2010年的一天，大象坎杜拉在他的后院散步时，闻到了一股美味的味道。气味吸引了他的注意力向上。在那里，似乎悬浮在空中，是一根竹枝，上面装饰着哈密瓜和蜜瓜。他伸出象鼻，设法得到了水果并折断了一段树枝，但其余美味的叶子仍然令人垂涎，遥不可及。他毫不犹豫地径直走向院子里一个大的塑料立方体，把它滚到悬空的竹子正下方，并把它当作垫脚凳，把整根树枝拉到地上。七岁的坎杜拉以前从未以这种方式与立方体互动过。为了满足他的胃和好奇心，他做了一件科学家们不知道大象能做的事情：他灵光一闪。
几周前，由戴安娜·赖斯和普雷斯顿·福德尔（当时在纽约市立大学）领导的一个研究小组参观了坎杜拉在华盛顿特区国家动物园的家。他们在院子里放置了木棍和坚固的立方体，并在象舍的屋顶和一棵树之间拉起了一种类似于晾衣绳的滑轮系统。他们从缆绳上悬挂着各种长度的水果竹枝，有的在大象的触及范围之内，有的则在范围之外。准备好空中零食后，他们退到视线之外，打开摄像机，等待观察这只年轻的大象会做什么。坎杜拉花了几天时间才获得最初的顿悟，但从那以后，他反复地将立方体定位并站在上面，用象鼻缠绕住科学家们悬挂食物的任何地方；他学会了用拖拉机轮胎做同样的事情；他甚至弄清楚了如何堆叠巨大的肉铺砧板来延长他的触及范围。
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其他大象过去在类似的测试中失败了。然而，事实证明，早期的研究与其说是大象思维的失败，不如说是人类思维的失败。与人和黑猩猩不同，大象更多地依赖于它们敏锐的嗅觉和触觉，而不是相对较差的视觉，尤其是在食物方面。以前，研究人员只向大象提供木棍作为获取悬挂或远处食物的潜在工具——黑猩猩在这方面非常擅长。但是，拿起一根木棍会削弱大象的嗅觉，并阻止动物用其灵巧的象鼻尖端感知和操纵想要的食物。要求大象用木棍够一块食物，就像要求一个蒙着眼睛的人用耳朵找到并打开一扇门。“我们总是通过人类的视角来看待动物——这很难避免，”赖斯说。“但是，由于对如此多物种的如此多研究，我们现在对我们周围各种各样的思维生物有了更多的了解。尝试找到测试动物思维的方法，以便它们可以向我们展示它们真正能够做什么，这真是太有趣了。”
数千年来，人们一直在讲述大象记忆力和智力的传说，科学家们几十年来一直在仔细记录野生大象聪明才智的惊人例子。然而，在过去的 10 年里，研究人员意识到大象比他们想象的还要聪明。早在八年前，几乎没有精心控制的实验表明，大象在工具使用、自我意识和解决问题能力测试方面可以与黑猩猩和动物界的其他智者相媲美。由于最近从大象的角度设计的实验，科学家们现在有确凿的证据表明，大象和它们庞大的体型一样聪明：它们是熟练的工具使用者和合作的问题解决者；它们非常有同情心，在彼此不安时互相安慰；而且它们可能确实具有自我意识。
尽管人们对大象的感知能力有了更深刻的认识，但世界各地的许多动物园仍在继续维护或扩大其大象展区，并且越来越多的武装偷猎者正在涌入非洲，以满足对象牙不断飙升的需求，每年杀死多达 35,000 头大象。美国最近禁止了象牙贸易（有一些例外），但尚未采取任何措施取缔圈养大象。至少有几家动物园正在利用最新的科学来改造其大象围栏，为动物提供更多的漫游空间以及智力刺激谜题。然而，只有一些动物园能够负担得起这种改变，许多大象专家认为，鉴于我们对这些生物精神生活的了解，继续将它们中的任何一只关起来都是不可原谅的。
精神力量
现代大象的思维源于与我们自身有很多共同之处的进化史。非洲草原象和森林象、亚洲象及其已灭绝的亲戚猛犸象，都在非洲三百万到五百万年前开始呈现出它们可识别的形态。正如德克萨斯大学埃尔帕索分校的路易斯·欧文解释的那样，人类和大象都在同一时间适应了非洲森林和稀树草原的生活，移民到欧洲和亚洲；两者都进化为在高度复杂的社会中过着漫长且经常迁徙的生活；两者都发展出复杂的沟通系统；并且两者的大脑容量都经历了显着增加。
多年来，对野生大象的大量观察表明，这种大脑容量大的野兽是地球上最聪明的动物之一。它们记住了数百公里外的水坑的位置，年复一年地回到那里。它们将树枝做成赶走苍蝇的鞭子，并用咀嚼过的树皮球堵住饮水坑。它们显然形成了牢固的社会联系，甚至似乎会哀悼它们的死者（参见《大众科学》2013 年 7 月刊的“当动物哀悼时”）。然而，科学家们很少在精心管理的实验中研究这种表面上巨大的智力。相反，研究人员首先转向黑猩猩，后来又转向像乌鸦、乌鸦和一些鹦鹉这样的聪明鸟类，寻找非人类动物具有非凡智力的证据。直到最近 10 年，科学家们才严格测试了大象的认知能力。这些新的研究一次又一次地证实了动物学家从野生动物的行为中推断出的结论。
长期以来，与野生象群生活在一起的科学家们观察到家庭成员之间令人敬畏的合作。相关的雌象及其子女一生都生活在紧密的氏族中，互相照顾彼此的孩子，并在受到狮子或偷猎者的威胁时形成保护幼象的圈子。大象氏族成员通过温柔的鸣叫、雷鸣般的喇叭声和人类无法察觉的低频隆隆声，以及推挤、踢腿和头部倾斜或耳朵拍打等视觉信号相互交谈。它们互相商议，做出集体决定，并为它们的成就鼓掌。“成为大象家庭的一员就是团结一致，为更大的利益共同努力，”世界最著名的大象专家之一、慈善机构 ElephantVoices 的联合创始人乔伊斯·普尔说，该慈善机构旨在促进大象的研究和合乎道德的护理。“例如，当它们准备进行群体冲锋时，它们都会互相看着对方：‘我们都准备好了吗？我们准备好做这件事了吗？’当它们成功时，它们会举行盛大的庆祝活动，吹喇叭、隆隆作响、高高地抬起头、象牙互相撞击、象鼻缠绕在一起。”
安博塞利大象信托基金会主任、另一位杰出的大象研究员辛西娅·莫斯，曾经看到过一个特别令人惊叹的大象合作的例子。有一天，年轻而大胆的乌木，族长回声的女儿，径直闯入了一个不属于她自己的氏族之中。为了显示统治地位，那个氏族绑架了乌木，用它们的象鼻和腿将她囚禁起来。在未能独自救回乌木后，回声和她最年长的女儿退缩了。几分钟后，她们带着所有大家庭成员返回，冲入绑架者的氏族，救出了乌木。“那需要预见、团队合作和解决问题，”莫斯说。“回声是如何传达她需要他们的呢？这对我来说是个谜，但它确实发生了。”
2010 年，泰国玛希隆大学的约书亚·普洛特尼克和他的同事们首次在一项受控研究中测试了大象的合作能力。在泰国的一个保护中心，他们用排球网将一个室外大象围栏分成两个区域。亚洲象成对地站在一边。在另一边，研究人员将两碗玉米固定在一张桌子上，桌子在一个塑料管框架上前后滑动。他们将一根麻绳环绕在桌子上，这样当同时拉动绳子的两端时，桌子就会向大象移动，将食物推到网下。如果单只大象试图自己拉绳子，绳子就会滑落，并破坏任何获得食物的机会。所有的大象都很快学会了合作，甚至在科学家阻止两只动物同时接触绳子时，也耐心地等待伙伴。一只顽皮的年轻大象比其他大象更聪明。她没有费力地拉绳子的一端，而是简单地站在绳子上，让她的伙伴做所有的苦差事。
一些研究野生大象的科学家认为，除了为了生存而合作之外，这些生物还具有真正的同情心。例如，普尔回忆说，当另一只大象将象鼻伸向电围栏时，一只大象畏缩了一下；幸运的是，当时电围栏没有通电，但过去曾通电过。大象经常拒绝丢下它们生病和受伤的同伴，即使生病的动物不是直系亲属。普尔曾经观察到三只年轻的雄性大象挣扎着复活一只垂死的雌象，用它们的象牙抬起她的身体，让她重新站起来。另一次，普尔开车穿过肯尼亚的安博塞利国家公园时，看到一只雌象生下了一只死胎。母象守护着她死去的幼崽两天，一遍又一遍地试图复活它软弱无力的身体。普尔意识到这位悲伤的母亲这段时间一直没有进食任何东西，于是开车靠近她，端上一杯水。大象将象鼻伸进车内，渴望地喝了个饱。喝完后，她和普尔待了一会儿，轻轻地抚摸着她的胸部。
当大象遇到大象骨骼时，它们会放慢速度，小心翼翼地靠近它，并用象鼻和它们敏感的软垫脚底抚摸骨头。大象对其他物种的遗骸没有表现出同样的兴趣。在一项实验中，大象调查研究象头骨的时间是犀牛和水牛头骨的两倍，探测象牙的时间是木头的六倍。莫斯亲眼目睹大象用泥土踢打骨骼，并用棕榈叶覆盖它们。
普洛特尼克和著名的动物行为专家、埃默里大学的弗朗斯·德瓦尔最近联手研究大象的同情心。在 2008 年春季至 2009 年期间，他们每月观察泰国大象自然公园的 26 头亚洲象，寻找研究人员称之为“安慰”的迹象。许多动物都能够“和解”——在争吵后和好。极少数动物表现出真正的安慰：当旁观者不遗余力地安慰争斗的受害者或因某种原因感到不安的个体时。在数十个场合，普洛特尼克和德瓦尔看到大象互相安慰。一只不安的大象通常会竖起耳朵和尾巴，发出尖叫、咆哮或喇叭声。在研究过程中，许多大象都以这种方式表现，因为发生了争吵，因为它们被直升机或狗之类的东西吓坏了，或者是因为不明原因。当其他大象认出这些焦虑迹象时，它们会冲到不安的动物身边，发出柔和的鸣叫声，并抚摸它们同伴的头部和生殖器。有时，大象会将象鼻放入彼此的嘴中——这是一种信任的标志，因为这样做有被咬的风险。
大象智力中最棘手的部分——真正挑战科学家像大象一样思考的部分——是自我意识。科学家们现在有初步证据表明，大象确实具有自我意识，推翻了之前的发现。为了确定动物是否具有自我意识，研究人员首先在动物的身体上做一个标记，动物只能在镜子的帮助下才能识别出来。然后，他们等待观察动物在看到自己的倒影时是否会试图去除标记。这样做的理由是，这意味着动物明白它看到的是自己而不是另一只动物。在早期关于大象自我意识的研究中，研究人员在围栏的栅栏外放置了一面 1 米 x 2.5 米的镜子，角度倾斜，使动物只能看到它们身体的上三分之一。大象对倒影的反应就像对待另一只大象一样，举起象鼻致意。当科学家们用白色乳霜涂抹大象的脸时，这些动物未能认出这些标记在它们自己的身体上。
但是，如果实验设计本身阻止了大象理解它们正在镜子里看着自己怎么办？毕竟，大象主要通过触摸、气味和声音（而不是视觉）来识别彼此，而研究中的动物无法实际研究镜子。因此，赖斯、德瓦尔和普洛特尼克决定重做这些实验，这次允许大象使用它们的所有感官。
2005 年，三人组建造了一面 2.5 米 x 2.5 米的防碎镜，并将其用螺栓固定在纽约市布朗克斯动物园大象院子周围的墙壁上。三只名叫帕蒂、麦克辛和快乐的雌性亚洲象可以随意接近和检查这面坚固的镜子。当它们第一次遇到这个装置时，麦克辛和帕蒂将它们的象鼻摆动到镜子上，并试图翻越镜子所连接的墙壁，就好像要检查是否有另一只大象躲在玻璃后面。当它们一无所获时，三只大象都摇晃着象鼻，晃动着头部，同时直视镜子，就像我们可能会挥舞双手以查看阴影是否是我们的影子一样。它们盯着自己的倒影，并将象鼻伸进嘴里，就好像在寻找挂住的菠菜。
几天后，科学家们在每只大象脸的右侧画了一个白色的 X。麦克辛和帕蒂似乎没有注意到这些标记，但快乐在几次走过镜子后，开始用象鼻触摸她脸上的 X。最终，她面对着自己的倒影，并反复擦拭她脸上被涂漆的部分，用象鼻尖端。
三只大象中只有一只注意到它脸上的 X，这似乎令人失望，但实际上非常了不起。赖斯指出，即使在黑猩猩的研究中——大多数研究人员都认为黑猩猩具有自我意识——有时也只有不到一半的黑猩猩通过了镜子测试。普洛特尼克认为，期望大象注意它们脸上随机的污渍可能不是测试它们自我意识的最佳方法。黑猩猩是爱干净的梳理者，它们花费数小时从彼此的头发中挑出虱子和蚊蚋，而大象通过弄脏自己来保持清洁，经常用灰尘和泥土喷洒自己以驱赶昆虫和寄生虫。而且它们喜欢在泥浆中嬉戏。“没有理由认为大象会有同样的虚荣心，”普洛特尼克说。
笼子后面的大脑
所有关于大象智力的新证据都加剧了关于是否继续圈养这些生物的争论。前大象管理员丹·科尔维护着一个全球大象的详尽数据库。他记录了目前被圈养的 7,828 头大象：1,654 头在动物园或野生动物园中；4,549 头在游客可以骑乘动物的“大象营地”中；288 头在马戏团中；其余的在寺庙、保护区或私人住宅中。关于美国动物园大象福祉的最新研究并不特别令人鼓舞。动物福利专家和 Vistalogic, Inc. 顾问谢丽尔·米汉与许多合作者最近完成了一项关于北美动物园和水族馆协会 (AZA) 认可的几乎所有 300 头左右大象的大型研究。研究人员通过照片、视频、血液和激素测试、兽医报告以及看护人填写的调查问卷评估了圈养大象的身体和精神健康状况：约 75% 的大象超重或肥胖；根据年份的不同，25% 到 40% 的大象患有某种脚部或关节问题；80% 的大象表现出行为抽搐，例如踱步和持续的头部晃动或摇摆。
布里斯托尔大学的斯蒂芬·哈里斯和他的同事在 2000 年代后期对英国动物园的大象进行了一项类似的研究。我问他是否有可能在动物园中保持大象身心健康。他的回答简洁明了：“不可能。”他研究的大象最多 83% 的时间都在室内度过，通常在狭窄的条件下；大多数大象步态异常；75% 的大象超重；超过 50% 的大象有行为抽搐；一个个体一天中抽搐长达 14 个小时。圈养大象的生育率也较高，平均寿命也比未被圈养的同类短。野生大象在森林或稀树草原中迁徙很远的距离以寻找食物和水——吃掉大量难以消化的坚韧纤维草和灌木——而动物园的大象在混凝土上空闲地站立的时间太长，并且食用了它们在原生栖息地很少遇到的高热量食物。研究人员还了解到，许多动物园的大象没有得到它们需要的休息，因为它们不喜欢躺下在石头或其他坚硬的表面上睡觉。
很少有动物园能够充分再现野生大象复杂的社会生活。圈养的雌象通常是从各地获得的陌生象。当动物园决定搬迁一只动物时，任何形成的友谊都可能瞬间瓦解。“有时人们把这些生物当作家具对待，”莫斯说。研究人员过去认为，年轻时离开氏族的雄象是独行侠。但他们现在知道，雄象之间也进行了广泛的社交活动。然而，动物园以野生环境中永远不会发生的方式混合雄性和雌性，并在成年雄性变得过于暴躁或好色时试图卸载它们。
现在，大象智力和情感生活的证据不再主要是轶事，动物学界面临着更大的压力来回答一个令人畏惧的问题：为什么要圈养大象？动物园通常给出两个主要原因：将大象从可怕的境地中拯救出来，例如偷猎者的威胁或生活在亚洲所谓康复中心的压力，这些中心将这些生物拴在树上；并教导公众大象是多么神奇，以期促进它们的保护。
随着时间的推移，这些论点变得越来越站不住脚。如今，动物园里很少有大象是从可怕的生活中被拯救出来的；相反，它们是在圈养中出生的。在 2000 年代中期，动物园开始了一项特别积极的圈养大象繁殖计划，试图弥补它们因疾病和虚弱而损失的所有动物。《西雅图时报》2012 年的一份综合调查报告总结说：“动物园每出生一只大象，平均就会有两只大象死亡。”至于教育推广，现代技术已使动物园过时。“当我还是个孩子的时候，我们没有电视，即使有电视，野生动物图像也非常少，”哈里斯说。“你去动物园与大象互动，骑在它们身上并触摸它们——没有其他方式来了解它们。当然，现在信息过载了。你可以通过摄影和电影获得规模感，并看到你在圈养中永远看不到的各种精彩行为。”想想从一部《地球脉动》级别的自然纪录片中可以学到多少关于野生大象的生动场景，而与盯着一只患有关节炎的摇头晃脑的动物园大象的体验相比。
其他科学家认为，即使最初没有充分的理由将大象关在动物园里，但主张突然结束圈养大象是天真和理想主义的，尤其是在北美和欧洲以外。“虽然我相信所有大象都应该在野外，但不幸的是，这不现实，”普洛特尼克说。在亚洲，他工作的地方，人们已经使用了几个世纪的大象作为役畜，目前有数千只动物被圈养在营地中。突然释放所有这些动物根本不可行；甚至可能没有足够的野生栖息地来容纳它们。普洛特尼克认为，前进的最佳方式是通过保护来维持亚洲野生象种群，并通过为大象管理员找到新的、同样有利可图的工作来逐步淘汰圈养种群。莫斯希望美国和欧洲动物园的大象也能实现类似的目标：“我希望看到它们度过余生，不再繁殖或进口。”米汉希望她收集的信息将有助于改善动物园大象的福祉。
近年来，至少有几家动物园一直在尝试利用动物福利科学，使其大象围栏更像保护区。波特兰的俄勒冈动物园即将改造其大象栖息地，声称这将改善其四只雄性和四只雌性亚洲象的生活。大象乐园计划于 2015 年开放，是一个 2.5 公顷的丘陵栖息地，大部分覆盖着厚厚的沙子而不是混凝土，并设有一个 490,000 升的水池，用于打滚、沐浴和玩耍。大象将可以自由地从一个地形漫游到另一个地形，大象馆馆长鲍勃·李解释说，这有望让雄性和雌性大象能够按照自己的意愿进行互动。各种喂食器将以随机间隔为大象提供食物，因为研究表明这种不可预测性与更健康的体重有关。其他喂食器将通过遥不可及的零食和机械谜题来锻炼大象的象鼻和大脑。
翻新大象围栏，使其更宽敞、更具智力刺激性，这既是对大象智力和福利研究的承认，也是对其的否定。毕竟，如果动物园真的把动物的最大利益放在心上，它们就会关闭大象展区。2005 年，底特律动物园成为第一个完全出于伦理原因放弃大象的动物园。长时间在狭小的空间里度过——并在室内度过密歇根州严酷的冬季——使它们的两只亚洲象身心俱疲。旺达和温基被转移到加利福尼亚州圣安德烈亚斯的表演动物福利协会 (PAWS) 930 公顷的保护区。少数动物园已经效仿，但它们只是少数。
PAWS 的总裁兼联合创始人埃德·斯图尔特认为，即使他庞大的避难所也不足以让大象像在野外一样健康。“大象不应该被圈养——就这么简单，”他说。“无论是动物园、马戏团还是保护区都无关紧要。社会结构不正确，空间不合适，气候不合适，食物不合适。你永远无法做得足够好来匹配野外。它们非常聪明。拥有所有这些脑力——却受到圈养的限制——真是一个奇迹，它们竟然还能应付。我希望在 20 年后，我们会回头看看，心想，‘你能相信我们曾经把这些动物关在笼子里吗？’”