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点评《植物“智力”:思考还是指令》,欢迎中国科学报向生物智力学靠拢

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发表于 2014-5-29 15:28:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
点评《植物“智力”:思考还是指令》,欢迎中国科学报向生物智力学靠拢
王红旗(重构智因学研院资深学者)
在生物智力学创建即将满10周年之际,传来一个有趣的消息:中国科学报2014年3月21日发表了该报记者(胡珉琦)采访中国科学院昆明植物研究所研究员吴建强之后撰写的《植物“智力”:思考还是指令》一文,这表明以中国科学报为代表的官方科技媒体正在进一步向生物智力学靠拢,这种以具体行动落实国家主席“717讲话精神”(科技界更要走前人没有走过的路•••树立强烈的创新自信,敢于质疑现有理论,勇于开拓新的方向)的做法,值得欢迎和鼓励,并期待着再接再厉,把中国人自主创建的全新的生物学理论“生物智力学”介绍传播到全世界。
长期以来,我致力于重构人类已有的知识体系,陆续撰写60余部、在海内外出版40余部涉及到众多学科的著作,并于2004年正式创建生物智力学(亦称生物智能学、生物智慧学、生命智能学、生命智慧学、生命智力学),指出生命与非生命的分水岭在于生命拥有生命智力,所有的生物都拥有不同形式、不同结构、不同层次的生命智力,所有的生命活动、生物进化都是在生命智力主导下或参与下进行的。
在创建论述生物智力学的过程中,包括生物学在内的众多学者都曾通过不同途径与我进行讨论商榷,越来越多的人开始关注生命智力学(互联网检索多达数百万词条),福建师大福清分校学报、发明与创新杂志、飞碟探索杂志、益生文化杂志、汉声杂志(墨尔本)、战略与风险管理、华人杂志(香港)、都市文化报等报刊均发表过有关生命智力学内容的文章,中国国际广播出版社、武汉大学出版社、上海辞书出版社、深圳海天出版社、陕西出版集团(数字读物)均出版过内容涉及到生命智力学的著作。如今中国科学报也开始报道有关生物智力现象的内容,对于长期研究生物智力的笔者来说当然是一件值得欢迎的好事情。
笔者对《植物“智力”:思考还是指令》一文主要内容的点评如下:
会“思考”的植物。近日,德国哥廷根大学的科学家们在研究一种叫作伏牛花的植物防御机制时发现了一个奇特的现象。与它的近亲俄勒冈葡萄灌木相比,伏牛花感染果蝇的数量只有后者的十分之一。果蝇这种寄生虫会刺穿浆果以便在果实里产卵,如果幼虫在里面生长,它将以浆果的所有种子为食。有意思的是,当伏牛花的果实里有两个种子时,一个被感染了而另一个完好,伏牛花主动把两个果实都抛弃掉的概率为75%。而当果实中只有一个种子,而这个种子最终被感染时,伏牛花放弃这个成熟的种子的概率是5%。被感染果实的种子并不是总被抛弃,这取决于浆果里总共有多少种子。研究人员在解释伏牛花的这种行为时,认为这基于一种“结构记忆”,能够帮助它们预测未来事件。显然,在两个种子成熟前将其都抛弃是拯救健康种子的上策,也就是说植物懂得权衡预期的损失和外部条件。
点评:植物在与食草动物之间生存博弈过程中体现出的智力行为的案例非常多。笔者在美国版、香港版《生命智力简史》,电子书《生命智力学:打开生命迷宫的最后一道门》,以及《破解千古难题:先有鸡还是先有蛋——揭示生物进化“鸡蛋-蛋鸡”路线图》《生物智能导论》等著作里,都例举过一些例子。有趣的是,有些植物与动物一样也会伪装,它们为了避免昆虫在其叶子上产卵(孵化出的毛毛虫会以叶子为食),居然会提前在叶子上长出类似虫卵的凸起物,以便让昆虫误以为它们已经在这片叶子上产过卵了(对于昆虫来说在同一个叶子上重复产卵是不利于后代生存的)。显然,植物伪装行为与动物伪装行为的性质一样,都属于生物智力行为,因为生物智力的本质就是想办法解决生存遇到的问题。
中国科学院昆明植物研究所研究员吴建强在接受《中国科学报》记者采访时介绍了同样是德国科学家早年的一项发现。天蛾是野生烟草的主要传粉者,由于它喜欢夜间授粉,因此野生烟草的花朵一般在黄昏开放。但是当天蛾为植物授粉时,它也有自己的繁殖进程,一只天蛾能产下200多个卵,这些卵可以长成啃食植物的毛毛虫,尽管已经做好防御,烟草还是会受到毛虫的侵袭。不过,科学家在一星期之内发现了野生烟草惊人的变化。在毛毛虫暴发的区域,他们注意到,在黎明之前的几个小时,有些夜间没有开放的野生烟草花朵开放了,而这些花朵和夜间看到的和闻到的都不太一样,那些常见的在夜间开放的花朵花蜜很多,糖粉很浓。不仅花蜜和香气发生了变化,花朵的形状也改变了。研究人员解释,本质上,通过花朵自身和开放时间的变化,植物主动停止了与天蛾的合作,转而与白天的授粉者——蜂鸟交流。蜂鸟的卵不会长成为毛毛虫,它们不会啃食植物,因此,不再雇佣毛毛虫,可以避免了全食草动物的侵害。一瞬间改变形状、气味,改变花蜜质量的能力,实在让人难以置信,科学家也不知道,这种共识是如何在有些野生烟草植株间达成的。
点评:笔者不久前发表在互联网上的《世界地理频道:金合欢树智斗捻角羚》一文中写道:事实表明,金合欢树是一种非常聪明的植物,为了生存,它们发明创造了三项技术法宝:第一项是长出尖刺,可以减缓捻角羚以及其它动物啃食自己叶子的速度;而且越是幼年的金合欢树,长出的刺就越多,因为幼树的叶子更需要保护。第二项是豢养“蚂蚁保镖”,金合欢树的尖刺根部或叶子根部会膨胀出空洞并分泌出甜蜜汁,吸引蚂蚁在金合欢树上栖息;一旦有捻角羚或毛毛虫啃食叶子,蚂蚁就会群起而攻之。第三项是分泌对食草动物有害的毒汁(单宁酸、鞣酸),这种毒汁进入捻角羚的胃里,能够阻断胃的消化功能,严重时很快就会死去。科学家深入研究还发现,金合欢树并不是一被啃食就释放单宁酸,而是在不断被啃食一段时间(三个小时)或一定数量比例的叶子后,才会释放出大量的单宁酸。更有趣的是,被啃食过的金合欢树叶还会释放出一种“报警”气味,附近的金合欢树能够识别出这种报警信息,从而在捕食者到来之前就开始释放出单宁酸。毋庸置疑,金合欢树的上述行为只能而且应该被承认是一种生命智力行为。
点评:其实,科技日报早在2007年4月26日就曾发表《英国科学家发现植物也有智力》一文:英国《焦点》月刊4月号刊登文章,金合欢树会产生一种味道不好的丹宁酸以阻止动物啃食自己,被啃食过的金合欢树叶会释放一种气味,周围其他金合欢树会识别出这种气体,从而在捕食者到来前释放出丹宁酸。牛津大学的科琳.凯利进行了一项长达15年的研究,将寄生植物菟丝子移植到营养状况不同的山楂树上,发现菟丝子更喜欢缠绕在营养状况好的宿主上,而拒绝营养状况差的宿主。凯利称,菟丝子在从宿主身上吸取养料之前就显示出了这种接受和拒绝的反应;表明它具有解决问题的能力,能够选出哪个宿主值得去缠绕,哪个不值得。英国爱丁堡大学植物学家托尼.特里瓦弗斯是植物智能观的主要支持者,他说:“动物身上被许多人认为聪明的举动也能在植物的行为中看到。智力通常被定义为解决问题的能力,而植物也有•••在植物细胞中一定进行着某种‘思考’,但我们不知道这是怎么完成的。植物能够对环境进行评估,这意味着它们的行为比人们意识到的要复杂得多•••只是因为植物活动起来比我们要慢得多。因为我们通常看不到它们在生长,所以很难想到它们能够行动,更不用说有智力了。”
相似的神经传递在人们的普遍认识中,植物只是在一个固定的地点里繁殖的简单生物体,需要经过很长一段时间,人们才能通过肉眼看到它们的变化。但事实上,植物不仅能生存,也能够感觉,植物的“聪明”程度一直以来是被低估的。100多年前,达尔文和他的儿子成功完成了一系列关于植物根的实验,他们证明了植物可以感受到光、水分、重力、压力以及其他一些环境。在达尔文晚年的一本书《植物运动的力量》中,他写道:毫不夸张地说,植物的根尖有指导毗邻部位运动的力量,就像低等生物的大脑。这也正是“根脑”概念的由来。
点评:达尔文在《物种起源》一书中仅仅论述了经由“随机微变+自然选择”途径发生的进化现象,却拒绝讨论智力的起源与进化,以及生物智力对生物进化的作用。因此达尔文在晚年思考“植物根脑”表明,他开始认识到生物智力的存在,可惜他没有勇气纠正《物种起源》的错误,因为承认生物智力的存在将导致他苦苦一生搭建起来的随机进化论大厦的倾覆。
吴建强说,植物的确能感觉并对很多环境变化作出回应,除了光、水分、重力、压力以外,还包括温度、土壤结构、营养、毒素、虫类、来自其他植物的化学信号等等。一旦这些条件发生变化,植物能将电信号或者化学信号传递到植物的全身,从而调节植物的行为反应。他所在的植物与其他生物相互作用研究组研究发现,植物在遭受虫咬以后体内会出现电信号的移动,还有一类酶的活性也会有相应的变化。此外,在逆境中的植物会通过叶子向外散发一些气体,也就是化学信号,一方面可以警示周围的植物,另一方面,就类似于传递信息素,从而招引啃食叶子者的天敌。如果遇到自己的竞争者,有些植物的根部还会释放毒素,使得周围的植物无法发芽或者生长不好。
点评:根据生物智力学,生命智力的主要功能之一就是感知外部环境并根据外部环境采取相应的生存行为,微生物如此,植物如此,动物如此,人类也如此。动物与动物之间既存在生存竞争也存在生存合作,植物与植物之间同样既存在生存竞争也存在生存合作,而且植物与动物之间也是既存在生存竞争也存在生存合作。事实表明,越是生物多样化的环境,生物越是能够体现出生存的智慧。
吴建强告诉《中国科学报》记者,这种化学信号的合成、传递并不是那么迅速,对于植物而言,这样的过程需要消耗大量的能量,最经济的做法就是环境变化达到一定的阈值,才会启动这样的一套机制。在有的科学家看来,植物的这套反应机制可能与大脑的信息处理系统有些类似,他们认为,已经在植物中发现的电信号和化学信号系统与动物神经系统中的发现类似,植物细胞也会通过电信号来传递信息,其方式和人类神经元彼此间的通讯方式相似。对于这种观点,一项重要的证据是,植物学家发现,不仅植物细胞会凭借电流来传递信息,植物本身也含有在人类和其他动物体内作为神经受体的蛋白质。谷氨酸受体就是一个很好的例子。人脑中的谷氨酸受体对于神经通讯、记忆形成和学习都发挥着重要作用,很多有神经活性的药物都以谷氨酸受体为作用靶点。因此,当科学家发现植物也有谷氨酸受体,素有“植物学中的果蝇”之称的拟南芥竟也对能改变谷氨酸受体活性的神经活性药物敏感时,一度令植物学界大感意外。植物中这些受体能在细胞间的信号转导中发挥作用,其方式非常类似人类神经元彼此之间的通讯方式。这是否真的意味着植物拥有“智力”?2005年,一个被称之为“植物神经生物学”的新学科名词出现在植物学界,它以研究植物中的信息网络为目标。支持它的科学家时常拿植物行为与动物行为作比较,他们坚持认为在植物解剖和生理及动物的神经网络之间存在很多相似之处。吴建强认为,类似的神经传递过程,并不意味着植物是拥有神经的,两者还是有很大差异的。“植物通过化学信号、电信号传递信息,但其速度并没有人类的神经传递那么迅速。”他指出,“最大的差异可能还在于人类神经传递需要依靠中枢系统完成复杂的处理过程,也正是这个过程使人类具有了意识。”
点评:植物传递信号的速度不如动物神经系统快,植物传递信号所使用的载体与动物不同,这并不令人感到意外。根据生物智力学,生物界存在着多种多样的生命智力(系统),不同形式、不同结构、不同层次的生命智力,其智力运算速度有着很大的差异。如果说我们人类大脑思维生命智力系统是高速或超高速计算机的话,那么dna生命智力系统、细胞膜生命智力系统、细胞膜网络生命智力系统就可以算是低速或超低速计算机了。
事实上,判断一个生命是否拥有智力在很大程度上是指是否具有自我意识,如果从心理学的角度看,就是能否作为一个观察者觉知到自己。最广为人知的研究方法就是看它能否认出镜中的自己。显然,植物能够辨认镜中自己的可能性微乎其微。因此,同众多反对该学说的科学家一样,吴建强也倾向于将植物的反应机制解释为是机械化的指令。“尽管经历了远比人类历史更长的进化时间,植物已经具备了几乎完美的响应环境变化和自己生长发育需要的复杂系统,但这种反应更多的是在基因中早已编码完成的,也可以说是一种先天的条件反射,而不是通过智慧后天习得的。”
点评:生物智力学指出,生命智力水平存在着多种层次。我是谁?我就是生命智力的自觉!从这个角度来说,能够觉知到自己的生物,其生命智力水平已经达到了非常高的层次。但是,这并不意味着不存在其他层次的生命智力。所谓“植物的反应机制解释是机械化的指令”的说法并不准确,因为基因编码指令本身就是一种典型的生命智力行为。事实上,人类的大脑思维智力不可能是凭空出现的,而是经历了漫长的发展过程和许多层次的生命智力阶段。所谓“先天的条件反射”,这个“先天”并不是从天上掉下来的,由而是DNA生命智力学和细胞膜生命智力系统、细胞膜网络生命智力系统共同构建出来的(对于动物的本能来说,还有神经元生命智力系统的参与)。有必要指出的是,我们大脑思维细胞的工作单元,正是大脑细胞的细胞膜及其附着物、衍生物(神经元、轴突、树突等),而它们乃是由细胞膜生命智力系统进化发展出来的。
以色列生物学家丹尼尔•查莫维茨(Daniel Chamovitz)在科学畅销书《植物知道生命的答案》中指出,“对我来说,植物无脑的观念非常重要,值得反复强调。如果我们时刻记住植物没有大脑,这就会从根本上大大限制对植物的拟人化描述。这使我们一边为了文字上的清晰继续把植物的行为拟人化,一边又知道所有这些描述都必须用植物无脑的观念来中和。虽然我们使用了‘看到’‘嗅到’‘触到’这样的语词,但是我们知道植物和人类的整个感觉体验是有质的区别的”。
点评:植物与人类的感觉体验当然是有很大的不同,植物无脑的观念确实很重要。但是,如果把“植物无脑”等同于植物没有生命智力,就是大错特错了。这是因为,生命智力有着多种形式,“脑”是生命智力形式之一,DNA和细胞膜同样也是生命智力的形式之一。
不过,吴建强认为,其实关于植物是否具有智力的争论,还在于基于人类智力的定义是否应该被扩大。如果我们将智力解释为能够适应环境变化的能力,那么理论上一切地球上有生命的个体都可以拥有智力。“科学必然是需要理性、严谨的,但当科学家在向人们传达关爱自然、尊重生命的理念时,多一些浪漫主义情怀也未尝不可。”
点评:关于植物是否具有智力的争论,确实涉及到如何定义“智力”的问题。吴建强先生把“智力解释为能够适应环境变化的能力”并不准确。根据生物智力学,生命智力是一种能够使用间接信息、间接手段达成期望效应的能力;期望效应包括生存期望、繁衍期望、进化期望,生命智力水平的层次越高,生物期望效应的内容也就越丰富多样。事实上,植物(包括其他所有的生物)不仅能够适应环境变化,而且还能够主动发展新的生存技术从而开拓出新的生存机会和更广阔的生存空间。典型的例子是猪笼草、捕蝇草等食虫植物,它们为了开拓新的营养来源,设计制造出来极其复杂的、精巧的、协同的能够捕食昆虫的新器官,以及相应的预期的新功能,例如猪笼草的捕虫囊,就同时具有动物的嘴、食道、胃、肠的功能。达尔文虽然观察研究过食虫植物,但是他却无法用“随机微变+自然选择”来解释捕虫器的进化过程,因为捕虫器的结构在没有完成之前是没有用的、而且是浪费宝贵的生存资源、因此应该是被淘汰的。对比之下,生物智力学可以很好地解释捕虫器(包括所有的复杂、精巧、协同器官)的形成:它们是由生命智力自己设计制造出来的!
笔者还愿意进一步指出的是,所谓“多一些浪漫主义情怀也未尝不可”的说法,客观上是在把原本极其严谨的如何定义“生命智力”的科学问题,变成了可有可无的“浪漫情怀”。事实上,长期以来生物学界把只有人类拥有的大脑思维智力当成生物智力唯一形式的观点,已经严重阻碍了生物学的发展,让生物学特别是进化论陷入了矛盾重重的困境之中。为此,1986年美国的一位德高望重的进化论者——奥尔森教授曾著文提出,更趋完善的生物进化论需要新一代的达尔文、辛普森、赫胥黎或者“生物学方面的爱因斯坦”才能实现。
从这个角度来说,21世纪初生物智力学的创建,具有科学史里程碑的重大意义。生命的复杂结构、精巧结构、协同结构,既不是随机形成的,也不是由超自然的神或上帝创造的,而是由生命智力自己设计制造出来的。这就意味着,有朝一日我们人类大脑思维有可能理解各种层次的生命智力行为方式,届时我们就可能实现与各种层次的生命智力进行“对话”,并有可能让生物进化向着我们需要的方向发展。对于地球生物圈来说,所有的生物都有其存在的价值(有必要制定一部生物法),生存合作才是生物行为的主流,人类前途取决于能否用对用好自己的生命智力。在这种情况下,用中国人自主创建的生命智力学取代随机进化论,无疑将极大提高中国的理论话语权和国家软实力,以及对全世界的向心凝聚力,非常有利于维护世界和平。

KX57-7200《点评<植物“智力”:思考还是指令>,欢迎中国科学报向生物智力学靠拢》140529
重构智因学研院电话010-51843850,信箱jdtdshj@163.com
本文收入八纮九野丛书《重构(王红旗)文集》之《重构2014进展》,
王红旗的jdtdshj个人主页http://jdtdshj.blog.163.com

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