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一条鱼也有自我意识?近50年的权威试验遭重创

2019-08-12来源:住哪网

文章转自环球科学


图片:Andre Mouton


在评估自我认知能力的镜子测试中,只有极少部分动物能顺利通过,就连大多数灵长类动物也不能。在最近的一项研究中,一条鱼似乎能认出自己,这一结果促使科学家重新思考镜子测试究竟能证明什么能力。

撰文 | Andre Mouton

翻译 | 甘立

审校 | 杨心舟 吴非


镜子测试(mirror test)通常用于检测生物体的自我认知能力。近期,一项报告指出鱼也通过了镜子测试,这重新引发了人们关于如何定义与衡量这种神秘特质的争论。



检验高级意识的测试?


一条蓝黑相间的小鱼游到一面镜子前。之前研究人员在它的咽部做了一个褐色标记。小鱼面向镜子竖着游动,露出它的腹部。这时,它突然转身向缸底的沙堆俯冲,用咽部撞击沙子,然后重新游到镜子前。小鱼的这一系列操作意味着什么?对一些科学家来说,这个试验毫无意义;而在另一些科学家看来,这可能是一项颠覆性的发现。


德国马克斯-普朗克鸟类研究所的演化生物学家Alex Jordan认为,这只裂唇鱼(cleaner wrasse)通过了一项经典的自我识别测试。长期以来,科学家一直认为,能够在镜子中辨认出自己,反映出该生物体具备某种自我意识甚至能感知他人意识的存在。近50年来,他们一直在利用镜子试验测试动物的自我意识。让动物熟悉镜子之后,他们在动物身上的某个地方画上记号,动物只有在镜子里才能看到。如果动物面对镜子时碰触或检查到了身上的标记,它们就通过了测试。


人类通常在蹒跚学步时才能完成镜子测试。除了黑猩猩这种脑容量大的哺乳动物,很少有其他物种能通过测试。然而,正如今年早些时候生物预印本网站bioRxiv.org上发表的一项研究报告所述,Jordan等人观察到了一条小鱼看似具备自我意识的行为。这项研究即将在学术期刊PLOS Biology上发表。


由此,Jordan的研究结果在相关领域掀起了一股巨浪。“一些研究者似乎不希望把鱼类纳入,因为这样就意味着灵长类动物不再那么特别了。”他说道。


Jordan表示,如果一条鱼通过了镜子测试,“要么你必须接受这条鱼具备自我意识的事实,要么你必须承认这个测试不能检测自我意识。”事实的真相可能两者兼而有之。某些动物的思维能力可能比我们想象的更惊人,而镜子测试的作用也可能比我们设想的少。要想更进一步理解动物的思维,就意味着不能只依赖于镜子测试,而需要针对每个物种设计出独特视角的新试验。



灵长类动物自我意识强?


演化心理学家Gordon Gallup在还是研究生的时候,有天在镜子前刮胡子时想出了这个经典的试验。不久后,Gallup在杜兰大学任职时,接触到了三角洲地区灵长类动物研究中心的动物,他可以在那里验证他的想法。


Gallup首先向四只黑猩猩展示一面镜子,每只黑猩猩被单独关在一个笼子里。起初,黑猩猩的反应就好像看到了一个陌生人。但几天后,他们在镜像前停止了威胁和叫喊行为,转而开始用镜子观察自己:清洁牙齿上的食物、抠鼻子、检查生殖器。为了证明黑猩猩明白他们所看到的镜像,研究人员麻醉了黑猩猩,并在它们的眉毛和耳朵上涂上了红色颜料,之后把黑猩猩放回镜子前。黑猩猩照镜子时会用手指碰触脸上的颜料。


与此同时,猕猴却没有通过Gallup的测试,这比黑猩猩成功辨认出自己更让Gallup等人吃惊。当这篇论文1970年发表在《科学》(Science)杂志上时,“它带来的影响比我想象的要大。人们被这一发现吸引住了。”Gallup说道。


Gordon Gallup是一位演化生物学家,现供职于纽约州立大学奥尔巴尼分校。在他看来,最终只有人类、黑猩猩和红毛猩猩通过了镜子测试。图片来源:Gordon Gallup


Gallup给我展示了一些黑猩猩镜子测试的黑白照片,并表示,镜子测试反映的是自我意识。他将其定义为“可以把自己想象成为镜中物体的能力”。他认为这意味着一种罕见的智慧。Gallup认为,任何能在镜子中辨认出自己的动物,都有可能意识到其他动物也有独立的思想,甚至同情它们。个体的自我意识意味着对群体的意识。


与此同时,北卡罗来纳大学教堂山分校的心理学家Beulah Amsterdam也对人类婴幼儿进行了类似的试验。在婴儿的鼻子上涂上胭脂后,她发现大多数孩子在两岁时就能在镜子里认出自己。在接下来的几年里,Gallup和他的同事们用镜子测试了从灵长类到家禽的一系列动物,发现它们多数不能通过测试。许多动物只是把镜像看成是另一种动物


但有少数几种动物通过了测试,或者说貌似通过了测试。Diana Reiss是纽约市亨特学院的海洋哺乳动物学家和认知心理学家,她对海豚进行了广泛的研究,包括与Gallup等人共同开展的镜子测试。她表示,虽然她与Gallup合作的研究没有得出结论,但后来的研究表明海豚可以通过镜子测试。水族馆中的海豚对着它们的镜像,研究起它们的眼睛和嘴,翻转身体,吹不同种类的气泡。在被涂上黑色标记后,海豚会花更多时间对着镜子看自己有标记的一面身体。


研究者通过单向玻璃观察到,海豚在自己的镜像前快乐地转圈。一些研究者认为海豚已经通过了镜子测试,但这个结论还存在争议。图片来源:Diana Reiss


大多数猴子仍没能通过镜子测试。一些猕猴经过数周的训练,头部受到限制,被迫盯着镜子,在这种条件下才勉强通过测试。在另一项试验中,研究人员试图用巧克力标记狨猴,以提升它们的活跃度,但没有成功。(一些猴子试图舔镜子里的巧克力。)但Reiss和她的同事在亚洲象身上发现了镜像自我识别的行为。Reiss说,红毛猩猩、倭黑猩猩和大猩猩,甚至喜鹊都通过了测试。


然而,在Gallup看来,只有三个物种算得上通过了测试,它们是:黑猩猩、红毛猩猩和人类。他发现其他所有物种的行为证据都没有说服力,并认为研究人员正在解读动物行为中不存在的东西。下面我们回到Jordan关于鱼的镜子测试中来。



社会联系造就自我意识


Jordan研究的是群居动物演化过程的心智技能。他和合作者想要探索群居鱼类的认知极限,因此想到了镜子测试。首先,他们测试了丽鱼(cichlids,一种热带鱼),但它没有通过测试。因此,研究人员考虑下一步要尝试什么鱼。“答案来了,当然是裂唇鱼。”Jordan说,“这是一种非常聪明的动物,具有高度的社会性。”


裂唇鱼生活在珊瑚礁中,专门啃食大鱼身上的寄生虫和死皮,但裂唇鱼自身很容易被大鱼吃掉。由于生活环境并不安全,裂唇鱼必须学会避免被吃掉。Jordan说,在实验室和野外,这些鱼对周围的环境会表现出好奇心,它们会像对待那些大鱼一样,清洁研究者的手和口罩。


在镜子前,裂唇鱼似乎经历了与黑猩猩相同的阶段。首先,它们攻击自己看到的镜像。然后它们在镜子前做一些不寻常的动作,比如倒立着游泳。几天后,这些鱼会在镜子前停留更长时间,似乎是在研究自身的镜像。


Alex Jordan是德国马克斯-普朗克鸟类学研究所研究行为的演化生物学家。他受到启发,对社会性鱼类的认知极限进行了测试。由此,他对这种名为“裂唇鱼”的鱼类进行了镜子测试。图片来源:Simon Gingins


接下来,研究人员对镜子测试有明显反应的鱼进行了标记。他们在每条鱼的咽部皮肤下注射了少量褐色物质(另一组则注射透明物质,作为对照组)。之后,研究人员观察到,一些鱼似乎在镜子前研究起自己的标记。它们用咽部摩擦岩石或水槽的沙质底部。Jordan表示,这是鱼类清除异物的一种常见行为。这些鱼游回镜前时常伴有这个动作。作者总结说,在这项研究中,四分之三的鱼通过了镜子测试。


研究人员花了三年多的时间试图发表这篇论文。同行评审通常是某个领域的专家进行匿名评审,隐蔽性强。但Gallup等人在对裂唇鱼论文的评审意见上签了名,“强烈反对”文章的发表,Jordan如是说。


在Gallup看来,试验中鱼类展现出来的行为非常模棱两可。他在一篇评论中写道,当裂唇鱼擦伤咽部时,可能是在指示镜子里的鱼应该怎么做——就像在说“你的下巴上沾了芥末。”Jordan则认为Gallup的变相解释“牵强附会,难以置信”。


Reiss表示,她还为不同的出版物多次审阅了这篇论文。她不相信像倒立游泳这样的行为表明鱼通过了镜子测试。她和Gallup还发现,与其他动物身上的非自然印记不同,这种褐色印记类似于一种寄生虫,而裂唇鱼会本能地对这种寄生虫做出反应,这正是问题所在。Reiss说:“在我看来,像这样的说法,必须有更有力的证据才可以。”


为了回应审稿人的反对,Jordan和他的合著者在他们的研究中加入了更多的对照实验。现在,这篇论文终于被接收了。Jordan认为这段艰难的修改期让这项研究更有说服力。“而且,我并没有在评审通过之前就去世。”他开玩笑地说。


Jordan想让世界知道鱼有多聪明。但他表示:“如果说鱼和黑猩猩一样聪明,或者说裂唇鱼智力相当于一个18个月大的婴儿,我是绝对不同意的。”相反,他认为自己论文的重点更多的是科学而不是鱼:“镜子测试可能不是一个检验自我意识的测试。”他说道。接下来的问题是镜子测试检验的是什么,以及我们能否做得更好。



自我意识究竟是什么?


在1970年黑猩猩镜子测试发表后,Gallup写道:“想要认出镜子中的自己,这个物种似乎需要拥有相当高的智力水平。这似乎是第一个在非人类灵长类动物中研究自我认知的实验。”


正如Gallup所描述的那样,一个物种要么表现出自我意识,要么没有,而大多数物种都没有。他告诉我:“这促使许多人投入大量精力,试图探究其他实验室动物的智力完整性。”


但Reiss和其他研究人员认为,自我意识并不是一种非黑即白的存在。在2005年的一项研究中,埃默里大学灵长类动物学家Frans de Waal和他的合作者发现,相比于玻璃后面有另一只陌生的卷尾猴,卷尾猴与镜像猴的眼神接触次数更多。这可能是一种介于自我意识存在与缺乏之间的中间结果:卷尾猴似乎不理解镜像本身,但它也不把镜像当作陌生者。


亨特学院认知心理学家Diana Reiss曾发现海豚拥有自我意识的证据,但她对裂唇鱼也拥有这项能力持怀疑态度。“在我看来,像这样的说法,必须有更有力的证据才可以。”图片来源:Elizabeth Nolan


科学家们对“自我意识”(self-awareness)这个词感受各异,对这个词的定义也并不一致。Reiss认为,镜子测试反映了“自我意识的一个方面”,而不是人类拥有的全部认知能力。科罗拉多大学博尔德分校的生物学家Marc Bekoff和康奈尔大学的Paul Sherman提出了一系列“自我认知”(self-recognize)概念,范围从无脑反射到同人类一样的自我理解。


Jordan比较赞同“自我认知”的概念,他认为裂唇鱼处在自我认知的低端等级。他指出,在尾巴被踩到之前躲开,或者把寄生虫从鳞片上刮下,和思考你在宇宙中的位置是不一样的。他表示,这个领域的其他人也支持他的观点,即镜子测试并不能测试自我意识。Jordan说:“我认为在这个领域,需要对我们如何理解动物所知道的东西进行修正和重新评估。”


在这一领域,大多数科学家的共识是,在镜子中辨认出自己与社交能力之间存在关联。在镜子测试中表现良好的物种都是群居的。Gallup和其他人在1971年进行了一项有趣的研究,在圈养和隔离环境中成长的黑猩猩没有通过镜子测试。通过测试的黑猩猩出生在野外,过着群居生活。Gallup认为,这一发现支持了芝加哥大学哲学家George Herbert Mead的观点。Mead认为,我们的自我意识是由我们与他人的互动塑造的。Mead在1934年写道:“仅凭单独个体,是不可能产生自我认知经历的。”


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