书名：科学也反常：“科学咖啡馆”怪谈

    作者：[法] 科学咖啡馆

    译者：王烈

    ISBN：978-7-115-48361-4

    本书由北京图灵文化发展有限公司发行数字版。版权所有，侵权必究。

    您购买的图灵电子书仅供您个人使用，未经授权，不得以任何方式复制和传播

    本书内容。

    我们愿意相信读者具有这样的良知和觉悟，与我们共同保护知识产权。

    如果购买者有侵权行为，我们可能对该用户实施包括但不限于关闭该帐号等维

    权措施，并可能追究法律责任。

    091507240605ToBeReplacedWithUserId 前言

    01 直立进化史：大家都能站起来

    什么是双足直立？

    暂时双足直立

    水中双足直立

    永久双足直立

    (伪)结论

    02 拯救寄生虫

    丰富食物网

    创造新的栖息环境

    平衡物种

    结论

    03 杀婴的血腥真相

    04 救命的蓝血

    05 蚁巢不分上下级

    没有神仙，也没有主人，团结就是力量

    你去哪儿，我去哪儿

    无私奉献

    (伪)结论 06 最危险的救命恩人

    07麻雀虽小，脑子俱全

    鸽子识人无与伦比

    母鸡算术深藏不露

    乌鸦和鹦鹉各有天赋

    能言善辩的亚历克斯

    心智理论和同理心

    镜子，镜子，告诉我……

    小鸟的瑞士军刀

    08 侏罗纪公园

    09 谢谢你，病毒!

    病毒带来发现

    没有病毒就没有人类？

    融入基因组的病毒

    病毒与人类繁殖

    其他物种也受益于合胞素吗？

    衷心感谢……

    10 植物不为人知的才能

    动作感觉

    沟通

    智能？

    没有大脑，没有感觉器官，也能做到这一切？

    想法有创意，但也不新鲜

    摒弃植物：缘何看不起它们？

    结论

    11 植物的小暖炉

    生热作用如何进行？

    发热有好处吗？

    12 瓶中世界

    瓶子里发生了什么

    13 植物会沟通，“说”得还不少

    通知猎食者!

    美人计

    走开，别挡住我的阳光!2

    14 大脑的电超能力

    用电流缓解症状

    念力：神话还是现实？心灵感应：马上就要实现了吗？

    15 金属乐使人平静

    16 大脑不是用来思考的

    我们自认为知道的……

    大脑进化简史 3

    运动是解谜的关键

    预测未来？

    不管怎样，好好用吧!

    17 我们真的只用了 10% 的大脑吗？

    神秘的起源

    过时、被曲解的科学结论

    从进化角度来看，完全是无稽之谈

    科学证据推翻传言

    吃一堑、长一智

    18 嬉皮也暴力

    电视上看到的

    他人即地狱

    求人不如求己

    杀人放火，无所不为既不致命，也不绝对

    19 恐惧也遗传

    20 胚胎细胞胞侵占占母亲大脑

    微嵌合体是什么东西？

    微嵌合出现的频率和嵌合程度

    胚胎细胞如何融入母体组织？

    母体大脑和心脏中的胚胎细胞

    长期的作用和效果

    未来的探索

    21 被咬也会得癌症：至少有一种癌症如此

    癌症也传染

    捉迷藏的异体细胞

    袋獾濒危

    22 几行代码重塑生命

    23 从出生到死去，我们的身高一直在变!

    影响身高的因素

    我们如何长大？

    生长结束后，身高怎么变？

    24 封路治拥堵 1布雷斯悖论到底是什么？

    实际中呢？

    25 π是错的!

    众所周知的π

    反“派”公式

    斯特林公式

    正态分布

    以正确的“角度”看问题

    请下注!

    26 《花花公子》杂志对计算机科学的启发

    27 互联网才不是 21 世纪最伟大的发明

    只有互联网的世界会很无聊

    第一个网页

    点击这里

    谁发明了这么难念的 HTTP ？

    过去、现在和未来的所有文件地址

    AJAX：不是 AJAX 牌洗衣粉!

    语言之战的终结

    28 逆流之电白炽灯是爱迪生发明的吗？

    特斯拉，交流电与未来的发明

    直流与交流之争，想象出来的对立

    29 恒星“适居带”之外的生命

    液态水在意料之外的地方

    新的适居世界

    30 (伪)后记：如何确立一种理论

    杯水与汪洋

    确定性的诞生

    参考文献

    作者简介 前言

    在很久很久以前……

    2006 年，一群科学爱好者开创了一个博客网站，分享他们的爱好，聊聊不足为

    外人道的话题。那时，博客这种既能互动又不用掌握高深技术的网络社交形式刚刚

    成熟，在各个领域刮起了一阵新风，从厨艺到文化娱乐，什么内容都有，当然也少

    不了科学!于是，本着团结一致利用新模式的精神，我们 6 位博主创建了“科学咖

    啡馆”(Café des sciences)，不仅为了互相帮助，也为了给读者提供精心编写

    的科普知识。虽然我们在法国博客界备感孤单，但我们知道没有回头路可走。要相

    信，聊科学、分享科学，首先是人类的冒险，也是社会的冒险! 10 年过去了，有

    些人已转做其他事情，不再写博客了，但这个活动依然在继续。看博客、写博客已

    经成为家常便饭。在实验室里，科研人员开一个博客也不再被视为另类之举。在伪

    科学满天飞、互联网上人云亦云、各种消息以讹传讹的乱象面前，大家都很清楚

    要“以其人之道还治其人之身”，坚决反对利用无知与蒙昧的伪科学宣传。

    那时，我们之中有的是刚刚起步的科研人员，有的是大学生，有的是工程师。

    今天的“科学咖啡馆”里依然有这三类人，此外还有中学老师，以及(半)职业科

    普人士加入。我们的同事皮埃尔·巴泰勒米是《世界报》的合作科普博主，他将这最

    后一类人称为“科学摆渡人”。科普记者、科普作家、视频制作者扩充了“科学咖

    啡馆”的队伍。然而，他们的科普生涯可不是一帆风顺：工作人员来来走走，合同

    说没就没，项目资助时有时无，机会可遇而不可求……再加上 YouTube 这类平

    台“一切向钱看”，只给同意播放广告的内容生产者报酬，而且还得看是否有网民

    愿意捐款和众筹来支持。但是，大家一直能在我们这个小团体中找到慰藉。我们不

    是一个人在战斗。大家在“小博客”或“小频道”中付出的巨大劳动不会白费。今

    天，科学方面的文章作者和漫画作者有时能取得巨大成功，甚至成为大明星。

    当今世界的科学博客圈和科研圈都以英语为主流。“科学咖啡馆”就成了顽强

    存活的“法语小天地”。我们中有人远赴他乡，在英语国家的实验室里工作。但对

    他们来说，“科学咖啡馆”是个不可多得的机会，可以用母语聊聊科学和自己的研究。而对另一些人来说，这是从“埋头苦干”转向“畅快对话”的大好时光。当

    然，对所有人而言，重要的是把自己取得的成果告知大众。很快，瑞士、加拿大魁

    北克地区、比利时等国家和地区的博主都加入了我们的队伍。可惜的是，不知什么

    原因，至今都没有来自非洲法语区科学家的声音。请你们也赶快来加入我们吧!

    科学，将热爱它的人团结在一起。10 年来，我们已经通过自己的方式展示了这

    一点。这些年我们都做了什么？我们成长壮大了，已有超过 100 名成员，刊登了

    1 万多篇博客和播客，做了 4000 多条视频。我们还创建了衍生团体——专门做漫

    画科普的 Strip Science 和做视频科普的 VidéoSciences，以及给大孩子和小

    孩子们看的 KidiScience。我们参与或组织了巴黎 VidéoSciences 科普节、里

    昂“科学节”和瑞士洛桑“科学播客”(Podcast Science)等科普活动。我们站

    在科学研究机构、文化机构和政府机构身边，共同在网络上捍卫科普运动。我们的

    故事、我们的初衷被写进了大学的出版物中。我们在媒体前诉说科学之美。现在，又有了你拿在手中的这本书!希望大家继续支持我们，欢迎光临“科学咖啡馆”!

    安托万·布朗夏尔

    “科学咖啡馆”联合创始人，现任网站行政秘书和财务主管

    皮埃尔·凯尔内

    “科学咖啡馆”副主席，2009 年加入……有一群人在幸福地做着科普!

    “我们‘科学咖啡馆’出本合集怎么样？”

    “要是能在 2016 年出版就好了，正好赶上成立 10 周年!。”

    “我们的读者有很多啦。但几百页的书能吸引人吗？”“我有个疯狂的主意，要不我们玩轮流填空吧!看最终能写出啥？”

    “正经点，还是确立一个统一的主题吧。”

    “不如更新一下《年度最佳科学博客》吧，也就上、下两册!”

    你手中的这本书有三个非同寻常之处。首先是作者的数量。各个领域近 40 位

    科普作者、科研人员、教师、学生、插画师和纯粹的科学爱好者倾力合作完成了这

    本书，不管是题目的选择，还是插图呈现的最佳方式，没有什么是自上而下独断决

    定的，都是大家讨论的结果。很多作者们在真实生活中素未谋面，但也按照学术界

    通行的“同行评审”(peer-review)原则审读了彼此的文章。第二个不寻常之处

    是这本书综合了文本、插图、漫画等各种形式，需要专业互补的作者通力合作。如

    果有可能，希望读者登陆我们的网站，花些时间去看一些视频，有些视频是专为本

    书而做的。本书最后一个不寻常之处就是它的主题——科学也反常!希望你在书中

    的所看、所得能让你眼前一亮，彻底改变原来可能持有的错误想法。

    有了大家的合作，本来很容易写出一篇激情洋溢的前言：“看看，我们一联

    手，竟能有这样的成果!”但是，所有参与过团队协作的人都知道，实际情况恐怕

    没这么美好。沟通不畅、消极怠工、组织不利等方面的问题很快就会让团队协作变

    成一场噩梦。所以，我们一定要感谢 Belin 出版社在这一非同寻常的项目中一直

    给予的帮助，尤其要感谢编辑洛朗·布拉西耶把“做一套博客科普书”这一在脑中盘

    旋好几年的念头最终付诸实际，还有娜塔莉·布鲁斯，她在“邮件轰炸”中依然保持

    淡定，不介意拖稿，对特殊情况也能宽大处理，还要处理各种烦心事：“比利时作

    者，但住在非洲？出版合同能签电子版吗？什么？他居然没有社保号？”

    在让我们的作者发声之前，我希望读者在读完本书后能把感想告诉我们。不管

    你喜不喜欢这本书，我们都会非常高兴倾听你的想法。如果这本书获得成功，第二

    册中说不定还能用上你的评论。在此祝大家阅读愉快!

    最后提醒诸位，个别文章内容颇为惊人，请大家做好心理准备!

    斯特凡·德博弗“科学咖啡馆”主席

    01 直立进化史：大家都能站起

    来

    人类穿着鞋，直立站着。他们以为双足直立这一特征伴随自己一路披荆斩棘，登上想象中的进化“最高峰”，让他们成为万物之灵。“进化等于进步”，除了这

    个一直存在的误解外，觉得人类第一个学会直立走路，或是只有人类才会双足直

    立，或是只在陆地上才有双足直立的动物，或是双足直立就是用脚走路……种种想法

    其实都是在给自己“使绊儿”，注定要摔跟头!而且，动物双足直立可不是为了能

    站着欢呼雀跃哦!自以为眼明脚快的人类，一开始就“站错队”的人类，恐怕该不

    乐意了。让我们回到正题，借此机会把关于“脚丫子”的文字游戏玩个够。

    什么是双足直立？

    顾名思义，双足直立就是用两只脚站起身来。你或许说，这用脚趾头都能想明

    白。但如果真这么望文生义，那你就真比脚趾头还傻了。让我们看看《拉鲁斯法语

    词典》里怎么说的：“双足直立，陆生脊椎动物的动作，只用后两足前行。”这个

    定义非常狭隘，因为它默认双足直立是刻板而永久的动作。我们还是自己定义吧，更简短也更宽泛：“双足直立是靠两肢支撑站立的动作。”一番抓耳挠腮之后，我

    们打开了几条思路：双足直立用的是哪两肢？这个动作是永久的，还是暂时的？双足直立只用于行走吗？最重要的是，双足直立是想立就能立起来的吗？

    一“步”史诗

    领衔主演：信天翁、章鱼、袋鼠、黄腿侏儒鸟、蛇怪蜥蜴、浣熊、华美极乐鸟、大食蚁兽和沙鼠。导演：大自然出品人：进化

    傲慢却不自知的双足类，你准备好踏上一段大开眼界的“双足直立”之旅了

    吗？准备好把自己的成见一脚踢开了吗？还没有？!那请你拔腿就跑吧。准备好

    了，我们就开始!

    暂时双足直立

    如果双足直立不是为了行走，那么动物们是出于什么稀奇古怪的理由非要站起

    来呢？诗人可能要失望了：它们站起来可不是为了离星空更近一点。动物们有脚踏

    实地的原因——不想饿肚子。奇特的反刍动物长颈羚生活在“非洲之角”。它们在

    争夺美味槐树叶的激烈竞争中不甘落后，于是踮起脚尖，像优美、娴熟的芭蕾舞者

    一样，直着身子去够最高处的树叶，同时还用上了长舌头。长颈羚四脚着地时一般

    不超过 1 米，直起身来却能轻易够到 3 米高的叶子。很少有反刍动物的直立能力

    可与它们一较高下。长颈羚甚至能以这种姿势走上几步，从一个树枝转到另一个树

    枝接着吃。

    但是，要站起来又不会让脚受累，脚最好是平的。跖行动物就是这样，它们的

    脚通常有 5 趾，而且能展开，让全脚掌着地，所以直立时更舒服。你不知道什么动

    物是跖行动物？让我“趾”点你一下……哦，不，是指点你一下：兔子、老鼠、浣

    熊、黄鼠狼、臭鼬、刺猬还有松鼠都是跖行动物。松鼠吃食的时候会在“座

    椅”——如树桩、石头等上站着，以便提早发现捕食者，否则一旦被抓，两脚一蹬

    就玩完了。所以，直立给弱小动物提供了一点优势——它们的头高了，视野就更

    广。谨小慎微的跖行动物中最出名的当然是猫鼬。它们轮流“站”岗，几个哨兵直

    立起来，监视着南非半沙漠的平原，好让族群里其他猫鼬可以放松下来，专心干别

    的事。双足直立不仅形成了高度上的优势，还能把两只前爪解放出来拿东西。无论对

    想要慢慢品尝松果的“美食家”来说，还是对吃食之前一定要把食物都洗一遍

    的“疯子”来说，这可太实用了。浣熊和海狸就能用双脚走一小会儿，好让双手去

    忙别的事，在搬运食物或窝里的物件时，这非常关键。

    但是，跖行动物的脚也不全是优点。与用蹄子走路的蹄行动物或者用脚趾走路

    的趾行动物相比，跖行动物总是拖着腿，根本跑不快。它们的脚爪有更多的骨头和

    关节，通常更短、更重，限制了行动速度。为了补偿这一缺陷，它们最好能迅速躲

    进树丛里，或者长得身强体壮。在能做到这一点的动物中，最厉害的就算是熊了，它们可不是头重脚轻的家伙。熊腿要承受平均 120 千克重的肌肉和脂肪，脚软可不

    行。美国新泽西州有一只野生黑熊名叫“佩朵”，它经常用两只后腿漫不经心地走

    着，令人称奇。其实，这是因为这只可怜的熊前爪受了伤。祝它早日康复!

    令人悲伤的是，佩朵在 2016 年竟然惨遭射杀。——译者注

    1

    1熊通常以四脚行走，有时站起来是为了够到高处的食物，就和长颈羚一样，而

    有时却是为了在战斗中给对手造成更大的伤害。大食蚁兽连美洲豹、美洲狮都不惧

    怕，它们直立起来也是为了这个目的。大食蚁兽骄傲地站起来，好像在说：“来

    啊，来打我啊!”如果对方还不识趣，它们就会用平常挖蚁穴的利爪把这胆敢来犯

    的冒失鬼抓个遍体鳞伤。

    直立还有其他想不到的好处。比如，雌性大食蚁兽站起来就不是为了打斗，而

    是为了完成一项比打斗还血腥的活动——分娩。它们用强有力的尾巴支撑着身体，站直起来生孩子。幼崽一旦出生，就会爬到妈妈背上待 6 到 9 个月，脚趾张开形

    如扇子。直立还是许多动物最喜欢的交配体位：豪猪在寻欢作乐时还是站着比较

    好，这样不容易被扎到……

    臭鼬因肛门腺分泌物的强烈气味而臭名昭著。它们还会玩杂技，倒立起来，将

    令人作呕的“喷头”对准敌人，而这件秘密武器精准得可怕。如果要把肛门朝天，用后脚站着怎么行得通？所以，臭鼬会以前爪支撑身体倒立。这样一来，分泌物很

    轻易就能喷到对方，而身体竖起后，顺便还能让对方清楚看见它背上可怕的黑白条

    纹。这种“恫吓之舞”非常管用，捕食者看到了就会夹着尾巴扭头逃跑。除了那只前爪受伤的熊，上述例子其实都不涉及行走问题。然而，仅在哺乳动

    物中，我们就可以找到许多能直立行走的物种。穿山甲就是一种主要以后足行进的

    跖行哺乳动物。这说明，双足直立行走是哺乳动物在进化过程中多次、分别获得的

    特征，是所谓“趋同演化”的结果——人类知道这个或许也没什么用。

    不过，双足行进并不仅限于“走”。许多动物用双足奔跑，比如好几种蜥蜴。

    斑马尾蜥蜴以此减少与滚烫沙子的接触。鬣蜥甚至比大部分人类跑得都快，其奔跑

    速度纪录是 34.6 千米每小时，而博尔特在 2009 年柏林田径世锦赛上跑到了

    44.64 千米每小时，实在没什么好夸耀的。

    水中双足直立为什么要把双足直立限于在陆地上走或跑呢？皇冠鬣蜥属从不担心沼泽太深踩

    不到底，因为它们能轻而易举地在沼泽的水上奔跑。秘密就在于步伐技巧，共分为

    三个动作：首先用脚踩水，使脚下形成一个气泡；然后向后划，推动前进；最后，在气泡消失前，快速把脚收回来。蛇怪蜥蜴每步的间隔时间极短，大约在 70 毫

    秒，而其自重很轻，成年后仅有 100 克，同时，其后脚接触面积又大，在 5 平方

    厘米左右。因此，蛇怪蜥蜴才能以 5 千米每小时的速度玩“水上漂”，这和人类的

    平均行走速度一样。难怪蛇怪蜥蜴通常被称为“耶稣蜥蜴”。如果我们也想像这种

    蜥蜴一样玩“水上漂”，得跑到 100 千米每小时的速度!而这种蜥蜴完全不需要游

    泳就能踏上河对岸……

    在海底同样也能行进。但那里有没有长脚的动物呢？海底双足类动物不多，因

    为大部分水生动物都生有多足，比如甲壳类、海蠕虫和八腕目。可是，八腕目中就

    藏着不为人知的水下双足直立动物。太平洋中有两种章鱼类生物，即条纹蛸和刺断

    腕蛸就会“双足行走”，它们用 2 条触腕移动，而其他 6 条触腕位于头上。这两

    种生物的移动方式还不太一样，条纹蛸的 6 条触腕都保持在身体周围，而刺断腕蛸

    更“招摇”，会把 4 条侧腕伸开。这两种方式其实都是伪装，第一种假装是随波逐

    流的椰子，第二种假装是在洋流中摇摆的海藻，这样就可以偷偷开溜了。

    永久双足直立

    说了这么多暂时双足直立的例子，读者肯定以为我们是在钻空子。确实，说到

    双足直立，一般都应该指始终保持站立姿势，仅用两脚在陆地上行走的情况。在这

    个范围内，人类难道不是最厉害、最美、最强、最聪明的吗？并不是。

    我们举个大家都知道的简单例子——袋鼠。它们以 4 爪和尾巴为支撑前进和

    跳跃，两条后腿就像弹簧一样。它们的行动速度可快可慢，闲逛时只有 20 至 30

    千米每小时，逃命时可达 50 至 60 千米每小时，最高速度甚至达到 90 千米每小

    时。它们的跳跃能力更令人叹为观止，可跳出 13 米远、3.5 米高。当然，具体数

    值与袋鼠的种类有关。但这已经很厉害了，不是吗？而且，袋鼠可是永久地双足直

    立，依靠连续跳动前进。稍微研究一下袋鼠的解剖结果，我们就会发现袋鼠和人类

    一样都是跖行动物，以脚掌站立。袋鼠和人类的脚都由三部分组成，即跗骨(脚

    跟)、跖骨(足弓)和趾骨(脚趾)，只是袋鼠的跖骨长得多。大家总算承认了袋鼠可以双足直立。但这会不会是个例外？当然不是。再以跳

    鼠为例。这种小型啮齿动物属于跳鼠科，这一科还包括蹶鼠等脚特别长、善于跳跃

    的老鼠。跳鼠最像迷你版的袋鼠。非洲和亚洲的沙漠中有 30 多种跳鼠。我们仅以

    非洲跳鼠为例，它又叫“草原跳鼠”或“埃及跳鼠”。

    知道吗？跳鼠(Jerboa)这个词来自阿拉伯语 jarbū，意为“腿”。跳鼠后爪

    很长，有 3 个脚趾，这是因为其跖骨非常长，和袋鼠一样，因此它能跳出 2 米多

    远。这可不简单，要知道跳鼠的身体仅有 10 至 15 厘米长!它跑起来能达到 24

    千米每小时，用长达 15 至 25 厘米的尾巴保持平衡——就和袋鼠……好吧，大家

    都明白了——其后爪还覆盖着一层“丝”，防止打滑。这的确是一种双足直立、以

    后腿行进的动物，不管是跑还是跳。跳鼠用前爪进食、清洁、打洞。鉴于沙漠里的

    特殊环境，跳鼠主要在晚上活动，白天呆在更凉爽的洞底，那里只有 25℃。在公元

    前 3000 年的古埃及也能找到这种动物的踪迹，古埃及象形文字中表示“快”的字

    符就借鉴了跳鼠的样子。

    现在该说说鸟类了。什么？稍等一下!鸟类长着喙，扇着翅膀飞，浑身都是羽

    毛，确实一直都用脚直立站着。谁也没见过鸟类用“四肢”行走，因为它们的两个

    前肢是翅膀啊!但是，翅膀也不一定就用来飞行，比如因步履轻盈而出名的鸵鸟，还有南极的企鹅，它们因特别的“翅膀”而非常善于游泳。

    更妙的是，所有鸟类毫无例外都是用后腿站着的!要知道，鸟类一共有 1 万多

    种，总数达 2000 亿至 4000 亿只。这可是一类数目庞大的两足动物，是人类数量

    的 40 至 60 倍。鸟类是两足动物，但属于趾行动物。鸟类与人类还有一处不同：

    它们的跗骨和跖骨长在一起，形成了一块我们没有的新骨头——跗跖骨。所以，鸟

    类看起来是膝盖的部分其实是脚踝。更进一步说，它们的膝盖藏在羽毛之下，而且

    是弯曲的，并通过一小段水平股骨与髋关节相连。膝盖和踝骨之间是胫骨，其作用

    相当于我们的大腿骨。最后，鸟类的踝骨和趾骨之间是人类没有的跗跖骨。讲到这里，人类自以为独占的双足直立神坛已经不那么牢固了。再说一件更打

    击人的事：鸟类不仅能双足直立，还有着不一样的直立方式——当然，这是从行进

    方式的角度而言。人类用双足运动的方式都一样——走、跑、跳，但鸟类却根据种

    类不同各有各的方式。看看它们的爪子就知道了。很多陆地鸟类只有向前的三趾，又短又宽，非常适合奔跑；有的鸟类则有很长的脚爪，可以在浅水中涉水，甚至在

    水生植物上行走；有些鹦鹉两趾向前、两趾向后，善于爬树；鸭子等会游泳的鸟类

    则生有蹼状爪子；鸽子能走，麻雀和喜鹊会双脚跳，鸵鸟和鸸鹋则善于奔跑。

    更厉害的是，鸟类双足直立的历史已有好几百万年了，可以一直追溯到其祖先

    ——兽脚亚目恐龙。这类恐龙基本上都是肉食性的，大小各异，既有 40 厘米长、150 克重的手盗龙，也有 12 米长、6 吨重的霸王龙。但它们都是双足直立，用后

    肢支撑身体并行进，且前肢很小，有活动的爪子，应该是用于抓住并撕碎猎物。这类恐龙出现于 2.3 亿至 2.25 亿年前的早三叠世，并在晚侏罗纪时期征服了所有

    大洲，但在 6500 万年前的白垩纪第三纪灭绝事件中遭到灭顶之灾。所有恐龙都消

    失了，除了一些兽脚亚目的后裔——有人认为手盗龙并未灭绝，但这有待考证。你

    可以把自己养的小鸡、小鸭视为曾经称霸世界的小恐龙了!

    (伪)结论

    怎么样，你是不是顿时没那么自大了？双足直立远不是人类独有的特长。而

    且，有动物学研究表明，某些物种也会使用工具、传递知识，还能创造出或简单或

    复杂的语言。当然，人类在这些方面仍是无与伦比的，但也并非天下唯一。所以，人类不可一世的态度完全没有道理!

    我们只是漫长历史的产物，不可想象的事已经发生过，不可思议的事尚未到

    来。几百万年来，生物与不断兴起又继而消亡的环境进行了无数次的互动，这才造

    就了今天的我们。无视这一点就是搬起石头砸自己的脚!让我们稍稍改编一下王尔

    德的名言，作为这一章的结束语：“人类把自己看得太了不起了。穴居人如果会倒

    立，历史本会是另一种样子。”

    王尔德在《道连·格雷》中写道：“人类把自己看得太了不起了。这是世界的原罪。穴居人如果会笑，历

    史本会是另一种样子。”——译者注

    02 拯救寄生虫

    寄生虫，这些狡猾的生物靠剥削其他生物为生，攫取宿主营养，甚至导致其死

    亡。对许多人来说，这些害人精是头号公敌。为了人类的健康，为了家畜茁壮成

    长，为了庄稼的丰收，一定要将其消灭干净!其实，其他生物也会带来死亡，但名

    声却一点不受影响。海豚、瓢虫、北极熊这些捕食者都颇受人类喜爱。大家觉得，这些生物的杀戮行为在生态系统中至关重要。为什么对寄生虫就不能一视同仁呢？

    2

    2据估算，寄生虫可能占地球物种的一半，另一半都是它们的宿主。寄生虫虽然

    无处不在，但它们的作用却曾经长期被人类忽视，就连科学界也一样，只因为寄生

    虫的大小相对于宿主来说实在太微不足道了。但最终，另一种观点逐渐出现了：寄

    生虫并非无足轻重。人们在研究中发现，这些生物展现出移山倒海的能力。的确，寄生虫会带来可怕的疾病，但如果一概而论，反而会适得其反!人们已经发现，有

    些寄生虫在整个生态系统中起着非常重要的作用。有些研究者甚至认为，一个生态

    系统中如果有丰富的寄生虫，则说明这个系统很健康!

    让我们转换角度，是时候关注寄生虫好的一面了，它们默默担负起无数工作。

    我们就来看看寄生虫三个隐秘的天赋。

    丰富食物网

    寄生虫的第一个天赋就是丰富食物网。以蚂蚁窝为例，蚂蚁们围绕着自己的窝

    干着日常工作。工蚁们忙着寻找食物，并未发觉有一种奇怪的现象正在它们之中发

    生。在这些来来往往的成群的小黑点中，有些蚂蚁外形奇异，显得十分突出。它们

    的腹部有一个红色小泡，好像浆果一样。这些蚂蚁好像对自己与众不同的外表十分

    自豪，将红色小泡高高举起，在一群蚂蚁中特别显眼。

    这是什么造成的呢？这是一种长度不足 1 毫米的线虫类寄生虫，俗称“浆果制

    造者”。和许多其他寄生虫一样，这种寄生虫也有复杂的生命周期，也就是说，要

    先后经过好几个宿主才能发育并繁殖。“浆果制造者”的宿主是蚂蚁和鸟类。它为

    了传播繁育，就要想办法让蚂蚁被鸟吃掉。可是，它要瞄准的鸟类只吃果子，不吃

    虫子。这就有点棘手了!不过寄生虫也会见招拆招，鸟要吃果子，那就给它果子

    嘛……这类线虫属于能操控宿主的一类。为达到目的，它能改变宿主的行为和外表，将其变成实实在在的傀儡。蚂蚁宿主的腹部看起来和诱人的浆果一模一样，这就为

    寄生虫进入鸟类宿主的身体铺平了道路。而且，为避免节外生枝，被感染的蚂蚁比

    普通蚂蚁的攻击性小，病变的腹部也可以轻易从身体剥离。不过，这说起来挺厉

    害，但对生态系统的好处倒不大，只不过为鸟儿意外提供了蛋白质。寄生虫主要对捕食者会有意想不到的贡献。很多寄生虫都能操控宿主。在大部

    分情况下，它们让自己在成长阶段寄生的中间宿主变得容易被在它们繁殖阶段寄生

    的最终宿主捕食。这种变化大受捕食者的欢迎——觅食不再困难了!寄生虫影响的

    可能不只是其生命周期牵涉的物种，有时候，它们甚至能成为濒危物种的救星。

    让我们换个场景，把目光转向日本的森林。林中有一条小河穿过，一只蝗虫来

    到河边，好像观察了一下面前这片水有多危险，然后纵身跳入河中。

    一切都要从这只蝗虫吃了另一只昆虫——蜉蝣说起。不巧的是，幼虫期的蜉蝣

    在水里被一种线虫类寄生虫感染了。更不巧的是，蜉蝣蜕壳上岸后就被蝗虫吃掉，把寄生虫传给了蝗虫。这个转变对寄生虫来说非常合适，它将宿主的营养搜刮干

    净，安静地长大。但这种寄生虫要有水才能繁殖……这也不难，它能继续操控宿主，所以它想要什么，宿主自然而然就会去找什么。于是，蝗虫疯了似地四处找水，找

    到水源就一跃而入。很难说这对大自然到底有什么好处，但对蝗虫来说的确是一场悲剧：长达几十

    厘米的线虫从它的肛门钻出，任它在水中挣扎。然而，这种寄生虫完成了一件了不

    起的事：它把昆虫带到了水中。有上百只寄生虫，就有上百只昆虫从森林进入河

    水。这种生物质的迁移非常重要，会产生巨大的影响。已有研究人员对此做了更细

    致的考察。

    在同一地区的河里还生活着一种鳟鱼，学名日本红点鲑，因人类过度捕捞和栖

    息地遭破坏而沦为濒危物种。寄生虫让蝗虫跳入水中，这对河里包括日本红点鲑在

    内的各种捕食者来说，都是送上门的美食!研究人员表示，被寄生、被捕食的蝗虫

    占鱼类每年摄入食物量的 60%。这一比重不容小觑，甚至能为物种提供足够的食物

    帮助其种族延续。实际上，研究人员已经指出，日本红点鲑摄入的食物量直接取决

    于周围环境中线形虫的多少。

    线形虫的作用不止于此。蝗虫在水中垂死挣扎时，成了易于捕食的猎物，鱼类

    会放弃已适应水下环境而更难捕捉的水生猎物。于是，某些昆虫的幼虫需在水中生

    长，它们就逃过一劫，有更多机会上岸。更多的蜉蝣和蜻蜓完成变态，从河中进入

    森林，继而为陆生动物提供食物。因为有了蝗虫，河里的生态系统被打乱，水生无

    脊椎动物得到了喘息的机会，导致水藻消耗量增加，其生物质减少。结果，河里甚

    至整个森林的食物网都因为一种寄生虫的存在而改变了，尚在幼虫期的寄生虫能做

    出这样的壮举，真是十分厉害啊!

    创造新的栖息环境

    让我们再看看寄生虫的第二种天赋。有些寄生虫能创造或改变栖息地，称得上

    是生态系统工程师。蟹奴就是其中一种。它自己也是甲壳类，寄生在螃蟹身上，在

    宿主身上引起许多副作用，比如令其无法繁殖，而最重要的是，让螃蟹不再蜕壳。

    螃蟹蜕壳时不仅会变大，还会摆脱虫类和贝类等大量寄居在壳上的生物体，也就是

    所谓的体表寄生物。寄生虫阻止螃蟹蜕壳，把螃蟹变成了“长期居所”，让许多其

    他寄生物也能在壳上生长。有时候，创建栖息地的能力也来自寄生虫操控宿主的能力。孩子们在海滩上捡

    的那种白色带条纹贝壳原本是双壳类软体动物的保护壳，它们藏在沙里躲避捕食者

    的攻击。这对寄生在它们身上的吸虫类来说，就不太方便了，因为吸虫类最终要进

    入鸟类身体。于是，吸虫类就附着在宿主用来挖沙的足部上。这样一来，宿主就不

    再动弹，只能任由鸟类捕食。贝壳被固定后，随着潮汐时而变干、时而变湿，也就

    为帽贝等其他体表寄生物提供了新的栖息地。有了吸虫类寄生虫，这些地区的生物

    甚至更多样了，这和大家认为“寄生虫只会带来破坏”的一贯想法相去甚远!

    平衡物种

    最后，正如捕食者能控制猎物种群数量一样，寄生虫也能控制宿主或相关生命

    体的数量。

    比如，吸虫类不仅把双壳类固定，从而为帽贝提供了新栖息地，还解决了与海

    葵由来已久的争端。海葵也需要附着在岩石等硬物上才能生长，经常与帽贝挤在一处。这对帽贝很不利，因为海葵会捕食它们。而海葵对干涸特别敏感，更喜欢一直

    被水浸没的地方。在吸虫类的作用下，帽贝就可以生长在双壳类的壳上，避开了海

    葵。

    另外，就像捕食者有偏爱的猎物一样，寄生虫也会以不同比例感染好几类物

    种。有研究表明，如果两个物种互相竞争、争夺资源，寄生虫对占上风的物种影响

    更大，比如对其致死率更高。这样，居于劣势的物种便得以在竞争环境中生存下

    去。一种小型淡水虾——钩虾便是如此。欧洲的河流中，钩虾既是猎物也是捕食

    者，同时还是碎屑食者，保证了居住环境的清洁。在爱尔兰，一种入侵的钩虾面对

    本地钩虾逐渐占了上风，引起河里其他无脊椎动物种群数量的巨大改变。这主要是

    因为外来钩虾以本地钩虾为食!钩虾也是好几类棘头虫的宿主，而其中一类能减少

    外来入侵者对本地钩虾的捕食。只要水中有这些棘头虫，我们就能永远看到两种钩

    虾，而且它们对钩虾数量的影响十分显著。寄生虫让两个物种并存，减缓了物种入

    侵的速度。

    棘头虫呈鲜艳的橘黄色，个头相对宿主也较大，达毫米级，能通过钩虾的外壳看到

    Sophie Labaude

    寄生虫被普遍认为是防止物种入侵的一道屏障。进入新环境的物种要面对无数

    寄生虫，却没有任何防备，而本地物种却有。比如，居住在北美地区的白尾鹿就受其寄生虫的保护。这是一种学名为薄副麂圆线虫的线虫。白尾鹿允许这种寄生虫存

    在于自己体内，如果其他鹿科动物想入侵其居住地，都会以失败告终，因为寄生虫

    能让入侵者产生严重的神经系统障碍。谁会想到寄生虫还能当保镖呢!

    结论

    人类的肉眼很难见到寄生虫。很多寄生虫不为人类所接受，早已臭名昭著。但

    是，它们与宿主的关系密切，因此必然是生态系统的组成部分。越来越多的科学家

    认为，寄生虫在许多生物系统中都起着至关重要的作用。不幸的是，寄生虫是首先

    受到物种灭绝影响的生物之一。它们通常需要经过好几个宿主才能发育成熟并繁

    殖，只要一种宿主从其环境中消失，它们的生命周期就被打断了。也许，是时候想

    想该怎么拯救寄生虫，而不是想着怎么消灭它们了。 03 杀婴的血腥真相

    小动物好可爱!这些迷人的生灵或长着羽毛，或满身绒毛，或鳞片覆体，它们

    生活在茂密的丛林中，在宁静的乡村里，在灼热的沙漠中，它们嬉戏打闹，时而楚

    楚可怜，时而美丽脱俗，十分讨喜。在各大视频网站上，水獭玩石头、小熊猫滑雪

    的视频广受欢迎。

    但是，在可人的小脸和翻来滚去的笨拙动作背后，有些动物其实非常残酷、血

    腥，甚至连同类的幼崽都杀。不相信？觉得是撒谎、造谣、无稽之谈？那就往下看

    吧。

    非洲狮的杀婴行为曾被广泛研究过，我们先以此为例。

    非洲狮群居而生，这在猫科动物中极为罕见。非洲狮族群大小不一，平均每群

    有十几头狮子，包括 4 到 5 头成年雌狮、3 到 4 头未成年狮、2 到 3 只幼崽以

    及 1 到 2 头成年雄师。雌狮之间基本都有亲属关系，如姐妹、母女、姨妈和侄女

    等，而雄师则来自族群外。族群内的雄师在 3 岁半左右成熟，当它们可能夺取首领

    地位时，就要离开族群，去寻找诗和远方。雌狮负责打猎、抚养幼崽、守卫领地，基本把活儿都干了。但是，要生下调皮可爱的小毛球，还是需要雄狮服务一下。幸

    好，雄狮对这件事还挺上心——其实它也就干这一件事，与族群中每头雌狮都要睡

    一睡，于是所有幼崽都得管它叫爸爸。当前看来，一切还算顺利。

    但有时候也会有新鲜血液加入。其他族群的年轻雄狮也想找个归宿，也想有领

    地可守，有漂亮的母狮可追。于是，它们就要和领导族群的雄狮决斗，而后者因为

    年事已高，大腹便便，通常都打不过年轻雄狮，于是被从王位上被踢下来。雌狮接

    受了改朝换代，继续打猎、抚养幼崽、守卫领地。但是，这时族群中的幼崽都是雌

    狮和上一任首领所生的……新来的雄狮也想生育幼崽，但现有幼崽没有继承它的基

    因。况且雌狮当着全职妈妈，无心和新来的雄狮寻欢作乐。于是，该发生的还是发

    生了。尽管雌狮十分小心，新来的雄狮还是找到了幼崽，并把它们都杀了。狮子杀狮子，同类相残!这一举动看起来“反自然”，人类以为动物都会“争取物种存

    续”，但事实完全背道而驰。这种对物种繁衍十分不利的行为怎么能代代相传呢？

    不是应该被自然选择消灭吗？

    “现在我们可以生个宝宝了……”

    非也!物种存续只是进化论的次要部分。动物会争取整个物种的存续，这是个

    错误的概念!唯一重要的是个体的繁殖。如果某种行为对个体有利，那它即便对整

    个物种有害也无所谓，依然会在种群中传播开来，因为有此行为的个体会繁殖更多

    的后代，其基因传播得也更广。这就提出了另一个问题：杀婴到底有什么好处呢？

    对狮群来说，杀婴主要有两个好处：一是幼崽死后，雌狮很快又能生育，雄狮

    便能在被打败之前迅速与之交配；二是雄狮只杀其他雄狮的幼崽，所以，能减少几

    个月或几年后非己血脉对自身地位产生的威胁 。

    要知道，一般来说，生崽就是给自己制造未来的竞争者。但因为同出一脉，所以从进化角度来看，繁殖在

    某种程度上还是有益的。随着时间流逝，幼崽想继续被抚养，但父母却想保留资源活命，并生出更多幼崽，冲

    突就产生了。解决办法通常是把即将成年(吃太多)的幼崽逐出族群。狮子的世界里可容不下“啃老族”!

    因为这些好处，杀婴的比不杀婴的雄狮有更多后代。但我们要记得，动物可没

    有太多心计，它们并不是主观预谋这么干，其大部分行为都写在了基因里!反正，你明白杀害弱小幼崽等攻击行为是代代相传的就行了。杀婴的动物产下的幼崽在成

    年后会做出同样的事情，因为其基因决定了它们会有这样的行为。“坏”雄狮会杀

    其他雄狮的幼崽，比“好”雄狮更多地传播基因。于是，经过一代又一代，杀婴狮

    子的比例越来越高，直至普及整个物种，虽然从整体角度看，这个行为似乎是有害

    的。

    所以，杀同类幼崽的行为在自然界十分普遍，这也就不足为怪了。许多在“进

    化树”上相距甚远的动物，比如蛙类、灵长类、海鸥、老鼠都表现出这一行为。在

    少数雄性领导一群雌性的物种中，杀婴行为更容易发生。狮子、海豚、斑马(准确

    地说是海角山斑马)、河马、冠海豹、家猫 等都是如此。据观察，如果族群中雄

    性偏少(1 个雄性对 2.5 个以上的雌性)，就会发生杀婴行为。如果雌雄比例较

    为均等(1 个雄性对 1.3 个以下的雌性)，这种事情就不会发生。人人都有伴，何苦脏了手呢？如果雄性不想占有所有雌性，竞争就不会那么激烈，雄性也就不用

    想着杀、杀、杀了。履行一夫一妻制的物种会形成长期的伴侣关系，它们不会杀

    婴，因为雄性可以肯定幼崽是自己的后代，完全没有理由大开杀戒。

    被骗了吧，猫咪可没有看起来那么可爱。

    1

    1

    2

    2“这孩子还来不来啊？”

    决定物种是否杀婴还有另一个因素，就是繁殖周期。说得更准确些，就是雌性

    两次妊娠之间的时间。如果雄性要等 1 年，雌性才能再次生育，那杀婴也没什么好

    处。结果，雌性发情越频繁、越规律，其雄性伴侣杀死幼崽的可能性就越大，因为

    雌性很快就能再次生育，满足雄性的需求。研究人员考察了 97 种有杀婴行为的哺

    乳动物，发现一年繁殖一次以上的物种中 76% 有杀婴行为。总之，如果某一物种的

    族群中雌性数量多过雄性，且仅有占领导地位的几个雄性能与雌性交配，同时，雄

    性的统治时间较短，而雌性产崽后很快能再次生育，那么这一物种就容易发生雄性

    杀婴的情况。

    雌性又该如何呢？自己怀胎数月，耗费许多气力才产下的心头肉就这样被杀死

    了，不伤心吗？

    它们当然伤心了。雌性追求的利益与雄性不一样，这就是所谓的两性冲突。自

    然选择也作用于雌性，如果基因让它们反抗杀婴的雄性，它们就会有更多后代活到成年，继续繁衍。所以，勇于反抗的雌性的基因比逆来顺受的雌性的基因在后代中

    更普遍存在。随着代代相传，雌性对杀婴行为的反抗也会蔓延开来。

    雌性可以采取好几种策略防止自己的孩子被杀。首先，可以联合其他雌性，或

    者包含雄性与雌性在内的一个群体，共同反抗想要夺权的外来雄性——抵御入侵，也就保护了幼崽。雌狮也有桀骜不驯的时候!另一种策略是多找几个性伴侣。如果

    雌性在短期内同时和好几个雄性交配，那么雄性就无法确定到底谁才是孩儿他爸。

    如果杀婴，很可能会错杀自己的后代!在这种繁殖模式下，不杀婴的雄性的基因传

    播最广。群居动物通常采用这种办法，比如马达加斯加的一种小型夜行狐猴——倭

    狐猴，还有倭黑猩猩。最后，雌性即便有孕在身，也还可以假装发情——已经怀了

    某个雄性的孩子还能和新来的雄性交配。如果雄性算术不好的话，就会以为生出的

    孩子是自己的，那也就不会杀婴了。叶猴便是如此。这些猴子长着金色的毛和黑色

    的脑袋，大群大群地霸占着印度的城市和神庙。

    柔情万种的马达加斯加之夜

    到现在，我们一直说的是雄性杀婴。那雌性会不会也杀婴呢？回答是肯定的，但罕见得多。我们看到，雄性杀婴是为了得到雌性“资源”，而雌性杀婴是为了得到其他更多的资源。

    第一个资源就是雄性。不仅雄性有选择配偶的权力，雌性也想找个能帮她照看

    孩子的“暖男”。有时候，雌性甚至生完孩子就不管了，把活儿都交给爸爸!南美

    洲有一种长爪水鸟——肉垂水雉便是如此，它们采用一妻多夫的繁殖形式。雄性成

    了“奶爸”，要孵蛋，还要照顾小水雉。所有雌性都争着要找个好伴侣，生出漂亮

    的孩子，更重要的是，这个伴侣还要会照顾孩子!因此，雌性为达目的甚至不惜打

    破其他水雉的鸟蛋，或杀死雏鸟。

    “不要脸!”“第三者!”“你俩别打了行不行……”

    第二个资源是食物。如果雌性的居住范围有限，食物资源不多，那么杀死其

    他“张嘴等喂”的小东西就对自己有利，至少能保证自己的孩子活下去。在我们的

    近亲黑猩猩身上就能观察到，族群内某些雌性会杀死外来雌性的幼崽。研究人员发

    现，这是因为它们觉得资源可能会短缺。雌性象海豹也一样，会毫不手软地杀死孤

    儿。失去双亲的象海豹必须像《雾都孤儿》中的奥利弗·特威斯特一样，要靠别的母

    亲领养才能活下去。但象海豹可不来这一套，蹭饭者一概消灭。第三个资源是喂养。在集体养育后代的物种中，比如老鼠，杀死别人的后代，自己的后代就会得到更多的喂养。失去后代的雌性依然会慷慨地喂养剩下的幼崽，包括杀婴雌性的幼崽。

    第四个资源是巢穴和领地。有时雌性也会争抢领地或筑巢地等资源。一种“可

    爱”的美国穴居小松鼠——贝氏地松鼠就是这样，雌性会杀死邻居家的幼崽，使其

    绝后，以便占领其巢穴。

    要知道，处于被统治地位的雌性如果看见自己的幼崽被其他雌性杀死，也会奋

    起反抗，采取一些利于自己幼崽存活的措施，比如让自己与占统治地位雌性的产崽

    时间同步。缟獴就是如此。这样一来，所有幼崽都在同一时间出生，雌性首领分不

    清哪些是自己的孩子，也就不会杀婴了——小家伙们都手脚乱动、嗷嗷乱叫，岁数

    还一样，看起来就是同一个呗!

    还没说完!海豚和狮子虽然看起来“笑意盈盈”，但都是冷血杀手。憨态可掬

    的旱獭和松鼠也一样。迪士尼骗了我们，电影《狮子王》中的坏蛋叔叔“刀疤”如

    果再狡猾点，就会毫不犹豫地把侄子辛巴杀死，然后立刻去追求辛巴的妈妈，并生

    下自己的后代。动物的世界也不全是黑暗……互助、合作、共存在大自然中是存在

    的，但是，只有当这么做能繁殖更多后代时，团结友爱的基因才会一代代传下去。

    在茂密的森林中，在舒适的巢穴里，在闪光的海面下，生活就是这样，至少现在你

    已经了解了。

    04 救命的蓝血 05 蚁巢不分上下级

    有人喜欢毛茸茸的哺乳动物，有人羡慕自在翱翔的鸟类，也有人关注昆虫。有

    一种昆虫格外受人青睐，那就是既令人惊叹又让人好奇的蚂蚁。

    蚂蚁社会以高度分工的社会结构而闻名：忙碌的工蚁、牙尖齿利的兵蚁，当然

    还有蚁巢的中心——蚁后。令人称叹而又疑惑的是，如此小的生物竟能做出如此大

    的事情。它们微若尘埃，却能在地下建出庞大的城市，令人类建筑师汗颜；它们生

    命脆弱，却能毫无畏惧地投入残酷的战斗中，而且深谙兵法；它们智力有限，却会

    使用工具解决复杂的问题。蚂蚁因此而强大。现有 12 000 多种蚂蚁分布在除南极

    洲之外的所有大陆上，从撒哈拉沙漠、最深的地洞到群山之巅，在最不可能出现生

    命的地方都有它们的身影。

    这种不可思议的“成功”让人想起另一个物种——他们比蚂蚁大，也在世界各地留下了足迹，那就是人类。蚂蚁社会与人类社会的相似之处让许多学者、政治家

    和作家把蚂蚁社会视为人类社会的迷你版。但是，蚂蚁与我们之间有一个巨大差

    别：它们的社会完全不分上下级!蚁巢中没有任何自上而下的统治，没有指挥中

    心，没有管理任务分配的上下级关系。大家普遍相信，蚁后在集中化和劳力分配中

    起着决定性作用，但这种想法完全错了。另外就个体而言，蚂蚁并不机灵。贝尔纳·

    韦伯的小说《蚂蚁帝国三部曲》把它们描写成清醒、智慧、理性的个体，有时甚至

    带有哲思，但事实远非如此。单独一只蚂蚁肯定不能按照蚁巢的整体需求综合复杂

    的信息，更不可能形成抽象思维。个体能力有限，对自己的所作所为既无清楚意

    识，也不知目的为何，然而团结起来却能成就卓越的功绩!这是怎么做到的？

    没有神仙，也没有主人，团结就是力量

    蚂蚁获得成功的第一个因素是团结。蚁巢中所有个体万众一心，不可思议地团

    结。大家分享食物、轮流站岗、保卫家园，个体的牺牲和奉献是这些小虫子的日

    常。蚁巢中只有处于结构顶点的蚁后能繁殖，其他蚂蚁都为它服务、照顾它、宠爱

    它。这看似奇怪，甚至有点反自然。不用深入研究也能发现，自然界每个生物大都

    在为自己的生存而自私地斗争着，因为要优胜劣汰啊!那么，为什么要毫无保留地

    为别人奉献？为什么在每个紧要关头都要为滋养一个从未见过面的个体而冒生命危

    险？最重要的是，成千上万的工蚁和兵蚁为什么不自己繁殖，而要把“生命的圣

    杯”留给蚁后？

    几十年来，科学家们一直试图解释进化中为何出现了如此高尚的“利他主

    义”，却都徒劳无功。在 1964 年一个晴朗的日子里，英国生物学家威廉·D. 汉密

    尔顿提出了第一个站得住脚的解释。他说，自然选择会保留同一物种个体之间的利

    他主义，只要个体间亲缘关系紧密就行，也就是说，利他的前提是个体有许多共同

    基因。“亲属选择”理论就此诞生。

    你会说：“很好，但这和蚂蚁有什么关系？”我们再仔细看看。通常情况下，蚁巢就是一个大家族，有唯一的蚁后，在交配期和雄蚁交配受孕，繁殖出其他所有

    蚂蚁。蚁后存在的唯一理由就是产卵。而这些卵孵化出几千甚至几百万工蚁和兵

    蚁，忙碌地维持着蚁巢的正常运转。在这种情况下，所有社会成员——工蚁和兵蚁

    ——都是姐妹……但它们是异常亲密的姐妹，这是因为蚂蚁有一种奇特的遗传特性。

    人类男性和女性都是“二倍体”，也就是说，每个人都有成对的染色体，一半来自母亲，一半来自父亲。最著名的例子就是性别染色体，男孩为 XY，女孩为 XX。于

    是在人类身上，同一家庭孩子的基因相似率平均为 50%，因为每个人都随机继承了

    父母各一半的基因。而雄蚁来自未受精的卵，只有一套染色体，称为“单倍体”，传给所有后代的基因都一模一样。蚁后是“二倍体”，随机把 50% 的基因传给后

    代。简而言之，一个蚁巢的蚂蚁们有 75% 的共同基因(如果你还没懂，请参考下页

    图)。这个比例很高!如果工蚁也能和雄蚁交配繁殖后代的话，代际基因还不如同

    代基因相近。总之，从基因角度看，蚁巢的成员竭力保证蚁后的安康和集体的成

    功，对基因传承是非常有利的，比独来独往要好得多。我们观察到的“利他主

    义”行为，实际上还是“自私基因”的产物。亲属选择。因为个体基因相近，蚁巢才能保持社会团结

    生殖细胞：能形成配子的细胞

    基因相近是引发蚁巢中利他行为的基本因素。但一个新问题出现了：同一个蚁

    巢中的蚂蚁如何相认呢？如果把同种不同巢的蚂蚁放在洞口，它还来不及逃跑就会被工蚁嚼得粉碎。蚁巢成员有一种无形的辨识码——体表的信息素。每种蚂蚁都有

    自己的信息素组合，与其他种不同。而在同一种中，不同蚁巢的信息素组合的相对

    含量也不同。这些味道是基因相近的个体合成出来的，有共同的基础，能被同蚁巢

    所有个体轻易认出。所以，蚂蚁不必认识自己巢里的每位成员，也能知道某只蚂蚁

    是否属于自己的家族——闻闻就行!这会让边境管控更加简单。

    这还不是全部。每只蚂蚁的气味受其年龄和环境的影响。这意味着，蚂蚁的职

    能不同，气味也会不同。待在巢中看管蚁卵的保姆蚁和在蚁巢外的树丛中站岗的兵

    蚁就有不一样的气味。研究者表示，不同的气味可用来识别蚂蚁的职能，让其他蚂

    蚁采取合适的行动。淘气的蚂蚁学家把从未出过蚁巢的保姆蚁放在洞口，不久，它

    就被征战归来的兵蚁强行拖回巢中!虽然职责不同气味就不同，但蚁巢了里十分拥

    挤，集体清洁、交哺(嘴对嘴分享胃里的东西，只要对方不是大胃王，这种方法还

    是挺好的)会导致身体频繁接触。所以，不同职能的蚂蚁还是要认得出“自己

    人”才行。个体气味的微妙区别与整体的相同达成了精细的平衡，蚁巢才得以维持

    秩序，协调内部安排。

    你去哪儿，我去哪儿

    弄清了蚂蚁成功的第一个要素，现在来看看它们如何完成寻找、搜集食物等复

    杂任务。走出巢穴后，似乎每只蚂蚁都知道自己要干什么、去哪里，既不需要导

    航，也不需要地图。但如上文所说，其实它们中绝大部分对自己要做的事一无所

    知。一切都从几只蚂蚁开始：它们离开蚁巢，去寻找食物和筑巢用的材料。这

    些“打头阵”的蚂蚁像童话里的“小拇指”一样。它们依靠肛门附近的杜福氏腺分

    泌出信息素，在身后留下一条气味的印迹。有了这条印迹，蚂蚁不管走到哪里，都

    能找到回巢的路。如果一只蚂蚁发现了可口的食物，比如浆果或多汁的昆虫，就会

    兴奋地在回程路上留下不一样的信息素。正是这种新气味吸引了周围其他蚂蚁。这

    种现象称为“征召”。附近的蚂蚁在几秒内就被动员起来，努力把新找到的食物运

    回蚁巢。征召来的蚂蚁也会留下信号，“一传十，十传百”，直到把食物运完。搬

    运结束后才赶到的蚂蚁就不会留下任何印迹。这样一来，信息素就会因为没有补充

    而自然挥发掉，动员也就结束了。更有意思的是，蚂蚁还能根据找到的食物好不好

    吃、有没有营养而调整化学信号。在距离蚁巢一样近的两个不同地方滴下两滴糖

    水，在糖水浓度高的一边，蚂蚁留下的气味印迹更能吸引同伴。蚂蚁看似在两者之间做出了明智的取舍。

    蚂蚁似乎还能选出 A 点(如蚁巢)到 B 点(如水源或食物)之间的最短路

    线。选择机制很简单：在探路的蚂蚁中，走最短路线的蚂蚁肯定比其他同伴能更快

    地回到蚁巢。因此，最短路线比其他路线的气味更大，后来的蚂蚁会沿着气味最大

    的路线走，因而又加强了这条路上的气味。另外，信息素有挥发性，很快就会消

    失，较长路线上的信息素在还没被其他蚂蚁感知时就很快消失了。最后，只剩下最

    短线路。这种找路办法简单而有效，让蚂蚁节省了宝贵的能量和时间。遗憾的是，简单的办法有时会导致严重的错误，比如南美行军蚁就会原地打转。这些“森林流

    浪者”眼神不好，而且习惯于成千上万地集体行动，形成一条庞大的队伍。观察者

    会惊奇地发现一些巨大的旋涡，周长达几十米甚至上百米。落单的蚂蚁绕着同一点

    打转，直到力尽而亡!这种反常的行动可能由一只蚂蚁而起：它出了错，偶然绕到

    了队伍的后面，而其他蚂蚁也跟着它，最终把整个蚁族都带入地狱般的旋涡。

    先放下这些罕见的失利不说，征召机制大体上还是很有效的。现在，关于蚁巢

    的组织能力还剩下一个问题：蚁群的强大之处在于能同时做好几件事，互相分配任

    务，但每只蚂蚁都不停地留下几十甚至几百个气味信号，要怎么区分事情的轻重缓

    急？更简单地说，到底要走哪条气味路线？怎么选择？

    妙处就在于，蚂蚁因年龄、类型、身体状况、个体经验不同，对同一刺激的反

    应也会不同。在生理上，每一类功能的蚂蚁都被设定好，在收到相应任务的信息素

    时，它们会迅速反应，信息素不符合自己的任务时，就无动于衷。比如，在蚁群遭

    受进攻时，对应激信息素反应最好的是兵蚁而不是工蚁。工蚁身体较小，而且没有

    兵蚁的应敌武器……每只蚂蚁都被引导去做适合自己类型和能力的事。而蚁巢整体的

    回应依然多样，与防卫、建设、觅食等各种需求相互协调，这是一种“全面回

    应”。科学家甚至认为，弹性、动态地回应刺激是真社会性 动物成功的核心。不

    仅是蚂蚁，蜜蜂、马蜂和白蚁也是如此。

    真社会性(eusocial)一词中的前缀“eu”表示“真”。在生物学中，真社会性需符合以下标准：有分

    工，尤其有一类专司繁殖；多代同住；合作照顾未成熟个体。

    无私奉献

    蚂蚁的成功还源于一个信念——个体几乎“不重要”。成年蚂蚁不知疲倦，为

    1

    1蚁巢工作，为集体利益牺牲自我。在《拉封丹寓言》中，蚂蚁是最辛勤的劳动者，一辈子都在劳作。但是，有些新发现与这一观点相悖。科学家观察到，蚁巢中有些

    蚂蚁一点活儿也不干。它们被称为“懒蚁”，似乎只会享受蚁巢的优渥环境，让其

    他蚂蚁费力去寻找食物、修补蚁巢、击退入侵者……它们是偷懒还是叛逆？都不是。

    最近一项研究表明，蚁巢的各项工作要想持续下去，就少不了这些闲着的蚂蚁。它

    们只是“未激活”，等待接替累了的同伴。通过减少社会中某些成员当下的生产

    力，可以让整体生产力达到最大化。

    个体的生命也不重要。在极端情况下，某些蚂蚁甚至会自杀，以维持蚁巢正常

    运转。还有好几种蚂蚁会在必要时毫不犹豫地迎战比自己强大得多的敌人。正如蜜

    蜂舍身蛰敌一样，更有蚂蚁干脆把自己变为“自杀式炸弹”，比如爆炸蚁和弓背

    蚁，其腺体有腐蚀性黏液，会让自体爆炸以铲除敌人。你可能会反驳说：“人类也

    会作战，也会牺牲生命，甚至更有牺牲精神!”你说的对。但你认识哪个人会为了

    关门而牺牲自己吗？没有吧。巴西的一种蚂蚁(拉丁名 Forelius pusillu)可是

    每天都在上演这一幕悲剧!它们习惯在一天结束时用沙粒和土块堵上蚁巢的入口。

    在差不多关严入口时，大部分工蚁回到蚁巢中，但会留一两只在外面。这些蚂蚁本

    着精益求精的精神，小心地把入口伪装起来。它们的结局可不幸福!夜幕降临时，它们就要面对死亡，要么被吃掉，要么被冻死，要么更诗意地随风而逝。蚁群为什

    么要每天损失这一点劳动力呢？

    生产力的铁律不可违背。蚁后产一次卵就可以替代这几个成员，有些蚁后一年

    可产 5000 万枚卵。而这类蚂蚁一窝能有 10 万只蚂蚁。几个蚂蚁的牺牲对于整个

    蚁巢来说完全可以忽略不计。而且从上文可知，这悲情的一幕对牺牲者也有好处：

    保护蚁巢就是保护蚁后，也就保证了自己基因的传递。(伪)结论

    总之，自然提供了很好的例子，展示了一种利他、有效、完全没有指挥中心的

    社会。这种社会的基础与人类的基因传递机制完全不同，而且没有明显的个体意识

    ——蚂蚁社会不存在《蚁权宣言》。蚁巢可被视为一个整体的生命，而非一群独立

    的个体，成员是组成群体的细胞，而蚁后就是生殖器官。如果你想把这些不知疲倦的小东西的生产模式复制到我们自己身上，最好还是

    三思而后行。这种生产模式的牺牲品通常是个体的生命!不过，研究蚂蚁对解决物

    流、信息、传媒等问题还是很有裨益的。研究已见成果。有些算法就是依据了蚂蚁

    的行动规则，计算出最经济的货运路线。借鉴蚂蚁的集体移动方式，可优化公路交

    通。蚂蚁的征召系统加上个体的不同感应性，可以用于机器人编队，让机器人完成

    复杂而有组织的任务，无须人工干预。简而言之，我们还有许多东西可向这些神奇

    的小昆虫学习，它们提供的行之有效的策略，是几百万年的进化造就的奇迹。

    06 最危险的救命恩人

    在孩童时期，我们曾多少次想象自己被毒蜘蛛蛰了、被响尾蛇咬了而一命呜

    呼？电视台也喜欢刺激大家，经常播放什么《地球最危险动物前十名》等节目，故

    意选出骇人的画面，比如被巨型食鸟蛛蛰了垂死挣扎的小型啮齿动物，还配上犹如

    电影《大白鲨》一般的背景音乐……要是被这些毒物咬了，那该多么痛苦啊!一想到

    这个，观众就不寒而栗。这种想法其实有失公允，毒性最强的动物不一定最危险。

    还要看它进攻性强不强和下毒方式，等等。法国黑寡妇蜘蛛(间斑寇蛛)的毒性比

    响尾蛇和眼镜蛇还高，但它咬人不会致命，因为它的放毒剂量太小。有毒的动物也

    不一定有害，它们的毒还能改善我们的生活，甚至延长了人类的寿命，提供了大有

    前景的药物开发方向。

    毒液由专门的腺体分泌，比如蛇毒就是由蛇类的唾液腺分泌的。通过咬、蛰，甚至只是简单接触，组成毒液的毒素进入对方体内。毒素是货真价实的生物武器：

    有些毒素作用于神经系统，扰乱神经突触的工作，引起横膈膜麻痹，令人窒息而

    死；有些毒素直接作用于心肌和肌肉细胞；有些毒素攻击血细胞，引起大出血……大

    部分毒液综合了好几种作用，可怕而有效。

    如何利用毒液的不同功效呢？有人被蛇咬了，不但没有死，还出现了积极的效果，比如旧时的疼痛消失了，病好了。想弄明白真相，首先要把毒液中的上百种毒

    素分离出来，然后找出可能产生积极作用的毒素，弄清分子作用机制。鉴别工作漫

    长而枯燥，需要金钱、人力、设备等很多资源。一旦找到起作用的毒素，就要进行

    临床试验，然后再看能否将毒素批量生产，也就是能否人工合成或其衍生品。所有

    有毒物种都可能含有能治病的分子。这方面的研究者越来越多，大家共同建立了毒

    素库，分享研究硕果。比如，人们现在已研发出从毒液中提取的糖尿病和心血管药

    物。

    以美国毒蜥为例，它在大多数情况下没有攻击性，所以对人也不危险。但你一

    定想不到，毒蜥如此之大的体型，一年却只进食三四次!它怎么能坚持那么长时间

    不吃东西呢？这要归功于毒蜥外泌肽 -4，它主要存在于毒蜥的唾液中。这种毒素让

    毒蜥可以维持正常的血糖水平。人们由此制造出艾塞那肽，帮助 II 型糖尿病患者

    降低血液中的葡萄糖水平。

    海里的地纹芋螺也有几手。从表面上看，这小东西人畜无害，其实它非常危

    险，其致命毒液的毒性比氰化物还要大 1000 倍。地纹芋螺会快速伸出一支非常灵

    敏的管子击中猎物，并趁机下毒，让其动弹不得。研究发现，其毒液中含有齐考诺

    肽，有镇痛作用，类似于吗啡，但上瘾风险较小。而根据正在进行的其他研究，其

    毒液中的肽(小分子蛋白质)也许能缓解晚期癌症的疼痛、帮助对抗阿尔兹海默症

    和帕金森综合征，或在癫痫发作时起到镇静作用。

    这些能启发新疗法的有毒动物只是众多有毒物种的一部分。随着技术和生物学

    的进步，我们对毒液的理解会越来越深，其潜在医疗价值也会越来越大。有毒动物

    很多，如昆虫、爬行类、软体动物、鱼……毒液研究前途无量!

    但如今，气候变化、栖息地缩小、海洋酸化等因素让许多物种数量减少，生存

    受到极大威胁。与时间赛跑、保护环境、维持生物多样性的确刻不容缓。这些有毒

    物种或许某天真能救你一命!谁知道呢……

    07麻雀虽小，脑子俱全如果说一个人“鹦鹉学舌”，意思是他只会重复别人的话，不会独立思考。鸟

    类真的为了展翅翱翔而牺牲了思考吗？有翅膀、没大脑，如同古希腊神话中莽撞的

    伊卡洛斯一样？大错特错!读完下文，你也许会非常吃惊。

    但我们首先要弄清什么是鸟类。下蛋、大多会飞(除了企鹅、鸵鸟、几维鸟

    等)、长着喙……最重要也最特别的是，全身覆盖着羽毛。羽毛这种革命性的创新材

    质出现在 1.5 亿年前，那是恐龙统治地球的时代。人类直到 20 世纪 90 年代才

    知道，有些恐龙也长满了羽毛，比如著名的始祖鸟，还有因斯皮尔伯格的电影《侏

    罗纪公园》而出名的迅猛龙，但它们在电影里是光秃秃的。鸟类和恐龙、爬行类的

    亲缘关系很近。我们误以为恐龙和爬行类动物很笨拙，也就误以为鸟类没什么智商

    了。是时候为长羽毛的兄弟们正名了!

    鸽子识人无与伦比

    我们先从常见的鸽子开始。它们在广场上闲庭信步，滑稽地扭头，也没有人为

    它们作画，而它们则孜孜不倦地用粪便“装点”着城市里的雕像和楼宇。你觉得鸽

    子什么也不会？其实它们会的东西很多。

    首先，鸽子辨识人的本事着实厉害——它的眼里只有你哦。已有研究证明，鸽

    子能分辨人类，而且分得很清楚。实验是这样的：两人给鸽子喂食，一人穿白上

    衣，一动不动扮演“好人”；另一人穿红上衣，不停挥动手臂驱赶鸽子，扮演“坏

    人”。鸽子很快就会聚向“好人”，就算“坏人”变成“好人”，不再吓唬鸽子，鸽子依然会躲得远远的。为了进一步考验鸽子，“好人”和“坏人”交换了上衣。

    惊喜来了：鸽子可不上当，仍然走向好人!所以，它们识人不仅根据衣服，还根据

    外貌、姿势和脸。

    对于识别个体来说，这些标准已非常细致，尤其是识别其他物种的个体。不信

    你试试，看自己能不能在一群同样颜色的鸽子中只看它们的脑袋就认出某一只!

    鸽子另一个隐藏的天赋是区分物体——识别、分组、归类。这是一个复杂的过

    程，而且远不同于鸽子的日常活动。1995 年的一项研究证明，鸽子能区分印象派

    (如莫奈)和立体派(如毕加索)的画作。多了不起啊!在实验时，屏幕上出现两

    幅画，一幅是毕加索的，一幅是莫奈的。鸽子如果去啄画面，一组鸽子在选择毕加索时会得到糖果奖励，另一组在选择莫奈时得到奖励。训练鸽子，直到它们总能选

    对。然后给鸽子看两幅从未见过的毕加索和莫奈的作品，再让它们重新选择。结

    果，大部分(90% 以上)鸽子都会选择之前已适应的画家作品!它们能“归类”新

    图像，判断是不是自己熟悉的画家作品。总之，鸽子能给东西分类。

    实验并没有到此为止，研究者又把事情复杂化了，给鸽子看其他印象派画家

    (如塞尚和雷诺阿)和立体派画家(如布拉克和马蒂斯)的画。结果，鸽子还是偏

    向已熟悉的艺术流派，既能分辨出立体派抽象而直接的形状，也能认出色彩鲜艳、笔触柔美的印象派肖像与风景。美术鉴赏家要担心失业了。

    “立体派和印象派，难不倒我!”

    2016 年 9 月，另一个研究团队想看看鸽子会不会拼写。他们花了 18 个月训

    练鸽子，让它们在触摸屏上选单词。所有单词都由同样的 4 个字母组成，一个真实

    存在，另一个是瞎编的。如果鸽子选了真单词或者假单词旁边的星标，就会得到糖

    果奖励。然后，研究者给鸽子看新单词，由 4 个其他字母组成，真词、假词随机出

    现，看它们能不能分出来，结果它们居然做到了!尽管鸽子能认的单词比狒狒少

    ——成绩最好的鸽子记住了 58 个词，但在大部分情况下，鸽子都能分出真词和假词。它们很可能是靠识别最常见的字母组合做到的。总之，想骗鸽子可没那么容

    易。

    母鸡算术深藏不露

    下面要说的另一种鸟也很常见，我们却从没夸过它聪明，那就是鸡。别看鸡的

    头那么小，脑子可好使着呢!小鸡就能从 1 数到 5。

    你或许已经知道，鸡之类的鸟会把破壳而出时见到的第一个生物当成“榜

    样”，这种现象称作“印随”。小鸟会跟着见到的第一个生物走，模仿其行为，把

    它当妈妈。这个敏感期对于小鸟未来的学习和行为至关重要，这决定了它的一辈

    子。20 世纪 30 年代中期起，奥地利动物行为学家康拉德·洛伦茨在这方面做了许

    多工作。他时常泡在湖里，一边喝咖啡，一边在乡间溜达，身后跟着一窝兴奋不已

    的灰色鹅宝宝。这张图已传遍世界。小鸟在出壳时，也会印随无生命物体，只是依

    赖程度稍低一点。意大利的一支研究团队让刚出生的小鸡在印随期和塑料球一起成

    长。后来，小鸡居然能在两堆塑料球中选出更多的那一堆。印随让小鸡觉得，更多

    的那堆球更重要!要知道，两堆球的数量非常接近，只有 3 个对 2 个。这还不是全部。在实验第二阶段，人们给小鸡看两堆数量不同的东西，然后当

    着它的面把东西藏在屏风后，再把物体从一个屏风后拿到另一个屏风后，两堆的数

    量和刚开始不一样了——这一切小鸡都看在眼里。这时让小鸡选择，结果它依然能

    选出哪堆多!这样看来，小鸡不仅一出生就有数的概念，还能计算。就算是人类，也要努力学习好几年才能做到。

    觉得小鸟很厉害吧？更厉害的还在后面，另外两种鸟类才是真正的“智多

    星”。它们属于两个特别的科：鹦鹉科和鸦科——它们天赋异禀，堪称鸟中奇葩!

    乌鸦和鹦鹉各有天赋

    与其弱小的体型相比，鹦鹉科和鸦科的大脑足足有黑猩猩的大脑那么大。但和

    我们的灵长类表亲不同，这些鸟尊崇一夫一妻制，终生只找一个伴侣。长期关系需要悉心维持，要能预想到伴侣的需求，记住过去的动作，如果想生可爱的宝宝，还

    要积极地配合——要做的事情真不少!所以，一夫一妻制可能就是这些鸟儿能力超

    常的原因。因为这需要诸多适应，代价高昂。一夫一妻制意味着夫妻双方忠于彼

    此，一起筑巢，一起抚养雏鸟。这样一来，将雏鸟抚育成年的机会才能达到最大。

    但是，比起“以量取胜”的多伴侣物种，一夫一妻制也意味着生育数量少，这就是

    一种代价。共同生活可能会加强这些鸟的思维能力——“他人即地狱” 嘛!比

    如，要留心群体其他成员，避免犯傻、犯错误，要想法子脱颖而出。英国人类学家

    罗宾·邓巴提出了“社会脑”假说：群体生活需要多种能力，而群体越大，所需的认

    知能力越强。两只鸟组成长期伴侣，生活在一起，需要付出很多牺牲。我们观察

    到，渡鸦两口子吵架后会和好，就和猿类一样。另外，乌鸦和鹦鹉的寿命很长，这

    意味着要长期留意和其他个体的互动，保证自己不被淘汰出局。社会性动物都是这

    样。大部分大型鹦鹉，如大白凤头鹦鹉、金刚鹦鹉和非洲灰鹦鹉都能活到 60 岁。

    而在鸦科中，不仅大乌鸦能活很久，小嘴乌鸦、松鸦、寒鸦、喜鹊等小型鸟类也能

    活成一把老骨头，在自然环境中能轻易达到 15 至 20 岁，在人工饲养环境下活得

    更久。

    话出让-保罗·萨特的戏剧《禁闭》。——译者注

    1

    1“鹦鹉优等生!”

    乌鸦和鹦鹉有这么多王牌在“爪”，真可谓出类拔萃。记忆、预期、推己及

    人、感同身受、使用工具、解决问题都不在话下。这些长着羽毛的爱因斯坦样样精

    通，那我们就要看看它们有什么成就了。

    能言善辩的亚历克斯

    第一个让全世界为鸟类智慧而惊叹的，应该就是亚历克斯。这是美国研究者艾

    琳·派佩伯格饲养的一只非洲灰鹦鹉。1977 年，派佩伯格偶然在宠物店买到了亚历

    克斯。经过日复一日的刻苦训练，亚历克斯很快表现出天才的一面。直到现在，还

    没有任何其他实验鹦鹉能望其项背。亚历克斯不但口齿清楚，而且知道自己在说什

    么。它能说出 50 个不同的名词、7 种颜色、5 种形状，还能从 1 数到 6，甚至

    能说出有实际意义的句子，表达自己的意愿，比如“我要那个方块”“我要到椅子

    上去”。把单词组合起来，亚历克斯能说出 100 个不同的物体，还懂得“一样”“不同”“更大”“更小”是什么意思。网上有很多展现亚历克斯能力的视

    频，比如，如果有人把好几种不同颜色、形状、大小的物品放在台子上给它看，问

    它哪些相同、哪种数量最多等，它都能答上来。如果没有相同的，它还会说“没

    有”。

    更厉害的是，亚历克斯能做 6 以内的加法。如果先后把两个不透明塑料杯下的

    坚果给它看，再问它两个杯子里总共有多少坚果，它都能说出正确答案。而且亚历

    克斯还懂得“零”的意思，这是再抽象不过的概念了。

    心智理论和同理心

    派佩伯格的发现重新提起了大家对鸟类的兴趣。20 世纪 90 年代，全球好几

    个团队开始深入研究。英国剑桥大学的内森·埃默里和妮古拉·克莱顿主要关注鸦科

    和“心智理论”。他们的研究让人类把鸟称为“长羽毛的猿”，以赞叹鸟类出色的

    智力。

    鸦科不仅包括小嘴乌鸦和渡鸦等黑鸟，还包括闪亮的喜鹊和多种色彩缤纷的松

    鸦，它们的特别之处都在于喜欢储藏食物，以备后用。我们观察到，这些鸟会十分

    小心地选择藏食物的地点。如果藏的时候被同类看到，它们还会再换个地点，防止

    食物被偷。乌鸦懂得未雨绸缪，审时度势。既然乌鸦在被同类看见自己在哪里藏食

    物之后知道要重新找地方，这就表示它能推想出偷看者在打什么主意：“这家伙肯

    定会趁我不注意时，把食儿偷走!”我们之前一直认为，只有人类和其他灵长类动

    物能猜测别人的心思。“心智理论”就是关于这种奇妙的能力——站在他人的角度

    思考，不仅猜到对方看到、听到什么，还能推测他想要什么、知道什么。我们认为

    这种能力与同理心密切相关，同理心就是辨别他人情感，并感同身受的能力。心智

    理论和同理心在人类社会中都起着核心作用。

    再回到乌鸦上来。剑桥大学的研究团队对西丛鸦的研究更进一步。西丛鸦是一

    种漂亮的蓝色松鸦，原产于美国。在实验中，研究者给西丛鸦食物，让它埋在装满

    沙子的制冰模中；然后，研究者在玻璃的另一边放了一只鸟，看着这只藏食的鸟；

    之后，再让藏食的鸟单独待着，好让它有机会给食物换地方。结果不出所料，如果

    西丛鸦藏食物时被同类看到，就会换个地方藏食。它可不傻!更妙的是，鸟类的经历不同，行为也不同。偷过小伙伴食物的西丛鸦在藏食被

    看到时，一定会给食物换个地方；而从来没当过小偷的西丛鸦并不会换地方。由此

    可见，“小偷”能推己及人，预测他人的行为：“我有机会的时候也会偷，所以偷

    窥者肯定也会偷……我还是把食物藏到别的地方去吧。”聪明吧？

    “看什么看？偷窥狂，快走开!”

    镜子，镜子，告诉我……

    从 20 世纪 70 年代起，动物的一种能力引起了科学界的兴趣，那就是认出镜

    中的自己。这种能力和同理心紧密相关。能认出镜中自己的小孩子会去抚慰假装悲

    痛的实验者，这样做的前提是能够分清“我”和“他”。人类要花两三年才能学

    会!如果想评估动物的这种能力，可采用简单的“斑点测试”。该测试首先用于我

    们的灵长类近亲，之后扩展到许多动物——黑猩猩、红猩猩、倭黑猩猩、大象、海

    豚都通过了测试。但是，目前只有一种鸟能认出镜中的自己。猜不到是谁？它就是

    喜鹊，也是鸦科的成员。

    测试开始时，研究者先让鸟习惯镜子，然后在它头上或脖子画一个斑点或者挂

    一个纸做的斑点，而且只有照镜子时才能看见。把鸟依次放在镜子前，如果鸟直接挠镜子，说明它认为斑点在镜子里，测试不通过；如果它在镜子前挠自己身上斑点

    的位置，测试成功。当然，为了确定鸟一定是看到斑点而不是感觉到，还要把它放

    在一张纸板前，这样它就看不到自己，如果还是挠自己，那么照镜子测试就不能说

    明问题。结果在 5 只喜鹊中，2 只会在照镜子时努力想去掉脖子上的点，也就是

    说，它们能认出镜子里的自己。由此开始，科学界又测试了其他鸟类，如寒鸦、乌

    鸦、鹦鹉等，但目前都没有成功。这个测试的主要问题是，就算鸟明白镜子里的是

    自己，也不一定急着把斑点弄掉，它可能根本不在乎。这为解释实验结果增加了难

    度。不管怎样，目前唯一通过测试的是喜鹊。脱帽致敬!

    小鸟的瑞士军刀

    你还要更多证据才肯相信鸟类的智力超群？好吧，最后的证据就是，乌鸦和鹦

    鹉是已知唯一能制造并使用工具的鸟。我们一直以为这种能力是人类所特有的。但

    是，英国灵长目学家简·古多尔早在 1971 年就发现，黑猩猩会用木棍伸入白蚁穴掏

    白蚁。动物和人类之间的距离又缩小了!

    1996 年又出现了一个惊喜：人们发现新喀里多尼亚的小嘴乌鸦也会使用工具。

    更厉害的是，它们还会把最好的工具留下来，以供日后使用，这表示它们能计划未

    来。另外，小嘴乌鸦还会教幼鸟如何制造工具——这是文化传递，在人类以外的动

    物中极为少见，只有某些猿类有这种现象。小嘴乌鸦制造的工具还会因各自的居住

    地不同而拥有不同的形状，也就是说，它们有各自的“传统”，这也是文化传递的

    证据。制造工具需要父母的教导，虽然幼鸟也会自发地学习，因为这种发明精神写

    在基因中。然而，如果没有父母的指点，它们就不能做出各种形状。所以，幼鸟的

    行为有天生的成分，也有后天习得的部分。

    有人一直觉得鸟类很蠢，但其实它们一点也不蠢。母鸡、鸽子、乌鸦、喜鹊、鹦鹉……这些鸟一个比一个聪明，一个比一个能干。而我们还远没有彻底弄清它们的

    真本事!希区柯克的电影《群鸟》可能不完全是异想天开，鸟儿们也许正阴谋策划

    统治全世界。至少，你下次再想骂某人是“傻鸟”之前，可要想一想了!“戈芬氏凤头鹦鹉和新喀里多尼亚小嘴乌鸦，会用工具的鸟儿们，团结起来!”

    08 侏罗纪公园

    09 谢谢你，病毒!

    流感、麻疹、脊髓灰质炎、埃博拉、天花、基孔肯雅热、狂犬病、疱疹、登革热、非典型性肺炎、寨卡、肝炎、黄热病、水痘、肠胃炎……一想到病毒，我们脑子

    里浮现的尽是些不好的词，因为许多病毒都和它们导致的疾病同名。有些病症相对

    轻微，比如感冒，有些则后果严重。病毒的大小从十万分之一毫米到千分之一毫米

    不等。虽然它们在显微镜下才能被看见，但真的不可小觑!对人类免疫缺陷病毒

    (HIV)的研究已耗费人类几十年时光，但我们仍不能治愈它造成的获得性免疫缺陷

    综合征，即艾滋病，也不能通过有效接种抗体，防止感染。

    有些病毒除了会让人类生病，还会长期侵害机体，导致癌症出现，如肝炎病毒

    会导致肝癌，人乳头瘤病毒会导致宫颈癌。

    抗病毒之战永无止境，因为每过一段时间就有新病毒出现。最近发现的病毒之

    一 MERS-CoV 是一种冠状病毒，在 2012 年导致了沙特阿拉伯爆发中东呼吸综合

    征，确认携带者中 30% 最终死亡，而现在依然没有针对该病毒的疫苗或疗法。

    话虽如此，还是建议你谢谢病毒……看似不对劲？让我们花时间好好想想吧。

    病毒带来发现

    病毒无处不在：物品、生物、最恶劣的环境中都有病毒，而且一向如此，越找

    病毒越多。科学家估计，一勺海水中有几百万病毒，病毒也成为数量最多的海洋生

    物。当然，远非所有病毒都会感染人类，有些病毒瞄准植物，有些瞄准动物，有些

    瞄准细菌，有些甚至会感染其他病毒!

    病毒让我们生病，危害我们饲养的动物和种植的植物，值得好好研究。它们寄

    生在受感染的机体内并增殖，生物特性与其他生物紧密相连。因此，研究者在寻找

    抗病毒方法时，经常对被感染物种也会有诸多新发现，对人类自己也是如此。

    这里仅举一例。20 世纪七八十年代，人类对鸡的研究取得了意外的重大成果。

    当时，科学家正在研究白血病病毒。白血病是一种癌症，血液中某些细胞大量异常

    增生。他们在寻找不同病毒在鸡身上的致病机制时，发现好几种基因表达直接被病

    毒加强了。这一发现对我们理解癌症出现的基本机制是一个巨大的进展。在鸡身上

    找到的这些基因只是一组基因的前几个，这组基因的表达促进了癌症研究的发展，被称为“癌基因”。对鸡病毒的研究不止带来了新的概念。研究证明，家禽身上发现的各种癌基因

    在人身上也有对应版本，也会导致人出现癌症。换句话说，为了弄清病毒在鸡身上

    的作用，人们同时找到了能使人患癌的基因。

    现在，测量肿瘤中的癌基因表达水平已变为一种强大的诊断工具，可用于区分

    良性肿瘤和恶性肿瘤，确定癌症阶段，预测病情发展。为此，我们当然要向病毒说

    一声谢谢!

    没有病毒就没有人类？

    我们和病毒共处了很久很久，有了病毒，才有了今天的人类。

    简单讲，最能抵御病毒的个体在疾病肆虐时生存下来，并把抗病武器传给后

    代。病毒时不时来“问候”我们一下，我们也就一代代保留了防御疾病的方法。而

    且，我们的武器库还不断完善，因为病毒特别善于适应并突破我们的防御。

    病毒引起了多次传染病大流行，造成大量人口死亡。在近代历史中，最令人心

    惊胆战的应该是 1918 年至 1919 年的“西班牙流感”。据记载，这次流感在不到

    两年时间里造成 2000 万至 5000 万人死亡。 HIV 病毒的流行时间更长，如今仍

    在继续，它从 1981 年起已导致约 4000 万人死亡。我们还知道，欧洲殖民者带到

    美洲的病毒性疾病，尤其是天花，在他们到达后的几世纪里导致了大部分印第安人

    死亡。

    经过一次次大规模的传染病肆虐后，病毒就像捏泥巴一样塑造了今天的我们

    ——一口气去掉一大批，让剩下的在新环境中进化。

    病毒不断感染我们，影响了我们的进化，值不值得第二次说声谢谢呢？可以想

    象，没有病毒，人类依然会存在，只是会与今天的人类有点不同。我们当然可以这

    么幻想，但病毒已成为我们不可分割的一部分!

    融入基因组的病毒

    难道就不存在不携带病毒的人？实际上，就算没感染病毒，病毒也存在于我们

    的机体中，就在细胞的最深处。生命之初，当我们还只是个受精卵时，就已带有病毒了，因为病毒已进入我们的基因组。

    比方说，人类基因组就像用一个仅由 4 个特殊字母写成的文本，不过文本很

    长，共包含超过 30 亿个字母，分成 23 段——这就是染色体。我们大部分细胞都

    有 2 套 23 对染色体。

    染色体中的基因序列是生产蛋白质的说明书，但这些基本要素只占总长度的

    1%，相比之下，病毒基因残留倒占了 8% !

    罪魁祸首就是逆转录病毒，它能将自己的基因组融入受感染细胞的基因组，一

    旦融入就被当成内源性基因组。这种“鹊巢鸠占”的基因大部分都很古老，内源性

    逆转录病毒基因组随着时间越陷越深，用 4 个字母写成的文字被改变了。

    研究者在分析基因组时，很容易认出逆转录病毒基因组。它们大部分已不能有

    效读取——大部分，但不是全部!近期进入的基因组的改变没那么大，有些就像熄

    灭的灯一样，按下正确的分子开关，就会再次亮起来。这种现象极为罕见，越来越

    多的研究者想确定，内源性逆转录病毒的非正常表达与某些疑难杂症之间到底有没

    有关系。

    其他内源性逆转录病毒仍含有能被细胞有效解读的基因。虽然看起来令人担

    忧，但我们应该为此高兴，因为没有它们，我们根本不会来到这个世上!有些病毒

    基因其实是人类繁殖不可或缺的，我们来看看为什么 [shu籍 分.享 V信jnztxy]。

    病毒与人类繁殖

    逆转录病毒有许多基因，其中一个是囊膜基因，它可生产病毒粒子表面的一种

    蛋白质。这种蛋白质有两个基本作用，一是保护病毒不被免疫反应清除，另一个是

    作为进入细胞的钥匙。我们的细胞表面布满了显微镜下才能看见的“锁”，逆转录

    病毒与细胞接触时，如果它的钥匙正好能打开锁，病毒和细胞就会融合。

    人类基因组中有两个状态恰好能产生囊膜蛋白的内源性逆转录病毒。这些囊膜

    蛋白存在于一个特定部位——合胞体滋养层。这是胎盘的一部分，在胚胎着床时必

    不可少，在母亲与胎儿的气体、营养、血液交换中也起着重要作用。生物学家所说的“合胞体”由好几个细胞融合而成，而这种融合依靠的正是上

    述两种病毒囊膜蛋白。它们在胎盘细胞表面，作为分子钥匙让某些胎盘细胞融合，就像其他囊膜蛋白让病毒和细胞融合一样。

    这两种内源性逆转录病毒囊膜蛋白都参与合胞体的形成，被称为合胞素 -1 和

    合胞素 -2。

    要注意的是，合胞体滋养层是由胎儿产生的。所有人在出生前就利用了病毒蛋

    白的性质，好让自己待在母亲的肚子里接受滋养!

    逆转录病毒囊膜蛋白的作用当然不止于此。正如上文所说，它们能限制免疫系

    统的作用。合胞素研究者认为，这个性质正是妊娠不可缺少的因素。每个胚胎都混

    合了父母的基因，所以在基因上异于母体。换句话说，胎儿对母体来说是异体，母

    体的免疫系统本应该试图摧毁它，但实际情况并非如此。科学家现在认为，母体的

    这种“容耐”正是由于合胞素对母体免疫系统起了作用。

    其他物种也受益于合胞素吗？

    其他物种又如何呢？卵生动物的幼崽在蛋中发育，位于母体之外。这时，免疫

    反应攻击胎儿的问题就没那么重要了。但我们远不是唯一的胎生物种，大部分哺乳

    动物都是胎生的。

    现在，人们还不清楚胎盘的进化史。科学家在发现人类合胞素后，也开始在其

    他哺乳动物身上寻找同一类蛋白质。目前，所有研究过的物种胎盘中都找到了内源

    性逆转录病毒囊膜蛋白。啮齿类、兔子、食肉类(如猫和狗)、反刍类和某些有袋

    类身上都存在相当于合胞素的物质。

    按理说，不同的哺乳动物应该拥有同一种保证容耐胎儿的机制，但人类合胞素

    和老鼠的不一样，老鼠的和兔子的也不一样，兔子的和猫的也不一样，猫的和牛的

    还是不一样……这很出人意料。因为其他要素已证明，所有哺乳动物都是从同一个祖

    先进化而来，而所有真兽亚纲动物(也就是除鸭嘴兽和针鼹之外的哺乳动物)都是

    从同一个胎生祖先进化而来。如果合胞素对“胎生”来说不可或缺，那么让哺乳动

    物的共同祖先能够胎生的合胞素，如今应该存在于其所有后代身上。看来，事情比想象的复杂。研究者认为，这种“原初”合胞素确实存在过。一

    开始可能存在一种内源性逆转录病毒囊膜蛋白能帮助胚胎被母体容耐，但之后，随

    着不同哺乳动物被新的逆转录病毒感染，它们身上可能出现了其他合胞素，逐渐代

    替了第一种合胞素。这就好像在接力赛中，一开始，每队拿的都是黑棒(第一种合

    胞素)，接棒时随机把黑棒换成其他颜色的接力棒(新的合胞素)。于是在到达终

    点时，各队接力棒的颜色或许会有不同，而在一开始，大家拿的都是黑棒。

    这个比喻与现实还是有区别的：在不同哺乳动物的基因组中，编码新合胞素的

    基因并没有真的替换编码旧合胞素的基因，它们只是加入了“接力赛”而已!旧的

    基因应该还在，只因不再使用而被时间深埋了。

    对研究合胞素的科学家来说，挑战之一就是寻找这第一个让胎生成为可能的逆

    转录病毒囊膜基因。

    另有研究则关注不同的合胞素对胎盘结构的影响。哺乳动物的胎盘形态各异，不是所有物种都有合胞体滋养层，反刍动物就没有，但有 3 细胞融合而成的合胞

    体。与猪有亲缘关系的物种和鲸类，它们的胎盘在形成时也没有任何细胞融合阶

    段。

    不同哺乳动物的合胞素的融合细胞能力也不同。如果胎盘中没有一个细胞有对

    应的“锁”，那么这些“钥匙”肯定也都没有用了。研究不同合胞素的性质可能会

    揭示哺乳动物胎盘存在结构差异的起因。

    最后，关于合胞素，现有另一个课题可供研究：某些鱼、蜥蜴和蛇虽不是哺乳

    动物，但也是胎生，它们身上有没有相当于合胞素的东西呢？未来的科学研究会告

    诉我们。

    衷心感谢……

    总之，病毒让我们生病，有时还导致悲惨的疾病肆虐。然而通过研究它们，我

    们在生物学领域取得了长足进步，有些成果在医学上产生了巨大影响。没有内源性

    逆转录病毒和它们的囊膜蛋白，人类胚胎就不能在母亲的腹中生长。今天，病毒仍

    在给我们带来令人着迷的课题，合胞素研究也可能为胎生起源和进化研究提供新知

    识。多亏了病毒，我们才能出生、增长知识、不断提出问题。让我们诚恳地说一

    句：谢谢你们，病毒!

    10 植物不为人知的才能

    植物和动物的真正区别在哪里？花几分钟好好想想。植物不会动？对自己和周

    围没有意识？不能交流？没有任何形式的智能？如果你想到的是这些，那真的差

    矣!不过请放心，我们并不想革新生物的分类方式。从进化树上看，植物早在 10

    亿年前就与其他生物分开了。所有植物，包括海藻一类，都能自己以光和无机物

    (二氧化碳、水)来生产有机物作为养料，这依靠的是一项不可思议的“发

    明”——光合作用。总之，植物因为细胞里含有特殊的色素(叶绿素)而能够捕捉

    光能，并将其转换成化学能。其他生物，除了某些细菌外，都无法自己做到这一

    点!另外，与动物细胞不同，植物细胞有坚实的细胞壁，并且以淀粉而非糖原的形

    式来储存能量。尽管有这些不同，我们与植物之间还是有很多相似点，植物也是复

    杂的有机体。在人们的印象中，植物通常被当成“物体”，默默地、被动地活着。

    这真是大错特错了，下文就要讲讲植物都有哪些秘密的本领!

    动作

    植物的第一个本领——动作。大家都知道，初开的向日葵在一天中会跟着太阳

    旋转。含羞草也会动，而且更加神奇，叶子一被碰到就会收起来。捕蝇草的叶子能

    在几秒之内收起来捉住猎物。另一个不太为人知道的例子是跳舞草，它侧向的小叶

    子能围绕底部做快速的椭圆运动，好像在跳舞一样，令人称奇!

    是不是只有这些特殊的植物才会动呢？如果拍摄植物几小时，再把录像快放，那么我们会发现其实所有植物都会动，而且动作还不止一点点!有些变化可以复

    原，比如水进入细胞引起的肿胀，含羞草和捕蝇草都是靠这个动起来的。再比如有

    些花白天开放、夜晚闭合，有些花则节奏相反，但都是为了适应传粉者的习性，以

    及光线和温度的变化。这真能做出花的时钟了!有些动作则不可复原，比如生长的

    动力会让植物朝着光源等特定方向移动，需要时还可以扭曲而改变方向，由此产生

    的动作令人啧啧称奇。攀援植物或寄生植物会探索周围的环境，寻找支撑或宿主。

    它们在空中大幅度地荡来荡去，一旦找到目标就缠绕其上。你还需要其他例子？看

    一看根在土壤中生长的延时摄影，感觉就像一只蚯蚓在拱土一样!

    其实，我们能不能感到植物在动，这只是个速度问题。人类有个坏习惯，感觉

    不到的现象，或者速度不适合观察的现象，我们就不予理会了。植物找到了许多方

    法传播花粉或种子。当然，就算植物会动，它们也不会挪地方，至少不会自己主动

    挪地方。除了几个特例之外，沙漠地区的某些小灌木会离地而起，让风吹着自己滚

    动。

    感觉

    从进化角度看，不能移动就意味着不能躲避危险的捕食者。如果说，植物这么多年都没有发展出应对环境的方法，那也太奇怪了。所以事实上，植物对环境非常

    敏感!它们的感知能力正如我们的“五感”：探测飘散或固定的化学分子(嗅觉和

    味觉)，探测与食草动物及授粉者的接触(触觉)，根据不同波长感知光影(视

    觉)，感知机械振动和声音(听觉)。另外，苔藓、草和树还能感知湿度、重力、磁场，甚至还有自身的形状和空间位置(本体感受)。

    收到这些感觉信号后，植物会做出什么反应呢？植物的某些物理刺激机制很明

    确。比如，当拟南芥感觉到捕食者在嚼它的叶子而引起的振动时，就会产生花青苷

    类物质来自我防御，叶子的味道变得难以下咽，捕食者只好乖乖走远……最令人称奇

    的是，拟南芥还能分辨风向，分辨在附近飞舞的昆虫和食草动物嚼食引起的振动，因为并不是所有振动都需要启动防御机制。

    其他机制理解起来就没那么容易了，比如植物对声音的反应。2012 年的一项研

    究表明，如果把玉米的嫩根暴露在频率 200 赫兹的低音中，玉米就会朝着声源生

    长。这是否表示它们有朝着地下水流生长的倾向？我们还不知道。

    跳舞草在受到音乐的刺激时也会动。它是怎么听到音乐的？这还是个谜。跳舞

    能给跳舞草带来什么好处？我们也还不知道。沟通

    植物能感知外部信号，也能自己产生信号。它们能与同类及其他动植物沟通，而且，植物其实很爱聊天。这种沟通有利于抵御捕食者，方便昆虫传粉(见“瓶中

    的世界”)，还能促进基因相似的植物，也就是“一家人”的合作。我们把某一种

    植物的种子放在盆里，让它们发芽。如果种子来自不同的植株，幼苗会互相竞争，抢占空间；如果种子来自同一植株或基因相近的植株，幼苗则会互相合作，分享空

    间。幼苗之间互相辨识的机制还没有完全被研究清楚。但要彼此“相认”，幼苗肯

    定要以某种方式沟通。

    植物通常依靠化学信息沟通，但也会利用接触和光线，甚至声音和磁场。这个

    话题太宽泛，这里仅举几例。

    20 世纪 80 年代初，在南非的德兰士瓦省，刺槐导致了上千头扭角林羚的死

    亡。这种羚羊被关在狩猎区内，大多以刺槐叶为食。这导致了刺槐的一系列反应。

    最后，刺槐全株激发了一种化学防御机制，产生了能扰乱羚羊消化功能的单宁。扭

    角林羚食叶越多，导致刺槐产生的单宁含量越高，最终竟让羚羊死去。这真是一场大屠杀啊!但最令人惊奇的是，被攻击的刺槐还能通过挥发性物质乙烯向周围的刺

    槐发出警报。于是，下风方向的刺槐的单宁含量也增高了，使扭角林羚无法食用其

    叶。

    再举一个例子。棉豆在被蜱螨目寄生虫攻击时，会向捕食这种寄生虫的肉食类

    蜱螨发出化学信号，后者收到信号之后，就会来植物上饱餐一顿，也为植物解了

    围。

    此外，豌豆则可通过神秘的“地下信使”在根之间沟通。比如，假如有人在豌

    豆根的附近注入甘露醇人工造成干旱，当一株豌豆受到干旱的威胁时，其叶上的气

    孔就会关闭，避免水分流失。同时，周围没有打过甘露醇的植株会收到信息，也关

    闭了气孔，哪怕它们并没有感觉到干旱。这样一来，如果真的出现干旱，豌豆就形

    成了自救。这种地下通信可能依靠声音，因为在这些植株之间未检测到任何化学信

    号。

    其他发现也暗示植物能用声音沟通。上文说过，植物能感知声音。长期以来，人们认为植物不发声，但事实上，它们可以发出好几种声音——当然不是它们有意

    识发出的。大部分声音是由植物内部的液体流动引起的。现在人们已经知道，玉米

    的根能发出“叮叮咚咚”的声音，这应该是其生长时细胞壁爆裂所致。在现阶段，我们只能对此现象提出一些假说。这可能是根之间的一种沟通方式，比化学通信更

    节能，速度也更快。

    所有沟通形式只揭示了植物与其他生物之间复杂关系的一小部分。植物扮演着

    诸多角色，如果只把植物当成食物链底端的简单食材，那就太小看它们了。

    智能？

    直到今天，如果有人说植物有智能，也会引来质疑和嘲笑。在科学界，这是一

    个颇有争议的话题。“智能”这个词一般只用于人类和脊椎动物等所谓的“高

    级”动物。

    智能到底是什么呢？要给智能下个定义可不容易。植物对环境和自身状态极为

    敏感，能够处理接收的信息，并综合起来做出反应；它们能够分辨同族的成员，选

    择竞争或合作；它们还能根据感受到的刺激做出合适的回应，比如，根据外部条件决定是否加速生长，或者向某一特定方向生长等。

    有些植物还会存储信息，以备后用。它们是怎么做到的尚不清楚。这可能是通

    过分子完成的，带有表观遗传标记的 DNA(脱氧核糖核酸)可能是其中一种形式

    (见“被咬也会得癌症”)。例如，捕蝇草仅在叶片第二次被触动时才会关闭，这

    样就不会在被无生命物体触动时也要关闭，从而避免了浪费能量。为了做到这一

    点，捕蝇草应该在某处存有第一次被触动的信息。

    植物的这些本领一般被认为是智慧生物才有的，那么，植物为什么不能算有智

    能呢？当然，这指的是初级智能和自我意识，并不是说植物能认出镜中的自己!奇

    怪的是，我们在说起机器人时倒更容易接受人工智能的概念，却不愿意承认地球上

    在我们身边默默进化了几百万年的生物也具有智能。

    没有大脑，没有感觉器官，也能做到这一切？

    为什么人类对植物的智能如此不屑一顾呢？人们通常认为，要有智能，首先得

    有个大脑。但事情并非这么简单。我们再看一下“五感”：发声并不一定用嘴，听

    声也不一定用耳，闻味更不一定用鼻子。有些昆虫用爪子发声，用触角闻味，而蛇用信子闻味，通过下颌骨的振动听声。大自然发展出许多办法来解决同一个问题!

    实际上，植物感知信号、发出信号、处理信息的生理和物理机制与动物和其他

    生物(真菌、细菌等)有许多相似之处。为了将激素等信号从一处传至另一处，植

    物身上有许多传送管道，主要分布在韧皮部，这有点像我们的血管系统。电信号也

    在植物身上传递，就像在我们神经系统里发生的一样。某些含有信息的分子被小囊

    从一个细胞运到另一个细胞，就像人类的神经递质在神经元接合点——神经突触里

    传输一样。最后，植物细胞的运动(也许还有振动和声音的产生)都受控于可收缩

    蛋白，与我们肌肉里的肌动蛋白和肌凝蛋白一样。当然，植物中有些秘密尚未得到

    解释，相似性研究依然不可靠。

    与大部分动物不同，植物的某项功能并不一定集中于某个特定的重要器官。切

    除植物的一部分通常不会导致其整体的死亡，也不会引起其他严重问题。植物的关

    键生命功能分散在不同组织中，而叶和根之类的部分在损坏或被吃掉后，还可以再

    生。用扦插法繁殖植物的园艺师对此再熟悉不过!

    植物在解读并利用信息时，并没有一个器官来指挥它的行为。根据某些研究者

    的说法，植物的某一部分可能在信号的解读中起着特殊作用。这一部分就是根部尖

    端的过渡区，在细胞延长区和分生区之间。这三层之下是根冠，它保护根部并收集土壤及其组成的信息。有研究人员认为，来自根冠的信息可能在过渡区被解读，然

    后被转译为指令，发给负责根部生长的另外两个区。过渡区电活动活跃，消耗大量

    氧气。

    我们习惯了只看植物在地上的部分，其实植物有许多事情都是在地下进行的!

    想法有创意，但也不新鲜

    这些想法其实并不是今天才冒出来的。你们猜猜，是谁第一个提出植物的行为

    和蠕虫之类的“低等”动物有相似之处？又是谁说，植物能整合收到的信息以指导

    恰当行为，并提出了“根—脑理论”？对，就是他，不知疲倦的查尔斯·达尔文。他

    一生中花了许多时间研究植物，并和其子弗朗西斯一起出版了《植物运动的力量》

    一书。弗朗西斯后来成为植物生理学的先锋之一。用达尔文的话说：“侧根能指挥

    周围部分的运动，说它像低等动物的大脑并不夸张。这个‘大脑’在身体前端，通

    过感觉器官感受，指挥所有动作。”

    之后在 1878 年，实验医学的创始人克洛德·贝尔纳在含羞草身上试验了一种小

    鼠麻醉剂，发现含羞草对触碰也无反应了。正如贝尔纳在《动植物共有的生命现象

    课程》中所写，这显示出植物的行为与动物非常相似。

    最后在 1900 年左右，一位印度生物物理学家贾格迪什· 钱德拉·博斯提出，植

    物会根据所受的刺激改变行为。他关于植物内部会产生电信号的想法直到 1992 年

    才被重新提起：一项研究表明，受伤的西红柿植株会在远离伤口的部位产生某种蛋

    白质；但这一反应太快了，信息不可能是通过化学信号传递的，只有电信号才能如此迅速地将信息从植物的一部分传到另一部分。然而，还没有人能重复、确定地记

    录到这种电信号。

    摒弃植物：缘何看不起它们？

    有些发现要经过很长时间——甚至一个世纪才被接受。为什么呢？因为大家都

    知道，科学是人创造的，而人会犯错，会有偏见。这和历史背景、文化和宗教信仰

    都有关。

    偏见由来已久。《圣经》里的诺亚方舟都没有给植物留地方……人们甚至都不考

    虑植物是不是生物这个问题。西方思想始祖之一的亚里士多德(公元前 4 世纪)在

    其生命等级划分中，只将植物排得比矿物高一级。虽然与他同时代的人也有其他观

    点，但是亚里士多德的看法还是在人类文化中留下了更持久的痕迹。正如上文提到

    的，在 1800 至 1900 年间出现了一些植物生理学的先锋理念，但那时的文化氛围

    并不利于这些想法发展——达尔文因为进化论已经遭遇足够多的麻烦了。20 世纪 70 年代，两位神秘哲学的信徒写了一本神秘主义的书，名为《植物

    的秘密生活》。但这本书的出版对于植物学研究毫无裨益。此后，科学家甚至因为

    害怕有人把自己和热衷此书的嬉皮士混为一谈，就算有结果表明植物具备惊人的能

    力，他们也缄口不言。

    到了 21 世纪初，植物学家安东尼·特里瓦弗斯在诺贝尔医学奖得主芭芭拉·麦克

    林托克所做的玉米遗传学工作的启发下，提出植物也有智能的理论。他的论文发表

    后，才有几个研究者开始关心这个主题。

    2005 年，“植物神经生物学协会”(Plant Neurobiology Society)诞

    生，却遭到激烈的批评，在科学界引起了冲突。2007 年，36 位研究人员联合署名

    了一篇文章，严厉抨击了此协会的科研成果和活动。 10 年之后，此协会改名

    为“植物信号和行为协会”(Society of Plant Signaling and Behavior)，某些在当年那篇抨击文章上签名的人甚至也开始参加会议。禁忌破除了一点点……最

    重要的是，研究人员能够清楚阐述一些问题了。从来没有科学家说过，植物有大

    脑、神经系统或神经元。这只是比喻和类比，有时略显牵强罢了。

    结论

    显然，植物不是动物，但自然中本没有截然分开的界限，是人类设立了这些分

    界。生存机制把生物界集合起来，而不是将其分开。智能是人类、细菌和植物都有

    的生命特征!所谓不同，更多也是量的不同，而不是质的不同。是时候以新眼光去

    看待植物了，毕竟这些不可思议的生物与我们共处一个世界，占据这个星球生物质

    的 99%。

    11 植物的小暖炉 北美的冬末依然苦寒。树林中，白雪像厚实的毯子覆盖着冰冻的土地。一片苍

    茫之中，一颗顽强的小苗从雪中探出头来，这就是臭菘。初春时节，其他植物还在

    白雪下沉睡，它却早早地开花了。臭菘的抗寒秘密何在？秘密就是生热作用，就像

    植物体内有个暖炉。

    生热作用，这个词看起来有点陌生。其实，这是一种生化反应，在你体内每时

    每刻都在进行。生热作用指的是细胞因代谢活动，如细胞内外信息传递、物质交换

    和运输等而产生热量。但是，代谢活动的首要目的并非生热。我们可以把细胞内的

    生热作用比作灯泡将电能转化成光能的过程(相当于代谢活动)，在照亮的同时，灯泡也放出了热量(相当于生热作用)。

    生热作用如何进行？

    植物是真核多细胞生物，也就是说，它们由许多细胞组成，细胞内有包含遗传

    信息的细胞核。植物细胞通常由不同区室组成(见下图)，称为细胞器。这里，我

    们主要考察负责细胞呼吸的线粒体，而暂时不管高尔基体、内质网和叶绿体等其他

    细胞器。植物细胞的不同区室

    Ivan Domenech – Canis Créations Graphiques

    线粒体被薄膜分为两个区室——基质和膜间隙(见下图)。膜间隙中有许多氢

    离子，而基质中氢离子很少，这在区室间造成了浓度差。氢离子有一种自然的趋

    势，要穿过内膜到离子数量少的那边去。为了便于理解，你可以把线粒体想象成一

    座水力发电厂。氢离子从数量多的区室到数量少的区室，就像水从高处流向低处一

    样。水流推动涡轮机发电，而在线粒体中，氢离子的浓度差也起到高度差的作用，也可以产生能量，并以三磷酸腺苷(ATP)的形式储存下来，作为细胞的能量库。所

    有需要能量的细胞反应都会消耗三磷酸腺苷。

    线粒体细节图。氢离子(以+号表示)在膜间隙的浓度高于基质中

    Ivan Domenech – Canis Créations Graphiques

    我们再深入研究一下，线粒体里到底发生了什么。氢离子流向基质，参与三磷

    酸腺苷的生成，而此时，线粒体的内膜通过蛋白质网络发生电子转移。经过复杂的

    路线，电子与氢离子、氧分子结合，形成水，表达式如下：

    O2+4 H++4 个电子 → 2 H2O

    电子到达内膜，会促使氢离子从基质回到膜间隙，在两区室间再次形成浓度

    差。还是以水电站为例，这就像在蓄水池下游装了一个泵，把水又抽回去，维持水

    库水位。氢离子穿过内膜，回到膜间隙也是一样的道理。但这与生热作用有什么关系？有时蓄水池水量太大，用涡轮机发电会有风险，于是就要“泄洪”，把多余的水排出去。泄洪并不用于发电，蕴含的能量以其他形

    式释放，比如湍急的水流将改变地貌。线粒体中有时也会发生类似现象，自由电子

    走了其他路径，直接形成水，不再帮助氢离子从基质回到膜间隙。结果，氢离子浓

    度差没有了，不能生成三磷酸腺苷。细胞没有直接可用的能量，却发出了热量。这

    就是生热作用，起因就是线粒体中的电子改变了路径。

    发热有好处吗？

    不管外界温度如何，哺乳动物会保持体温稳定，这是机体正常运转的必要条

    件。代谢必须在某个温度区间内进行，否则效率就会降低。而植物的代谢活动通常

    受到温度等外界条件的约束，天气越冷，代谢越慢。在 0℃以下，植物代谢甚至完

    全停止，因为水已不是液态的了。细胞遭受了不可逆的损伤，植物会被冻死。

    到了春天，乍暖还寒时，一场与时间的赛跑开始了。林下的矮生植物必须非常

    迅速地生长，好抢在乔木变得枝繁叶茂、遮挡能量来源——阳光之前完成出土、生

    叶、开花和繁殖，它们将快速走过大部分的生命周期。于是，某些植物趁其他植物

    因寒冷减慢代谢时，依靠生热作用加快代谢。其实，生热作用的各种功能还没有全

    部弄清。我们仅举几例。

    对臭菘而言，开花时产热至关重要。一方面，这可以避免刚长出的脆弱结构受

    冻，另一方面，产生的热可以促进细胞和整个花序的生长，有利于生殖结构(花粉

    和胚珠)的产生，还能尽力吸引授粉者。热量有助于臭菘散发气味，那是一种像腐

    尸一样的味道……谁会喜欢这种味道？苍蝇啊!它们会被这种味道吸引，为刚从雪里

    探出头的花朵授粉。

    肾叶臭菘(见下页图)是否产生热量的取决于年龄和发展阶段。其生殖结构不

    同时发展，而是依次发展，从未成熟、雌性、双性到雄性。雌性部分准备受孕时，植物温度最高，而雄性部分产生大量花粉时，生热停止。看来，生热作用的首要功

    能似乎是保护脆弱的胚珠不受寒冷侵犯，同时也散发臭菘特有的腐臭味，以便吸引

    传粉者，提高授粉概率。有生热作用的植物(a)与无生热作用的植物(b)对比左边是普通图，右边是红外图。在图(a)中可以看到，热量主要产生在花序中间。平均 22℃，植物其他部分 14℃。

    Y. Ito-Inaba, Y. Hida, T. Inaba, 2009.

    放心，植物并不只在感觉不好时才会生热。木兰属的好几种植物都以生热作用

    吸引授粉者，特别是武当玉兰。它的香气告诉授粉者：“这里有富含糖分的花

    蜜!”授粉者也能收获花蜜，而臭菘的味道只是虚假的引诱。

    生热作用对其他生物也有好处。亚马孙王莲的花朵温度比环境气温高 10℃，夜

    间亦然。圆头犀金龟属的几种金龟子会利用这一温暖而舒适的环境寻找性伴侣、繁

    殖。依靠花的温度，它们可以取暖并节省自身能量，而省下来的能量就可以用于繁

    殖。这对植物也有利，当金龟子从一朵花到另一朵花寻找新伴侣时，也帮助了传

    粉。皆大欢喜!

    每种植物都有生热吸引授粉者的策略，生热时间会根据是雌性部分还是雄性部

    分发育而有所不同，温度也会因花龄而改变，但机制都是一样的。

    生热作用还能为植物带来另一个好处。在暖季结束、寒潮突至时，生热作用保

    护处于生长时期的组织不受寒冷侵害。对小麦胚芽的研究表明，小麦在突遇寒流时

    能进行生热作用，新长出的结构被保护了起来，等待天气好转……在正常天气条件和

    理想生长条件下，小麦不会进行生热作用，所以，其生热作用只是为了应对突发危

    害的防御机制，而不像臭菘的生热作用那样是一种常规行为。

    在极地气候等极端条件下，物种也可见生热机制。一项研究表明，在温度突然

    降到 0℃以下时，南极洲的两种植物南极发草和南极漆姑草会进行生热作用，为采

    取其他防冻策略争取时间，而这些策略需要更长时间和更多能量才能实现。说穿

    了，这时的生热作用就是外部条件急剧变化时的快速防御反应。

    总之，这种复杂的生化现象为许多植物提供了一张王牌。不管是为了提高授粉

    效率，还是为了抵抗外部气候，生热作用提高了植物的生存机会，有利于它们繁殖

    后代，为后代带来进化优势。真是一把“及时火”啊! 12 瓶中世界

    英国人大卫·拉蒂默是一位天才的室内园艺师。1972 年，他将一株紫露草密封

    在一个巨大的玻璃瓶中。当我写下这篇文字时，这株草依然活得很好，真是不同寻

    常。

    2013 年 5 月 16 日，我决定向拉蒂默学习。为什么选在这天呢？因为这天大

    气中的二氧化碳浓度超过了 400ppm。这一关口至少 200 万年没被突破过了。

    400ppm，即每 100 万空气分子中就有 400 个二氧化碳分子。听上去似乎没什么，但这是一个标志性界限，一旦越过就再也无法回头——气候变化几乎不可逆转。为

    了纪念这一事件，我把一株紫露草封在了一个小玻璃瓶里。

    两个月后，这株植物生长到顶点，随后在不到两周内竟然彻底消失了!我的实

    验似乎和“生物圈Ⅱ号”一样无疾而终。“生物圈Ⅱ号”是美国空间生物圈公司在

    20 世纪 90 年代初实施的一项大型实验计划，志愿者在巨大的密封玻璃温室中待

    了 3 年。这座玻璃宫殿覆盖了 1.27 公顷的面积，拥有人工生态系统，能进行农

    业种植。实验的目标是证明万一地球表面变得无法居住，在火星之类的地方，人类

    也能实现自给自足的生活。志愿者本应在温室中待满规定的时间，但在多次故障

    后，他们只能从外界获取氧气和食物。实验彻底失败!我们从“生物圈Ⅱ号”能得

    出什么结论呢？2013 年 5 月，第一次制作密封生态系统

    éric Leeuwerck

    首先，我们不可能偷运食物到火星上，氧气就更不可能了。所以，如果地球完

    蛋了，我们大概只能待在自己的星球上等死。其次，增进对“生物圈Ⅰ号”的了解

    至关重要。“生物圈Ⅰ号”就是我们这个蓝色星球上的生态系统，我们真正的生物

    圈。

    我承认，实验结果令人失望。但我还是忍住了，没有打开小玻璃瓶疯狂地清理

    一遍，而是决定等一等，看看之后会发生什么。我的希望没有落空：紫露草逝去后

    的一年中，瓶子里缓慢而坚定地长出了其他类植物，包括类似苔藓的非维管植物，还有一种小型蕨类。受此鼓舞，我决定和学生们一起在生态学课程中重复这一实验。操作很简单：

    将一株或多株绿色植物(含有叶绿素而呈绿色的植物)和土壤之类的基质一起放入

    容器中，先敞开几天，然后密封，并放在阳光下——但不一定直射。我们特意告诉

    学校的保洁员，千万不要动这些奇怪的东西。就这样观察几个月，什么也不动。

    2016 年 10 月，同一个的密封生态系统

    éric Leeuwerck

    不同玻璃瓶里发生了同样的事情：几个月后，原来的微生态系统消失了，让位

    给其他生长更慢的生态系统，肉眼可见其组成。

    玻璃瓶里发生了什么？我试着解释了一下。总体而言，瓶中有机物、矿物和能量之间的平衡由两个生化过程决定——光合作用和呼吸作用。

    光合作用由植物进行：植物吸收二氧化碳，释放氧气，产生有机物，并靠叶绿

    素吸收阳光；呼吸作用消耗氧气，利用有机物(可以视为碳和能量的储存)的能

    量，放出二氧化碳。土里的微生物会呼吸，在和学生一起用显微镜观察时，我看到

    了一些单细胞生物——草履虫或轮虫类。植物也会呼吸，尤其在夜间无光照时。土

    壤里的微生物和可能出现的真菌还有另一个作用：分解有机物，使其矿物化，给植

    物提供了养分。显然，一方的活动与另一方紧密相连。没有真菌，植物就没有养

    分；没有植物，就没有氧气；没有氧气，微生物和真菌就不能存活；没有微生物和

    真菌，就不会产生二氧化碳；没有二氧化碳，就不能进行光合作用；没有光合作

    用，就不会产生有机物，微生物也就没有食物……这样可以无穷无尽地继续下去!这

    就是瓶中微生态系统的基础。

    某学生的瓶子里先崩溃继而重建的生态系统，泥土分层都能看见!

    éric Leeuwerck

    现在我要试着解释一下，这一系统为什么在几个月后就崩溃了。玻璃瓶中发生

    的事主要分四个时期。

    01. 绿色植物生长，光合作用占主导地位，吸收二氧化碳，放出氧气，总生物量(植物、微生物、真菌、细菌)增加。

    02. 植物生长达到顶点，超过微生态系统维持平衡的能力——生态学上称

    为“环境承载力”。系统崩溃，光合作用和生物量锐减。在微生物的作用下，有机物分解释放出大量的二氧化碳。很快，微生物消耗了大部分氧气，数量达

    到最多。呼吸作用也达到顶点。之后，微生物数量急剧下降。以我的观察手段

    看不到这一事件，但我可以推测：植物减少，就意味着氧气减少，供微生物进

    行呼吸作用的有机物也就少了，那么微生物的数量自然就会减少。

    03. 容器里的微生态系统崩溃，释放大量的养分和二氧化碳，氧气变得很少。

    吸收缓慢的其他植物有了生长空间，在极端条件下发展起来。一小部分存活或

    潜伏(因条件不佳而减少活动)的微生物随氧气增加而苏醒。

    04. 以生产者(植物)、消费者(植物和微生物)和分解者(微生物和真菌)

    之间的物质、能量流动为基础，一个稳定的生态系统慢慢建立起来。

    为什么拉蒂默的玻璃瓶生态系统没有崩溃呢？我承认，我也不清楚。我只知

    道，他等了 12 年才把瓶子密封起来，这可能给生态系统留下足够时间，与外界达

    到了平衡。为什么封口没有让瓶中的世界天翻地覆呢？我应该不会花 12 年来做实

    验，我这人比较随性……

    我们从实验中能知道什么呢？首先，我没有大卫·拉蒂默的天才；其次，生态系

    统可以消失，而新平衡会在新条件的基础上建立起来；最后，要消灭生命必须深入

    其所在之处，就算是一个小小的玻璃瓶也一样。

    瓶子里发生了什么

    我继续规律地观察密封的瓶子和其中独自发展的小世界。

    它让我想起 20 世纪 70 年代初，美国国家航空航天局从太空拍回的第一批地

    球照片。我们的星球包裹在大气中，如此孤寂、如此惊人，看起来就像玻璃瓶一样

    脆弱。从全人类的尺度上说，由太空进入地球生态系统的物质量可忽略不计。这也

    意味着，如果氧气或饮用水越来越缺乏，我们也不能指望神秘的地外资源。人类能

    否保住生存的必须品，取决于生态循环的节奏。如果太多二氧化碳被释放到大气中，或者污染物在生物圈不断积聚、很难清除，那么我们就要承担后果。

    玻璃瓶中的微生态系统和第一批太空照片中的地球何其相似!这深深打动了我

    的学生们。“生态学”，这门研究生态环境和其中生物的科学，在他们眼中逐渐清

    晰起来。我可能做不出拉蒂默的实验，但从教学的角度来讲，我也成功了。

    我的“400ppm”实验开始后两年，农学工程师巴勃罗·塞尔维涅和生态顾问拉斐

    尔·史蒂文斯发表了一篇几百页的专著——《为何一切都会崩溃》，探寻人类的环境

    和社会要面对哪些变化。通过这本书，我终于知道脏兮兮的瓶子里发生的事叫什么

    ——“生态系统崩溃”。研究这种崩溃会给人类文明带来怎样的后果，是一个崭新

    的跨学科科研领域，两位作者称之为“崩溃学”。崩溃学虽然意指人类大难临头，但这并不是“灾变论” ，而是有科学基础的。我也了解到，其他生物学家也做了和

    我一样的实验——当然，方法更严格。他们研究环境改变对种群数量的影响。美国

    佐治亚大学奥德姆生态学院的研究员约翰·M. 德雷克和南卡罗来纳大学的研究员布

    莱恩·D. 格里芬将一些水蚤和小甲壳类放置于越来越恶劣的条件中——食物资源减

    少。在 8 代以后，水蚤族群崩溃了。其他科学家在酵母、蓝细菌和水生生态系统中

    也观察到类似现象。他们得出一个结论，处于崩溃边缘的系统需要更多时间才能从

    微扰中恢复，其“韧性”降低了，科学家称之为生态系统的“临界放

    缓”(critical slowing down)。

    灾变论“预言”灾难，煽动情绪，不以事实为基础。

    在更大尺度上，我们可追溯许多陆地生态系统崩溃的原因，借此解释某些远古

    文明灭亡的原因。这也正是《崩溃：社会如何选择成败兴亡》一书的主题。这本经

    典成功之作出自美国生物学家贾里德·戴蒙德之手。他在书中说，砍伐森林和耕地侵

    蚀可能导致了玛雅文明的衰落。更让人脊背发凉的是，某个生态系统一旦出现崩溃

    的先兆，情况就已然很难逆转了……

    我们的社会依靠化石能源运转，从环境中巧取豪夺，但这有赖于生态系统的稳

    定，大型生态系统一旦崩溃，很可能导致我们的文明“崩溃”。我的实验很简单，结论也很简单：在我们生活的瓶子里，唯一能改变气候走向的是我们自己。不要等

    明天，现在就行动!

    1

    1 13 植物会沟通，“说”得还不

    少

    在黑话里，人们把耳朵叫作树叶，他们觉得树也懂音乐。

    但树的语言才是更古老的黑话，谁知道它们谈起人类时会说什么。

    树说树话，就像孩子说孩子话。

    ——雅克·普莱维尔，《故事》，1968

    这是雅克·普莱维尔《树说树话》一诗的开头。为什么要起这么个标题呢？说到

    沟通，我们自然而然地想到语言，毕竟这是人类主要的沟通方式。但这并不是唯一

    的沟通方式，更不是使用最多的方式。众所周知，蚂蚁和蜜蜂之类的动物能巧妙地

    沟通，但很少有人想到植物也会沟通。不会动，不发声，种在滋养它们的大地里，很难想象植物怎么沟通……

    通知猎食者!

    南非比勒陀利亚大学的沃特·范·霍芬是首先证明植物也会沟通的人之一。20 世

    纪 80 年代，他在研究扭角林羚大量死亡的怪现象时(见“植物不为人知的才

    能”)发现，刺槐被攻击时会提高单宁含量，叶子会变得又苦又涩，动物就不想吃

    了。而附近的刺槐也会收到被攻击的刺槐发出的警告。信息是通过一种挥发性有机

    化合物——乙烯从一棵树传到另一棵树的。这并不是刺槐特有的气体，在我们所生

    活的这个纬度(巴黎处在北纬 49°)，杨树也有同样的现象。从这个发现开始，科学家报告了许多植物间沟通的事例。植物通过释放、接收

    化学信号，真是沟通的一把好手。

    植物不仅用挥发性有机化合物和其他植物沟通，还以此和动物沟通!如果植物

    向捕食性昆虫发出化学警报，这些昆虫就会来保卫植物。比如，黄瓜被讨厌的二斑

    叶螨攻击时会释放挥发性有机化合物吸引捕食二斑叶螨的另一种蜱螨——智利小植

    绥螨。后者会跑来把“讨厌鬼”吃掉……烟草也一样，它不但会在被攻击时会放出化

    学警报，还会根据害虫的种类和生长阶段不同而释放不同的信号!如果来捣乱的是

    粘虫的幼虫，烟草就会放出信号引来粘虫盘绒茧蜂，它们会在粘虫体内产卵，令其

    一命呜呼；如果粘虫更成熟，烟草就会放出不一样的信号，其他“保镖”昆虫就会

    出现……这样的例子不胜枚举。

    美人计

    植物与动物沟通不仅是为了自卫，这对繁殖也至关重要!如果你不能移动，自

    身无法定位，最近的同类也可能在几百米之外，怎么才能找到性伴侣？大家应该都

    知道答案——传粉。正如动物会亮出自己最美丽的色彩来吸引伴侣，某些植物也会

    开出鲜艳的花，吸引昆虫给自己当“媒人”。胡蜂、蜜蜂、蝴蝶等许多昆虫都会来

    花朵上采蜜，不知不觉就沾满了花粉(含有花的雄性生殖细胞)。之后它们飞到另

    一朵花上，花粉接触到雌蕊(花的雌性生殖器官)，授粉就成功了。

    有些植物没有花蜜，但也需要靠昆虫传粉来繁殖。那它们怎么吸引媒人呢？色

    诱啊!蜂兰就长得非常像蜂，还会放出与雌蜂信息素相似的化学信号，更具迷惑

    性。雄蜂被这种花的外表欺骗，来花里蹭啊、蹭啊……不经意间就帮蜂兰授了粉。有

    些植物放出的气味还可以模仿一顿大餐。生长于印度尼西亚的阿诺德大王花 能长

    出很大的肉质花瓣(直径可近 1 米，重达 10 多千克!)，散发出一种强烈的腐

    肉味，令苍蝇难以抗拒，一拥而上，还以为找到了一具死尸。臭菘也会极尽所能地

    发热，因为更高的温度有利于它发出的臭味扩散(见“植物的小暖炉”)。

    不是《宠物小精灵》里的霸王花。赶紧给我把精灵球收起来。

    昆虫被征服了，伴侣也找到了，接下来就要播撒种子，占领新地盘，保证物种

    的延续。有些植物依靠风和重力把种子带到其他地方，有些则长出色彩鲜艳、口味

    香甜的果实引鸟来吃，鸟儿消化掉果肉，在排泄时把种子撒在大自然中。搞定啦!

    1

    1

    2走开，别挡住我的阳光!

    语出古希腊哲学家第欧根尼。有一天，亚历山大大帝来拜访他，问他有何需求，第欧根尼却答道：“有

    的，请让开，别挡住我的阳光!”——译者注

    让我们以一件更神秘的事结束这段快速的回顾，那就是植物的一大特别之

    处：“树冠羞避”(crown shyness)。20 世纪 50 年代，这种现象首先在澳大

    利亚得到研究。某些树，比如某类松树，会与相邻同种树的枝叶之间留出约 80 厘

    米的距离。从下往上看，光好像在一片阴暗的天空中曲折蔓延，形成了一个迷宫。

    比邻的两棵树会商量好，不要互相遮挡？这一沟通机制目前还不清楚。两棵树的沟

    通可能是靠气体交换，也可能是靠叶片中的光敏素，而它们通过探测接收光线的光

    谱，分辨出同类的影子和障碍物的影子，在被遮住前能相应地调节生长。

    某些树的根部也存在“羞避”现象——相邻树的根不会缠在一起。是什么让同

    类之间保持树枝和根不交错呢？这还是一个谜……

    现在我们懂了，植物会沟通，而且话还很多。人类沟通经常只是闲聊，植物则

    不同，它们沟通是为了和周围的动、植物互动，而且在和非同类沟通时，甚至有欺

    骗、玩弄之嫌。我们在此就不深究了，你也不想研究植物“拟人论”吧？

    14 大脑的电超能力

    我们大脑中约有 1 万亿个神经元通过电流沟通，这种电活动可以被记录、分析

    和改变。这一章将让大家看到，人们如何用电流减少大脑的神经障碍，如何驯服电

    流，让它赋予我们念力和心灵感应等超能力!放心，我们说的不是电视节目里那种

    骗人的魔术，而是真正的科学，更准确地说，是神经科学。

    用电流缓解症状

    2

    2在大脑中安装电极传导电流？这可不是科幻电影。以此为原理的一种疗法正让

    越来越多的病人受益，这就是脑深部刺激术。

    这种方法早在 20 世纪 60 年代已被试验过。20 世纪八九十年代，法国格勒

    诺布尔大学医院的神经外科医生阿利姆·路易·本纳比和皮埃尔·波拉克研究出一种治疗

    帕金森病的方法，并第一次将其用于临床治疗。帕金森病的特征是神经递质多巴胺

    在黑质中的分泌及储存减少。脑黑质区虽然小如一片隐形眼镜，却拥有约 50 万神

    经元，而且集中了人脑大部分的多巴胺。如果多巴胺神经元逐渐死亡，就会影响相

    连的神经元网络。当神经元退化达 50% 以上时，症状就会出现：病人开始颤抖，肌

    肉开始僵硬，动作变得艰难而迟缓。

    在病发初期，病人可服用左旋多巴等药物来弥补多巴胺的缺失，这类药物的分

    子可在人脑中转变为多巴胺，以此减轻症状。但在几年后，一些恼人的药物副作用

    就出现了，病人会出现不自主的动作，同样令人困扰。

    这时该电流上场了：运用脑深部刺激术。具体怎么做呢？将两个电极放入大脑

    深处的底丘脑核——这个部位与自主动作相关。之后，电极与刺激器相连。刺激器

    通常置于锁骨下方，可释放高频(100 至 200 赫兹)电流。这种刺激可缓解乱动

    症状，但无法治愈疾病——人们至今仍不知道多巴胺流失的确切原因。然而，病人

    可以更好地控制身体了。

    手术相当复杂。在植入电极前的几小时，医生要在病人的颅骨上装支架，进行

    核磁共振或 CT 扫描。一旦底丘脑核中的目标被准确定位，手术就可以开始了。医

    生在病人颅骨上钻孔并放入电极，然后唤醒病人进行刺激测试，检查电极是否放置

    正确，确保没有副作用。调试到最佳状态之后，再将装置植入。病人休息几日就可

    以出院回家了。

    脑深部刺激术为什么能抑制病人的症状呢？一般看法是，帕金森病让底丘脑核

    目标区域过于活跃，引起了非自主动作。让高频电流通过此区域，令其不再活跃，症状也就减轻了。

    今天，脑深部刺激术也用于治疗某些严重的强迫症。它对神经性厌食症、抑郁

    症、阿尔兹海默症患者的疗效也在评估之中。其实，这项技术能够拓展到任何与神

    经元机能障碍有关的疾病上。当然，对每一个病例都要准确定位目标区域，采用合适的刺激。

    念力：神话还是现实？

    现在让我们来关心一下念力，也就是以意念移动物体的能力。这可不是无稽之

    谈，有许多科研团队正致力于此项研究。更确切地说，他们正在开发“脑机接

    口”(BCI)技术，其作用就是让大脑直接与计算机沟通。1973 年，美国科学家雅

    克·维达尔第一次提出了“脑机接口”概念。有了它，人们不用说话、不用动手、不

    用按钮，只要集中注意力，“动动脑子”就可以控制物体!

    这怎么才能实现呢？首先要诠释人脑中的“意念”，具体来讲，就是要记录大

    脑的电活动。1924 年，德国科学家汉斯·贝格尔发现，将电极放在颅骨上可探测到

    电流，虽然测得的电位非常微弱，只有几十微伏，但已足够显示大脑皮层神经元的

    活动。记录下的波形不是由动作电位 引起的，而代表了电极下神经元极化和去极

    化状态的总和。波形通常不规则，这取决于大脑活动的强度。不过我们还是可以按

    波形的强度和频率得出一些特别的图形。比如，将电极放在颅骨后部，如果受测者

    心情平静，双眼闭合，我们就能记录到 α 波(在 8 至 12 赫兹)；如果受测者双

    眼睁开，我们就能记录到节奏更快的 β 波(12 至 20 赫兹)。当我们小心地将信

    号与背景噪音分开后，还能看出大脑对刺激的回应。通过这种被称为“脑电

    图”(EEG)的技术，我们能分辨出好几种活动。当然，医生不可能知道你到底是回

    味着办公室里某位同事的迷人微笑，还是畅想着下次假期。但是，如果电极放置合

    适的话，医生可以看出你是不是正在动手臂。

    动作电位指的是可兴奋组织或细胞在受到刺激时，在静息电位的基础上会产生的快速、可传播的电位变

    化。——译者注

    脑机接口的原理：将脑电图接收器放在颅骨上，记录大脑的电活动，再交给计算机

    1

    1诠释，发出合适的指令。

    为了在现实中实现念力，放置得当的电极要将信号传给计算机处理。而困难就

    在于此。首先要过滤并去掉底噪，然后再放大信号并分析，找到明确的任务，比

    如“从上到下动左胳膊”。这是最棘手的部分!一旦意念被正确解码，只要命令被

    遥控的物体前进、停止，或者命令关联软件做出移动光标、点击等动作即可。

    这项技术很容易实现，而且造价经济实惠，只是动作不太精确。信号穿过颅骨

    时会改变，记录下的电流也对应着许多神经元。为了让动作更快、更准确，就要用

    入侵方法，在大脑皮层中或硬膜(灰质)下植入电极栅，这样获得的信号只对应 1

    个至 10 多个神经元，可以更精细地区分大脑中的不同任务。

    脑机接口给肢体残疾者带来了生活的希望。2004 年 6 月有了第一个成功案

    例。美国人马特·内格尔被人用刀袭击后瘫痪。人们将含有 100 多个电极的装置被

    植入他的脑中，准确地说是在控制左臂动作的大脑皮层区。计算机与电极相连，识

    别出马特想要运动左臂的脑活动。有了这个装置，马特可以控制计算机光标、遥控

    电视、查阅电子邮件，还可以在屏幕上以一定的(低)精度绘画。2011 年，一位四

    肢瘫痪的妇女成功地控制机器手臂给自己倒了一杯饮料——这就更困难了。最近，法国雷恩农业研究院的研究人员还实现了以意念控制无人机……

    众多科研团队正致力于此。相信在不远的未来，四肢瘫痪者或者健全人，也许

    只用意念就能控制外骨骼了!

    心灵感应：马上就要实现了吗？

    最后让我们来谈谈“心灵感应”，也就是通过意念沟通的能力。这又该如何做

    到呢？看过上文后，你可能会想到，能不能在两个感应者之间加个计算机？这就

    是“脑脑接口”(BBI)。和脑机接口一样，它也能记录大脑的电活动并解码，然后

    在接受信息的大脑中产生另一个电活动。

    2013 年，华盛顿的一个研究团队在两个研究员之间第一次实现了大脑连接。

    2014 年，该团队又在志愿者身上重复了这一实验。第一个被试(发令者)面对屏幕

    上的电子游戏，他要用大炮击退敌人，保卫城市。但他不直接动手，而是想象开炮

    时手的操作动作。他带着装满电极的头盔，其脑活动以脑电图的形式被记录下来，实时传给计算机。接收信号的被试坐在另一个房间，也戴着头盔。头盔里有线圈，发出的磁刺激可穿过颅骨。他看不见游戏画面，只是把手放在触摸板上。当脑脑接

    口起作用时，发令者只要想着开炮，相应信号就会传到刺激接收者头盔的线圈上，后者的大脑控制手产生动作，他的手就会按压触摸板并完成开炮!被试自身条件不

    同，游戏精度也会不同。

    这仅仅是迈出了第一步，但前景已是非同寻常!和脑机接口一样，对于瘫痪

    者，比如闭锁综合征患者来说，脑脑接口的传递信息会非常有用。美军对此也饶有

    兴趣，不难想象他们会拿它作何用途……显然，真正将此革命性理念付诸实践之前，人们还有一段路要走，并非明天你就可以派个“僵尸学生”代你去考试!

    15 金属乐使人平静

    在恶的枕上，三倍强大的撒旦，久久抚慰着受蛊惑的精神。我们的意志是一块纯净的黄金，却被这位伟大的化学家化作轻烟。

    ——波德莱尔，《告读者》(《恶之花》，1857)

    什么？金属乐能使人平静？!

    你先别急，听我们解释。

    首先，这不是我们说的，是澳大利亚昆士兰大学心理学院的吉纳维芙·A. 丁格

    尔和她的学生利娅·沙曼说的。她们于 2015 年在《人类神经科学前沿》杂志上发表

    了一篇论文，题为《极端金属乐与愤怒管理》、。所以，你先别恼火。

    我们先来说说什么是“极端音乐”。2013 年，沙夫龙和卡尔诺认为，对科学家

    来说，“极端音乐”的特点是混合了“混乱、嘈杂、沉重、有力”的声音和富于情

    感的人声，歌词通常以“焦虑、抑郁、社会隔绝和孤独”为主题。许多音乐的类型

    和亚类型被视为“极端”，我们可以就此讨论好几个小时。不过，沙曼和丁格尔将

    极端音乐归纳为朋克、重金属、硬核、死亡金属、情绪硬核(emo)、尖叫硬核

    (screamo)几类。总之，比《泡泡糖》(Bubble gum)这首歌粗糙一点的音乐都

    算极端。我们先不管两位澳大利亚心理学家的音乐造诣如何，重要的是，科学家研究极

    端(非极端)音乐与情绪及行为的关系已经许多年了。我们可以把这个问题概括成

    一个经典问题：“相关还是因果？”

    研究者认为，极端音乐的特性“自然而然”使听者愤怒，需要通过攻击、犯

    罪、吸毒或自杀等行为来泄愤；另有人说，听音乐的人早已愤怒了，才会选择这些

    极端音乐，原因它们让人激动，能帮助听者管理已有的情绪。

    沙曼和丁格尔就是要搞清楚这两种说法孰对孰错。她们在 39 个人身上做了一

    个小测试，看看极端音乐对愤怒管理有何影响。为了量化愤怒，她们把敌对攻击性

    的主观衡量结果和持续心率记录(越愤怒心率应该越快)综合在一起考虑。

    测试分为三个阶段。在第一阶段，被试首先填一份问卷，即“积极与消极情感

    量表”，以便量化他的脾气和感觉，然后参加“压力面试”，以引起其愤怒，他们

    要做的是在 16 分钟里描述生活中让自己暴跳如雷的事件。在第二阶段，被试要再

    填一份上述问卷，看看压力面试是否有效。然后，被试休息 10 分钟，期间一部分人听音乐，他们可以听自己喜欢的音乐——当然得是极端音乐；其他被试不听音

    乐，作为对照组。在第三阶段，所有人再填一些问卷，包括又一份“积极与消极情

    感量表”。被试全程被要求测心率，真像被试的羔羊一样……

    沙曼和丁格尔表示结果十分清楚，“人们通常认为极端音乐会引起愤怒和攻击

    行为，其实不是”。听极端音乐并没有增加被试的愤怒，反而激发了他们的积极情

    感，而对照组没有观察到这一点。结论：“听极端音乐可作为一种健康的愤怒管理

    方式。”购买“食人尸”乐队的专辑能用医保报销了？乐迷们赶紧行动啊!

    这项研究旨在辨明两种说法孰对孰错。到底是极端音乐引起愤怒，还是人们愤

    怒了才听极端音乐，因为极端音乐能帮助管理愤怒？但我们还是要指出研究方法上

    的局限——研究者自己也承认——被试已经被明确告知，自己要参与一项关于极端

    音乐“潜在好处”的研究，而且被试还是从心理学学生中招募来的……被试中 41%

    会演奏一种乐器或会唱歌，这意味着他们接触音乐比较多，况且其中 60% 还声称在

    市面销售的音乐中最喜欢听“经典金属乐”。他们恐怕不能代表全球人口。最后，当然也是最重要的，实验中应该设立第二个对照组，倾听另一类音乐，这样才能分

    清，到底是“听音乐”这件事本身利于愤怒管理，还是极端音乐确有其独到的益

    处。

    沙曼和丁格尔表示，在让怒气冲冲的音乐爱好者放松下来的 46 段音乐中，有

    一半包含了攻击性歌词或者含有引人愤怒的言语——一想到这些伟大的知识先驱要

    研究 Marduk 的歌词“我要割破你的喉咙，刺穿你的舌头”，就让人忍不住发笑

    ——其余内容有关孤独和抑郁，等等。我们之所以要说到歌词，是因为它激起了另

    一方面的研究，不是音乐对行为的影响，而是言语对行为的影响。

    2016 年，《大脑与神经》杂志(Cerveau Psycho)发表了一篇题为《歌曲

    如何操纵我们》的文章。行为科学家尼古拉·盖冈在文中指出，越来越多的研究关注

    的是歌词而不是旋律，揭示了歌词对人类行为的影响。将女性视为性对象的饶舌音

    乐对人的影响堪忧：歌里说“去酒吧喝酒”，结果就真的有人会去——如果你开酒

    吧，不妨播放这种歌。听伤感的情歌也只会让人更郁闷。在一次几近折磨的实验

    中，尼古拉·盖冈发现，如果等候室的背景音乐是弗朗西斯·卡布雷尔的《爱她至死》

    (Je l'aime à mourir)，明显会有更多女性愿意把手机号留给陌生人，但如果

    播放的歌是文森·德莱姆用“绵羊音”哼唱出来的《喝茶时间》(L'Heure du

    thé?)，由于这首歌与爱情没有明显关系(其实这首歌与什么都没太大关系)，因

    而愿意把手机号留给陌生人的女性就少得多。

    好吧。把卡布雷尔和 Marduk 做对比，结果会怎样？如果你想知道结局，不如给研究机构捐点钱吧。但在此之前，你要知道极端音

    乐也没有逃过歌词学研究者的好奇心。2011 年，美国伊利诺伊州诺克斯学院的两位

    心理学家约翰·马斯特和弗兰克·麦克安德鲁在一篇论文中眉也不皱地声称：“结果清

    楚表明，导致攻击性行为的是歌词，而不是其他音乐特征。”

    马斯特和麦克安德鲁是如何得出这个令人不安的结论的？当然是用辣酱了!

    别着急，听我解释。这两位心理学家采用了一种品德败坏，但已通过验证的方

    法：从前的方法是让人把辣酱倒进水里逼迫别人喝，拿枪逼迫他人的人比不拿枪的

    人倒得辣酱更多，其睾酮水平也更高。现在，心理学家把枪换成歌词很暴力的音

    乐，招募一些心理学学生(如果你多读点心理学论文就会发现，心理学学生貌似都

    靠参加这种实验赚取学分)，让他们听金属乐，然后再做“辣酱测试”。诀窍在于

    要分三组：两组被试听的歌曲相似但歌词不同的金属乐，一组听到的歌词很暴力，一组听到的歌词不暴力；第三组作为对照组不听音乐。“暴力歌曲组”听的是“反

    英雄”乐队的《血肉淋漓》(Bloodmeat)和《肢解》(Limb from Limb)，“非

    暴力歌曲组”听的是“堕落体制”乐队的三首歌。结果听“反英雄”乐队作品的那

    组被试添加的辣酱明显比另外两组多。

    你可能也发现了，这里有个矛盾。之前说，听极端音乐是健康的愤怒管理方

    式，但这里却说，如果歌词太具有攻击性，它能诱惑你用辣酱灌入别人的嗓子眼。

    这怎么解释？

    许多心理学研究的方法都值得商榷，马斯克和麦克安德鲁的方法也一样，尤其

    是被试的资格——心理学系的学生还能不知道这是在干什么？我们还可以质疑所选

    音乐是否合适，“堕落体制”乐队卖出了许多专辑，其实挺主流的，而“反英

    雄”乐队的音乐则凶猛得多，很难想象两者会产生一样的效果。更严谨的方法难道

    不该是用同一段歌曲，而只是歌词不同吗？更糟糕的还在后面，马斯特和麦克安德

    鲁在文末承认，实验中发生了一个不受控制的技术意外：“不幸的是，冰箱故障导

    致唾液样本受损，我们无法得出睾酮数据。”不能把观察到的差距与任何一项“客

    观”生理指标挂钩，也就不可能得到真正可靠的东西……

    矛盾没有解决，我们既遗憾，也欣慰。因为人类的音乐品味这一复杂现象无法

    分解到音乐的组成部分里来讨论。言归正传，现在来看看其他心理学家如何高屋建

    瓴地研究了金属乐对年轻人所谓的“有害”影响。父母已经看到子女有许多成长的烦恼——青春期、身份认同、家长和社会压

    力、与同龄人的关系、性萌芽的苦恼等，如果他们再发现子女听“问题”音乐或者

    身着奇装异服，估计就要绝望了：“完了，他会染上毒品，荒废学业，最后躺在沙

    发上看电视过一辈子。”家长们请放心，事情完全不是这样!

    当然，有些研究表明，认同边缘音乐的青少年更容易有自杀倾向或不合群行

    为，但长期看来如何呢？

    为了搞清楚事实，美国加州洪堡州立大学的塔莎·R. 豪和同事们通过在线问卷

    详细调查了一群 40 多岁的金属乐爱好者——疯狂粉丝、专业音乐人士和普通乐

    迷，此外还有一个 40 多岁的对照组——爱一切，就是不爱金属乐，以及都是普通

    学生的第二个对照组。研究结果于 2015 年发表在《自我及身份》(Self and

    Identity)杂志上，题为《30 年后：20 世纪 80 年代重金属乐发烧友、音乐人

    和乐迷在中年的经历和发展》。至少可以说，他们的研究结果打破了一些成见。

    总体而言，追星的女粉丝比普通女性更疯狂，搞音乐的人更容易冲动，金属乐

    迷在年轻时的生活就像他们所尊崇的文化那样，更注重“性、毒品、摇滚”。这并

    不出人意料。但我们也看到，对一种音乐类型、一个乐迷团体的强烈认同感帮助他

    们避免了最坏的事情，比如自杀、身心问题、不适应工作环境等。更棒的是，他们说自己的青春虽然迷茫，但也因为金属乐而觉得很幸福，现在，他们甚至比那些不

    听金属乐的人更能适应成年生活。另外，他们的知识水平也很好，完全能养活自

    己。研究者说：“这些结果表明，边缘文化确实能吸引遭遇困难而可能采取风险行

    为的年轻人。但这种文化也有着保护作用，为自我身份正在形成、需要巩固的年轻

    人提供了联系和归属。”换句话说，金属乐使人平静，而且效果还是长期的。

    如果你仍心存怀疑，我想提出第四篇关于金属乐的创意论文，即加拿大埃德蒙

    顿麦克尤恩大学的心理学副教授罗德尼·施马尔茨在 2016 年发表于《心理学前沿》

    (Frontiers in Psychology)杂志的文章。他考察了许多据说与听音乐有关的自

    杀和暴力事件。同时，他向共事的教授们提议在课堂上使用重金属乐来发展学生的

    批判精神，引导他们质疑事实，批判地检查“控方”论据，提出检验论据有效性的

    方法，并最终通过查阅相关科学文献得出自己的结论。金属乐还能发展批判性思维

    呢!这真是个有趣的提议，不仅可以推广科学方法，还可以打破成见，也许应该劝

    说那些心理学专家朋友们，让他们别再抓着极端音乐不放了……

    什么时候才能看到这样的文章呢？“暴力态度和学业延期：接触萨尔萨舞的不

    良后果”“蹦迪对激动和愤怒的影响”“青少年行为问题与唱诗班：法国南方一所

    初中的案例研究”“伦巴舞与青春期烦恼的关系：现实还是假象？”“对弗拉明戈

    舞的偏爱、交友不慎、社会管控与违法犯罪”“优等生的阴暗面：天赋过人却喜欢

    军乐队？”

    你可能也看出来了，真的有这样的研究。只不过，我把标题里的金属乐换成了其他类型音乐，结果看起来

    不太科学。

    1

    116 大脑不是用来思考的

    此刻，你正开动大脑读这几句话。大家都知道，所有人的头里都有个大脑，如

    果把大脑从颅骨里拿出来，人就死了……这是一个普遍的常识，但我们对大脑的了解

    并非一朝一夕得来的。

    我们自认为知道的……

    最早提到大脑的文献是公元前 1600 年古埃及的一份纸草书 。这份纸草书近

    乎于一篇科学文献，写的是头部在受到击打等暴力创伤的后果。作者是一位外科医

    生，他很可能处理过战争创伤。这是最早描述了脑脊髓液和大脑皮层的文献，堪称

    史无前例。因为当时，人们对身体的这一部分及其作用还不甚了解。

    这份纸草书称为“埃德温·史密斯纸草书”。显然，它不是以自己的古埃及作者命名的，而是以 1862 年

    购入这份纸草书的收藏家命名的。

    公元前 4 世纪，思想家亚里士多德认为大脑只是个散热器，脑袋大可以帮助人

    们保持冷静，所以人类比其他动物更理性。虽然希波克拉底等人对此产生了怀疑，但许多学者还是站在亚里士多德一边，把思想和情感归于心脏。在几个世纪里，出

    于道德和(或)宗教的原因，人们很少进行人体解剖，所以这方面认知也没什么进

    展。公元 2 世纪，盖伦曾指出思想形成于颅骨内。但直到 19 世纪，人们才了解

    脑信号的电性质，20 世纪初，神经元才被发现。

    今天，大家都知道了思想、情感、对世界和自己的认识形成于脑中。我们的大

    脑极为复杂，甚至可以说是人类至今所知宇宙中最复杂的结构。人类当然以此为

    傲。这让我们感到自己在自然界中地位特殊，很开心地忘了自己的其他特质：比起

    某些动物，我们的感官可以说是极不发达；我们没有厚厚的皮毛和锋利的爪子，牙

    齿也不够锋利……人类应该算是一种弱小的生物。但实际上，人类是一种大型动物，比起大部分天上飞的、水里游的、地上跑的、草里爬的或是一动不动的动物，我们

    1

    1都要更大、更强。智人(Homo sapiens)是可怕的长跑健将，可以把猎物追得筋疲

    力尽；他们的视力也不差(患有近视和散光的不算)。然而，惊人的脑指数 才是

    人类的骄傲，仿佛我们具有一种“超能力”一样。我们很容易把大脑当成人类区别

    于其他生物的标志，因为不管就个人而言还是对全体人类来说，我们都对大脑的运

    作方式和进化史都知之甚少，也不清楚大脑如何产生了一种无法解释的东西——意

    识。

    脑指数(Encephalization Quotient)用于衡量某一物种大脑与身体的比例，这也是大脑的实际大小

    和预期大小之比，预期大小按照相近物种的身体比例得出。比如，人类的脑指数是 7.44，倭黑猩猩的脑指数

    是 2.80，猕猴的脑指数是 2.09。

    人类曾经的无知实在令人汗颜。未来几千年后，人类可能也认为今天的我们对

    大脑的认识十分有限，对大脑运作的猜测太过草率。不过有一件事可以肯定：大脑

    不是用来思考的。你可能会痛斥我“太荒谬!”所有人都知道，我们用大脑思考，这显而易见啊。我们确实用大脑思考，脑力在人类进化史上也扮演了很重要的角

    色。然而，“大脑是用来思考的”这句话的问题出在“用来”一词上。这个随手拈

    来的词看似无关紧要，却恰恰体现出我们没有真正领会进化论。如果大脑是用来思

    考的，那么所有大脑都应该会思考。我们快速回顾一下大脑的进化过程，就会发现

    事实并非如此。

    大脑进化简史

    这一节受到大卫·罗布森《大脑简史》(A brief history of the brain)一文的启发。此文于 2011

    年发表在《新科学家》杂志上。

    大脑能运行起来，是因为组成大脑的细胞能对化学信号或电信号做出反应，协

    调应对环境。这种能力可不是一朝一夕造就的。有研究表明，非常原始的单细胞生

    物领鞭毛虫用一种化合物交流，而这种化合物和人类大脑神经元交换的化合物一

    样。领鞭毛虫也有钠离子通道(允许钠离子通过的膜状结构)，和人类大脑神经元

    用来传输电信号的通道一样。领鞭毛虫很可能类似于 8.5 亿年前动物界诞生之初的

    生物。

    其次，多细胞生物的某些细胞专管信息传递，让生物能更好地回应环境变化。

    海绵没有神经系统，但人们却在它们身上找到了类似于神经突触的结构 。

    2

    2

    3

    3

    4

    4神经突触是两个神经元之间专门的接触区域，用于交换化学信号。

    大约 6 亿年前，我们的祖先还像虫子一样，它们变得两侧对称，一些神经元聚

    集起来形成神经节，中枢神经系统由此发展。最精密的神经节在嘴和眼的旁边。在

    脊椎动物中，文昌鱼有初级的大脑，它由一个控制游动的结构和一个控制视觉的结

    构组成。这一目的动物几亿年来一直如此，没有再给自己的脑添加灰质，但过得也

    挺好。有人甚至认为，肠鳃纲(包括海蠕虫)在一代代的进化中失去了大脑。这证

    明，有大脑也不全是好处。大脑的运作成本很大，要消耗很多能量，所以保留它未

    见得有益。

    运动是解谜的关键

    神经生物学家丹尼尔·沃尔伯特认为，这些都说明动物获得大脑，完全是因为需

    要运动：怎么移动，怎么回应环境，怎么做出合适的动作……也许，正是因为面对这

    些挑战，动物的前身才在自然选择的促使下慢慢产生了大脑。

    海鞘纲的奇特性质佐证了这种观点。这是一种原始形态的海洋脊椎动物，与我

    们化石中的共同祖先近似。在其生命周期中，幼虫阶段十分“自由”，而成虫阶段

    需附着在其他物体上。幼虫阶段的海鞘能游泳，在找到附着物后，它就变态进入成

    虫阶段，永远不再移动。因为不需要再做任何运动，海鞘会消化掉自己的神经系

    统。

    继续沿着“进化树”观察演变过程，我们就会发现脊椎动物进化出了鱼的形

    态。其大脑发展出的一些结构今天依然在人类的大脑中。比如视顶盖，它让我们注

    意到视野中值得关注的物体。又如杏仁核，该组结构位于边缘系统的中心，边缘系

    统与情绪密切相关。所以，杏仁核参与判断刺激能带来何种情绪，我们本能的恐惧

    反应和愉悦反应都源于这一区域。

    接下来，生命在进化树上化为两栖类，继续受益于更大、更复杂的大脑。2.5

    亿年前，哺乳动物出现了，它们的大脑相对于身体迅速增长。在远古哺乳动物的颅

    骨化石中，人们发现最先发展起来的是嗅觉和触觉相关区域。更晚一些，与人类有

    亲缘关系的动物发展出脑半球外层，这个新皮质与边缘系统紧密相关。6500 万年

    前，恐龙消失，哺乳动物兴盛，灵长类在环境的“选择”下变得视觉发达、行动灵

    敏，而这些特征都少不了大脑的处理能力。

    4进化到了灵长类，进化历程已过大半。灵长类动物行为复杂，个体间的互动和

    社会生活也变得重要起来。我们比较不同种类的灵长类就会发现，个体间关系越

    多，大脑就越大，额新皮质就越发达。大脑已能够运用海量信息进行抽象和推理。

    人科(即灵长类中“我们”这一科)的大脑越来越大，而灵长类中与人科相近的其

    他科却没有获得更大的大脑，它们变成了各种猿和猴。但是，这一切还有待一个重

    要事件的发生——人类直立行走，离开丛林……我们祖先的大脑直到 2500 万年前

    才与灵长类近亲彻底区分开，这一变化的真相尚不清楚，反正肯定不是为了研究数

    学或追寻存在的意义。

    这次，大脑增长可能与咀嚼肌有关。我们祖先的饮食变了，咀嚼的需求减小，咀嚼肌也就没那么发达了。颅骨的物理束缚很可能减少了，于是颅骨得以扩展，给

    大脑留出更多空间。从此，各个组织开始相辅相成，事态开始急速发展：更大的大

    脑可以想出更好的办法，获得更多的资源，而多得的资源又营养了大脑，让大脑变

    得更大……人类学会用火后，烹煮食物也起到了类似的作用。结果，脑子越大的个体

    越容易存活，其后代亦然。

    随着语言、工具和学习的发展，文化出现了。这为人类的生存带来了新的优

    势。一旦学会说话，自然选择必然促使相关生理特征固定下来。加上性竞争——它

    让孔雀的尾羽更艳丽夺目，人脑再度增大(具体机制还在研究之中)。终于在 20

    万年前，智人出现了，我们的旅程开始了。我们是进化历程中一个暂时的极端，正

    如之前所有世代的祖先一样。

    貌似寥寥几笔就讲完了人类大脑的进化史。但是我们不能就此以为，自然中有

    一种力量促使生命向着拥有越来越大的大脑发展。某些脊椎动物看似如此，但这远

    不是其他更大范围的生物的普遍规律。另外，从智人诞生之初到现在，我们的大脑

    其实轻微地缩小了。而且别忘了，在人类中，拥有最大大脑的是尼安德特人，他们

    在三四万年前就已经消失……

    大脑最初产生是为了运动身体。那么，大脑到底是如何产生的？生态系统最终

    被拥有发达大脑的物种统治，这又作何解释？像我们这样庞大的大脑，其真正的作

    用是什么？

    预测未来？我们周围的生物都是复杂进化的结果，它们继承了前代的特征。物种、个体之

    间的竞争慢慢消灭了不适合生存与繁殖的物种和个体，无情地推动基因不停突变、混合。经过 30 多亿年的进化，如今生物具有的特征都能保证最大存活概率——只

    要环境继续遵循以前的规律变化。由此说来，大脑和胰腺、大脚趾一样，我们今天

    拥有它们，是因为它们帮助了我们的祖先生存和(或)繁殖。从定义上说，所有器

    官都是生存器官。这是进化论的基础。虽是老生常谈，我们还是看看这种观点能把

    我们带向何方。

    上文已经说过，大脑很可能是为了控制动作而产生的，不会动就没有大脑。可

    是，大脑为什么会变大？大脑对生存有何作用？两个问题的答案其实密不可分。巨

    大的大脑可以更好地预测周围将发生的事，以便采取行动，保证生存。我们可以把

    大脑视作展现未来的腺体，动物借此做出合适的举动。

    大脑如何“展现未来”？来看看它如何一步步运作。大脑先把视觉、嗅觉、平

    衡、疼痛等感官信息集中起来。从接受信号、传输、综合、转译到形成环境认知需

    要几百毫秒——画面是一瞬间之前的，所以感知其实属于过去!动作也一样，中枢

    神经系统的某处产生命令，通过神经传给器官，再做出动作，这也需要几百毫秒，所以动作也不可能立即做出，只能在一刹那之后。

    动物必须有能力对环境带来的挑战、机会和危险做出适当反应，才有最大的生

    存概率和繁殖机会，并把特征传给后代。礼尚往来：大脑利用瞬间之前的数据忠实

    地描绘瞬间之后的世界，让身体及时反应，提高生存和繁殖的机会；身体也保护、滋养大脑，将大脑的生成编码在基因中。大脑的主要作用是让身体跟上环境，尽管

    有不可消除的延迟。

    在《自私的基因》一书中，理查德·道金斯在乔治·C. 威廉斯所做研究的启发

    下，认为生物都是由基因产生的“生存机器”，身体只是基因的载体，保证基因的

    传播。大脑让我们的祖先活得足够长，能有效地繁殖，所以大脑适应生存。但是，如果生存是大脑产生的唯一推动力，那么我们对世界的认知就无须符合现实。因为

    对人类这种社会性种族来说，其他因素可能比现实更重要。从人类生存角度来说，他人形成的环境最重要，甚至胜于自然环境，大脑应该能适应这一重大因素。在这

    种环境中，理性——以推理形成思想的结构性思维，并不一定是最好的，所以数

    学、逻辑、某些科学学科和一些特别费脑子事情从根本上 ......