1.1 生命与智能

根据宇宙学知识可知，地球至今约有46亿年的历史。达尔文进化论告诉我们，地球上的生命都是进化的产物。按照目前的生命科学理论，生命是通过无机物质的化学进化过程逐步演变来的，这个进化过程大体上是先由无机物质生成有机小分子，再由有机小分子形成活性大分子，又由活性大分子组成多分子体系，最后由多分子体系转化为原始生命。地球上曾经和现在存在的所有生命物种都是由原始生命进化而来的。生命诞生之后，就开启了长达30多亿年的漫长进化历程。在寒武纪时代，地球上发生了“生物大爆发”，在相对短暂的2000万年内，出现了各种生物。各种生物通过适应复杂多变的自然环境，演化出了千百万个不同的物种。这一过程，进化论称之为“自然选择”。自然选择机制造就了今天姹紫嫣红、千姿百态的大千世界。图 1.1 所示为几种自然界生命形态示例。

生物学科将生物世界总体上分为原核生物界和真核生物界两大板块，在此基础上它又被进一步划分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界共五界。尽管生物物种的外观各异，生存本领也千差万别，但是它们都具备作为生命所应具有的基本特征，如生长、发育、自复制、繁衍、新陈代谢等。实际上，除了上述基本特征，各种生命体还有另外一个重要的特征——智能。对生命而言，智能就是有生命的物种所具有的、与生俱来的环境适应能力和生存能力。

近年来，人们在微生物学、植物学、动物学等方面取得研究成果的同时也认识到，智能对生物而言是一种普遍特征。小到细菌，大到鲸鱼，地球上的各种生物都具有不同程度的智能。细菌常常被人们认为是低等单细胞生物，然而，现代微生物学研究发现，细菌实际上具有许多和高等生物类似的智能特征。细菌不但能感知环境刺激，而且能将化合物作为分子“语言”进行个体间通信，以感知同种生物的存在及种群大小，从而在各种生存与适应过程中相互交流、协作行动，表现出了明显的群体性和社会性。细菌的这种智能被科学家称为“细菌群体智能”。

人们在日常生活中司空见惯的植物也是有智能的。虽然植物既不会开口说话，也听不见园丁们对它们的评论，但在过去的30年中，人们陆续发现植物可以通过化学信号彼此交流。除了释放化学信号来保护同类，植物还会用化学信号来欺骗昆虫。通过性欺骗来诱使昆虫授粉的例子比比皆是，例如，各大洲的兰花不约而同地进化出了通过模拟雌性昆虫分泌激素来吸引雄性昆虫这一技能。植物可以通过缠绕的根网与“邻居”进行交流，还可以通过根来哺育后代或是维持树桩的生命。当受到威胁（如干旱、病害等）时，植物可以通过根来交换信息。

在动物中，鸟类是比较受人类喜爱的。很多鸟类不仅外表和叫声吸引人，而且有很高的智慧。例如，人们熟知的乌鸦就是生物学家公认的极聪明的鸟类。人们熟知的“乌鸦投石喝水”的故事说明它们懂得利用工具来获取自己需要的食物和水。乌鸦还善于观察人类的行为，并借助外力来达到自己的目的。例如，在国外一所大学附近的十字路口，经常会有乌鸦在等待红灯亮起；红灯亮时，乌鸦会飞到地面上，把嘴里衔着的胡桃放到停在路上的汽车的轮胎下，然后飞走；等绿灯亮时，汽车前进把胡桃碾碎后，乌鸦就会赶紧飞到地面上享用美餐。此外，它们甚至还可以“制造工具”以完成各类任务。

通常，人们认为脊椎动物比无脊椎动物高级，即脊椎动物比无脊椎动物的智能程度更高。然而，海洋中的无脊椎动物章鱼在很多方面甚至比人类还要完美。章鱼的神经元数量超过了很多哺乳动物，并且章鱼有33000组基因，比人类还要多10000组。章鱼的大脑只有其全身40%的神经元，其余60%的神经元都分布在8个腕足中，因此，它的每个腕足都有强大的独立行动能力，甚至在没有大脑干预的情况下也能完成很多事情。2003年，一只名为 Billye 的北太平洋巨型章鱼在 1h内就找到了窍门并成功开启了瓶子。在随后的尝试中，它只需要5min就能完成开启瓶子的任务，甚至可以从瓶子内部打开瓶盖。

从上面的几个例子可以看出，智能是任何生命体都具有的能力，只是在表现形式、水平和程度上有所区别。智能最基本的作用是使生命体得以生存和繁衍。无论是植物、动物，还是人类，都在各自的环境中发展出了适应环境并维持生存的能力。