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研究人类意识的产生和形成,跟章鱼有什么关系?哲学家、生物学家、物理学家、海洋学家都会说,关系很大。

第93届奥斯卡最佳纪录片获奖影片《我的章鱼老师》(My Octopus Teacher),形象地说明了这一点。

这部网飞(Netflix)原创纪录片讲述了电影人克雷格·福斯特(Craig Foster)用八年时间在南非开普敦家乡一处海藻林潜水跟拍章鱼的经历,以及他从身心交瘁、疲惫懈怠,到逐渐被章鱼和其他海底生物的智慧治愈的心路历程。

人类和章鱼的共同祖先生活在大约8亿年前,比人类和猫的共同祖先古老得多得多,但是章鱼神经系统极发达,一条章鱼身上的神经元数量不亚于一条狗,或者一个人类幼儿。它的智商不亚于许多陆地和水中的哺乳动物。

在实验室和水族馆里可以看到章鱼会开罐头,会猜谜,会用工具,能越狱逃跑,会偷偷溜出水缸转悠一圈再爬回去然后把盖子盖上,不但记仇还会用水喷它不喜欢的人;嫌屋里灯太亮时可以灵巧地让灯泡短路……

在野外自然环境,也可以观察到章鱼具有很强的应变能力,可以通过各种复杂的行为来适应环境,甚至具有识别和解读周围的人和动物的态度及肢体语言的能力。

科学家认为,就意识形成和神经系统结构的研究而言,章鱼之于人类,就像外星人之于人类,比较两者异同正是解惑之道。

这都是因为它具有高度发达又十分奇异的神经系统,仿佛浑身上下都是脑。

地球海洋里的‌‌异类‌‌

章鱼所属的头足类动物王国里,具有与人类相似的意识和智能者极罕见,而虽然跟人类的共同祖先远在8亿年前,却有着高度发达、丰满的神经系统,神经元数量跟哺乳动物相仿。

不同的是,它没有脊椎,没有大脑神经中枢。

换句话说,章鱼就像一个可以用来跟人类作比较研究的天外来客,比较两者异同,很可能帮助我们找到解开‌‌“意识问题‌‌”之谜的钥匙。

物理学家卡洛·罗维利(Carlo Rovelli)曾在一篇探讨章鱼和意识关系的文章中提到一件逸事。

多年前他跟一个朋友出海,朋友下水捉章鱼,两手空空回到船上,心有余悸地说,在水里看到一条章鱼躲在洞里盯着他,双方对视片刻,他突然觉得于心不忍,因为‌‌“它就在那儿一动不动地瞪着我,大眼睛里满是恐惧。‌‌”

章鱼是无脊椎动物,因此与人类、海豚这些聪明的脊椎动物不同。人类和海豚的大脑和脊髓中有数百亿的神经元,这些神经元通过神经末梢控制整个躯体的感官和运动。

章鱼全身都是脑

章鱼没有脊髓,大脑中的神经元只占身上神经元总数的三分之一,其余弥散在全身。

它的每条触手都有大量的神经元控制,可以说具有各自独立的意识,自成体系。平时各行其是,处理简单的信息和行动不需要请示‌‌“中央‌‌”,但必要的时候也会启动高级决策流程,全身协调行动。

章鱼触手的自我意识、认知和伪装比人类或其他动物的条件反射更精密、复杂。

切下一根章鱼触手,它在一定时间内可以再生,断肢会爬行,吸附。有证据表明被切下的触手具有相当高级的信息处理能力,甚至可以杀敌。

2015年8月,澳大利亚西部一处海滩上发现一头名叫吉列根的瓶鼻海豚尸体,嘴里含着一条大章鱼的触手。尸解发现死因是非溺水窒息,原因是章鱼触手在海豚的舌根、咽喉和食道部位用吸盘牢牢吸住,顽强抵抗,堵塞了海豚的呼吸道,令它窒息而死。

章鱼会用工具,多次有人看到野生章鱼用石头堵住自己巢穴的入口,甚至还有人见过章鱼使用空椰子壳作为临时避难所。

章鱼善伪装,在御敌、偷袭或者与同类交流时可以随意改变肤色和皮肤花纹。控制章鱼表皮颜色的是一个复杂的弥漫神经元网络。

章鱼的吸盘里有化学受体,所以它们可以‌‌“品尝‌‌”它所触摸的物体。研究发现,章鱼那么多触手不会纠缠在一起,原因就在于它们有辨识能力,由此推导,也可以怀疑是一种对‌‌“自我‌‌”的认知,证据之一是它们会毫不犹豫地吞吃其他章鱼的触手。

关于‌‌“意识‌‌”

那么,章鱼能帮助我们解开那些关于意识和大脑的奥秘呢?

罗维利认为,这需要先界定一下‌‌“意识‌‌”。意识(consciousness)实际上是个模糊的概念,有多种不同的含义。

他2020年出版的文集《在世界上有些地方善良比规则更重要》(There Are Places in the World Where Rules are Less Important than Kindness,Allen Lane)其中一篇文章论述章鱼和人类主观意识形成机制的关系。

几十年来,关于意识的探索主要围绕‌‌“意识的本质问题‌‌”展开,而在那之前,意识更经常与灵魂的意义、精神、主观、智慧、观点、角度、解读、自我和自我意识等问题相关联。这些概念相互是有区别的,从不同的人嘴里说出来,‌‌“意识问题‌‌”的指代也各不相同。

随着时间流逝,人们逐渐聚焦到一个问题上:主观经验是怎样从现实自然环境中产生的。

什么是‌‌“我‌‌”?什么是自我意识?

通过观察人类近亲,还有其它脊椎动物,可以帮助我们理解、澄清这个问题的关键点,引出相关的线索。

罗维利写道,这些线索以一系列待解的问题形式出现。首先是观察、推测、互动、交流、爱恨和吃苦受难能力的本质;这些能力和特征是人类和其他不少动物都具备的。其次,其他哺乳动物如果有主观意识,那么跟人类的主观经验、意识如何区分?

同样,比较研究还是解答这些问题的最佳途径。

于是涉及到可比性。哺乳动物的大脑和行为跟人类相似,而那些在生物链上跟人类相隔太远的,比如阿米巴虫,则没有可比性。

他提出,最理想的比较对象是来自外星文明的异族,拥有跟地球人相似的意识的基本元素,但其意识或主观经验却是通过完全不同的结构来形成。如果有这种可能,那么我们或许就能识别哪些是意识的基本元素,哪些是附件。

外星人至少在目前还属于科幻,但章鱼的‌‌“诡异‌‌”大脑却是不错的替补。

浩瀚宇宙无边无际,大自然孕育的生命形式、状态各异,而人类只是无穷的自然产物中的一个。谁能断言宇宙中没有其他高级智能生物的存在?也许其中一种就生活在地球的海洋中?

 

 

鸟儿也感到了今年的不寻常

城里的春天本应是喧嚣的,但2020年不同往常。

因为新冠,城市车流大大减少,最大的噪音源也随之淡去。

即使是不很严格的封城措施,也让春天的旧金山背景噪音下降了三分之二,几乎回到了半个世纪之前的水平。

鸟儿抓住了这个机会。

它们开始歌唱。

唱出来的,是几十年没有出现过的轻柔和广阔。

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当环境噪声变大的时候,人们说话的声音会自然而然随之提高,这个现象被称为伦巴德效应。

过去,研究者只能用人工增加噪声的方式探究伦巴德效应怎样影响鸟儿。

如今,《科学》上的一篇新论文里,作者得到了一个反过来的机会,研究湾区城市的白冠带鹀在环境噪声变小的时候,歌声是不是也会按比例变小。

意外的事情发生了。

这些鸟儿声响降低的程度,远远超过了伦巴德效应所能解释的范围。

鸟的音调也变了,低音变得更加低沉,整体音域更加宽广,传递的信息也更多。

有些地方的低音,自1971年有记录以来从未被听到过。

各种层面上,歌声都变得更好听、更浪漫了。

论文第一作者伊丽莎白·德里伯里打了个比方说,在吵闹的派对上你要用喊的才能让人听见,自然没有心思和余力去唱微妙的歌;在安静无人的花园里,才有可能传达深刻的探讨或者委婉的情话。

这也许是它们有生以来头一回不需要声嘶力竭地吼过整个春天。

但就算歌声更加轻柔,因为大环境变得安静了,这些歌声也能传播到两倍的距离。

这不但意味着求偶更加高效,更少发生不必要的领地冲突,也意味着人们能听到四倍于往日的鸟儿。

这个春天,许多人觉得鸟鸣更加敞亮了,这并不是因为它们叫得更响,而是因为能听到的鸟声更多。

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也许换一种其他的鸟儿,这就只会是短暂的幕间曲,当疫情结束、交通恢复,一切就会归于往常。

但是白冠带鹀有明确记载的歌声‌‌“文化‌‌”,不同地区有不同的方言,雏鸟会学习模仿成鸟的歌声。

这将是几十年来第一次,城里的雏鸟能够听到这个物种应有的歌唱本领,听到一切开始之前的本来面貌。

这会对未来的白冠带鹀产生怎样的影响呢?作者猜测,这一次事件也许正在改变这个地区未来的文化演变轨迹。

雏鸟将重新发现埋没已久的可能性,有些技巧甚至可能在噪声归来之后依然幸存。

下一代的歌声会成长在往日重现的滋养下——换句话说,这可能会是一次小小的文艺复兴。

人类历史上的那次文艺复兴算不上是黑死病的功劳:中世纪并不黑暗,复兴是渐变过程,大部分进步在黑死病到来之前已经在进行中了。

但也许,六百年后另一块大陆上,鸟会把这次疫情的短暂沉寂,变成微小的种子传承下去。

这个寂静而又不寂静的春天,会迎来一次真正的复兴。

Singing in a silent spring:Birds respond to a half-century soundscape reversion during the COVID-19 shutdown. Science 24 Sep 2020:eabd5777 DOI:10.1126/science.abd5777

爱看星星? 今年绝不能错过的星空奇景

如果您对夜空和太空探索充满热情,应立即开始计划,因为2021年将有很多令人兴奋而美丽的天文事件,让所有人去欣赏享受。

您可以期待害羞的行星、附近的星系、月全食、月环食、流星雨、两次火星登陆的任务,甚至是新的太空望远镜的发射,这将使我们以前所未有的方式看到宇宙。

从多年只有一次的奇景,到百看不厌的现象。准备欣赏吧:

1.窥探水星

如果你从未见过太阳系最小的行星水星,1月24日,它将会最接近太阳,那是你最可能看到它的时间。

如果你视力好的话,在西边的地平线可能看到它,但有一副双筒望远镜会有更大帮助。

水星围绕太阳公转需要88天,我们大部分时间都看不到它,因为它很会在太阳光下隐藏起来。

但在一月底,水星将处于一个称为‌‌“半相‌‌”的周期,只有50%会被太阳照亮。因此,这是今年最好的机会来欣赏,好好享受!

2. 南半球的深空天体

在赤道以南观星,对于业余和专业天文学家都是一种珍贵的享受。

对于初学者来说,银河系的光带在这里是很清晰明亮,有时甚至可以看成是繁星点点的彩虹,形成了一个不间断的拱形,聚集了从不同地平线折射的多色线。

荷兰美国裔天文学家巴特·博克(Bart Bok)曾说过一则名句:‌‌“南半球拥有所有美好的东西。‌‌”

他和他的天文学家妻子普里西拉·费尔菲尔德(Priscilla Fairfield)对我们星系的结构和演化方面取得了重大发现。

从地球的这一边,任何人都可以用肉眼观察球状星团(重力将球状星球捆绑在一起)、我们以外的星系、以及星云……

也可以看看克鲁斯,又名南十字星,它虽然是88个星群中最小的一个,却是其中最独特的一个。

在克鲁斯以东,您还可以看到煤袋星云,那儿不断有新的星星诞生。

紧靠煤袋的是珠宝盒星团:这是一组独特的星群,由约100个红色,蓝色和白色的星星组成,用一副简单的双筒望远镜即可轻松看到。

3. 北半球冬季深空

冬季夜晚特别长,这会令天文观星人士有更多时间冒着严寒沉醉夜空之中。

选择一个漆黑的夜晚,最好是在2月11日,当晚将有一个新月(如果看不到月亮,它的光就不会干扰您的计划),并尝试训练您的眼睛,可以看到一些没有那么明显的地方。

这是您尝试发现一些深空天体(例如昴宿星团)的方法。

昴宿星团也被称为‌‌“七姐妹‌‌”,这美丽的星团非常明亮人们在市区也可以看到它,不过你要知道望向哪个方向,要在日落之后将视线转向南方。

如果您更有野心,可以尝试寻找距离我们银河系最近的主要星系仙女座星系,那个星系距离我们只有250万光年。

在没有光污染的地方观察时,您可以在刚日落之后望向西边,用肉眼就看到仙女座星系,在同名星群的附近。

4. 猎户座

如果您是天文学入门者,或者想学习只识别一个星座,不妨做一件在南北半球都可以做到的小事。

猎户庭在冬天很容易识别,如果你在北半球,它则在西南面的天空中,如果你在南半球,它则在西北天空中(准确地说,理想的是介于纬度85度和负75度之间)。

这独特的星群的名称由来,就是因为它的形状像‌‌“猎人‌‌”,有一个沙漏般的形状,甚至有一条由三颗明亮的星星制成的皮带和一把隐隐约约的剑。

仔细观察这把匕首,可以发现它的组成部分不是行星,而是猎户星云,里头孕育了不少新星诞生。

猎户座的肩膀没有令人失望,由红色的参宿四星和蓝色的参宿五星组成。而一只脚则是由蓝白色的超级巨型星球瑞吉尔(Rigel)所形成制成。

但是请记住,在南半球寻找猎物时,猎人是颠倒了,仿佛在做侧手翻,而不是追逐猎物。

5. 登陆火星

今年,我们有望看到不止一个,而是两个分别的火星任务。

美国国家航空航天局(NASA)预计将在2月18日,将把毅力号火星探测器连同机智号无人直升机一起降落在这红色星球。

移动科学实验室配备了一系列摄像头,可以记录复杂的着陆情况,并可以研究火星土壤。

它将寻找过去及现在是否存在生命的痕迹,并测试一些为未来人类任务进行的新技术。

今年4月,中国的‌‌“天文1号‌‌”的着陆器和探测器亦会到火星,任务是寻找底下的水层,为之后把潜在样品带返地球铺路。中国国家航天局将成为继美国国家航空航天局之后在火星上执行任务的第二个航天局。

6. 流星雨

皇家天文台格林威治天文学家格雷格·布朗(Grey Brown)说,每年,天空都会为我们提供几次‌‌“实在值得一看‌‌”的流星雨。

当地球沿着其轨道运行时,它穿过了太阳系中各种彗星和小行星留下的尘埃云。

这对我们来说是个好消息,因为当这些碎片撞击到我们的大气中时,它会在夜空中产生一系列明亮的光斑。

欣赏大自然烟火的最佳方法是等到午夜过后,深夜时分,到最少光污染的地方。

您看到越大片天空越好,请准备躺在地上等待。

布朗说,‌‌“若有足够的时间,再加上一点运气,在流星最密集的时间,您每隔一两分钟就可以看到一颗流星。更幸运的话,您的眼睛习惯了黑暗后,将可以看到季节性行星成为背景的美景。‌‌”

布朗说:‌‌“5月4日,宝瓶座流星雨将达到高峰,这是著名哈雷彗星生产的两次流星雨之一。‌‌”

下一场引人注目的流星雨将是英仙座流星雨(8月11日),但是看到2021年最佳的流星雨就必须等到今年年底。

双子座行星(12月13日)‌‌“是由小行星而不是彗星产生的碎片,导致流星多数更具色彩,因为它们在太气层燃烧的物质,类似一般烟花的物料,‌‌”布朗说。

如果您想为2022年做好充分准备,请在日记中写上‌‌“象限仪座流星雨‌‌”,因为它将在新年开始的几天内达到顶峰。

7. 月全食

5月26日,月球将被地球上的影子所覆盖。

那些从环太平洋(环绕太平洋的地理区域)观察的人将能够充分看用整个月蚀。

最好的观赏景点将是夏威夷,因为它将发生在月亮在深夜高空出现的时候,而更南或更北的地区,将只能在月落前看到月食的某些阶段。

8. 环形日食

6月10日,月球将在太阳上蒙上阴影,但这不会是普通的日食。

这一次,月球距离地球仅404,300公里,这意味着月球的阴影,不会足够大到完全覆盖太阳。

反而,当月亮经过恒星前方时,将会出现月环食,留下了一个火红指环。

记住,千万不要直视太阳,使用适当的保护措施,例如日食眼镜,您将可以从加拿大,西北格陵兰岛,西伯利亚东北……以及希望在世界任何地方(通过互联网)观察到这种不寻常的现象。

9. 行星冲

由于太阳系中,所有行星都是围绕太阳公转,所以有时地球会直接位于太阳和另一颗行星之间:这就是天文学家所说的‌‌“行星冲‌‌”。

格林威治皇家天文台的天文学家达拉·帕特尔(Dhara Patel)说:‌‌“用肉眼可以看到距离地球最近的行星,但是行星冲提供了最好的观察机会。‌‌”

帕特尔说:‌‌“土星和木星将分别在8月2日和20日出现行星冲。‌‌”他们还将‌‌“比今年中的任何时候都更接近我们。‌‌”

如果您有望远镜(双筒望远镜也可),你就有机会,大约凌晨1点向赤道方向视线望去,‌‌“可以观察到在两星最光芒的时候,木星大气层条文和土星环同时出现,‌‌”帕特尔说。

10. 詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)发射

如果有一场活动能勾起天文学家的关注,那就是詹姆斯韦伯太空望远镜(简称JWST)的发射,它预计将于10月31日发射。

格林威治皇家天文台天文学家埃德·布卢默(Ed Bloomer)说,JWST经过一个月的旅途终进入轨道,要把它带上太空的过程很复杂,因为该望远镜太大,无法挤上现存的火箭要加以改良,但它将为天文学带来一个红外线的新时代。

他说,这令人非常兴奋,因为它将使科学家能够‌‌“研究非常早期的恒星和星系、行星形成过程、银河系演化等等。‌‌”

布卢默说,将它视为已经使用了几十年的哈勃太空望远镜的替代品并不是很正确,但是‌‌“它代表了下一代的工程技术,并且将是未来多年国际天文学界的主力军。‌‌”

这位天文学家说,希望JWST将提供备受期待的新图像,能够比现在红外线天文学中所产生已经很好的图像媲美,甚至从那个水平开始继续变得更好。