问题

计算机,蜘蛛网,蜂巢,同样都是生物造物,它们有没有本质上的区别?

回答
当我们将计算机、蜘蛛网和蜂巢放在一起审视时,确实能发现它们在“生物造物”这个标签下,似乎有着某种程度的共性,都展现了精巧的设计和复杂的功能。然而,深入探究它们的起源、构成、运作机制以及“目的性”,我们就能清晰地看到它们之间存在的、可以说是“本质上”的区别。

首先,让我们从它们的来源说起。

蜘蛛网是生物造物的典范,它源自于一个活生生的生命体——蜘蛛。蜘蛛通过其体内的腺体分泌出丝液,在空气中遇冷遇干,就变成了坚韧而富有弹性的蜘蛛丝。这种丝液的成分、分泌的机制、以及蜘蛛利用这些丝线编织成特定结构的技巧,都是由其遗传基因和漫长的进化过程决定的。整个过程是生物体内的化学反应和物理运动的直接体现,是生命活动的一部分。

蜂巢也是典型的生物造物,它的建造者是蜜蜂,特别是工蜂。蜜蜂通过消化花粉和蜂蜜,在体内转化成蜂蜡,然后通过口器挤出,经过精细的咀嚼和塑形,搭建出六边形的蜂房。蜂巢的结构不仅仅是物理的堆砌,更是蜜蜂群体协作、信息传递以及能量分配的载体。蜂巢的建造是为了储存食物、哺育后代、以及整个蜂群的生存和繁衍。其结构设计(六边形)更是进化的最优解,能最大限度地节省材料并提供最大的空间和强度。

计算机,虽然在某些方面模仿了生物体的某些功能,但它的来源是截然不同的。它是由人类设计和制造的。计算机的“造物主”是人类,其构成材料是硅、金属、塑料等非生命物质,其运作原理是电信号的传递和逻辑运算。它的设计过程是人类有意识的创造、规划和执行,而不是基因的本能驱动或进化的自然选择。计算机的出现,是为了解决特定的问题,处理信息,实现特定的功能,这些都是人类有目的、有意识的行为的产物。

其次,我们来看看它们的构成与材料。

蜘蛛网主要由蛋白质纤维构成,这些纤维具有极高的拉伸强度和粘性,能够有效地捕捉猎物。其材料是生物体自然分泌的产物,完全符合生物体的组成特点。

蜂巢主要由蜂蜡构成,这是一种由蜜蜂身体产生的天然有机化合物。蜂蜡的性质使其能够塑形成稳定的六边形结构,并且具有一定的隔热和防水功能。

计算机的构成则复杂得多,它涉及到各种半导体材料(如硅)、导电材料(如铜)、绝缘材料(如塑料)、以及许多精密的电子元件。这些材料需要通过复杂的工业生产流程来提炼、加工和组装。其材料的属性和加工方式,与生物体内的分子和细胞是完全不同的概念。

再者,是它们的运作机制与控制方式。

蜘蛛网的“运作”体现在其捕食功能上。当猎物触碰到蜘蛛网时,网的张力变化会传递给蜘蛛,触发其捕食行为。这种“控制”是基于物理力的传递和生物体的感官反应,是直接的、非计算式的。

蜂巢的运作是一种集体的、有组织的活动。虽然个体蜜蜂的行为受到本能驱动,但整个蜂巢的运作,例如食物的分配、幼虫的喂养、温度的调节,则体现了一种“集体智能”。这种智能是基于个体间的信息交流(如跳舞)、激素信号以及群体行为的协调。它是一种分布式、低效但高度适应性的系统。

计算机的运作则是基于 二进制逻辑和电信号的控制。它执行的是人类编写的程序,通过中央处理器(CPU)对指令进行解码、执行,并通过存储器、输入输出设备等完成特定的计算任务。这种运作是高度精确、可预测且可编程的,遵循的是清晰的算法和逻辑规则。计算机的“学习”和“决策”也是基于算法和数据的,而不是生物体那样复杂的神经化学过程。

最后,也是最关键的一点,是它们的“目的性”与“意识”。

蜘蛛网的“目的”是捕食,这是蜘蛛的生存本能,是基因决定的行为模式。蜘蛛在编织蜘蛛网时,并没有“思考”其结构的优劣,也没有“设计”的过程,一切都是自然而然发生的。

蜂巢的“目的”是为了蜂群的生存和繁衍。蜜蜂建造蜂巢是出于生存的需要,它们并非“理解”蜂巢结构的数学最优性,只是遵循着祖先传下来的本能和经验。

而计算机的“目的”,则是人类赋予的。人类设计计算机是为了解决特定问题、进行计算、存储信息、实现通信等等。计算机本身并没有内在的“生存需求”或“繁衍欲望”,也没有“意识”和“自我认知”。它的功能和“行为”完全取决于它的设计者和使用者。

总结一下,它们的本质区别在于:

1. 起源: 生物起源(蜘蛛、蜜蜂) vs. 人类创造(计算机)。
2. 构成: 生物材料(蛋白质、蜂蜡) vs. 非生命材料(硅、金属)。
3. 运作: 生物本能驱动、物理传递、群体协调 vs. 电信号、逻辑运算、程序控制。
4. 目的性与意识: 由生物本能驱动,无意识的自然造物 vs. 由人类有意识赋予目的,无生命意识。

虽然我们常常用“智能”来形容一些复杂的系统,包括某些先进的计算机程序,甚至用“精巧”来赞叹自然造物的奇妙,但这并不能掩盖它们在起源、本质和运行逻辑上的根本差异。蜘蛛网和蜂巢是生命的杰作,是自然选择的产物;而计算机,则是人类智慧的延伸,是科技发展的结晶。它们虽然都能以某种方式“解决问题”,但解决问题的根本逻辑和驱动力是截然不同的。一个是被动的适应与演化,另一个则是主动的设计与创造。

网友意见

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“本质”在哲学上并没有多好的定义,但可以谈:

  • 作为工具,计算机和蜘蛛网是制造它们的物种可以利用的计算设备,蜂巢则不是。
  • 每个蜂巢可以容纳制造它们的物种的大量个体、高度参与其幼体的早期发育和社会分工决定,计算机通常不能这样做,蜘蛛网不能这样做。


科学家已经发现,一些蜘蛛具有历来被人们视为“哺乳动物和鸟类才具有”的“对未来的远见、计划能力、复杂的学习能力”等认知能力,而且蜘蛛的这些能力需要网的辅助。实验认为蜘蛛网涉及蜘蛛的认知能力,而不止是捕食工具——这和你发表这个问题所用的电子工具有类似之处,它们扩展了你的认知。

我们早已知道蜘蛛网拓展了蜘蛛的触觉,它们可以感觉到网的振动并区分不同类型的振动,能识别振动来源是风、树叶掉落还是不同种类的生物。蜘蛛能够积极地拉紧和放松不同丝线,拉紧的蛛网会对振动更加敏感,有助于过滤进入脑中的信息——这和你的大脑处理输入信息的机制是相似的,人脑的所谓“注意力”不是通过“将感官聚集在感兴趣的东西上、增加从那里取得的信息”来实现,而是通过“降低或消除来自那东西之外的信号”来执行。一些学者认为“注意力”这个词不好。

研究发现[1]蜘蛛能够学习并改进网。

  • 只要抓住一次,蜘蛛就能记住猎物的大小、种类跟振动模式的关系和网住它的位置,并可以根据常见的猎物调整网的大小、疏密。
  • 蜘蛛可以学习周围环境中什么位置更适合结网。
  • 如果一张蜘蛛网的某一部分捕捉到了更多的猎物,蜘蛛会在未来建造新网的时候扩大这部分。
  • 只要一次遭遇,蜘蛛就可以学会避让危险的蚂蚁,连在自然界里吃蚂蚁的蜘蛛在遇到人类提供的更容易捕猎的食物后都会改变行为。
  • 如果网的结构被破坏以至于从圆形网变成了垂挂网但仍然抓到猎物,至少 12 种参与实验的蜘蛛[2]可以立即学会卷起垂挂的部分来拉起猎物。一些蜘蛛下次会尝试制造垂挂网,也许在地球过去的历史上蜘蛛的各种不同构造的网是这样开始演化的。
  • 剪断蜘蛛网的部分构造之后,蜘蛛对同一事件作出的反应会改变。这不亚于对人脑进行超声波照射来干预行为。不过,在认定蜘蛛网严重损坏之后,蜘蛛可以很快再制造一张网。

此外,在 1940 年代的古老萌头实验里,当蜘蛛因为 LSD、咖啡因、安非他命等药物的影响而处于醉醺醺的状态的时候,它们会制造出扭曲变形、混乱、形态不规则的网。

自己不织网的跳蛛有时会振动其它蜘蛛的网,将后者引诱过来后发起伏击。实验证明[3]跳蛛能够规划移动路线、捕猎特定猎物,能够反复实验不同的振动方式来引诱不同物种的猎物并在下一次遇到的时候立即套用,发现过去学会的知识不管用的时候还可以再改进,在遇到数量与最初看到的数量相冲突的猎物时能够做出不同的反应,似乎可以区分“1 个”“2 个”和“超过 2 个”。

参考

  1. ^ https://link.springer.com/article/10.1007/s10071-017-1069-7
  2. ^ https://bioone.org/journals/the-journal-of-arachnology/volume-36/issue-2/CSt07-118.1/Homology-in-a-context-dependent-predatory-behavior-in-spiders-Araneae/10.1636/CSt07-118.1.short
  3. ^ https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsfs.2016.0035

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