李保國
圖為白馬雪山國家級自然保育區響古箐片區內滇金絲猴。新華社記者 陳欣波攝
如今，網路上有許多關於動物的有趣視訊，有些動物看上去很「呆萌」，有些又仿佛在某一領域表現出非凡的能力與智慧。動物到底有沒有智慧呢？長期以來，人類一直對這個問題感到好奇。動物學家利用多樣的觀察方法與巧妙的實驗設計，不斷研究動物行為和它們的思考方式，並行展出動物行為和認知科學這一學科。了解動物的行為與認知，有助於揭示動物適應環境並生存前進演化的過程，也有助於理解和保護生物多樣性，同時能夠促進對人類認知的探索，解答人類認知起源與社會前進演化等相關問題。
動物智慧源於觀察學習與實踐經驗
智商通常被認為是衡量人類智力的標準，這一指標主要由感知記憶能力、抽象概括能力與創造力等構成。「智商」概念具有特定的文化和教育意涵，用於動物身上需謹慎，因為動物看待世界的方式和人類有所不同，動物智慧更多體現在適應自然環境、解決生存挑戰等方面。
在網路視訊中，我們經常看到一些寵物能夠根據主人的不同指令進行相應動作，這是不是意味著動物可以聽懂人類的語言呢？實則不然，這種行為更多的可能是條件反射。它們並不理解人類語言的含義，但是特殊的刺激訊號使得它們做出了模式化的反應。
心理學上的著名例子「漢斯效應」可以很好說明這個問題。一位數學教師威廉·馮·奧斯滕堅信人類低估了動物的智商。在他的指導下，一匹叫漢斯的馬學會了用蹄子回應指令，比如在黑板上寫下一個「3」，漢斯就會用蹄子「啪啪啪」敲擊3下。奧斯滕進而在黑板上寫一些基本的算術題並訓練漢斯，很快它就可以透過蹄子給出正確答案，甚至是一些基本的平方根和分數運算。然而，心理學家奧斯卡·豐斯特的調查研究卻顯示：當提問者知道問題的答案時，漢斯回答的正確率相當高，但當提問者不知道答案或者離漢斯遠一些時，漢斯很難正確作答。於是，豐斯特深入觀察了提問者的行為。他發現，當馬蹄踏擊數接近正確答案時，提問者的姿勢和面部表情會隨之發生變化，緊張程度隨之增加，漢斯會透過提問者的動作和微表情來判斷什麽時候停止踏蹄。也就是說，馬並不是真的會做數學題，而是擁有細致入微的觀察能力。觀察學習，正是動物認識世界、學習技能的一個重要手段。
除了觀察學習，實踐經驗也是動物不可或缺的學習環節，透過不斷嘗試，逐漸掌握某種技能。工具使用在過去往往被認為是人類獨有的一項技能，但隨著研究的深入，我們發現動物也具有創造工具、使用工具的能力。動物學家珍娜·古道爾提供了野生黑猩猩使用工具的例子。在坦尚尼亞的貢貝溪國家公園中，黑猩猩品嘗白蟻的美味時，會精心挑選一根短而堅硬的木棒，用它當作「鉆頭」，在白蟻的巢穴上精準打孔。一旦洞口出現，它們又會迅速找到一根長而柔軟的草莖，仿佛手握一根細長的釣竿，輕柔而巧妙地伸入狹窄的洞口，輕輕搖晃，引誘白蟻們上鉤。黑猩猩們不僅展現了出色的手眼協調能力，更體現了對工具功能的深刻理解和靈活運用。
很多人都讀過【烏鴉喝水】的故事，南京大學科研團隊的科學家們透過實驗再現，證實這一能力並非烏鴉的專長，灰喜鵲等烏鴉的近親也能做到。灰喜鵲在面對「烏鴉喝水」的情境時能夠辨別水質和沙質、重物和輕物、實心物體和空心物體，體現出較高的類比問題解決能力(使用之前解決問題的經驗解決當下類似的問題)以及訓練遷移能力(把在一件事情中獲得的經驗用於另一件事情)。
靈長類動物在記憶能力與社會學習能力上表現出色
在廣闊龐大的生態系中，靈長類作為萬物之靈脫穎而出，展現了出色的學習與認知能力。作為目前動物界中前進演化程度最高的類群，靈長類對研究和解決人類起源問題具有重要意義，其獨特的行為特征和高度發達的智力水平吸引眾多科學家關註。
靈長類動物具備一定的空間認知能力，它們能夠辨識和記憶不同的位置和地點。高黎貢白眉長臂猿在白天活動時，會仔細觀察並記住周圍環境中潛在的過夜樹的位置。當夜幕降臨，它們會迅速呼叫腦海中的空間地圖，釘選目標樹木的方向和距離，徑直前往。靈長類動物也可以透過記憶來辨識和辨別不同面孔和聲音。黑猩猩可以記住20余年前離群個體的長相，獼猴可以透過聲音來辨識親屬與非親屬，這些都說明它們具備出色的長期記憶能力。出乎科學家意料的是，有些動物的短期記憶能力或者說瞬時記憶能力也超過人類，比如黑猩猩，就對數位具有非凡的瞬時記憶能力，在相關測試中比人類表現更好。
靈長類有別於其他大部份動物的一點是，它們會利用自身多樣的行為策略與發達的認知技能，形成多種多樣的社會系統，而社會系統的形成，反過來也提高了靈長類的社會學習能力。社會學習是指透過個體之間直接的互動或間接的觀察，導致自身行為發生改變。社會學習能力在很多物種中都起到至關重要的作用，因為它允許知識在個體之間快速傳遞，對物種的生存具有重要意義。
靈長類動物通常生活在復雜的群體中，具有明確的行為規範，這使得它們之間的交互作用和學習過程極為豐富。在日本幸島上，有獼猴在食用紅薯前清洗了表面的泥土，洗後的紅薯不僅口感甘甜，而且避免了直接食用可能帶來的身體不適。此後每當這只獼猴想要享用紅薯時，都會帶至溪邊清洗。周圍其他獼猴迅速效仿，形成了清洗紅薯的新習性，在島上猴群間傳播開來，進而世代相傳。於是出現了這樣一幕：100多只日本獼猴排著隊在水裏洗紅薯，場面十分壯觀，幸島的獼猴也以「文明猴子」著稱於世。這一現象是非人靈長類動物學習能力與傳播能力的有力證明。
中國特有的川金絲猴所形成的重層社會結構，是目前已知最復雜的動物社會結構。成年雄猴作為家長和多只雌性生活在一起並繁衍後代，組成一個家庭；多個這樣的金絲猴家庭聚集在一起，共同覓食、活動和休息，組成了一個繁殖群。科學家將金絲猴這種由單元、分隊、群組、社群層層巢狀而成的獨特社會結構稱為重層社會。這一結構，僅在包括早期人類在內的極少數幾個靈長類物種中有所體現。在這樣的社會系統中，個體與個體、群體與群體之間聯系緊密，具有復雜的行為機制與多樣的通訊交流。西北大學金絲猴研究團隊最新的研究借助電腦深度學習技術，對金絲猴的面部進行分析，發現川金絲猴除了明顯的面部活動之外，還存在著微表情交流，這種多樣化的通訊訊號在復雜社會結構下維系了動物的社群發展。
從動物行為到動物認知，科學研究增進生物多樣性保護，提高人類對自身的認識
動物行為學是動物認知研究的基礎。只有了解動物的行為模式，才能更深入地了解其背後的認知機理。1973年，諾貝爾生理學或醫學獎授予研究蜜蜂舞蹈、幼鳥印隨等動物行為的科學家，標誌著動物行為學這門學科的建立。而動物認知學，可以說是建立於這門新興學科之上的「新新學科」。
研究動物的認知能力能夠增進我們對動物智慧的理解，進而和動物生態學、遺傳學、行為學等多學科一起為動物保護工作提供科學依據。動物認知研究還拓寬了我們對人類認知機制及文化傳播路徑的認識，揭示了文化傳播背後深刻的生物學根基與內在規律。透過這一視角，我們能夠更加透徹地理解人類看待世界的方式由何演變而來，也能更好地理解人類的前進演化過程。
目前，大數據分析、腦成像技術及分子生物學等前沿方法與手段已經套用到動物認知研究中。科學家利用人工智慧模型分析大數據下猩猩的姿態與運動，以此來考量資訊如何在社群內傳播。北京師範大學的研究團隊利用眼部追蹤技術，判斷大熊貓在面對新鮮事物時註意力的分布模式。新科技與新手段使得人類對於動物如何看待世界這一問題的認識逐步加深，給動物認知這門科學帶來蓬勃生機。動物認知研究的進展也為人類認知科學、神經生物學、前進演化生物學以及人工智慧等領域帶來啟發。
中國是全球生物多樣性最豐富的國家之一。【中國生物物種名錄】顯示，目前中國具有哺乳動物694種、鳥類1505種、爬行動物656種、兩棲動物656種、魚類5127種、昆蟲及其他無脊椎動物60769種，特有屬種繁多，這是中國開展動物行為與認知研究得天獨厚的優勢。在生態文明建設的大背景下，動物研究正迎來空前的發展機遇與廣闊前景。我們堅信，更深入地理解動物世界的多樣性與復雜性，將為促進人與自然和諧共生貢獻更多中國智慧與中國方案。
(作者為西北大學教授)
推薦讀物
【行為前進演化：從動物本能到人類文明】：唐業忠著；科學出版社出版。
【金絲猴的社會】：蘇彥捷主編；北京大學出版社出版。
【想象的力量——透過黑猩猩看人類】：松澤哲郎著，韓寧、張鵬譯；上海科學技術出版社出版。
版式設計：蔡華偉
【 人民日報 】( 2024年07月30日 20 版)
