动物智力，从章鱼保罗说开去

蒋志刚

动物智力，从章鱼保罗说开去

蒋志刚

专家档案：

蒋志刚，中国科学院动物研究所首席研究员、博士研究生导师、中华人民共和国濒危物种科学委员会常务副主任。1981年12月获湖南农学院动物科学系学士学位。同年考取中国科学院硕士学位研究生，研究动物生态学。1982年2月至1983年8月在兰州大学生物系学习，1984年12月在中国科学院生物学部获理学硕士学位。1993年在加拿大Alberta大学获博士学位。1994年6月到中国科学院动物研究所任保护生物学研究室主任、副研究员，主要研究保护生物学和行为生态学。他首次提出了动物行为的层次结构概念与PAE编码分类系统，统一了行为的结构与生态环境，便利了行为的识别与分析。他还首次提出了行为的表现空间和行为的刚性与弹性等新概念。

什么是智力？什么是动物智力？动物它具备什么样的智力？我们与动物的感官有多少不同？为什么章鱼保罗能够预测世界杯比赛的结果？

2010年的南非世界杯有很多出人意料的事情，像朝鲜队、南美队的表现，像很多新的明星的出现，另外一个出人意料的明星就是章鱼保罗。它本来是默默无闻的，给它展览的场地也不大，但是它成功地预测了2010年南非足球世界杯八场比赛的结果，一下子闻名遐尔。八次预测都成功了，如果它是碰运气，按照概率论，那么就是说它每次猜对的可能性，只有二分之一，那就是二分之一的连乘积，那么只有0.0039，即千分之三点九，这个是很低的。另外，保罗还预测了2008年欧洲杯，它预测六次，中了五次，正确率达到了83%。为什么章鱼保罗能预测比赛结果，是不是它很聪明，是不是它智商很高，这与动物的智力是不是有关？

我们先看这个定义——什么是智力。智力指生物的一般性精神能力，包括理解、计划、解决问题，抽象思维、表达意愿以及语言和学习的能力，这就是智力的定义。这个定义强调的是学习与推理的能力。当然，智力一方面受遗传的影响，另一方面受环境的影响。它不仅仅指书本知识的学习，学术技能的掌握，应试的技巧，更重要的是了解周围环境，抓住理解事物，找出如何去做的能力，特别是解决问题的能力就是智力。

1983年，美国哈佛大学的教授霍华德·加德纳出版了一本名为《智力的结构：多元智能理论》的著作。在书中，作者首次提出人类有着完整的智能“光谱”。这一论断突破了传统智力理论的假设：人类的认知是一元的，可采用单一的、量化的智力检测手段来测量人的智能。经过多年的研究，加德纳逐渐完善了自己的理论，明确提出人类存在多种不同的思维方式，他将人类的智能类型分成8种，分别是：语言智能、空间智能、身体运动智能、音乐智能、人际关系智能、自我认识智能、自然观察者智能。

智力的结构：多元智能理论

智力最核心的层次是知觉，还有一些智力的形式，包括观察力、注意力、记忆力、思维力、想象力这五种能力。具体说来：观察力是大脑对事物的观察能力；注意力是指人的心理活动指向和集中于某种事物的能力；记忆力是识记、保持、再认识和重现客观事物所反映的内容和经验的能力；思维力是人脑对客观事物间接的、概括的反映能力；想象力是人在已有形象的基础上，在头脑中创造出新形象的能力。

以上是人的智力，那么什么是动物智力？当考虑到动物智力的时候，大英百科全书给出了一个概括智力的定义：通过改变自身、改变环境或找到一个新的环境去有效地适应环境的能力。

达尔文在他的另一本著作《Descent of Man and Selection in Relation to Sex》中写道：低等动物像人一样，明白地感觉到欢悦和疼痛，幸福和悲伤，它们都有痛觉，它们都会感到恐惧，还有其他的感觉。那么动物是不是具有意识了？

美国的《Science》杂志曾经提出生物学的十大难题，其中一项就是意识。意识是生物学里面一大难题，对生物学家来说，是一个难处理的，并且是令生物学家尴尬的问题。令生物学家尴尬的原因，因为意识通常不能纳入到生物学家研究问题的进化的框架。因为到目前为止，我们研究所有的生理生化、行为、生态，都是在达尔文理论的框架下。对于任何科学理论，意识都不是科学的问题，但是意识是一个问题，现在我们只是在哲学里面，来考虑这个问题更多一些。

动物不会说话，不会表达，关于动物的认知，我们主要是观察它的行为。那么动物行为告诉我们什么？动物能不能够推理？它们能不能形成概念？它们能不能事先计划？它们有没有自我意识？它在镜子里面能不能认出自己的镜像？如果能认出自己来，够不够我们说的动物智力？马里兰大学的Peter Curruthers教授提出HOT理论，就是高阶思想，他说意识只在有思考能力的时候才发生，并且反映思维的过程，这个一个反映思维的过程需要语言，语言是主观的信号操作，大多数动物没有语言，那么大多数动物没有知觉，那更谈不上智力了，这是他的sentience推理。另一位学者玛莉安是这么说的：意识基本上还是不可探讨的，我们甚至不能预见我们会发现另外一种生物是有意识的，里面存在逻辑的障碍，而不是技术和智力的缺陷，这至少是传统的观念，我们应该不假设我们知道另一种知觉，观察世界有许多其他的眼睛，我们应该全身地，让这些眼睛告诉我们，它们看见了什么。

新墨西哥州立大学的Victor S. Johnston教授与玛莉安的观点不一样，他说脑的进化并非精确地再现我们周围的世界，他认为我们周围的世界是不可感知的，像我们人类也没有全部感知，仅仅是为了强化基因的生存力，生存与保持肌体完整所需要的情感，是人性的一部分，并为基于选择的学习机制，提供了必要的评价系统，学习是一个探索过程，探索过程的欢悦感越强，那么探索的结果越持久。我们再进一步推断，如果动物有意识，即使我们最终确定动物具有意识，意识是存在着初级与高级的形式，或者说有简单与复杂的形式，无疑人类存在高级的意识，我们应当留心动物意识与人类意识的差异，这种差异可能不是质的不同，而是量的差异，关于意识的差异，在整个领域里面，我们不知道的东西太多，我们现在仅仅只有猜想，这些猜想有待于人们去验证。

Grand Valley State University的助理教授Robetrt Deaner用荟萃研究方法——就是把所有的结果找到一起来，进行统计分析——比较了几百个用灵长类动物所做的认知实验，排出了一张智力成绩表。他发现对智力水平来说，脑的绝对体积很重要，就是脑容量越大，相对来说是越聪明。另外，一种动物它活的越久，经历的事情更多，它可能越聪明。成绩表上人在第一位，接着依次为红猩猩、大猩猩、蜘蛛猴、黑猩猩、叶猴、短尾猴、山魈、长尾猴、白眉猴、还有僧帽猴。在很多实验中，并不是每一种动物都做的很好，有时候一种灵长类，在某个时间做的很好，在另外一个时间不那么好，结果是非常复杂的。一种可能性是，复杂行为不一定完全是意识的产物。但是我们观察世界往往离不开人类的中心论，就是一般以人为中心来观察。另外一点，在探讨智力的时候，我们经常以人的智力标准来衡量动物的智力。

黑猩猩“安佳娜”紧紧抱住小狮子“塞拉利昂”。

黑猩猩“安佳娜”带着小狮子散步。

2009年，在美国一家动物园里，一只可爱的黑猩猩成为了人们注目的焦点。这只名叫“安佳娜”的黑猩猩是一个“代理母亲”，同时也是一只小美洲狮的全职保姆。

据报道，“安佳娜”来自美国南卡罗来纳州一家珍惜濒危物种保护中心。在专家指导下，这只黑猩猩很快学会了如何照顾大型猫科动物的幼仔。“安佳娜”能认真的给小美洲狮孤儿“塞拉利昂”喂奶，还在小狮子害怕时用手臂抱住它、抚慰它，所作的一切尽显母性光辉，成为动物园中人类管理员的好帮手。

动物园的专家介绍，这只黑猩猩非常聪明，是一个“伟大”的学习者和模仿者。它在照顾小美洲狮“塞拉利昂”时，如果它跑的太快，“安佳娜”就会立即抓住它，确保其不受伤。黑猩猩“安佳娜”甚至已经帮助动物园抚养了两只小白虎、一只小豹子和四只小狮子，是一位名副其实的“代理母亲”。

德国vs澳大利亚

德国vs英格兰

德国vs乌拉圭

德国vs西班牙

西班牙vs荷兰

我们与动物的感官究竟有多少不同？以视觉为例。灵长类动物与人类是非常接近的；昆虫的复眼是有很多眼睛，比如螳螂、蜻蜓，复眼看到的是像马赛克的影像；企鹅的视觉很有趣，它相当于把动物放大了，相当于广角镜；蝙蝠是靠超声波的反射来感觉食物；对于鹿这一类动物来说，它们实际上都是色盲，它们不像我们看到这个世界还是色彩缤纷的。大自然是很有趣的，它会把那些多余的功能给你去掉，或者根本就不会产生，所以自然中的每一种物种，它具备的资历，足以使它在自然界的生存竞争中生存下来，并且繁衍后代。

话题再回到章鱼保罗身上，它为什么能够成功预测世界杯8场比赛的结果？我把很多文章分析了一下总结出以下几种观点：

一是说章鱼保罗聪明。章鱼有相当发达的大脑，可以分辨镜子中的自己，也可以走出科学家设计的迷宫，吃掉迷宫外的螃蟹，因为它有三个心脏，两个信息中心，两个记忆系统，大脑中有五亿个神经元，称得上是逃生高手。为了避开猎食者的捕食，章鱼除了运用我们熟知的拟态伪装术、舍腕，有时还会用两足走路逃生。这里面有几个我觉得不对的地方，一个就是可以分辨镜子中的自己；另外一点，它有三个心脏这也是不对的，一般动物有三个心室，我们有四个，两个室两个房，它有三个心室，它不会有三个心脏；两个记忆系统也是有问题的，应该说它有两个层次，一个层次是它的大脑，而且并不完善，其次它有八个腕，大脑可以给它指令，但是这八个腕听不听大脑的指挥，它不知道。

二是颜色说。章鱼热衷于吃虾、蟹等甲壳类动物，虾蟹富含虾青素，红色物质就是虾青素，所以游戏的规则就是覆盖国旗的容器里，必须有这些食物才能吸引章鱼爬进去。比方说德国的国旗是黑红黄，这是章鱼最喜欢的食物的颜色，分明是躲进黑暗中的两条大虾，它肯定首选进攻这样的目标。

三是形状说。首先看澳大利亚对阵德国的比赛，澳大利亚的国旗是深蓝加红色，红色的米字，章鱼也许认为食物太小，不好选择，所以澳大利亚输了。第二场，对阵塞尔维亚，塞尔维亚的国旗，不但有一条红色的虾，还有一个红色的螃蟹，章鱼也许认为更有吸引力，所以没有选德国，德国输了。第三场，对阵加纳，按理说，加纳的国旗与德国国旗有相似的地方，但是恰恰因为那个五角星，让章鱼认为有危险，有杂质，所以章鱼反而选择了德国，所以加纳负德国。第四场，德国对阵英格兰，英格兰国旗是一个醒目的红十字，对章鱼而言构成了攻击性，反促使章鱼选择德国，结果英格兰大败。第五场，对阵阿根廷，阿根廷国旗上没有任何吸引章鱼的颜色，大败不可避免。

对于以上三种说法，我个人有以下看法：

对于聪明说，章鱼保罗它怎么感觉水族馆以外的世界？它是离不开水的，而且它关在水族馆这个容器里面，它不可能出去。再一个，章鱼保罗怎么知道有2010年南非世界杯比赛，它怎么认识不同国家的国旗，它怎么又知道那些国家的球队的实力，章鱼保罗怎么知道它取食容器里面的食物与那些参赛队胜负的关系？

对于颜色说，章鱼保罗能不能识别颜色？芝加哥菲尔德自然历史博物馆副研究馆员、副教授Janet Voight指出来，没有证据显示章鱼有彩色视觉。因此颜色对于保罗的选择偏好影响不大，我仔细查了一下关于章鱼识别颜色的研究。目前为止，只有日本做过研究，结论是只有一种章鱼有颜色感觉，而章鱼保罗这种章鱼是没有颜色感觉的。

这里我提出另外一个假设，因为它没有颜色感觉，它不能看到颜色，它看到的是灰度。我提出一个形状加上灰度的假设。如果保罗受过训练，可以依据容器上的国旗来选择食物，那么影响结果的是国旗上的图案形状与国旗的灰度。

首先，德国对澳大利亚，澳大利亚的国旗在它的印象里面应该不是这个彩色的图案，而且这种六角星、七角星、米字形的图案是一种杂质、一种威胁，所以保罗就选更顺眼的德国国旗，结果就是德国战胜了澳大利亚。这是我的一个假设。

其次，德国对塞尔维亚。塞尔维亚国旗的形状更接近于它常见的食物的形状，所以塞尔维亚赢了。加纳国旗与德国国旗在形状上非常相似，区别就在于国旗中的五角星。如果把彩色去掉，看见灰度的时候是非常显眼的，所以保罗选择了德国没有选择加纳。英格兰国旗中间为十字架，即使在灰度的时候也是刺眼的，所以它选择了德国，没有选择英格兰。阿根廷国旗上图案的形状也是很怪的，一个多角的物体。西班牙国旗在保罗眼里，它看见的不应该是红色，可能会与它的食物更接近，所以它选择了这个容器。最后，西班牙对荷兰，西班牙国旗的图案是保罗熟悉的，接近它的食物，而荷兰国旗图案，相对来说它是不熟悉的。

澳大利亚国旗

加纳国旗

阿根廷国旗

西班牙国旗

荷兰国旗