動物智力，從章魚保羅說開去

蔣志剛

動物智力，從章魚保羅說開去

蔣志剛

專家檔案：

蔣志剛，中國科學院動物研究所首席研究員、博士研究生導師、中華人民共和國瀕危物種科學委員會常務副主任。1981年12月獲湖南農學院動物科學系學士學位。同年考取中國科學院碩士學位研究生，研究動物生態學。1982年2月至1983年8月在蘭州大學生物系學習，1984年12月在中國科學院生物學部獲理學碩士學位。1993年在加拿大Alberta大學獲博士學位。1994年6月到中國科學院動物研究所任保護生物學研究室主任、副研究員，主要研究保護生物學和行為生態學。他首次提出了動物行為的層次結構概念與PAE編碼分類系統，統一了行為的結構與生態環境，便利了行為的識別與分析。他還首次提出了行為的表現空間和行為的剛性與彈性等新概念。

什么是智力？什么是動物智力？動物它具備什么樣的智力？我們與動物的感官有多少不同？為什么章魚保羅能夠預測世界杯比賽的結果？

2010年的南非世界杯有很多出人意料的事情，像朝鮮隊、南美隊的表現，像很多新的明星的出現，另外一個出人意料的明星就是章魚保羅。它本來是默默無聞的，給它展覽的場地也不大，但是它成功地預測了2010年南非足球世界杯八場比賽的結果，一下子聞名遐爾。八次預測都成功了，如果它是碰運氣，按照概率論，那么就是說它每次猜對的可能性，只有二分之一，那就是二分之一的連乘積，那么只有0.0039，即千分之三點九，這個是很低的。另外，保羅還預測了2008年歐洲杯，它預測六次，中了五次，正確率達到了83%。為什么章魚保羅能預測比賽結果，是不是它很聰明，是不是它智商很高，這與動物的智力是不是有關？

我們先看這個定義——什么是智力。智力指生物的一般性精神能力，包括理解、計劃、解決問題，抽象思維、表達意愿以及語言和學習的能力，這就是智力的定義。這個定義強調的是學習與推理的能力。當然，智力一方面受遺傳的影響，另一方面受環境的影響。它不僅僅指書本知識的學習，學術技能的掌握，應試的技巧，更重要的是了解周圍環境，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，美國哈佛大學的教授霍華德·加德納出版了一本名為《智力的結構：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智力理論的假設：人類的認知是一元的，可采用單一的、量化的智力檢測手段來測量人的智能。經過多年的研究，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：語言智能、空間智能、身體運動智能、音樂智能、人際關系智能、自我認識智能、自然觀察者智能。

智力的結構：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。具體說來：觀察力是大腦對事物的觀察能力；注意力是指人的心理活動指向和集中于某種事物的能力；記憶力是識記、保持、再認識和重現客觀事物所反映的內容和經驗的能力；思維力是人腦對客觀事物間接的、概括的反映能力；想象力是人在已有形象的基礎上，在頭腦中創造出新形象的能力。

以上是人的智力，那么什么是動物智力？當考慮到動物智力的時候，大英百科全書給出了一個概括智力的定義：通過改變自身、改變環境或找到一個新的環境去有效地適應環境的能力。

達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，它們都會感到恐懼，還有其他的感覺。那么動物是不是具有意識了？

美國的《Science》雜志曾經提出生物學的十大難題，其中一項就是意識。意識是生物學里面一大難題，對生物學家來說，是一個難處理的，并且是令生物學家尷尬的問題。令生物學家尷尬的原因，因為意識通常不能納入到生物學家研究問題的進化的框架。因為到目前為止，我們研究所有的生理生化、行為、生態，都是在達爾文理論的框架下。對于任何科學理論，意識都不是科學的問題，但是意識是一個問題，現在我們只是在哲學里面，來考慮這個問題更多一些。

動物不會說話，不會表達，關于動物的認知，我們主要是觀察它的行為。那么動物行為告訴我們什么？動物能不能夠推理？它們能不能形成概念？它們能不能事先計劃？它們有沒有自我意識？它在鏡子里面能不能認出自己的鏡像？如果能認出自己來，夠不夠我們說的動物智力？馬里蘭大學的Peter Curruthers教授提出HOT理論，就是高階思想，他說意識只在有思考能力的時候才發生，并且反映思維的過程，這個一個反映思維的過程需要語言，語言是主觀的信號操作，大多數動物沒有語言，那么大多數動物沒有知覺，那更談不上智力了，這是他的sentience推理。另一位學者瑪莉安是這么說的：意識基本上還是不可探討的，我們甚至不能預見我們會發現另外一種生物是有意識的，里面存在邏輯的障礙，而不是技術和智力的缺陷，這至少是傳統的觀念，我們應該不假設我們知道另一種知覺，觀察世界有許多其他的眼睛，我們應該全身地，讓這些眼睛告訴我們，它們看見了什么。

新墨西哥州立大學的Victor S. Johnston教授與瑪莉安的觀點不一樣，他說腦的進化并非精確地再現我們周圍的世界，他認為我們周圍的世界是不可感知的，像我們人類也沒有全部感知，僅僅是為了強化基因的生存力，生存與保持肌體完整所需要的情感，是人性的一部分，并為基于選擇的學習機制，提供了必要的評價系統，學習是一個探索過程，探索過程的歡悅感越強，那么探索的結果越持久。我們再進一步推斷，如果動物有意識，即使我們最終確定動物具有意識，意識是存在著初級與高級的形式，或者說有簡單與復雜的形式，無疑人類存在高級的意識，我們應當留心動物意識與人類意識的差異，這種差異可能不是質的不同，而是量的差異，關于意識的差異，在整個領域里面，我們不知道的東西太多，我們現在僅僅只有猜想，這些猜想有待于人們去驗證。

Grand Valley State University的助理教授Robetrt Deaner用薈萃研究方法——就是把所有的結果找到一起來，進行統計分析——比較了幾百個用靈長類動物所做的認知實驗，排出了一張智力成績表。他發現對智力水平來說，腦的絕對體積很重要，就是腦容量越大，相對來說是越聰明。另外，一種動物它活的越久，經歷的事情更多，它可能越聰明。成績表上人在第一位，接著依次為紅猩猩、大猩猩、蜘蛛猴、黑猩猩、葉猴、短尾猴、山魈、長尾猴、白眉猴、還有僧帽猴。在很多實驗中，并不是每一種動物都做的很好，有時候一種靈長類，在某個時間做的很好，在另外一個時間不那么好，結果是非常復雜的。一種可能性是，復雜行為不一定完全是意識的產物。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觀察。另外一點，在探討智力的時候，我們經常以人的智力標準來衡量動物的智力。

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，在美國一家動物園里，一只可愛的黑猩猩成為了人們注目的焦點。這只名叫“安佳娜”的黑猩猩是一個“代理母親”，同時也是一只小美洲獅的全職保姆。

據報道，“安佳娜”來自美國南卡羅來納州一家珍惜瀕危物種保護中心。在專家指導下，這只黑猩猩很快學會了如何照顧大型貓科動物的幼仔?！鞍布涯取蹦苷J真的給小美洲獅孤兒“塞拉利昂”喂奶，還在小獅子害怕時用手臂抱住它、撫慰它，所作的一切盡顯母性光輝，成為動物園中人類管理員的好幫手。

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

德國vs澳大利亞

德國vs英格蘭

德國vs烏拉圭

德國vs西班牙

西班牙vs荷蘭

我們與動物的感官究竟有多少不同？以視覺為例。靈長類動物與人類是非常接近的；昆蟲的復眼是有很多眼睛，比如螳螂、蜻蜓，復眼看到的是像馬賽克的影像；企鵝的視覺很有趣，它相當于把動物放大了，相當于廣角鏡；蝙蝠是靠超聲波的反射來感覺食物；對于鹿這一類動物來說，它們實際上都是色盲，它們不像我們看到這個世界還是色彩繽紛的。大自然是很有趣的，它會把那些多余的功能給你去掉，或者根本就不會產生，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爭中生存下來，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測世界杯8場比賽的結果？我把很多文章分析了一下總結出以下幾種觀點：

一是說章魚保羅聰明。章魚有相當發達的大腦，可以分辨鏡子中的自己，也可以走出科學家設計的迷宮，吃掉迷宮外的螃蟹，因為它有三個心臟，兩個信息中心，兩個記憶系統，大腦中有五億個神經元，稱得上是逃生高手。為了避開獵食者的捕食，章魚除了運用我們熟知的擬態偽裝術、舍腕，有時還會用兩足走路逃生。這里面有幾個我覺得不對的地方，一個就是可以分辨鏡子中的自己；另外一點，它有三個心臟這也是不對的，一般動物有三個心室，我們有四個，兩個室兩個房，它有三個心室，它不會有三個心臟；兩個記憶系統也是有問題的，應該說它有兩個層次，一個層次是它的大腦，而且并不完善，其次它有八個腕，大腦可以給它指令，但是這八個腕聽不聽大腦的指揮，它不知道。

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

三是形狀說。首先看澳大利亞對陣德國的比賽，澳大利亞的國旗是深藍加紅色，紅色的米字，章魚也許認為食物太小，不好選擇，所以澳大利亞輸了。第二場，對陣塞爾維亞，塞爾維亞的國旗，不但有一條紅色的蝦，還有一個紅色的螃蟹，章魚也許認為更有吸引力，所以沒有選德國，德國輸了。第三場，對陣加納，按理說，加納的國旗與德國國旗有相似的地方，但是恰恰因為那個五角星，讓章魚認為有危險，有雜質，所以章魚反而選擇了德國，所以加納負德國。第四場，德國對陣英格蘭，英格蘭國旗是一個醒目的紅十字，對章魚而言構成了攻擊性，反促使章魚選擇德國，結果英格蘭大敗。第五場，對陣阿根廷，阿根廷國旗上沒有任何吸引章魚的顏色，大敗不可避免。

對于以上三種說法，我個人有以下看法：

對于聰明說，章魚保羅它怎么感覺水族館以外的世界？它是離不開水的，而且它關在水族館這個容器里面，它不可能出去。再一個，章魚保羅怎么知道有2010年南非世界杯比賽，它怎么認識不同國家的國旗，它怎么又知道那些國家的球隊的實力，章魚保羅怎么知道它取食容器里面的食物與那些參賽隊勝負的關系？

對于顏色說，章魚保羅能不能識別顏色？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，沒有證據顯示章魚有彩色視覺。因此顏色對于保羅的選擇偏好影響不大，我仔細查了一下關于章魚識別顏色的研究。目前為止，只有日本做過研究，結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假設，因為它沒有顏色感覺，它不能看到顏色，它看到的是灰度。我提出一個形狀加上灰度的假設。如果保羅受過訓練，可以依據容器上的國旗來選擇食物，那么影響結果的是國旗上的圖案形狀與國旗的灰度。

首先，德國對澳大利亞，澳大利亞的國旗在它的印象里面應該不是這個彩色的圖案，而且這種六角星、七角星、米字形的圖案是一種雜質、一種威脅，所以保羅就選更順眼的德國國旗，結果就是德國戰勝了澳大利亞。這是我的一個假設。

其次，德國對塞爾維亞。塞爾維亞國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。加納國旗與德國國旗在形狀上非常相似，區別就在于國旗中的五角星。如果把彩色去掉，看見灰度的時候是非常顯眼的，所以保羅選擇了德國沒有選擇加納。英格蘭國旗中間為十字架，即使在灰度的時候也是刺眼的，所以它選擇了德國，沒有選擇英格蘭。阿根廷國旗上圖案的形狀也是很怪的，一個多角的物體。西班牙國旗在保羅眼里，它看見的不應該是紅色，可能會與它的食物更接近，所以它選擇了這個容器。最后，西班牙對荷蘭，西班牙國旗的圖案是保羅熟悉的，接近它的食物，而荷蘭國旗圖案，相對來說它是不熟悉的。

澳大利亞國旗

加納國旗

阿根廷國旗

西班牙國旗

荷蘭國旗