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動物有意識嗎?該如何知道?——《誰是我?意識的哲學與科學》

時報出版_96
・2017/03/01 ・3594字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 508 ・六年級
  • 【科科愛看書】我是誰?誰又是我?這兩個看似平常卻難以回答的問題,《誰是我?意識的哲學與科學》想為你提出多元而有趣的思考方向。此書藉由淺顯的文字和生動的譬喻,從哲學、神經科學談到量子力學,用寬容而開放的態度闡釋不同觀點下的「我」與「意識」究竟為何?其中,除了人類本身,作者更從動物、機器人以及各式人格疾患等方向,帶領我們反思自身的意識,使得整個對話更為深刻。

不同複雜度的動物皆展現「似有認知能力」的行為表現。 如何判斷哪些能力可稱為認知能力? 如何論證動物也有心靈?

動物有意識嗎?一招「行為類比」帶你見真章

本章一開始就提到,行為類比是方法之一,如果動物有類似人類的行為或神經生理機制,便可以推論動物也有心靈。科學上也常用哲學上所謂的最佳解釋論證:動物有如此複雜行為的最佳解釋是動物有心靈。動物顯然有很好的記憶、有限的語言溝通、情緒與知覺,能思考、計畫有限的未來、構思行動策略或學習新能力,這些都屬於認知能力。然而有認知能力就有心靈嗎?

動物顯然有很好的記憶、有限的語言溝通、情緒與知覺,能思考、計畫有限的未來、構思行動策略或學習新能力,這些都屬於認知能力。然而有認知能力就有心靈嗎?圖/By Jean-François Chénier @ flickr, CC BY-NC 2.0

當我們問動物有沒有意識時,有兩種不同的意義。第一種是指生物整體是清醒的、抑或處於深沉睡眠、休克或死亡;第二種則指是否有意識自己處在特定心理狀態下,例如覺得痛時、聽到音樂是否有意識。第二種意義下的意識當然預設自己是清醒的;如果在第一個意義下沒有意識,例如植物人,便不可能意識到痛、音樂、氣味或情緒等。

動物有認知能力不代表有意識,因為我們知道人工智慧也可以有認知能力。

今天的人工智慧不只會下棋,事實上已廣泛應用在家電與汽車上,甚至可以自動駕駛汽車、飛機、太空船等,生產線上也大量用機器人取代勞工。在可預見的將來,會計師、律師、醫師等專業工作都可能由人工智慧取代。任何專業工作,只要牽涉大量資料分析、判斷、策略選擇與推論,都是人工智慧的強項。人工智慧似乎還一籌莫展的、人性的最後堡壘,就是感覺知覺經驗。如何創造出有意識的機器人? 機器人可不可能有意識? 這應該是人工智慧領域的最後一個問題。

動物有沒有意識? 這個問題等同下面的問題:象群聚集在死去的大象附近哀叫守候,在哀悼嗎? 象群會難過嗎? 火烤或針刺時,動物會逃跑,牠們會痛嗎? 彼此打鬧的幼獅在玩耍嗎? 開心嗎? 黑猩猩母親背著幼兒的乾屍,會難過與不捨嗎? 黑猩猩和人類一樣,嬰兒出生時自然流露的「新生兒微笑」非由視覺引起,那是為什麼笑? 會因此感到快樂嗎? 如果答案都是否定的,無異於表示動物沒有感覺和情感,只是精良的自動機器。

意識不簡單:三層次意識內容大不同

第一個層次指現象意識,表示當下經驗的那種感覺(what-it-is-like-ness),也就是感覺的質感、哲學家說的「感質」,這些都是生物的主觀經驗,例如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、痛覺等。

第二個層次是反思性意識,能思考當下及過去的經驗。有解決問題、學習和計畫等行為的動物,應該能思考其當下及過去的經驗。

第三個層次是自我意識,是「我的經驗屬於我自己」的那種感覺,我們的感官經驗都呈現自我擁有的感覺。是不是所有的動物都同時有這三層意識? 或者某種意識只侷限在某些動物? 如何判斷動物有這些意識?

演化史上從什麼動物開始有現象意識? 什麼樣的神經生理機制才會產生現象意識? 以痛覺為例,具有中樞神經系統的動物有魚類、兩棲類、鳥類和哺乳類,非脊椎動物只有神經節,沒有中樞神經系統,能不能說沒有中樞神經的生物沒有痛覺? 即使沒有痛覺,也可能有其他感覺,甚至有超乎人類想像的感覺。無脊椎動物可能活在一個奇幻的感覺世界中,誰知道呢?

動物也會有痛覺嗎?

如何判定動物是否感覺到痛? 以人類為例,當感覺痛時,在行為上會反射性地抽離導致痛的刺激,身體可能會顫抖、哀號、流淚以及出現異常的身體動作,例如一拐一拐地或單腳走路,以避免再次受刺激。

在神經生理上,外在刺激引發痛覺受器(nociceptors)的反應,由 C─神經纖維和 A-delta 神經纖維傳遞到丘腦,再到體感覺區處理。C─神經纖維速度較慢,負責比較鈍且位置模糊的痛覺, 位置明確的銳痛刺激, 則由速度較快的 A-delta 神經纖維傳送。如下圖所示。如果其他動物也有相似的行為和神經生理機制,是不是就和人類一樣,擁有相同的痛覺?

如果其他動物也有相似的行為和神經生理機制,是不是就和人類一樣,擁有相同的痛覺?圖/《誰是我?意識的哲學與科學》提供

首先來看動物是否有如人類痛覺的行為。所有的脊椎動物在遇到會產生痛覺的外在刺激時,都有類似的行為反應。我小時候住鄉下,常有機會看到殺豬或殺雞—現在的年輕人也許只看過超級市場的豬肉與雞肉—那景象可說是烙印於腦海中,揮之不去。有時看到運豬車呼嘯而過,車上擠滿了待宰的豬,我腦中馬上會浮現豬隻哀號的畫面,可以感受到豬正承受極大的痛苦,這種感覺讓我基於人道理由盡量吃素。

我相信動物被宰殺時一定很痛苦,牠們的行為揭露了一切。不過這只是行為上的類比,邏輯上並不保證這樣的推論一定有效。至於軟體動物如水蛭、蝸牛和單細胞生物草履蟲,遇到強酸也會逃避。牠們純粹只是生理反應,還是伴隨痛覺?

其次來看動物的神經生理結構和人類的是否類似。丘腦和體感覺區在人類痛覺扮演重要角色,科學家發現魚類、兩棲類、爬蟲類、鳥類、哺乳類和靈長類都有丘腦和體感覺皮質區。這些動物也都有痛覺受器 C—神經纖維和 A-delta 神經纖維。有趣的是,無脊椎動物中,水蛭也有感覺受器和 C—神經纖維,也有對痛覺刺激的逃避反應。水蛭會覺得痛嗎? 如上面說過的,水蛭也有可能活在一個我們無法瞭解、無法想像的感覺世界中,如果行為雷同、加上類似的神經機制,都不足以使人信服動物具有意識,未免就太人類沙文主義了。

猩猩知我心?動物的反思性意識

什麼動物有反思性意識? 也就是說,哪些動物能思考當下或過去的經驗? 什麼樣的行為可以做為反思性意識的證據? 要解決問題、學習和計畫未來,必須能思考當下和過去的經驗,靈長類和哺乳類無庸置疑地都具備這樣的能力,鳥類如烏鴉也如這般聰明;有趣的是章魚雖然是軟體動物,卻有解決問題以取得食物和逃脫的能力,其他軟體動物、魚類、爬蟲類和兩棲類動物,尚未觀察到類似行為。

然而,動物能思考過去和當下的經驗,可不可能是對這些動物行為的過度解釋? 會不會犯了擬人化的錯誤? 這個問題沒有確定的答案,因為動物的行為再複雜、再具巧思,都有可能只是無意識的規則依循,像電腦跑程式一樣—即使複雜到可以自動駕駛一架波音七七七,我們也不會說飛機上的電腦有反思性意識。

我是一隻猴子?還是一隻大象?或者我其實是泰山? 圖/ Pixabay, CC0 Public Domain

自我意識預設擁有「我」的概念,有些人認為動物得具有自然語言能力,才可能擁有「我」的概念,這倒不必然。概念是一種心智能力,表示能夠區別或分類。當我們說「豬頭皮有『香蕉』概念」,意思是說歌手豬頭皮有能力區別香蕉與非香蕉;同理,具有「我」的概念意謂有能力區別自我與他人,因此沒有語言能力的動物仍然有可能擁有「我」的概念。

演化史上從什麼動物開始有自我意識? 科學家常用的測驗是「鏡子測驗」(mirror test)。一開始先在動物臉部做個標記,例如一個紅點,接著讓動物看鏡子中的自己。如果受試動物沒有反應,則未通過測驗。如果透過觀看鏡中影像而試圖移除紅點,則通過測驗。這個測驗是由心理學家蓋洛普(Gordon Gallup)於 1970 年設計。不過也有人質疑鏡子測驗的可信度。能通過測驗的動物不多,除了人類之外,大猿、海豚、大象和逆戟鯨(orcas)也通過測驗。質疑的人認為是否有可能通過測驗、但不具自我意識? 動物可能只是受到鏡中的影像引導,企圖抹掉紅點,而不知道鏡中的是「我」。完全確定具有自我意識的只有人類。

科學家常用的測驗是「鏡子測驗」。一開始先在動物臉部做個標記,例如一個紅點,接著讓動物看鏡子中的自己。如果受試動物沒有反應,則未通過測驗。如果透過觀看鏡中影像而試圖移除紅點,則通過測驗。圖/CC BY 2.0, wikimedia commons

 

 

本文摘自《誰是我?意識的哲學與科學》,時報出版


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出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。


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為什麼吃甜的會蛀牙?——《生活中的東西都可以寫成化學式》

快樂文化
・2022/05/09 ・1404字 ・閱讀時間約 2 分鐘

來談談我們的敵人——蛀牙。

蛀牙的化學物語

導致蛀牙的主要原因有兩個。前面提過的蛀牙菌是其中一個因素,而蛀牙菌具體的名稱為「轉糖鏈球菌」,據說這種細菌常在孩童約三歲以前經由大人傳染,原因包括使用父母用過的筷子和湯匙,或輪流喝飲料等;另一個因素就是食物中所含的糖分,主要成分為「蔗糖」。

這兩個因素結合在一起時,就會發生以下情況:首先,轉糖鏈球菌利用蔗糖製造一種稱為「葡聚糖」的分子。葡聚糖的化學式為(C6H10O5)n,後面會再詳細說明。葡聚糖附著在牙齒表面,會成為轉糖鏈球菌的棲息地。此外,口腔中的其他細菌(根據統計,口腔中的細菌有 600 多種)也會混入其中。

這些附著在牙齒上的組合物稱為「牙菌斑」,有時也被稱為「齒垢」或「生物膜」(biofilm,又稱菌膜)。你可能在牙膏等的廣告中有聽過這些名詞。

之後,獲得棲息地的轉糖鏈球菌會產生大量的「酸」,引發去礦質作用,最終導致蛀牙。這個過程如下列所示。

轉糖鏈球菌生活在溫暖的葡聚糖裡,並分解出乳酸;事實上它們也會分解出醋酸,及一種稱為甲酸(HCOOH)的酸,但乳酸所佔的比例較高。這些酸會引發強烈的去礦質作用,溶解牙齒並造成蛀牙。

在這種情況發生前,必須好好刷牙,以澈底清除黏附在牙齒上的牙菌斑(葡聚糖+細菌)!即使是漱口,具黏性的牙菌斑也不易脫落,最有效的方法還是好好刷牙。而牙膏中含有研磨劑(可幫助去除汙垢的顆粒),能有效去除黏黏的牙菌斑。

不易蛀牙的甜食

上個單元我們說明了糖是如何引起蛀牙的。事實上也有一些分子的味道就和糖一樣甜,但卻不太容易引起蛀牙,其中最有名的分子之一就是「木糖醇」,你可能有聽過加了木糖醇的口香糖吧!這個分子的化學式為 C5H12O5,詳細的結構如下圖。

為什麼木糖醇味道甜甜的,卻不容易引起蛀牙呢?在回答這個問題前,我們先回想一下為什麼蔗糖(糖)會導致蛀牙。蔗糖是轉糖鏈球菌用來製造葡聚糖的材料,而反應過程中產生的果糖,會被轉糖鏈球菌做為養分來源,並分解出乳酸分子。

那木糖醇呢?首先木糖醇不像蔗糖是製造葡聚糖的材料,另外轉糖鏈球菌不會把木糖醇當成養分來源,所以也不會分解出乳酸。因此它們的味道雖然很甜,但卻不容易引起蛀牙。

這裡出現了一個問題。木糖醇和蔗糖的結構看來截然不同,但為什麼味道也是甜甜的呢?若像下圖一樣,稍微改變一下木糖醇的畫法,就會發現它的結構與構成蔗糖的葡萄糖和果糖很像,具有許多羥基這點也非常相似。

——本文摘自《生活中的東西都可以寫成化學式》,2021 年 11 月,快樂文化


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