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Excerpt:《植物比你想的更聰明:植物智能的探索之旅》
2025/09/27 04:59
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Excerpt:《植物比你想的更聰明:植物智能的探索之旅》
整體來說,植物少了人也能活得很好。但少了植物,人很快就會滅絕。然而,在包括英語在内的許多語言裡,「當個植物人」(to be a vegetable)或者「如植物一般過日子」(to vegetate)等說法卻用來指涉縮減至無可再減的生活狀態。
「是對誰而言如植物一般呢?」要是植物能說話,或許會先向人類提出這類疑問吧。
——〈導論〉
書名:植物比你想的更聰明:植物智能的探索之旅
VERDE BRILLANTE. Sensibilità e intelligenza del mondo vegetale
作者:司特凡諾・曼庫索(Stefano Mancuso)、阿歷珊德拉・維歐拉(Alessandra Viola)
譯者:謝孟宗
出版社:商周出版
出版日期:2024/03(二版)
https://www.books.com.tw/products/0010983156
內容簡介
植物有智能嗎?是否能夠解決問題、相互(也對外部)溝通、對於周遭環境有一定的認知?或者植物是被動的,無法有獨立的行為的呢?關於這個問題,哲學家跟科學家從古希臘時期就開始思索了,當時的人們認為植物不會思考,是惰性的、沉默的、幾乎連動也不會動的存在,在整個生物的譜系中,就像是二等公民一樣的。然而,過去五十年,這樣的想法被推翻了,植物非凡的能力以及內在的複雜多變,讓人驚歎不已。
……
本書作者司特凡諾.曼庫索是植物神經生物學研究的創始者,從遺傳學到分子、細胞和生態群落等方面,探討各層級生物組織中的信號和通訊。根據研究,植物在五感之外,至少還有十五種感覺機能,可以感受並計算地心引力、電磁場、濕度等等。書中提供了植物學研究的重要資訊,以及理解植物的全新方向,我們將驚歎於這些沉默的夥伴所展現的非凡智慧。
【Excerpt】
〈問題根源〉
……
[人類是地球上演化程度最高的生物嗎?]
很遺憾,提起植物界和所謂「生物金字塔」(Pyramid of Living Things),我們的想法在好幾世紀以來和《智慧之書》(Liber de sapiente 〔Book of Wisdom))所述如出一轍,少有例外。這本書刊行於一五〇九年,作者是夏里·德波維爾(Charles de Bovelles, c. 1479–1567)。書中一幅圖說,勝過千言萬語,展示了有生命之物與無生命之物依次遞升:一開始是石頭,而評語很簡潔扼要,意指「僅止於存在,別無特質」(Est);接著是植物,「僅止於存在而有生機」(Est et vivit);再來是動物,「天生能感知」(Sentit);最後是唯一「具有理解力」(Intelligit)的人類。
(An illuminated illustration from the book is worth more than a thousand words:
it shows the living and nonliving species in ascending order. It starts with rocks (which are given the following lapidary comment: Est, meaning they exist and that’s all; they have no further attributes), continues to plants (Est et vivit: thus a plant exists and is alive, but nothing more) and animals (Sentit: an animal is endowed with senses), and finally comes to man (Intelligit: only man has the faculty of understanding).)
如今,人類依然認為,某些物種的演化程度較高,天生活力較強,而某些物種的演化程度較低,活力也較弱。這種流行的觀點起自文藝復興,早就化入文化底蘊,幾乎無從割捨,儘管自一八五九年《物種原始論》(The Origin of Species)出版至今,已超過一百五十年。達爾文的奠基之作讓人了解地球上的生命。這部作品之重要,由生物學大師杜布然斯基(Theodosius Dobzhansky)下面這句話就看得出來,「生物學的一切,若非由演化的角度來看,便全無意義。」( “Nothing in biology makes sense except in the light of evolution. ” ) 達爾文生於英國,身兼生物學家、植物學家、地質學家、動物學家。這位科學巨匠的理論融於前賢遺澤,為後世承繼。但是,即便在科學社群,完全錯誤的演化論點仍根基穩固,把植物當成消極被動、無感無知、無能溝通、無有作為、無力運算。
……
……達爾文多次堅稱,植物是一生所見最非比尋常的生物。他在《自傳》坦言,「我向來樂於提升植物在生物系統中的等第。一而一八八〇年出版的鉅著《植物的行動力》(The Power of Movement in Plants)則再度提起植物何等不凡,並加以發揮。達爾文是老派科學家,走的是觀察自然、演繹法則這條路。儘管不是個實驗狂,他在這本書裡倒也說明了與其子法蘭西斯(Francis Darwin, 1848–1925)合作的數以百計實驗有何收穫。就書中描述與詮釋來看,為數眾多的植物運動大半涉及根部而非地上的莖葉花果。而達爾文還在植物的根裡辨識出近似於「指揮中心」的部位。
……
雖然達爾文的論調有可能引發重大後果,他本人卻很審慎,不在書中詳加闡述。在撰寫《植物的行動力》時,達爾文已入老境。他很確定,人們應該將植物視為有智能的生物。但他也曉得,這話要是明說,就等於捅了個馬蜂窩,會使自身研究爭議不斷。我們得記得,他為了替那套人類演化自猿猴的理論辯護,早惹了一身腥!於是,他將開展論點的事留給別人,特別是其子法蘭西斯。
法蘭西斯深受父親的觀念與實驗影響,延續了達爾文的成果,當上全世界第一位植物生理學教授,也首開風氣,以英文為該領域立論。在十九世紀末,將「植物」與「生理學」兩種概念結合起來,仍顯得扞格。但法蘭西斯跟在父親身邊鑽研植物構造與行為許多年,早就相信植物具有智能。在一九〇八年九月二日英國科學促進協會(the British Association for the Advancement of Science)年度大會的開幕式,憑藉本身努力成為舉世聞名學者的法蘭西斯將顧慮拋諸腦後,聲稱植物是有智能的生物。一如預期,這番話引來猛烈抗議,而法蘭西斯重申斯言,還因而於該年在《科學》期刊(Science)發表一篇三十頁的論文。
……
〈植物的感知〉
……
我們接下來會看到,植物和人類一樣具備五感,而且在此之外還有十五種感知能力。顯然,這些能力是按照植物(而非人類)的本質發展出來的,但同等可靠。
(As we will see, plants have all five senses, just like us. And that’s not all: they have fifteen others. Clearly, these developed according to plant, not human, nature, but that doesn’t make them any less reliable.)
[視覺]
……
人只要在室內或室外觀察過植物,就會注意到植物改變姿態,朝陽光照來的方向生長,並且挪動葉片,以求最大獲益。這迅疾的動作稱為「趨光性」。而唯一合理的解釋是,植物必須盡可能快速、有效率地截取日光。於是,兩株相鄰的植物,同處森林也好,合居一盆也罷,最後會彼此競爭,因為較高的那株會遮蔽較矮的這株。這種促使自己試圖勝過對手生長速度的動力就叫做「逃離蔭蔽」(escape from shade)。這說法很怪,畢竟人們一般不把「逃離」當成植物會出現的舉動。再者,此中所觸發的其實是爭奪日光。
「逃離蔭蔽」的現象,肉眼清楚可見。是以早在古希臘,人們便對此極為熟悉。然而,雖然這典型的植物行為在幾千年前就為人所認識,其實質重要性仍持續遭忽視或低估。說到底,我們所討論的「逃離蔭蔽」究竟意味著什麼?其實,這是計算風險,評估收益,展現了真真正正的智能。若非偏見遮蔽了人的雙眼,這等事實早該明確無疑。
……
在植物體內,幾乎所有功能全遍布各處,沒有任何部分稱得上不可或缺。整體結構既是如此,就連光受體也數量龐大,以備承受損失。儘管多數存於專門進行光合作用的葉片器官,光受體在其他部位也可得見。即使是莖、蔓、幼芽、芽尖最細嫩處,和初經砍乏、不易燃燒的生材(green wood)都富含光受體。可以說,植物彷彿全身都是小小的眼睛。而根部也極能感光,但與葉片相反,對日光全無好感。葉片會面對光照,朝光源處生長,表現出對日光的需求,即所謂「正趨光性」。根部則大相逕庭,彷彿會「畏光」,以致於逃避光源。這樣的行為,稱作「負趨光性」。
……
[嗅覺]
……
為了感知氣味,人以鼻子呼吸,使空氣經過排列著化學受器的嗅管,好捕捉其中的分子,產生相對應的神經信號,把嗅覺資訊傳至腦部。植物對氣味的感應則是分散於多點:請想像渾身遍布數百萬小小鼻子。植物由根到葉,是以好幾十億細胞組成。細胞表面通常有受器,會因揮發性物質而觸發一連串信號,和整體組織溝通訊息。不妨把這些受器設想成細胞表面許許多多道鎖,而氣味是許許多多把鑰匙:合適的鑰匙會開啟合適的鎖,進而啟動產生嗅覺資訊的機制。
但植物擁有嗅覺的目的為何?植物利用「氣味」,亦即生物源揮發性有機化合物(biogenic volatile organic compound, BVOC),來持續接收環境資訊,並與同類及昆蟲交流。以迷迭香、羅勒、甘草為例,植物生成的一切氣味等同於精確訊息,或者說:「語彙」!就花草樹木而論,化合物的作用一如實實在在的語言符號,但人類對此所知甚少。可以確定的是,每種化合物會傳遞確切消息,也許是警示危險迫近,也許是用來吸引或逼退昆蟲,不一而足。當然,我們向來清楚,開花植物,或說被子植物。會以專有的香氣傳遞訊息給授粉昆蟲。這「私密」訊息的目的單一而明確,並不是要傳給其他植物。但鼠尾草、迷迭香、甘草這類植物既不開花,何以要散發特有香味?我們只能曉得這麼做必定有理由。生成氣味會消耗能量,而沒有一草一木會把能量白白浪費。要由這粗略觀察走到得以篤定詮釋如這樣的植物信息,仍是條漫漫長路。
……
[味覺]
植物和動物的味覺都與嗅覺緊密相關。植物以根部在泥土中探尋化學物質當作食物,而職司味覺的器官實際上便是接收這些物質的受器。過程中,植物和最為高明的美食家一樣擅於品鑑。你聽了這比擬,或許會微微一笑。可試想,植物的根可以辨識出藏於好幾立方公尺泥土中的極微量礦鹽,和能察覺最細碎食材的靈敏舌頭並沒有太大的根本差異。
不過,兩者的確有區別。而事實證明,這項區別往往顯得植物技高一籌。植物在辨析土壤中的微小化學梯度時,根部便展現了遠遠勝過任何動物的味覺!植物的根會持續品辨泥土,找尋「美味」養分,諸如硝酸鹽、磷酸鹽、鉀。就算量很少,也能準確尋得。我們怎麼知道這一點呢?是植物告訴我們的:植物會在礦鹽濃度最高的地方長出更多根來,直到很有效率地吸收完礦鹽,才讓根停止成長。
……
[觸覺]
……
植物會注意到遭碰觸嗎?讓我們從含羞草的行為來找答案。如前所述,林奈將這「敏感」的植物和捕蠅草歸為同類。一旦遭拂觸,含羞草就會閉起葉片,彷彿怯於示人,故而得名。
……
室內實驗顯示,根在「碰觸」阻礙後會繼續生長,並且將之纏起,努力要繞出一條路。執行此重大任務的是根的端點:根尖。本書第五章還會再談根尖其他許多卓越能力,現在只提根尖觸及外物後,會辨別其種類,接著相應行動。這能力相當程度出於本能。要是植物無法感應並繞過障礙,又如何在滿佈岩石的土地生根?
除了根之外,觸覺在其餘部位有何作用?
談到地上的莖葉花果,最好的例子是攀緣植物(和所有長出卷鬚的植物)。例如,豌豆藤。這細緻的小小植物會生出好多靈敏卷鬚,而這些卷鬚在碰到物體的幾秒內就會彎曲,試著將其纏繞。在大量植物身上都能找到這樣的行為:藉由碰觸來找到最能支撐其成長的外物,然後依附於上頭。還有例子比這更能顯示植物具有觸覺嗎?
觸覺在植物界大行其道。在有數據可查的四十年來,攀緣植物越來越多,超過具備軀幹的植物。
……
[聽覺]
……
好幾年來,室內及野外實驗都試著要證實植物有聽覺機能,可是結果向來頗堪玩味。實驗室的研究人員最近證明了植物在接觸聲音後會利用基因資訊來合成蛋白質等產物。而在野外,義大利蒙達奇諾有位釀酒師與國際植物神經科學實驗室(the International Laboratory for Plant Neurobiology, LINV)合作,並獲在音響科技領域執牛耳的博士公司(Bose)贊助,對著生長中的葡萄藤播放音樂,歷時超過五年,成果讓人驚奇。在有音樂的環境裡長出的葡萄,不僅品質更好、熟成更早、風味更濃、色澤更豔,所含的多酚也更豐富。
……
必須說明白的是,影響植物發育的並非樂種,而是音頻。特定音頻,尤其是一百至五百赫茲間的低音,能促進萌芽、生長,以及根部的強化。而較高的頻率則會起抑制作用。
……
〈植物的智能〉
……
[我們能說植物有「智能」嗎?]
……
花草樹木有別於飛禽走獸,牢牢固定於土壤而生,動也不動(儘管並非一切植物都如此)。為了在此條件下生存,便演化出相異於動物的覓食、繁殖、自衛手段,並且將株體組織模組化,以因應外來攻擊。多虧了這等結構,動物的掠食(比如草食性生物吃掉一部分葉片或莖)並不會構成嚴重的麻煩。植物並無如腦、心、肺、(一個或多個)胃等獨特器官。而這是要避免因草食性動物損傷或吞食這些器官而危及整體存續。在植物裡,沒有單一部位不可或缺。其實,植物的架構大部分很冗贅,是由相互作用的重複模組構成。在某些情況下,模組還能自主生存。這種種特質使植物與動物大不相同,與其說是個體,不如說是聚落。
植物與人的結構大有差異,而後果之一是植物彷彿與人甚為疏遠、格格不入,乃至於人有時很難記得植物有生命。人與差不多所有動物一樣,都有腦、心、(一張或多張)嘴、肺、胃。這一實情使得動物在人看來很親近,舉止很可理解。但植物就全然不同了。如果說植物並無心臟,是否意味著缺乏循環作用?如果說植物並無肺部,是否就不能呼吸?如果說植物並無嘴巴,是否就不能進食?而少了胃,是否就不能消化?如前所見,植物對這每一道提問都有很棒的應答。缺少獨特器官管控或施行,一切機能仍可運作。所以,這會兒我們得自問:既然植物並無腦部,是否就無能思慮?
對植物的第一項偏見正出於上述疑慮:欠缺專門器官,怎能執行某些功能?然而,我們前面已看到,植物無嘴而能進食,無肺而可呼吸,而且即便不具備人所有的感知器官,仍有視覺、味覺、觸覺,仍可溝通與移動。那麼,為什麼要懷疑植物能思考?沒人會否定植物能進食與呼吸。為何獨獨「植物能思考」這項假說受到堅決排斥?
在這裡,我們得退後一步問自己:「智能」是什麼?這一概念相當廣泛,很難界定範圍,是以自然而然會有多樣定義。而心理學家羅伯特.史登堡(Robert Sternberg)的說法最滑稽:「人們要求多少專家界定「智能」,就似乎會得出多少定義。」
於是,我們得做的頭一件事,是選個符合當下情境的辭義。對植物,我們不妨從寬認定:「『智能』即是化解疑難的能力。」( “Intelligence is the ability to solve problems.”)當然,也許還有別種貼切解釋,但我們就選定這個不改了吧。要是改採他義,把「智能」當作人類與生俱來獨有,倒也有趣。此說的理由是「智能」關乎抽象思維和人類特有的其他認知機能。其餘生物的能力性質不同,應該另定適切名稱。這聽起來很合理,但與事實相符嗎?他者難以複製的人性特點又是什麼?
[智能使生物趨同,而非分化]
……
我們就來試著推想一下吧。人類擁有智能,誠然沒有人會質疑此點!靈長類呢?也有智能——有學者證明過了。狗呢?當然有。貓呢?任何養貓的人都會信誓旦旦地說貓有智能。那老鼠如何?不也是很聰明嗎?那還用說!螞蟻你怎麼說?肯定有。接下來嘛,章魚呢?爬蟲類呢?蜜蜂呢?能脫出迷宮、預期重複現象的阿米巴原蟲呢?那麼,真的有高出門檻就會很神奇地具備智能這回事嗎?又或者,我們該依循比較合乎演化實情的思路,認定生物自然而然會有智能?再說,如果生物並非天賦智能,我們就會有難上加難的問題得解決。
要是假設智能有無涉及門檻,我們就得問:這門檻是出於生理而固定不變,還是出於文化而隨時空變動?一八〇〇年代,少有人覺得動物符合智能的定義。今天,科學家作夢也不會否認猴子、狗,乃至於鳥是智能生物。甚至有大量文獻指出細菌有智能。既然這樣,為什麼不說植物有智能呢?
……
〈結論〉
……
在研究了植物的傳訊與社交體系後,學者已經快要發展出此前難以想像的新型技術應用。人們談論受植物啟發所設計出來的機器人,也有好一陣子了。在仿效人類與動物的機器人之後,這機器人的演化鏈上,注定很快就會迎來真真正正的植物機器人(plantoids)世代。另一項進行中的計畫則是架構奠基於植物的網絡。這種網絡能將植物用作生態「配電板」,讓人能在網路上即時取得由植物根葉時時監控的環境參數。我們稱此網絡為「綠色網路」(Greenternet)。再過不久,這植物網路也許就會融入於每個人的日常生活。我們在有毒雲系侵襲前就可先獲預警,也能取得空氣、土壤品質的資訊,還能在地震、雪崩即將發生前得知訊息。科學家目前也在規畫「植物電腦」(phytocomputers)。這類電腦採用的新型演算法便是仿照植物的能力及運算系統,是「跳脫傳統的電腦演算法」。
除了在機器人設計與資訊科學等方面給人靈感,植物界也許還能提供許多創新的辦法,來解決人類最常見的技術難題。「生物靈感」(bioinspiration)——或者說,藉生物界來刺激發想,以構思出新型技術運用——起源於好幾世紀之前。例如,達文西(Leonardo da Vinci)受鳥類飛翔啟示,研究起飛行機器。我們一直關注著最貼近人類的動物界,晚近才看出植物界埋有珍寶。有一天,我們或許能從中尋得人類許多最為嚴重疾病的解方、無汙染的新能源、人造物質的創新契機、化學與生物學的天地尚待開發的無限前景……
顯然,植物不只是地球上必不可少的生命要素,就人類及人類智能而言,也是一份大禮,但我們常常掉以輕心、棄如敝屣。據估計,人類僅認得地球現存植物物種的百分之五至百分之十,但最為寶貴的醫藥成果卻有百分之九十五衍生於此。每一年都有我們一無所悉的數千物種滅絕,而數不清的大自然贈禮也隨之而逝。或許,要是知道花草樹木能感知、溝通、記憶、學習、化解疑難,將有助於我們有朝一日將植物看成與人類相近,也就有機會更有效地加以保護與鑽研。
(Clearly the plant kingdom is not only an essential ingredient of life on our planet, but a great gift to human beings and to our intelligence—a gift we often heedlessly throw away. It’s been estimated that human beings know scarcely 5 to 10 percent of the plant species present on Earth, and that from them we derive 95 percent of all our most important medicines. Each year, thousands of species we know nothing about become extinct, and untold gifts to humanity are lost with them. Perhaps knowing that plants perceive, communicate, remember, learn, and solve problems will help us someday to see them as closer to us and will also offer us the opportunity to study and protect them more effectively.)
整體來說,植物少了人也能活得很好。但少了植物,人很快就會滅絕。然而,在包括英語在内的許多語言裡,「當個植物人」(to be a vegetable)或者「如植物一般過日子」(to vegetate)等說法卻用來指涉縮減至無可再減的生活狀態。
「是對誰而言如植物一般呢?」要是植物能說話,或許會先向人類提出這類疑問吧。
——〈導論〉
書名:植物比你想的更聰明:植物智能的探索之旅
VERDE BRILLANTE. Sensibilità e intelligenza del mondo vegetale
作者:司特凡諾・曼庫索(Stefano Mancuso)、阿歷珊德拉・維歐拉(Alessandra Viola)
譯者:謝孟宗
出版社:商周出版
出版日期:2024/03(二版)
https://www.books.com.tw/products/0010983156
內容簡介
植物有智能嗎?是否能夠解決問題、相互(也對外部)溝通、對於周遭環境有一定的認知?或者植物是被動的,無法有獨立的行為的呢?關於這個問題,哲學家跟科學家從古希臘時期就開始思索了,當時的人們認為植物不會思考,是惰性的、沉默的、幾乎連動也不會動的存在,在整個生物的譜系中,就像是二等公民一樣的。然而,過去五十年,這樣的想法被推翻了,植物非凡的能力以及內在的複雜多變,讓人驚歎不已。
……
本書作者司特凡諾.曼庫索是植物神經生物學研究的創始者,從遺傳學到分子、細胞和生態群落等方面,探討各層級生物組織中的信號和通訊。根據研究,植物在五感之外,至少還有十五種感覺機能,可以感受並計算地心引力、電磁場、濕度等等。書中提供了植物學研究的重要資訊,以及理解植物的全新方向,我們將驚歎於這些沉默的夥伴所展現的非凡智慧。
【Excerpt】
〈問題根源〉
……
[人類是地球上演化程度最高的生物嗎?]
很遺憾,提起植物界和所謂「生物金字塔」(Pyramid of Living Things),我們的想法在好幾世紀以來和《智慧之書》(Liber de sapiente 〔Book of Wisdom))所述如出一轍,少有例外。這本書刊行於一五〇九年,作者是夏里·德波維爾(Charles de Bovelles, c. 1479–1567)。書中一幅圖說,勝過千言萬語,展示了有生命之物與無生命之物依次遞升:一開始是石頭,而評語很簡潔扼要,意指「僅止於存在,別無特質」(Est);接著是植物,「僅止於存在而有生機」(Est et vivit);再來是動物,「天生能感知」(Sentit);最後是唯一「具有理解力」(Intelligit)的人類。
(An illuminated illustration from the book is worth more than a thousand words:
it shows the living and nonliving species in ascending order. It starts with rocks (which are given the following lapidary comment: Est, meaning they exist and that’s all; they have no further attributes), continues to plants (Est et vivit: thus a plant exists and is alive, but nothing more) and animals (Sentit: an animal is endowed with senses), and finally comes to man (Intelligit: only man has the faculty of understanding).)
如今,人類依然認為,某些物種的演化程度較高,天生活力較強,而某些物種的演化程度較低,活力也較弱。這種流行的觀點起自文藝復興,早就化入文化底蘊,幾乎無從割捨,儘管自一八五九年《物種原始論》(The Origin of Species)出版至今,已超過一百五十年。達爾文的奠基之作讓人了解地球上的生命。這部作品之重要,由生物學大師杜布然斯基(Theodosius Dobzhansky)下面這句話就看得出來,「生物學的一切,若非由演化的角度來看,便全無意義。」( “Nothing in biology makes sense except in the light of evolution. ” ) 達爾文生於英國,身兼生物學家、植物學家、地質學家、動物學家。這位科學巨匠的理論融於前賢遺澤,為後世承繼。但是,即便在科學社群,完全錯誤的演化論點仍根基穩固,把植物當成消極被動、無感無知、無能溝通、無有作為、無力運算。
……
……達爾文多次堅稱,植物是一生所見最非比尋常的生物。他在《自傳》坦言,「我向來樂於提升植物在生物系統中的等第。一而一八八〇年出版的鉅著《植物的行動力》(The Power of Movement in Plants)則再度提起植物何等不凡,並加以發揮。達爾文是老派科學家,走的是觀察自然、演繹法則這條路。儘管不是個實驗狂,他在這本書裡倒也說明了與其子法蘭西斯(Francis Darwin, 1848–1925)合作的數以百計實驗有何收穫。就書中描述與詮釋來看,為數眾多的植物運動大半涉及根部而非地上的莖葉花果。而達爾文還在植物的根裡辨識出近似於「指揮中心」的部位。
……
雖然達爾文的論調有可能引發重大後果,他本人卻很審慎,不在書中詳加闡述。在撰寫《植物的行動力》時,達爾文已入老境。他很確定,人們應該將植物視為有智能的生物。但他也曉得,這話要是明說,就等於捅了個馬蜂窩,會使自身研究爭議不斷。我們得記得,他為了替那套人類演化自猿猴的理論辯護,早惹了一身腥!於是,他將開展論點的事留給別人,特別是其子法蘭西斯。
法蘭西斯深受父親的觀念與實驗影響,延續了達爾文的成果,當上全世界第一位植物生理學教授,也首開風氣,以英文為該領域立論。在十九世紀末,將「植物」與「生理學」兩種概念結合起來,仍顯得扞格。但法蘭西斯跟在父親身邊鑽研植物構造與行為許多年,早就相信植物具有智能。在一九〇八年九月二日英國科學促進協會(the British Association for the Advancement of Science)年度大會的開幕式,憑藉本身努力成為舉世聞名學者的法蘭西斯將顧慮拋諸腦後,聲稱植物是有智能的生物。一如預期,這番話引來猛烈抗議,而法蘭西斯重申斯言,還因而於該年在《科學》期刊(Science)發表一篇三十頁的論文。
……
〈植物的感知〉
……
我們接下來會看到,植物和人類一樣具備五感,而且在此之外還有十五種感知能力。顯然,這些能力是按照植物(而非人類)的本質發展出來的,但同等可靠。
(As we will see, plants have all five senses, just like us. And that’s not all: they have fifteen others. Clearly, these developed according to plant, not human, nature, but that doesn’t make them any less reliable.)
[視覺]
……
人只要在室內或室外觀察過植物,就會注意到植物改變姿態,朝陽光照來的方向生長,並且挪動葉片,以求最大獲益。這迅疾的動作稱為「趨光性」。而唯一合理的解釋是,植物必須盡可能快速、有效率地截取日光。於是,兩株相鄰的植物,同處森林也好,合居一盆也罷,最後會彼此競爭,因為較高的那株會遮蔽較矮的這株。這種促使自己試圖勝過對手生長速度的動力就叫做「逃離蔭蔽」(escape from shade)。這說法很怪,畢竟人們一般不把「逃離」當成植物會出現的舉動。再者,此中所觸發的其實是爭奪日光。
「逃離蔭蔽」的現象,肉眼清楚可見。是以早在古希臘,人們便對此極為熟悉。然而,雖然這典型的植物行為在幾千年前就為人所認識,其實質重要性仍持續遭忽視或低估。說到底,我們所討論的「逃離蔭蔽」究竟意味著什麼?其實,這是計算風險,評估收益,展現了真真正正的智能。若非偏見遮蔽了人的雙眼,這等事實早該明確無疑。
……
在植物體內,幾乎所有功能全遍布各處,沒有任何部分稱得上不可或缺。整體結構既是如此,就連光受體也數量龐大,以備承受損失。儘管多數存於專門進行光合作用的葉片器官,光受體在其他部位也可得見。即使是莖、蔓、幼芽、芽尖最細嫩處,和初經砍乏、不易燃燒的生材(green wood)都富含光受體。可以說,植物彷彿全身都是小小的眼睛。而根部也極能感光,但與葉片相反,對日光全無好感。葉片會面對光照,朝光源處生長,表現出對日光的需求,即所謂「正趨光性」。根部則大相逕庭,彷彿會「畏光」,以致於逃避光源。這樣的行為,稱作「負趨光性」。
……
[嗅覺]
……
為了感知氣味,人以鼻子呼吸,使空氣經過排列著化學受器的嗅管,好捕捉其中的分子,產生相對應的神經信號,把嗅覺資訊傳至腦部。植物對氣味的感應則是分散於多點:請想像渾身遍布數百萬小小鼻子。植物由根到葉,是以好幾十億細胞組成。細胞表面通常有受器,會因揮發性物質而觸發一連串信號,和整體組織溝通訊息。不妨把這些受器設想成細胞表面許許多多道鎖,而氣味是許許多多把鑰匙:合適的鑰匙會開啟合適的鎖,進而啟動產生嗅覺資訊的機制。
但植物擁有嗅覺的目的為何?植物利用「氣味」,亦即生物源揮發性有機化合物(biogenic volatile organic compound, BVOC),來持續接收環境資訊,並與同類及昆蟲交流。以迷迭香、羅勒、甘草為例,植物生成的一切氣味等同於精確訊息,或者說:「語彙」!就花草樹木而論,化合物的作用一如實實在在的語言符號,但人類對此所知甚少。可以確定的是,每種化合物會傳遞確切消息,也許是警示危險迫近,也許是用來吸引或逼退昆蟲,不一而足。當然,我們向來清楚,開花植物,或說被子植物。會以專有的香氣傳遞訊息給授粉昆蟲。這「私密」訊息的目的單一而明確,並不是要傳給其他植物。但鼠尾草、迷迭香、甘草這類植物既不開花,何以要散發特有香味?我們只能曉得這麼做必定有理由。生成氣味會消耗能量,而沒有一草一木會把能量白白浪費。要由這粗略觀察走到得以篤定詮釋如這樣的植物信息,仍是條漫漫長路。
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[味覺]
植物和動物的味覺都與嗅覺緊密相關。植物以根部在泥土中探尋化學物質當作食物,而職司味覺的器官實際上便是接收這些物質的受器。過程中,植物和最為高明的美食家一樣擅於品鑑。你聽了這比擬,或許會微微一笑。可試想,植物的根可以辨識出藏於好幾立方公尺泥土中的極微量礦鹽,和能察覺最細碎食材的靈敏舌頭並沒有太大的根本差異。
不過,兩者的確有區別。而事實證明,這項區別往往顯得植物技高一籌。植物在辨析土壤中的微小化學梯度時,根部便展現了遠遠勝過任何動物的味覺!植物的根會持續品辨泥土,找尋「美味」養分,諸如硝酸鹽、磷酸鹽、鉀。就算量很少,也能準確尋得。我們怎麼知道這一點呢?是植物告訴我們的:植物會在礦鹽濃度最高的地方長出更多根來,直到很有效率地吸收完礦鹽,才讓根停止成長。
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[觸覺]
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植物會注意到遭碰觸嗎?讓我們從含羞草的行為來找答案。如前所述,林奈將這「敏感」的植物和捕蠅草歸為同類。一旦遭拂觸,含羞草就會閉起葉片,彷彿怯於示人,故而得名。
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室內實驗顯示,根在「碰觸」阻礙後會繼續生長,並且將之纏起,努力要繞出一條路。執行此重大任務的是根的端點:根尖。本書第五章還會再談根尖其他許多卓越能力,現在只提根尖觸及外物後,會辨別其種類,接著相應行動。這能力相當程度出於本能。要是植物無法感應並繞過障礙,又如何在滿佈岩石的土地生根?
除了根之外,觸覺在其餘部位有何作用?
談到地上的莖葉花果,最好的例子是攀緣植物(和所有長出卷鬚的植物)。例如,豌豆藤。這細緻的小小植物會生出好多靈敏卷鬚,而這些卷鬚在碰到物體的幾秒內就會彎曲,試著將其纏繞。在大量植物身上都能找到這樣的行為:藉由碰觸來找到最能支撐其成長的外物,然後依附於上頭。還有例子比這更能顯示植物具有觸覺嗎?
觸覺在植物界大行其道。在有數據可查的四十年來,攀緣植物越來越多,超過具備軀幹的植物。
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[聽覺]
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好幾年來,室內及野外實驗都試著要證實植物有聽覺機能,可是結果向來頗堪玩味。實驗室的研究人員最近證明了植物在接觸聲音後會利用基因資訊來合成蛋白質等產物。而在野外,義大利蒙達奇諾有位釀酒師與國際植物神經科學實驗室(the International Laboratory for Plant Neurobiology, LINV)合作,並獲在音響科技領域執牛耳的博士公司(Bose)贊助,對著生長中的葡萄藤播放音樂,歷時超過五年,成果讓人驚奇。在有音樂的環境裡長出的葡萄,不僅品質更好、熟成更早、風味更濃、色澤更豔,所含的多酚也更豐富。
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必須說明白的是,影響植物發育的並非樂種,而是音頻。特定音頻,尤其是一百至五百赫茲間的低音,能促進萌芽、生長,以及根部的強化。而較高的頻率則會起抑制作用。
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〈植物的智能〉
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[我們能說植物有「智能」嗎?]
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花草樹木有別於飛禽走獸,牢牢固定於土壤而生,動也不動(儘管並非一切植物都如此)。為了在此條件下生存,便演化出相異於動物的覓食、繁殖、自衛手段,並且將株體組織模組化,以因應外來攻擊。多虧了這等結構,動物的掠食(比如草食性生物吃掉一部分葉片或莖)並不會構成嚴重的麻煩。植物並無如腦、心、肺、(一個或多個)胃等獨特器官。而這是要避免因草食性動物損傷或吞食這些器官而危及整體存續。在植物裡,沒有單一部位不可或缺。其實,植物的架構大部分很冗贅,是由相互作用的重複模組構成。在某些情況下,模組還能自主生存。這種種特質使植物與動物大不相同,與其說是個體,不如說是聚落。
植物與人的結構大有差異,而後果之一是植物彷彿與人甚為疏遠、格格不入,乃至於人有時很難記得植物有生命。人與差不多所有動物一樣,都有腦、心、(一張或多張)嘴、肺、胃。這一實情使得動物在人看來很親近,舉止很可理解。但植物就全然不同了。如果說植物並無心臟,是否意味著缺乏循環作用?如果說植物並無肺部,是否就不能呼吸?如果說植物並無嘴巴,是否就不能進食?而少了胃,是否就不能消化?如前所見,植物對這每一道提問都有很棒的應答。缺少獨特器官管控或施行,一切機能仍可運作。所以,這會兒我們得自問:既然植物並無腦部,是否就無能思慮?
對植物的第一項偏見正出於上述疑慮:欠缺專門器官,怎能執行某些功能?然而,我們前面已看到,植物無嘴而能進食,無肺而可呼吸,而且即便不具備人所有的感知器官,仍有視覺、味覺、觸覺,仍可溝通與移動。那麼,為什麼要懷疑植物能思考?沒人會否定植物能進食與呼吸。為何獨獨「植物能思考」這項假說受到堅決排斥?
在這裡,我們得退後一步問自己:「智能」是什麼?這一概念相當廣泛,很難界定範圍,是以自然而然會有多樣定義。而心理學家羅伯特.史登堡(Robert Sternberg)的說法最滑稽:「人們要求多少專家界定「智能」,就似乎會得出多少定義。」
於是,我們得做的頭一件事,是選個符合當下情境的辭義。對植物,我們不妨從寬認定:「『智能』即是化解疑難的能力。」( “Intelligence is the ability to solve problems.”)當然,也許還有別種貼切解釋,但我們就選定這個不改了吧。要是改採他義,把「智能」當作人類與生俱來獨有,倒也有趣。此說的理由是「智能」關乎抽象思維和人類特有的其他認知機能。其餘生物的能力性質不同,應該另定適切名稱。這聽起來很合理,但與事實相符嗎?他者難以複製的人性特點又是什麼?
[智能使生物趨同,而非分化]
……
我們就來試著推想一下吧。人類擁有智能,誠然沒有人會質疑此點!靈長類呢?也有智能——有學者證明過了。狗呢?當然有。貓呢?任何養貓的人都會信誓旦旦地說貓有智能。那老鼠如何?不也是很聰明嗎?那還用說!螞蟻你怎麼說?肯定有。接下來嘛,章魚呢?爬蟲類呢?蜜蜂呢?能脫出迷宮、預期重複現象的阿米巴原蟲呢?那麼,真的有高出門檻就會很神奇地具備智能這回事嗎?又或者,我們該依循比較合乎演化實情的思路,認定生物自然而然會有智能?再說,如果生物並非天賦智能,我們就會有難上加難的問題得解決。
要是假設智能有無涉及門檻,我們就得問:這門檻是出於生理而固定不變,還是出於文化而隨時空變動?一八〇〇年代,少有人覺得動物符合智能的定義。今天,科學家作夢也不會否認猴子、狗,乃至於鳥是智能生物。甚至有大量文獻指出細菌有智能。既然這樣,為什麼不說植物有智能呢?
……
〈結論〉
……
在研究了植物的傳訊與社交體系後,學者已經快要發展出此前難以想像的新型技術應用。人們談論受植物啟發所設計出來的機器人,也有好一陣子了。在仿效人類與動物的機器人之後,這機器人的演化鏈上,注定很快就會迎來真真正正的植物機器人(plantoids)世代。另一項進行中的計畫則是架構奠基於植物的網絡。這種網絡能將植物用作生態「配電板」,讓人能在網路上即時取得由植物根葉時時監控的環境參數。我們稱此網絡為「綠色網路」(Greenternet)。再過不久,這植物網路也許就會融入於每個人的日常生活。我們在有毒雲系侵襲前就可先獲預警,也能取得空氣、土壤品質的資訊,還能在地震、雪崩即將發生前得知訊息。科學家目前也在規畫「植物電腦」(phytocomputers)。這類電腦採用的新型演算法便是仿照植物的能力及運算系統,是「跳脫傳統的電腦演算法」。
除了在機器人設計與資訊科學等方面給人靈感,植物界也許還能提供許多創新的辦法,來解決人類最常見的技術難題。「生物靈感」(bioinspiration)——或者說,藉生物界來刺激發想,以構思出新型技術運用——起源於好幾世紀之前。例如,達文西(Leonardo da Vinci)受鳥類飛翔啟示,研究起飛行機器。我們一直關注著最貼近人類的動物界,晚近才看出植物界埋有珍寶。有一天,我們或許能從中尋得人類許多最為嚴重疾病的解方、無汙染的新能源、人造物質的創新契機、化學與生物學的天地尚待開發的無限前景……
顯然,植物不只是地球上必不可少的生命要素,就人類及人類智能而言,也是一份大禮,但我們常常掉以輕心、棄如敝屣。據估計,人類僅認得地球現存植物物種的百分之五至百分之十,但最為寶貴的醫藥成果卻有百分之九十五衍生於此。每一年都有我們一無所悉的數千物種滅絕,而數不清的大自然贈禮也隨之而逝。或許,要是知道花草樹木能感知、溝通、記憶、學習、化解疑難,將有助於我們有朝一日將植物看成與人類相近,也就有機會更有效地加以保護與鑽研。
(Clearly the plant kingdom is not only an essential ingredient of life on our planet, but a great gift to human beings and to our intelligence—a gift we often heedlessly throw away. It’s been estimated that human beings know scarcely 5 to 10 percent of the plant species present on Earth, and that from them we derive 95 percent of all our most important medicines. Each year, thousands of species we know nothing about become extinct, and untold gifts to humanity are lost with them. Perhaps knowing that plants perceive, communicate, remember, learn, and solve problems will help us someday to see them as closer to us and will also offer us the opportunity to study and protect them more effectively.)
自訂分類:Selected & Extracts
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