本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
动物认知领域的一个问题是,除了人类之外,动物是否具有识别自身的能力。戈登·盖洛普在1970年建立了一种经典的测试方法,即“镜子测试”。
乍一看,这似乎是一个相当简单的测试:让动物照镜子,看看它是否似乎认出自己,或者是否像看着别人一样做出反应。然而,需要考虑的因素比乍看之下要多。例如,所讨论的动物在其一生中是否经历过任何类似于镜子的事物,将极大地影响其对镜子的反应。失明后视力恢复的人,或者从未见过镜子的孩子,在照镜子时认不出自己,并且像看到另一个人一样做出反应。然而,不久之后,人们就会意识到他们实际上看到的是自己。
同样,当黑猩猩第一次照镜子时,它们的反应就像看到另一只黑猩猩一样。然而,它们也会意识到它们实际上看到的是自己。一旦它们熟悉了镜子,它们就会用它来看自己以前从未见过的身体部位(是的,可预测的是肛门-生殖器区域——有些人怀疑这些是我们现存最近的亲戚)。它们还使用镜子进行更体面的活动,例如清洁眼睛、鼻子和牙齿。
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为了测试黑猩猩是否真的在镜子里认出自己,研究人员首先让黑猩猩习惯自己在镜子中的样子。然后,他们在黑猩猩的额头上画了一个彩色的标记。当没有给黑猩猩镜子时,它们不会触摸头上的彩色区域。然而,当给它们镜子时,它们确实开始触摸这个区域,表明它们意识到镜子的工作原理。
“标记测试”现在已在多种动物身上进行,似乎许多动物也具有镜子自我识别能力:其他大型猿类(倭黑猩猩、猩猩和大猩猩)、宽吻海豚、亚洲象和两只欧亚喜鹊。似乎无法在镜子中认出自己的动物包括一些猴子物种、鱼类、长臂猿、海狮、狗、猫和鹦鹉。
动物能否在镜子里认出自己,是否意味着它具有类似于人类的自我认知,这是一个长期争论的问题,“标记测试”无法回答这个问题。然而,许多无法认出自己的动物,在观察镜子中的其他事物时,仍然表现出有趣且多样的结果。除了“标记测试”之外的其他镜子任务包括动物必须使用镜子来找到隐藏奖励的任务。为了做到这一点,它们可能需要理解镜子中的物体是如何真实世界中物体的反射。
在最近的一项研究中,科学家们使用这种任务来观察十只新喀里多尼亚乌鸦是否能够使用镜子。首先,给乌鸦一面镜子,通过在镜子旁边放置食物(肉块)来鼓励它们与镜子互动。它们每天接触镜子10分钟,最多六天。乌鸦能够走到镜子后面看看是否有其他个体在那里。起初,正如科学家预测的那样,当乌鸦第一次在镜子里看到自己时,它们做出了攻击性反应,仿佛是对另一个个体。这种攻击性行为在乌鸦接受测试的十次试验中并没有减少,并且乌鸦没有表现出任何表明它们已经弄清楚自己正在照镜子的行为。然而,这是一组相对较短的试验,如果给它们更多的时间来体验镜子,它们可能会学会镜子的工作原理。
在最初的攻击性反应之后,乌鸦随后会经常检查镜子的背面,并在镜子后面搜索,仿佛是在寻找“另一个”个体。这也是在儿童和非人类灵长类动物身上发现的情况。这种探索随着它们与镜子相处的时间增多而增加。
然后,对两只经历过镜子的乌鸦和两只没有经历过镜子的新乌鸦进行了一项任务测试,在任务中,它们必须使用镜子来取回食物。在这个任务开始时,给鸟类一面放在地板上的镜子,上面放着肉(它们很容易吃掉)。然后在镜子上方的放置一个栖木(以便它们可以坐在栖木上并向下看镜子)。然后给鸟类肉,让它们从镜子和栖木上吃,这样它们就可以习惯这种设置。然后,研究人员将肉挂在栖木下方的绳子上,鸟类学会了从栖木上倾斜身体去取回挂在绳子上的食物,这些食物悬挂在地面上的镜子上方。最后,在镜子上方,鸟类栖木下方放置了两个盒子。这些盒子的建造方式意味着它们可以用来阻碍乌鸦观察食物。起初,乌鸦可以看到栖木下方悬挂的肉,以及它在镜子中的倒影。然而,随着时间的推移,研究人员改变了盒子,使鸟类无法再看到真正的肉,而只能通过镜子中的肉的倒影来判断肉在哪个盒子里。
在用这种设置进行训练后,然后用一组四个盒子对鸟类进行测试,其中只有一个盒子包含隐藏的食物。给它们30次试验来“解决任务”(仅使用倒影来引导它们找到隐藏的食物)。虽然不是立竿见影,但所有四只鸟都能够学会使用镜子来找到隐藏的肉,并且随着试验的进行,它们越来越擅长这样做。出乎意料的是,以前没有镜子经验的鸟类实际上比两只经历过镜子的鸟类更快地解决了任务。
那么,这项研究是否表明这些乌鸦理解镜子?嗯,可能不是。考虑到鸟类在最终测试中在学会找到食物之前犯了许多错误,似乎更可能是鸟类学会了一条“规则”,例如“朝着食物的镜像移动并在那里搜索会导致真正的食物。” 然而,这并不是说,如果乌鸦有更多的经验,它们可能会学会镜子如何反射真实世界中的物体。
图片来源:乌鸦照片由Marko_K拍摄,黑猩猩照片来自 Povinelli et al. (1993)。
参考文献
Medina, F. S., et al., (2011) New Caledonian crows’ responses to mirrors, Animal Behaviour, doi:10.1016/j.anbehav.2011.07.033
Pearce, J.M. (1997) Animal learning and cognition: An introduction.Psychology Pr.
Povinelli, D.J., Rulf, A.B., Landau, K.R. & Bierschwale, D.T. (1993) Self-recognition in chimpanzees Pan troglodytes: Distribution, ontogeny, and patterns of emergence. Journal of Comparative Psychology 107(4): 347.