一条自我觉醒的鱼

利维坦 01-03

利维坦按:镜子测试的局限性很明显,人类通过视觉识别自我,但很多动物并非主要依靠视觉来理解外在世界,比如猫狗。个人比较认同文中的"自我认知"程度谱——之所以猫狗没有通过镜子测试,或许它们是处于比较低级的自我意识领域,要么认为镜中是同伴,要么干脆不予理睬。那么,对于一条鱼而言,它从镜子中又看到了什么呢?这又回到了如何定义"自我意识"的老问题。

文/Elizabeth Preston

译/乔琦

校对/斩光

原文/www.quantamagazine.org/a-self-aware-fish-raises-doubts-about-a-cognitive-test-20181212/

本文基于创作共同协议(BY-NC),由乔琦在利维坦发布

 文章仅为作者观点,不代表利维坦立场

很少有动物能够通过旨在验证实验对象是否拥有自我认知的镜子测试——连大多数灵长类动物都在这项测试中失败了。有消息称,最近开展的一个实验表明某种鱼似乎能认出镜子中的自己。这让心理学家和动物行为学家再度燃起了对镜子测试究竟证明了什么的疑问。他们甚至觉得这种测试也许什么都证明不了。图源:Andre Mouton

一条蓝黑色的小鱼游到镜子前,直挺挺地竖起身体,想尽力看清镜子里的腹部,以及研究人员在它喉咙上做的那枚标记。接着,这条小鱼便扭动身体,掉头往下方游去,狠狠地让喉咙从斜刺里撞在水缸底部的沙面上。最后,它又回到了镜子前。如果你问科学家这个现象意味着什么,不同的人会给出不同的说法,有的会说这是一个具有革命意义的时刻,也有一些人会说这不过是在吸引眼球罢了。

德国马克斯·普朗克鸟类研究所的进化生物学家亚历克斯·乔丹(Alex Jordan)认为,这条裂唇鱼通过了一个经典自我认知测试。长久以来,科学家们一直认为,能够在镜子中认出自己表明这种生物拥有某种自我意识,也许还表明它们同样也有他者意识。

近50年里,科学家们一直使用镜子来测试动物是否拥有这种意识。这个测试的过程一般是,先让动物熟悉镜子,然后在它身上放一枚标记,并且动物自己只能在照镜子时看到这枚标记。如果这只动物看向镜子后触摸或检视自己身上的这枚标记,那就通过了测试。

(doi.org/10.1007/s10329-015-0488-9)

人类通常也只有到蹒跚学步的时候才会取得这个里程碑式的成就。其他物种则甚少有能通过这项测试的。极少数能通过的,其中的大部分,甚至可以说全部,都是像黑猩猩这样脑容量颇大的哺乳动物。然而,正如今年早些时候出现在bioRxiv.org上的一项研究(这篇文章应该会出现在即将出版的最新一期PLOS Biology上)所说,乔丹和他的共同作者们在一条小鱼身上观察到了这种貌似表明其有自我意识的行为。

结果,乔丹的发现在学界内激起了强烈反响。"有一些研究人员似乎不希望鱼类出现在这个拥有自我意识的物种俱乐部里,"他说。"因为这就意味着(灵长类)生物不再那么特殊了。"

如果鱼通过了镜子测试,乔丹说:"那么,你要么认为鱼有自我意识,要么认为这个测试不能测出动物是否有自我意识。"正确的答案可能是这两者都沾一点。有些动物的心智能力也许的确比我们原来设想的更强大一些,而镜子测试的结果也可能确实不如我们原先猜想的具有这么重要的意义。如果继续朝着理解动物心智的方向前进,那或许就得打破镜子测试的旧思想,转而设计考虑到每个物种独特世界观的新实验。

反思灵长类

进化心理学家戈登·盖洛普(Gordon Gallup)在研究生期间某次对着镜子刮胡子的时候,想出了这个堪称开创了新领域的镜子测试。之后不久,他就在杜兰大学取得了一个职位,因而有机会接触到三角洲地区灵长类研究中心的动物并继续检验他的这个想法。

图源:Replicated Typo

一开始,盖洛普把4只黑猩猩分别单独关在笼子里,然后让它们照镜子。起初,这些黑猩猩的反应就好像是它们看到了陌生"猩猩"一样,对着镜子里的自己又是威胁示威、又是大喊大叫,但几天后这些行为就停止了,它们开始真的照镜子了。它们会对着镜子剔牙、抠鼻子、检视生殖器。为了证明黑猩猩的确理解自己看到的东西,研究人员麻醉了它们,并且在它们的眉毛和耳朵上轻轻地拍上了一些红色颜料,然后再将黑猩猩们送回镜子面前。结果,这些动物一看到镜子中的自己就伸出手指触碰自己脸上的颜料。

与黑猩猩能认出自己相比,更令盖洛普惊讶的是,同时展开测试的猕猴却无法做到这点。1970年,盖洛普的研究成果在《科学》(Science)上正式发表,"镜子测试的意义比我预想的更大,"盖洛普说,"人们很喜欢这项发现。"

(doi.org/10.1126/science.167.3914.86)

 进化生物学家戈登·盖洛普,如今在奥尔巴尼纽约州立大学工作。近50年前,他发明了用于测试动物自我意识的镜子测试。对他来说,少数几个肯定通过了这项测试的物种分别为人类、黑猩猩以及红毛猩猩。图源:Courtesy of Gordon Gallup

自1975年起,盖洛普就一直在位于奥尔巴尼的纽约州立大学工作。我们在他那间狭小的办公室同他进行了一番对话。盖洛普办公室的所有桌面和抽屉都堆满了纸张。铺满了整张办公桌的纸堆更是高高耸立,最上面摆着一部随时都会掉下来的电话。这些杂物的背后到处都是过时的技术:满是灰尘的老式电脑(能用3.5英寸软盘的那种)、移动式电视架上的VHS录像带、幻灯片放映机。盖洛普坐在一把滚轮式办公椅上,工业地板上的毛毯已经被椅子上的滚轮磨出了一个圆形的洞。

他给我看了那些黑猩猩在镜子面前打量自己的黑白照片。盖洛普说,镜子测试告诉我们的是动物的自我意识——他对这个概念的定义是自身"成为自己关注对象的能力"。此外,他还觉得能拥有自我意识表明这个物种拥有某种罕见的智能。盖洛普认为,任何能在镜子中认出自己的动物都有能力意识到他者会有与自己不同的想法,并且进而产生同理心。也就是说,自我的意识也意味着对他者的意识。

图源:PsyBlog

大约在盖洛普最早展开镜子测试的同一时间,北卡罗来纳大学教堂山分校的心理学家比尤拉·阿姆斯特丹(Beulah Amsterdam)也对婴儿和蹒跚学步的幼儿展开了类似实验。在阿姆斯特丹的实验中,她在孩子的鼻子上点上了口红,结果发现大多数幼儿能在2岁的时候认出镜子里的自己。随后的几年里,盖洛普和他的同事又对其他动物做了镜子测试,从灵长类到鸡应有尽有,但能够通过测试的物种要远少于测试失败的。大多数动物都觉得看到的不是自己,也从来不会凑近了观察。

(doi.org/10.1002/dev.420050403)

图源:GDBlogs

不过,仍有一些动物能对镜子里的自己作出反应——或者说,看上去是这样。纽约亨特学院海洋生物学家及认知心理学家戴安娜·瑞斯(Diana Reiss)对海豚做了大量研究,其中就包括和盖洛普团队合作开展的镜子测试。瑞斯表示,尽管她和盖洛普共同开展的测试没有得出定论,但随后的研究表明海豚能够通过镜子测试。水族馆里的海豚会端详镜子里的自己的眼睛和嘴巴,并且确实会作出翻滚的动作,还会吹出不一样的泡泡。当研究人员在它们身上画上黑色标记后,海豚会花更多时间打量镜中自己的带标记侧。

(journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0189813)

(www.pnas.org/content/98/10/5937)

通过水族馆的单面玻璃,你能看到一只海豚在镜子里的自己面前调皮地转圈。某些研究者认为,海豚已经通过了镜子测试,但这个结论仍有争论。视频提供:Diana Reiss

最重要的是,猴类一直没有通过镜子测试。某些猕猴在经过几周的训练(限制它们头部的运动,强迫它们盯着镜子)后通过了这项测试。在另一项实验中,研究人员尝试用巧克力来给猴子做标记,希望以此提高它们的积极性,但结果也不理想。(有些猴子甚至想要舔镜子里的巧克力。)不过,瑞斯和她的团队发现亚洲象在镜子测试中体现了自我意识。瑞斯表示,红毛猩猩、倭黑猩猩以及大猩猩全都通过了测试——此外还有一种鸟类,喜鹊。

(link.springer.com/article/10.1007%2Fs10329-015-0488-9)

(www.pnas.org/content/114/12/3258)

(link.springer.com/article/10.1007%2Fs10329-005-0170-8)

(psycnet.apa.org/doiLanding?doi=10.1037/0000012-033)

尽管如此,在盖洛普看来,仍只有三个物种确定无疑地通过了镜子测试:黑猩猩、红毛猩猩和人类他觉得证明其他物种拥有自我意识的证据都不够强力,并且还认为研究人员过度解读了某些动物的行为。盖洛普和他人合写了几篇论文,批评了某些研究人员的测试方法和过度演绎。

(linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0376635717304862)

其中一位实验结果遭到盖洛普质疑的研究者是哈佛大学生物学家马克·豪泽尔(Marc Hauser)。他异想天开地把绒顶柽柳猴头上蓬松的白毛染成了稀奇古怪的颜色,以此作为标记的方式。豪泽尔和他的论文共同作者报告称,当这些猴子看向镜子中的自己时会伸手摸头。然而,这个实验没能被复制出来,而豪泽尔本人也因在其他研究中伪造数据于2011年离开了哈佛大学。

(onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/1098-2345%28200103%2953%3A3%3C131%3A%3AAID-AJP4%3E3.0.CO%3B2-X)

饶是如此,盖洛普仍表示他持开放态度。"任何其他物种在镜子前认出了自己,我都非常高兴,"他说。

于是,乔丹的鱼来了。

高度社会性能产生自我意识

乔丹对动物在进化出群居习惯之后习得或丧失的心智技能很感兴趣。他和论文共同作者们想要探索社会性鱼类的认知极限,于是,他们想到了镜子测试。一开始,他们测试了丽鱼,这种鱼没能通过测试。然后,他们就开始细细思索接下去测试什么鱼。"得出的答案是:当然应该是裂唇鱼,"乔丹说,"这是一种非常聪慧的动物,并且具有高度社会性。"

裂唇鱼生活在珊瑚礁附近,擅长啄食寄生虫,大型鱼类身上掉落的死皮也能成为它们的一顿餐食。这是一种生活在刀尖上的危险生活,裂唇鱼必须十分聪明才能避免自己成为其他鱼类的美食。乔丹表示,无论是在实验室里还是在野生环境中,裂唇鱼都对环境十分好奇并且非常在意人类的行为,总是试图像对待客户一样清理人类的手掌或面罩。

在镜子面前,裂唇鱼似乎表现出了和黑猩猩类似的行为。起初,它们攻击自己在镜子中的映像,接着又在镜子面前表现出了不同的行为,比如倒立着游泳。几天后,这些鱼待在镜子附近的时间明显增加了,就好像是在照镜子一样。

亚历克斯·乔丹,德国马克斯普朗克鸟类研究所研究动物行为的进化生物学家。他受到启发,想要测试社会性鱼类的认知极限,于是,他开展了针对裂唇鱼的镜子测试。图源:Simon Gingins

然后,研究人员在那些看上去有自我意识的裂唇鱼身上作了标记,他们在每条鱼的喉部皮肤下注射了一点棕色物质或者透明物质,注射透明物质是为了做对照实验。随后,有些鱼似乎在镜子面前研究起了自己身上的棕色标记,接着,它们开始借着岩石或者水缸底部的沙子刮蹭自己的喉咙。据乔丹所说,这是一种常见的鱼类去除异物的行为。作者们在文章中总结,在这项研究中,75%的鱼出现了上述所有这些行为并且通过了镜子测试。

这群研究人员花了三年多的努力才让这篇论文最终发表。同行评议在很大程度上是一个隐秘的过程。在这个阶段,领域内的专家会对提交给期刊的论文作出匿名评论。然而,盖洛普直接实名写出了对这篇裂唇鱼论文的意见,内容是"强烈反对",乔丹如是说。

在奥尔巴尼,盖洛普听到鱼认出了镜中的自己这个说法时轻声地笑了。对他而言,这些鱼表现出来的行为意义太模糊了。盖洛普在一条评审意见中写道,裂唇鱼刮蹭喉咙的时候,也许是在给镜子里的鱼示范要做出什么动作——就好像在提醒对方"你下巴上有点芥末" ,乔丹说,他觉得这个解释"非常牵强"。

我认为,学界需要重新评估和修订我们研究动物认知的方式。

——马克斯普朗克鸟类研究所亚历克斯·乔丹

瑞斯表示,她也在不同期刊的同行评议过程中数次评论这篇论文。她并不觉得像倒立游泳这样的行为就表明鱼在测试镜子的工作原理。她和盖洛普都怀疑那个棕色标记和寄生虫有点儿像——而裂唇鱼本能地会对寄生虫作出反应——这点就和用在其他动物身上的非自然标记产生了区别。"我觉得对于一个意义如此重大的论断来说,现有的证据还不够强力,"瑞斯说。

作为对反对观点的回应,乔丹和他的共同作者又在研究中加入了更多对照实验。既然这篇论文最终被期刊接受并且发表,乔丹认为这段艰难的返修历程更增加了这项研究的可信度。"而且,你看到了,我没在这个过程中累死,"他开玩笑地说。

纽约市巴纳德学院研究犬类认知的心理学家亚历山德罗·霍洛维茨(Alexandra Horowitz)称这项裂唇鱼研究堪称"惊艳"。她还补充道:"我认为……这项研究挑战了我们对于鱼类能力的既定概念。"

乔丹想要整个世界都知道鱼究竟有多聪明。不过,他还表示,"我绝不认为鱼和黑猩猩一样聪明。或者说,我绝不认为裂唇鱼的智商相当于18个月大的婴儿。事实并非如此。"乔丹认为,他这篇论文的主旨对科学的意义要比对鱼的意义更大。"镜子测试很可能测试的并不是自我意识,"他说。那么接下去的问题就变成了镜子测试究竟验证了什么,以及我们是否可以做的更好。

什么是自我意识?

有时候,很容易就能得出结论:某种动物真的不理解镜子里究竟是什么。在田纳西州的纳斯威尔,作家玛丽·劳拉·菲尔波特(Mary Laura Philpott)经常在清晨时分被响亮的敲门声唤醒。开门之后,她就会发现一只小乌龟,她给这只调皮的爬行动物起名为弗兰克。最后,她开始怀疑弗兰克可能是在夜复一夜地挑衅或攻击房门上反射自己的形象形成的那只奇怪乌龟。

然而,只是单只动物没能通过镜子测试并不意味着这个物种的所有成员都无法通过镜子测试。在这项测试中,正向结果比负向结果更有意义。另外,即便动物们真的在镜子里认出了自己,研究者们对这个行为背后的含义也仍有分歧。

"能够认出自己在镜子中的映像似乎表明这种生物拥有相当高的智能,"盖洛普在1970年时写道。"这些数据似乎足以成为第一批在非人类生命形式中体现自我概念的实验结果。"

无论一个物种是否展现出了自我意识(如盖洛普所说,大部分没有),"这都提示了许多研究人员,要去花大量时间努力找出能够全面体现他们钟爱的实验室动物完整智力情况的方法,"他这么跟我说。

然而,瑞斯和其他研究人员则认为自我意识更可能不只有"有"和"无"这两种情况,而是存在中间地带。在一项2015年的研究中,埃默里大学灵长类动物学家弗兰斯·德瓦尔(Frans de Waal)和他的共同作者们证明,相比有机玻璃后面的陌生猴子而言,卷尾猴和镜子中的自己会有更多眼神交流。这可能就是一种介于卷尾猴有自我意识和没有自我意识之间的中庸结果:卷尾猴似乎不明白镜子里的映像就是自己,但它们也不会像对待陌生人那样攻击这个映像。

(www.pnas.org/content/102/32/11140)

科学家对"自我意识"这个词汇的情感也很复杂,因为他们没能在这个概念的定义上达成共识。瑞斯认为,镜子测试表现了"自我意识的一个方面",而不是整个认知系统。科罗拉多大学博尔德分校生物学家马克·贝科夫(Marc Bekoff)以及康奈尔大学的保罗·谢尔曼(Paul Sherman)提出了"自我认知"程度谱在这个谱系中,最低程度的自我意识就是对自己的形象毫无反应,最高程度则是人类这样的自我意识。

(linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0169534703004002)

乔丹很欣赏程度谱这个想法,并且认为,裂唇鱼应该处于程度谱中低自我意识的那一端。他指出,移动尾巴以免被一脚踩上、除去鳞片上的寄生虫可不能跟端坐着思考自身在宇宙中的地位相提并论。这个领域的其他一些学者也支持他的观点,认为镜子测试并不能检验自我意识。"我认为,学界需要重新评估和修订我们研究动物认知的方式,"乔丹说。

戴安娜·瑞斯,亨特学院认知心理学家,发现了海豚拥有自我意识的证据,但对裂唇鱼拥有自我意识的观点持怀疑态度。她表示:"我觉得对于一个意义如此重大的论断来说,现有的证据还不够强力。"图源:Elizabeth Nolan

这一领域内大多数科学家达成了共识的一点是,认出镜子里的自己和社会性之间存在某种联系。那些在镜子测试中表现优异的物种全部都是群居动物。在1971年一项由盖洛普等人开展的有趣实验中,出生在禁闭室内且独自成长的黑猩猩没能通过镜子测试。那些通过了镜子测试的黑猩猩都生于野外,过着群居生活。盖洛普认为,这个发现支持了芝加哥大学哲学家乔治·赫伯特·米德(George Herbert Mead)的观点,也即自我意识是在与他人的交流中形成的。"生物个体自身无法形成自我概念,"米德在1934年如此写道。

(link.springer.com/article/10.1007%2FBF03393991)

盖洛普认识到,认出镜子中的自己理解他人思维状态以及同理心,这三者之间存在清晰且紧密的联系。"一旦你成了自身注意力关注的主题,你就能开始思索自我,然后就可以用自己的体验去推测他人身上的相应体验,"盖洛普说。没有哪个物种是在照镜子的过程中进化出来的,但部分物种可以在同伴身上看到自己的映像。

以镜为窗

2006年,亚洲象的社会性帮助研究人员设计出了更好的镜子测试。如今在纽约市亨特学院工作的比较心理学家约书亚·普洛特尼克(Joshua Plotnik)与德瓦尔以及瑞斯一起完成了这项研究。在早先亚洲象没能通过的那种镜子测试中,研究人员将这些动物安置在围栏里,远远地看着一面小小的镜子。在改进版的镜子测试中,研究人员使用了一面8英尺长8英尺宽(8英尺约合2.4米)的大镜子,这样一来,大象就能看到自己的整个身体了。此外,他们还让大象接近镜子,目的是让它们能够靠着后腿支撑站立起来以便在镜子中看到自己身后的景象,又或者跪坐下来以便看到自己身下的景象。

(psycnet.apa.org/doiLanding?doi=10.1037/0735-7036.103.2.122)

从没通过镜子测试的亚洲象,在换用能够看到自己和身边大象的大镜子后,通过了镜子测试。图源:Courtesy of Diana Reiss

他们还采取了成对测试的方式,这"让大象们有机会以自己的同伴为参考系,"普洛特尼克说。当一头大象看到镜子里的伙伴站在一头陌生大象旁时,它就有可能推测出这头陌生大象就是自己。

这一次,有三分之一的大象通过了测试。普洛特尼克表示,他们已经从其他种类的大象身上得出了令人欣喜的结果,但这些成果目前尚未发表。

"你必须切身处地地站在接受测试的动物的视角上思考问题,"普洛特尼克说。举个例子,大象喜欢身上脏脏的样子,因而就有可能不会对身体上的特殊标记多加关注,这点就和黑猩猩这样的注意仪表的动物不同。而大猩猩虽然注重仪表,但它们讨厌和别人产生直接的眼神交流。这或许就是它们没能在镜子测试中表现得像黑猩猩和红毛猩猩那样好的原因。

普洛特尼克认为,未来的实验还应该把受测动物的特定动机和特定感官考虑在内。比如说,镜子测试是一种视觉感官上的测试,但大象对自己闻到和听到的东西更感兴趣。"对那些不以视觉为主要感官的动物进行镜子测试,然后它们没能通过,这公平吗?"普洛特尼克说,"犬类也是同样的道理。"

图源:Gfycat

犬类在镜子测试中的表现相当糟糕,完全不能认出自己。然而,霍洛维茨最近为犬类设计了一种"嗅觉版镜子测试"。她发现,当研究人员在受试犬自己的尿液中掺入了特制气味"标记"后,受试犬嗅闻尿液的时间变长了。

(linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0376635717300104)

"让我们这些视觉动物想象那些非视觉动物的感官世界,这的确是个挑战,"霍洛维茨说,但她认为,如果我们想要理解这些动物的思维工作方式的话,就必须这么做。

瑞斯自称是霍洛维茨的闺蜜,但她认为,嗅觉版镜子测试不能证明犬类能认出自己。不过,她认为这个实验的确是一个很有趣的出发点。"这个实验提出了这样一个问题:我们还能如何设计实验来一窥动物对自身的了解情况?"她说。

智人真是一个善解人意的物种,我们总是努力把自己置于其他物种的视角思考问题。不过,这种理解力不仅能帮助我们牢牢把持住在这个世界上的统治地位,还能帮助我们保护这个世界。

举个例子,普洛特尼克曾表示,亚洲象栖息地的减少导致了这个濒危物种和人类之间的矛盾。"我觉得,在如何解决这个矛盾的相关讨论中,很多都缺少了站在大象的视角考虑问题的这种态度,"他说。把这种皮糙肉厚的动物放在镜子面前,我们从这个实验中获取的这种视角或许就是一扇面朝它们脑海的窗户。

盖洛普办公室的墙面上挂着几面镜子,其中有一些掩藏在纸张堆成的纸塔后面。他告诉我,这只是巧合——这些镜子在他搬到这里时就已经在了。接着,他从椅子上站起身,向我展示了另一项源于幻想性视错觉的巧合,也就是我们的大脑总是在寻找面孔。有位学生曾指出,盖洛普办公室门的黑色木纹里隐藏着一张难以发现的黑猩猩面庞。戈登在我面前勾勒出了这张脸:先是一只眼睛,然后是另一只,最后是两个鼻孔。他指挥我先站到门前,然后再不断前后移动,直到我看到了为止。

(linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0010945214000288)

突然,有那么一个瞬间,光线打在木头纹理上的角度刚刚好,那张黑猩猩的巨大脸庞浮现在我眼前。它以一种在真正黑猩猩身上绝对见不到的眼神直勾勾地回瞪着我,就好像是窥见了面前这个动物本不可知的心灵。"我真的看到了,"我说道。盖洛普高兴地大笑起来。"很神奇吧?"他问道。然后,这张黑猩猩面庞就消失了。

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