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感官气泡：动物的知觉世界

来源：晰数塔互联网快讯时间：2023年06月23日 10:40

本文来自微信公众号：神经现实（ID：neureality），作者：尘埃Crystal、蝙蝠Chin，题图来源：视觉中国

在刚刚结束的第二十届心灵与机器会议上，来自浙江大学的人工智能专家潘纲教授，在一个学术报告中展示了脑机接口的临床应用。可能是前一天晚上太嗨，睡眼惺忪的我被他展示的视频唤醒。在视频中，脑控大鼠在一名研究人员的脑电波控制下，快速走出迷宫。但真正“震撼”我的是，我误将“大鼠头上的摄像头传来的视觉画面”理解成了大鼠在行走迷宫时“其眼中看到的世界”——对于心理学家与哲学家来说，还有比第一人称视角通达他（它）心更令人心驰神往的科学发现吗？很遗憾，脑机接口时代，我们对于动物的知觉世界仍然所知寥寥，更遑论第一人称视角通达。

我们时常可以看到蝴蝶在万花丛中，时而翩翩起舞，时而伫立在花瓣上采蜜。那么，蝴蝶为什么往往停留在花瓣上时才会采蜜呢？其实，它们站在花瓣上采蜜时，是用脚品尝花蜜的。蝴蝶的舌头长在脚上，比人类的味觉灵敏2000倍，既能品尝到甜味，也能分辨咸味和苦味。当它嗅到花蜜的香气时，蝴蝶就会立刻停在花瓣上张开喙管，品尝甘甜的花蜜。不仅仅是蝴蝶，每种动物都在用自己独特的方式，来感知和适应这个丰富而复杂的环境。

20世纪初，德国动物学家雅各布·冯·奥克塞尔（Jakob von Uexküll）提出了一个有关动物知觉的概念“Umwelt”。Umwelt一词源自德语，意为“周遭世界”，在奥克塞尔的理论中，它表示动物所处的周围环境，以及动物通过感觉器官和神经系统能够感知和体验的具体部分。2022年7月，著名科普作家、普利策奖（Pulitzer Prize）奖获得者埃德·杨（Ed Yong）在其新书《无垠的世界：动物感官如何揭示我们周围隐藏的领域》（An Immense World: How Animal Senses Reveal the Hidden Realms Around Us）中用了一个更形象的表达来解释这个概念——感官气泡（sensory bubbles）。感官气泡描述了不同生物在共享相同的物理空间时，所拥有的个体化的知觉世界，就像气泡一样圈定了各自的感知范围。

为了感知世界，动物察觉到像光、声音或化学物质这样的刺激物，会将它们转换成电信号，沿着神经元向大脑传递。负责检测刺激的细胞被称为感受器：光感受器检测光，化学感受器检测分子，机械感受器检测压力或运动。这些受体细胞通常集中在感觉器官，如眼睛、鼻子和耳朵。感觉器官、传递信号的神经元和处理这些信号的大脑部分，统称为感觉系统。而这些感觉系统作为动物自身的生物学特征使它们能感知到种种感觉。

同样，感官气泡也限制了动物所能探测的范围，但它们也定义了一个物种的未来，包括未来进化的可能性。环境的变化可以刺激动物高级心理能力的进化，比如计划和战略思维。在面对环境时，动物可以提前思考，而非简单地对直接摆在他们面前的任何东西做出反应。随着他们的感官气泡扩张，他们的思想也随之扩张。动物常常会被大量的刺激淹没，其中大部分都是无关紧要的。而他们会根据自身需求对刺激进行分类，过滤不相关的东西，保留最重要的信息。动物的生物学特征和环境需求共同塑造了感官气泡的形成和发展。

每种动物因其感觉器官、神经系统和行为模式的差异，各自拥有不同的感官气泡。以森林生态系统为例，其中生活着狼、兔子和鸟类等许多不同的动物。每种动物都拥有独特的感觉器官和行为模式，因此它们的感官气泡也是不同的。作为森林的捕食者，狼拥有敏锐的嗅觉和听觉，它们的感官气泡充满了森林中各种气味和声音的信息。

狼可以通过嗅闻气味来辨别食物的位置、其他动物的存在以及领域的界限，还能通过听觉来捕捉远处传来的声音，识别潜在的猎物或威胁。这些感知能力使狼能够在茂密的森林中迅速追踪猎物，同时避免与竞争对手发生冲突。

与此同时，兔子的感官气泡更专注于保护自己。它们拥有极佳的视觉和听觉，能够迅速察觉到潜在的危险。兔子的眼睛位于头部的侧面，为之提供了广角视野，可以同时观察到前方和侧面的威胁。当察觉到危险时，它们会迅速逃离，并利用飞快的加速度和敏捷的身体来躲避捕食者。

而在树上的鸟类，它们的感官气泡则更注重于飞行和觅食。鸟类拥有发达的视觉系统，可以远距离观察到地面上的昆虫和果实。它们的眼睛能够快速捕捉到移动的目标，并计算出精确的飞行轨迹。此外，鸟类还拥有灵敏的平衡感觉和空间感知，使它们能够在树枝间自如地飞行和停留，并找到自己的巢穴。

除此之外，感官气泡还会受到个体发育和学习经验的影响。小鸟在孵化后会依赖于父母鸟的教导来学习识别食物、危险和社交信号。这些学习经验会影响它们的感官气泡的发展，使其适应特定的环境和生活方式。

在感官气泡内，动物能够利用它们所拥有的各种感官来获得不同的感觉体验，包括触觉、视觉、听觉、嗅觉和味觉，甚至内感受（interoception），从而理解周围广阔的世界。

例如，响尾蛇的视力较差，但在它们眼睛后面有一种名为“颊窝器”（Buccal pit organ）的热敏感部位。颊窝器含有红外线感受细胞，可以感知周围环境与自身热量的微小差别。此外，它们的腹部对振动也非常敏感。因此，即使在漆黑的深夜，响尾蛇也可以精确地判断附近猎物的位置，然后一击而中。

一些蜜蜂无法看到红色，但对紫外线波段十分敏感。而许多向日葵的黄色花瓣中间隐藏着人类无法察觉的紫外线靶心图案，这可以帮助向日葵吸引对紫外线波段敏感的鸟类和蜜蜂的注意力。大象能够发出深沉的、雷鸣般的隆隆声，这种次声波超出了人类听觉范围，但可以传递给10公里以外的同伴。蛇经常将舌头伸出来并不停地晃动，它们的舌头分叉，可以用来判断气味来源的方向，并吸收外界空气中微小的气味粒子，从而分辨不同的气味。鱼的嘴唇、口腔和触须上遍布着许多味蕾，甚至其他部位也有味觉神经。某些无鳞鱼甚至能通过体表的皮肤分辨食物的味道。经过训练，鱼类能够区别甜、酸、苦、腥等味道。研究表明，鱼类辨别甜味的能力超过人类的80倍。

这些例子显示了不同动物都可以根据自身的感觉器官，利用环境中的信息，从而更好地适应生存和繁衍。

尽管我们对动物的知觉世界有了一些了解，但很多情况下这种了解是极其有限的。古希腊学者普罗塔戈拉曾言：“人是万物的尺度”。他在价值、意义和尺度上将人类摆在至高无上的地位，认为人是根据自己的认识来衡量万物的。这种“人类中心主义”（anthropocentrism）的古老传统随着人类文明的发展一直流传至今。

人们习惯用自己的思维看待世界，但往往没有意识到，大部分人只能知觉到世界的一小部分，生活在自己独特而又有限的感官气泡中。我们通过感官与世界互动：触觉使我们感知物体的质地和温度，视觉使我们感知形状和颜色，听觉使我们感知声音的音调和节奏，嗅觉使我们感知气味的种类和强度，味觉使我们感知食物的味道和口感。然而，其他动物拥有着不同的感官系统，它们感知世界的方式可能完全不同。

例如，蜜蜂可以感知紫外光线，能够看到我们无法察觉的花朵斑点和纹理。它们还能够通过振动感知声音和触觉，从而更好地沟通和定位。此外，蜜蜂也可以通过嗅觉感知花朵释放的化学物质，由此找到花蜜的位置。对于蜜蜂而言，它们的感官气泡中包含了与花朵和其他蜜蜂互动所需的信息，而我们对这些信息几乎一无所知。

哲学家阿尔文·戈德曼（Alvin Goldman）也曾将上述由生物体感觉器官的差异影响其认知过程或方式的认识论路径划入具身认知（embodied cognition）的分类学（Taxonomy）——即，身体解剖学的解释。主要指身体的一部分（包括感觉器官）凭借其独特的解剖学特征对认知起一种重要的因果作用。例如，像弹簧一般可塑的肌肉骨骼系统帮助我们易于行走，手指的柔韧性能帮助我们抓握坚硬的物体。如果我们用蝙蝠的回声系统取代人的眼睛，那么人类将以一种完全不同的方式来知觉这个世界。

最后，我们也要清楚地意识到，“人类中心主义”的偏见也会危及动物的生存。例如，海龟的繁衍是在海滩上进行的，小海龟破壳后本应立即游回大海摄取水分。随着旅游业的飞速发展，夜晚海边的人工光源会吸引新孵化的海龟向明亮的海边道路和度假村爬去，使它们更容易被天敌吃掉或者被车碾压。

再如，人们已然学会使用声呐进行导航和捕鱼，使用勘探船进行海洋地质勘探，运用各种机器对海底石油和天然气进行勘测，而这些机器产生的不同频率、不同响度的噪音也对海洋造成了极大的噪音污染。一些海洋动物长期暴露在高强度声音之下会造成听觉灵敏度降低，或者出现暂时性听觉缺失。如果噪音强度足够大，甚至会导致听觉永久性下降或缺失。若鱼类距离高分贝声源太近，可能会导致鱼鳔爆炸；海洋噪音不仅会干扰鲸和海豚自身利用声音捕食的能力，还极有可能破坏鲸鱼的导航系统，即回声定位系统，导致大量的鲸鱼搁浅，最终造成死亡。

人类文明的发展裹挟着许多动物的牺牲，要知道，享用自然并非人类的特权，而是一切物种共有的权利。如何遏止“人类中心主义”走向“人类仅存主义”成为全世界的人们需要思考的问题。

美国哲学家托马斯·纳格尔（Thomas Nagel）在其1974年的经典文章《成为一只蝙蝠感觉如何》中提到，对人来说，其他动物的意识体验本质上都是主观的，难以描述的。人类对动物知觉的想象都是基于人类自己的思维。我们没有诸如翅膀、羽毛、尾巴的器官，就无法确切地描述这种感觉是什么。换句话说，我们的感官气泡限制了我们对真实世界的知觉。

因此，我们应该认识到，迄今为何人类无法洞悉其他生物知觉到的世界。这就需要我们尊重其他生物的知觉能力，跳脱出人类中心主义的思维模式，并承认它们对世界的独特认知模式。只有这样，即便我们无法亲身体验动物的感觉世界，也能通过科学研究、观察以及与动物共处的经验来增加对它们的了解，真正做到“怀谦卑之心，观大千世界”。

本文来自微信公众号：神经现实（ID：neureality），作者：尘埃Crystal、蝙蝠Chin