你觉得自己很聪明。嗯,大量关于动物认知的研究表明,你所做的几乎任何事情,其他生物也能做到。有时,它们做得更好。为了探究智能的本质,科学家们测试动物的技能,并比较不同物种的思考方式。黑猩猩和乌鸦都理解因果关系,但一个拥有像人类一样的大脑,而另一个则拥有一个可以装进汤匙里的光滑细胞球。研究两种完全不同构造的生物如何解决同一个问题,可能会揭示大脑科学中最模糊的谜团:一团神经元是如何产生智能的。时机再好不过了。随着人工智能即将进入日常生活,我们担心当被机器超越时会发生什么。动物认知研究表明,也许我们不应该太过担心:事实证明,我们一直与更高级的外星智能共享地球。
乌鸦的逻辑
鸟类的大脑如此微小且看似简单,以至于人们长期以来都认为它们很愚蠢。(有些鸟会直接撞上窗户,这可能与此有关。)但是,剑桥大学比较认知学教授Nicky Clayton,发掘了鸦科动物(乌鸦、喜鹊和渡鸦等鸟类)思维中隐藏的力量。在一项研究中,她让鸦科动物与儿童进行一项需要因果推理的谜题的较量:一个零食或玩具漂浮在一个又高又窄的管子里,够不到喙或小手指。一只喜鹊很快就意识到,往管子里扔石子可以提高水位,将食物浮上来。但8岁以下的儿童很难想出这一点,即使能想到也很少。
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关键不是喜鹊或乌鸦像8岁的孩子。Clayton说:“它们不一样。乌鸦不上学;它们没有手;它们不会说话。”关键在于,这种鸟类的大脑,在进化上与我们分离了3亿年,却能做出与我们相同的计算。我们两个物种的大脑就像Mac和PC:架构不同,功能相似。弄清楚如此不同的程序如何得出相同的结果,将揭示我们两者之间的共同点。并且可以揭示智能本身的性质。
灵长类与灵长类
它们并非只是我们较低级的版本。尽管黑猩猩在学习语言方面有困难,但它们在空间推理方面却很有天赋。一项开创性的2007年研究对数百只黑猩猩、红毛猩猩和幼儿进行了16项认知测试,挑战了他们理解物体如何在空间中移动、理解因果关系以及合作交流等能力。在合作交流的练习中,例如指向某物来吸引注意力,孩子们完胜了灵长类动物。但在工具使用方面,黑猩猩表现更好,并在空间关系测试中击败了孩子们。亚利桑那大学人类行为学中心主任Evan MacLean(他也研究灵长类认知)表示:“它们以一种灵活的方式理解世界的物理属性。”另一项研究表明,黑猩猩记忆屏幕上数字出现位置的速度比人类快,这表明它们能够以我们无法理解的方式理解空间。
蜜蜂的秘密专长
知识渊博的人通常能准确地判断自己的能力,而无能的人则经常高估自己的技能。我们心理构成中这种非常熟悉的缺陷被称为邓宁-克鲁格效应。这是元认知能力的失败:衡量自己所知和所不知的能力。
研究表明蜜蜂没有这种缺陷。在澳大利亚麦考瑞大学生物科学副教授Andrew Barron领导的一项近期实验中,研究人员训练蜜蜂区分两条水平线哪条在上哪条在下。正确的答案会触发糖浆奖励。错误则会带来苦涩的液体。Barron接着将这两条线并排摆放,使得无法给出正确答案。作为回应,许多蜜蜂飞走了。它们聪明地知道自己不知道足够的信息来获得奖励。
Barron说,令人费解的是,它们是如何做到这些事情的,而它们拥有的东西却如此之少。一只蜜蜂可以快速记住最佳花朵的位置和最快的飞行路径,但它只有100万个神经元。为了理解这个极简的大脑,Barron的团队正在构建蜜蜂大脑模型,其中一个模型将很快被上传到一个他称之为“非常甜美”的四旋翼无人机中,该无人机正在谢菲尔德大学开发中。
这个想法是测试它们虚拟大脑的运作情况。Barron说:“我们正在模拟蜜蜂的大脑,所以我们不妨让它飞起来。”
拥有大脑的生物
章鱼和乌贼将它们的大脑细胞分布在它们柔软的身体里;它们的触手上包含多达五分之三的神经元,并且可以独立执行一些动作。如果你通过切断一些触手来解除章鱼的武装(请不要这样做),脱离身体的触手会继续移动一个小时左右。它们似乎能认出自己:它们不会互相抓捕,而只会抓住一条鱼。章鱼还利用它的大脑-身体来改变皮肤的颜色和图案,并变形变成一块海草或一块沙石。
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对这些敏感、寿命短暂的生物的研究还很有限,但这种能力似乎在某种程度上是受意识控制的:一只捕食的乌贼会部署一种脉动的图案来迷惑猎物,而一只雄性乌贼可以模仿雌性来避免性竞争。这些好奇且极其柔软的生物与蛤蜊的亲缘关系比与鸟类或猴子更近,但它们可以玩益智游戏、解决问题、灵活思考,甚至玩耍——这表明,尽管我们很聪明,但我们仍然对身边动物天才知之甚少。
多任务处理的超人
鸽子似乎找不到出路,但说到多任务处理,它们是超人类的。德国鲁尔大学波鸿分校的神经科学家Sara Letzner去年在一项令人抓狂的测试中,让人类与鸟类较量:研究对象执行一项重复的打字(或啄食)任务,该任务会被随机中断,信号指示他们停止并开始做其他事情,立即或在300毫秒后。当测试没有延迟时,人类和鸽子不相上下。但在内置暂停的情况下,鸽子比人类快200毫秒。Letzner说:“老实说,这是出乎意料的。”她的团队推测,由于鸟类微小头骨中密集排列的细胞之间神经信号传输的距离非常短,指令的到达速度更快。
狗的人类一面
著名的边牧Chaser学会了1000多个单词,甚至一些基本语法,比如区分“把球拿到飞盘”和“把飞盘拿到球”。
她是一只非常非常好的狗吗?毫无疑问。但所有犬科动物都具有非凡的人类社会交流能力,这是语言的起点。
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最近,亚利桑那大学的研究员Evan MacLean让552只狗接受了与2007年灵长类和幼儿研究中类似的测试。狗在追踪隐藏物体方面不如灵长类动物。但在社交测试方面,它们却表现出色,例如观察人类的目光方向,或跟随、指向、合作。MacLean说,在这些方面,“狗似乎比非人类猿类更像人类”,而且它们可能会成为科学家试图理解我们社交本性的更好实验模型。
但是,狗是如何在某些方面比猿类更像我们的呢?MacLean说,驯化很可能孕育了这些超级社交能力——尽管值得注意的是,近亲狼也合作狩猎和抚养幼崽。
知更鸟知道如何对待伴侣
正如离婚律师所知,人类不擅长弄清楚如何让对方快乐。但这对新西兰知更鸟来说轻而易举。像你一样,这些鸟也欣赏多样性。例如,吃了几只蜡虫后,一只知更鸟就会渴望面包虫。(谁不呢?)而且,像你一样,它们有时会给它们的爱慕对象送上零食。
与你不同的是,这些鸟做得对。2017年,剑桥大学教授Nicky Clayton发现,当雌性吃了一些蜡虫或面包虫后,它的伴侣会预料到她接下来想要什么。即使它看不见她在吃东西,它也会这样做。似乎它可以根据她的行为来猜测她想要什么。目前,鸟类是否也能写婚姻建议专栏还不是研究课题。
其他超级技能动物
地位低下的猫鼬能够弄清楚如何打开容器取出美味的蝎子,而它们的社会地位更高的同类则更懒惰。
巨食蚁兽能够记住一个简单的星形迷宫中八个喂食器中的哪一个藏有鳄梨零食。
大西洋鳉鱼,如果它们的大脑较大,就能学会区分二和四,而大脑较小的同类则不能。
大象用它们的鼻子像吹叶机一样,喷射气流将树叶或干草吹到容易够到的地方。
红脚陆龟能够记一年以上哪种颜色的芒果果冻(它们最喜欢的!)是哪种颜色。(它们最喜欢的!)
黑熊能够从照片中识别出真实的物体,如铲子或足球。
本文最初发表于《大众科学》2018 年春季刊“智识”特刊。