dǎo)下，這只黑猩猩很快學(xué)會(huì)了如何照顧大型貓科動(dòng)物的幼仔?！鞍布涯取蹦苷J(rèn)真的給小美洲獅孤兒“塞拉利昂”喂奶，還在小獅子害怕時(shí)用手臂抱住它、撫慰它，所作的一切盡顯母性光輝，成為動(dòng)物園中人類管理員的好幫手。

動(dòng)物園的專家介紹，這只黑猩猩非常聰明，是一個(gè)“偉大”的學(xué)習(xí)者和模仿者。它在照顧小美洲獅“塞拉利昂”時(shí)，如果它跑的太快，“安佳娜”就會(huì)立即抓住它，確保其不受傷。黑猩猩“安佳娜”甚至已經(jīng)幫助動(dòng)物園撫養(yǎng)了兩只小白虎、一只小豹子和四只小獅子，是一位名副其實(shí)的“代理母親”。

德國(guó)vs澳大利亞

德國(guó)vs英格蘭

德國(guó)vs烏拉圭

德國(guó)vs西班牙

西班牙vs荷蘭

我們與動(dòng)物的感官究竟有多少不同？以視覺為例。靈長(zhǎng)類動(dòng)物與人類是非常接近的；昆蟲的復(fù)眼是有很多眼睛，比如螳螂、蜻蜓，復(fù)眼看到的是像馬賽克的影像；企鵝的視覺很有趣，它相當(dāng)于把動(dòng)物放大了，相當(dāng)于廣角鏡；蝙蝠是靠超聲波的反射來(lái)感覺食物；對(duì)于鹿這一類動(dòng)物來(lái)說(shuō)，它們實(shí)際上都是色盲，它們不像我們看到這個(gè)世界還是色彩繽紛的。大自然是很有趣的，它會(huì)把那些多余的功能給你去掉，或者根本就不會(huì)產(chǎn)生，所以自然中的每一種物種，它具備的資歷，足以使它在自然界的生存競(jìng)爭(zhēng)中生存下來(lái)，并且繁衍后代。

話題再回到章魚保羅身上，它為什么能夠成功預(yù)測(cè)世界杯8場(chǎng)比賽的結(jié)果？我把很多文章分析了一下總結(jié)出以下幾種觀點(diǎn)：

一是說(shuō)章魚保羅聰明。章魚有相當(dāng)發(fā)達(dá)的大腦，可以分辨鏡子中的自己，也可以走出科學(xué)家設(shè)計(jì)的迷宮，吃掉迷宮外的螃蟹，因?yàn)樗腥齻€(gè)心臟，兩個(gè)信息中心，兩個(gè)記憶系統(tǒng)，大腦中有五億個(gè)神經(jīng)元，稱得上是逃生高手。為了避開獵食者的捕食，章魚除了運(yùn)用我們熟知的擬態(tài)偽裝術(shù)、舍腕，有時(shí)還會(huì)用兩足走路逃生。這里面有幾個(gè)我覺得不對(duì)的地方，一個(gè)就是可以分辨鏡子中的自己；另外一點(diǎn)，它有三個(gè)心臟這也是不對(duì)的，一般動(dòng)物有三個(gè)心室，我們有四個(gè)，兩個(gè)室兩個(gè)房，它有三個(gè)心室，它不會(huì)有三個(gè)心臟；兩個(gè)記憶系統(tǒng)也是有問題的，應(yīng)該說(shuō)它有兩個(gè)層次，一個(gè)層次是它的大腦，而且并不完善，其次它有八個(gè)腕，大腦可以給它指令，但是這八個(gè)腕聽不聽大腦的指揮，它不知道。

二是顏色說(shuō)。章魚熱衷于吃蝦、蟹等甲殼類動(dòng)物，蝦蟹富含蝦青素，紅色物質(zhì)就是蝦青素，所以游戲的規(guī)則就是覆蓋國(guó)旗的容器里，必須有這些食物才能吸引章魚爬進(jìn)去。比方說(shuō)德國(guó)的國(guó)旗是黑紅黃，這是章魚最喜歡的食物的顏色，分明是躲進(jìn)黑暗中的兩條大蝦，它肯定首選進(jìn)攻這樣的目標(biāo)。

三是形狀說(shuō)。首先看澳大利亞對(duì)陣德國(guó)的比賽，澳大利亞的國(guó)旗是深藍(lán)加紅色，紅色的米字，章魚也許認(rèn)為食物太小，不好選擇，所以澳大利亞輸了。第二場(chǎng)，對(duì)陣塞爾維亞，塞爾維亞的國(guó)旗，不但有一條紅色的蝦，還有一個(gè)紅色的螃蟹，章魚也許認(rèn)為更有吸引力，所以沒有選德國(guó)，德國(guó)輸了。第三場(chǎng)，對(duì)陣加納，按理說(shuō)，加納的國(guó)旗與德國(guó)國(guó)旗有相似的地方，但是恰恰因?yàn)槟莻€(gè)五角星，讓章魚認(rèn)為有危險(xiǎn)，有雜質(zhì)，所以章魚反而選擇了德國(guó)，所以加納負(fù)德國(guó)。第四場(chǎng)，德國(guó)對(duì)陣英格蘭，英格蘭國(guó)旗是一個(gè)醒目的紅十字，對(duì)章魚而言構(gòu)成了攻擊性，反促使章魚選擇德國(guó)，結(jié)果英格蘭大敗。第五場(chǎng)，對(duì)陣阿根廷，阿根廷國(guó)旗上沒有任何吸引章魚的顏色，大敗不可避免。

對(duì)于以上三種說(shuō)法，我個(gè)人有以下看法：

對(duì)于聰明說(shuō)，章魚保羅它怎么感覺水族館以外的世界？它是離不開水的，而且它關(guān)在水族館這個(gè)容器里面，它不可能出去。再一個(gè)，章魚保羅怎么知道有2010年南非世界杯比賽，它怎么認(rèn)識(shí)不同國(guó)家的國(guó)旗，它怎么又知道那些國(guó)家的球隊(duì)的實(shí)力，章魚保羅怎么知道它取食容器里面的食物與那些參賽隊(duì)勝負(fù)的關(guān)系？

對(duì)于顏色說(shuō)，章魚保羅能不能識(shí)別顏色？芝加哥菲爾德自然歷史博物館副研究館員、副教授Janet Voight指出來(lái)，沒有證據(jù)顯示章魚有彩色視覺。因此顏色對(duì)于保羅的選擇偏好影響不大，我仔細(xì)查了一下關(guān)于章魚識(shí)別顏色的研究。目前為止，只有日本做過研究，結(jié)論是只有一種章魚有顏色感覺，而章魚保羅這種章魚是沒有顏色感覺的。

這里我提出另外一個(gè)假設(shè)，因?yàn)樗鼪]有顏色感覺，它不能看到顏色，它看到的是灰度。我提出一個(gè)形狀加上灰度的假設(shè)。如果保羅受過訓(xùn)練，可以依據(jù)容器上的國(guó)旗來(lái)選擇食物，那么影響結(jié)果的是國(guó)旗上的圖案形狀與國(guó)旗的灰度。

首先，德國(guó)對(duì)澳大利亞，澳大利亞的國(guó)旗在它的印象里面應(yīng)該不是這個(gè)彩色的圖案，而且這種六角星、七角星、米字形的圖案是一種雜質(zhì)、一種威脅，所以保羅就選更順眼的德國(guó)國(guó)旗，結(jié)果就是德國(guó)戰(zhàn)勝了澳大利亞。這是我的一個(gè)假設(shè)。

其次，德國(guó)對(duì)塞爾維亞。塞爾維亞國(guó)旗的形狀更接近于它常見的食物的形狀，所以塞爾維亞贏了。加納國(guó)旗與德國(guó)國(guó)旗在形狀上非常相似，區(qū)別就在于國(guó)旗中的五角星。如果把彩色去掉，看見灰度的時(shí)候是非常顯眼的，所以保羅選擇了德國(guó)沒有選擇加納。英格蘭國(guó)旗中間為十字架，即使在灰度的時(shí)候也是刺眼的，所以它選擇了德國(guó)，沒有選擇英格蘭。阿根廷國(guó)旗上圖案的形狀也是很怪的，一個(gè)多角的物體。西班牙國(guó)旗在保羅眼里，它看見的不應(yīng)該是紅色，可能會(huì)與它的食物更接近，所以它選擇了這個(gè)容器。最后，西班牙對(duì)荷蘭，西班牙國(guó)旗的圖案是保羅熟悉的，接近它的食物，而荷蘭國(guó)旗圖案，相對(duì)來(lái)說(shuō)它是不熟悉的。

澳大利亞國(guó)旗

加納國(guó)旗

阿根廷國(guó)旗

西班牙國(guó)旗

荷蘭國(guó)旗