Deep Dive
Shownotes Transcript
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这里是《难以解释》。我是Noam Hassenfeld，与资深制作人Meredith Hodnut一起。哟。Meredith，最近发生了什么事？我真的很想告诉你关于这个黏糊糊的生物的事情，它最近让我大开眼界。好的。什么生物？黏菌。
黏菌。黏菌。那到底是什么？它是什么样的？是的，黏菌有很多不同的类型、大小和形状等等。但我特别关注一种黏菌。拉丁文有点麻烦，但它是多头绒泡菌。嗯。
哦，天哪，很难描述。它摸起来有点像黏液，像鼻涕。这是Tanya Laddy。她是悉尼大学的教授。但如果你观察它，尤其是在实验室里，你开始真正看到它的结构，它看起来有点像一系列静脉，几乎像树一样伸展开来。它是亮黄色的，像鱿鱼一样伸出来，然后整个东西只是……
慢慢地一点点向前移动。——它会动？——是的，非常非常慢，大约每小时四五厘米。——你知道，它的速度是，如果你去洗手间回来，你会想，“哦，它动了？我确定它动了。”你几乎可以看到它。
在条件合适的情况下，它可以像渗出一样大到浴垫那么大，甚至更大，比如几米。而令人疯狂的是，它只是一个细胞。
整个……一个细胞。……浴垫大小的黏菌是一个细胞？那是什么意思？理解黏菌最简单的方法是想象一下变形虫，然后把它放大。所以它只有一个大的细胞膜。它到底是什么？它像动物吗？是真菌还是什么？都不是。
所以如果我们考虑生命之树，你知道，我们都有一个共同的祖先，不同的谱系在不同的时间分支出来。包含黏菌的群体在真菌与动物分离之前就从这棵树上分枝出来了。所以那是很久很久以前的事了。所以这些东西比任何其他动物或植物都离我们更远。我们与蘑菇的关系肯定比与黏菌的关系更密切。黏液，黏液。
所以它看起来很奇怪。它真的很奇怪。是什么让它如此有趣？你为什么会被它吸引？所以，尽管这些东西在生命之树上离我们很远，但它们却异常有趣。
超级聪明。好的。我们不知道它们是如何做到这一点的，但是科学家们对它们的了解越多，他们就越认为黏菌可能会重新定义我们对智力的思考方式。嗯。好的。好的。是什么让它们如此聪明？好吧，它们没有大脑。当然。它们没有中枢神经系统。它只是一团黏糊糊的东西。好的。但它可以做所有这些棘手的事情。它
对我来说，这真的很令人费解，因为我们只是假设大脑是最好的，你知道，为了能够解决问题，你必须有一个大脑。我认为这导致我们可能忽略了所有这些非常有趣的解决问题的替代方法，你知道，就像黏菌必须使用的那样。
黏菌能解决什么问题？好吧，你准备好听一些令人震惊的事情了吗？来吧，开始吧。事实证明，黏菌可以穿过迷宫。如果你把黏菌放在迷宫里，并在入口处和出口处放一个食物来源，黏菌会通过最短的路径连接这些点。它特别喜欢燕麦。
别开玩笑了。喜欢燕麦。所以如果你把燕麦放在柜台上某个地方，你有一团黏菌，黏菌会慢慢地向燕麦移动？哦，是的。嗯。它还能做什么？是的。所以，研究人员不是在迷宫里放食物，而是在地图上放这些燕麦块。好的。在东京的所有主要人口中心。黏菌以最有效的方式连接了它们，
并且碰巧独立地绘制出了整个东京地铁系统的地图。
为了清楚起见，这就像一个我认为需要很多工程师做很多复杂的数学计算才能解决的问题，比如，连接这些东西的最有效方法是什么？而黏菌可以自己解决。没错。它只是用最少的资源将它们连接起来。它还能做更多的事情。人们已经制造出由黏菌控制的机器人。它可以逃脱陷阱，并且可以做出一些相当复杂的决定。
什么类型的决定？好吧。假设你是一团黏菌。你处于黏菌的心态，正在渗出。我可以渗出。所以你遇到两个食物来源。一个是超级美味的燕麦，你的最爱。嗯。显然。喜欢它。爱它。另一个只是一些燕麦片。啊。那么你怎么办？
我去吃燕麦。我的意思是，显然，这是一个简单的决定。当它非常好或非常糟糕时，做出决定很容易。就像你选择真正好的。当然你会的。但是假设好的食物选择很危险，而坏的食物选择很安全。
所以美味的食物在明亮的光线下，非常暴露，而糟糕的食物则安全地藏在黑暗的阴影中。如果真正好的食物也被怪物守护着，那么做出这个决定就困难得多。现在你必须做出这个决定，什么更重要，食物质量还是危险因素？事实证明，只有当优质食物的质量比劣质安全食物高五倍时，黏菌才会选择优质食物。
所以黏菌现在可以进行乘法运算了吗？是的。所以就像，如果你为了一个甜甜圈必须穿过一条高速公路，那必须是一个非常棒的甜甜圈才值得。我的意思是，这现在让我想到我很久以前就想问的问题，那就是……
它是怎么做到的？是的。所以科学家们真的不知道。但我认为我们有一些想法。Tanya怀疑这与集体行为有关。
她研究社会昆虫（如蚂蚁、蜜蜂或兵蝇）的集体行为。在我喂它们之后，我在黏菌中看到的模式与我在蚂蚁中看到的模式非常相似。当蚂蚁探索一个区域时，它们会在蚁群中留下这些信使化学物质的痕迹，就像一个小便签一样，上面写着，“嘿，这里，找到食物了”。其他的蚂蚁会偶然发现这条小路，并开始跟随它。当它们走的时候，它们会留下自己的化学物质，
很快，整个蚁群就会沿着这条小路走，对吧？所以所有这些，这是一个正反馈循环的例子。我们认为这种行为的集合是黏菌决策的核心。等等，我以为黏菌是一个巨大的变形虫。它怎么会……
通过集体行为做到这一点。对。它完全是一个巨大的细胞，但它内部有成千上万的细胞核。像，中心细胞器。当然。每个都调节着自己的小DNA，对吧？所以如果你切开黏菌……
几分钟内，每一块都是完全独立的。所以你可以把一个巨大的黏菌切成一千块。它们都是独立的个体，即使它们前一天还不是个体。你把它们重新组合在一起，它们就会结合起来。所以关于什么是独立个体，什么是群体或集体，这个想法和界限非常模糊。所以黏菌有点像一堆细胞核聚集在一起，被黏液包围着，或者像一大袋蚂蚁。
但是蚂蚁都有大脑。黏菌的各个部分是如何做到这一点的呢？这很奇怪。所以如果你仔细观察黏菌，比如在显微镜下，在这个亮黄色的黏液中，有一些脉动的静脉。这就是驱动黏液流动的原因。它都在流动，这种流动是由静脉的泵送运动驱动的。并非所有静脉的脉动速率都相同。
所以如果黏菌发现它喜欢的东西，该区域的静脉开始更快地跳动。
就像，“哦，是的，去拿那个燕麦。”——好的。——它会影响周围的区域也更快地跳动，在这种更快地跳动中，它会将更多的自身黏液移动到那个方向，并且它会更快地移动那个黏液。然后那个黏液开始更快地跳动，这就是你的正反馈循环。——它们可能不会做除了加速和减速之外的非常复杂的行为，但总的来说，它们能够集体完成非常复杂的事情。
所以这并不完全像黏菌在做决定。更确切地说，黏菌的各个部分以某种方式反应。然后这会导致连锁反应，其中黏菌的其他部分以不同的方式反应。最终看起来像一个决定。是的，我的意思是，这……我很难过，因为……
你怎么定义决定和非决定？我的意思是，有一种叫做群体智能的东西，其中集体实际上比任何一个个体都拥有更多的资源。仅仅通过这些相对简单的机制，你就能在蚂蚁、蜜蜂身上看到这一点，也能在鱼群、鸟群甚至人群中看到这一点。
个体都在做出个体决定，但你把它们放在一起，集体比任何一个个体都要聪明得多。所以是的，我认为当然，一个小的区域脉动并不能有效地做出决定，但是这种正反馈循环的集合实际上确实超过了其各个部分的总和。是的。我的意思是，这也让我想起了我们自己的大脑，对吧？就像
在我的大脑中，决定意味着什么？没错。我是谁来做决定？或者是一堆神经元，每个神经元都在对微小的刺激做出反应……
所有这些一起行动。显然，我们与黏菌不同，但是……我的意思是，不像你想象的那么不同。如果你从你的大脑中取出一个神经元并单独研究它，你会认为，好吧，它很简单。神经元不能进行微积分，也不能制作播客、写书或做任何那些事情。但是如果你把数十亿个神经元放在一起并让它们交流，你突然就会拥有一个非常复杂的决策系统，而你从单独观察神经元是无法预测的。
只有当它联网并在这个集体中，并建立在所有这些反馈循环之上时，我们自己的意识才能产生。在某些层面上，我认为我们开始看到非常不同类型的决策系统之间存在非常相似的相似之处，几乎就像我们在非常不同的硬件上运行相似的软件一样。
这是什么意思？所以我们的大脑也使用反馈循环，就像黏菌使用反馈循环一样。这就是软件。我们只是在非常不同的硬件上运行它。我们有这些又大又软的大脑，我们把它们带在头骨里。好吧，黏菌，它们有黏液，它们用黏液四处移动。所以从表面上看，黏菌可能与我们大相径庭。我的意思是，这些小……
黏液堆是一个细胞，它们痴迷于燕麦。好的，这并不完全不同。但它们似乎与我们非常不同。但是我想，就它们的工作方式或思考方式（如果我们可以使用这个词）而言，它们与我们并没有那么不同。我们并没有那么不同。是的，我的意思是，真的。从某种意义上说，它们的工作方式有点像我们大脑的工作方式。但是
它们仍然没有大脑。它们仍然没有中枢神经系统。它只是一团奇怪的黏液，里面有一堆细胞核，它正在做所有这些疯狂的事情，而且它太疯狂了。最终，我们认为大脑对于智力是必要的，而它们可能并非如此。
可能有所有这些可能的方式到达某个东西是智能的地方。我们只需要睁开眼睛，看看它可能是什么样子。可能看起来像一团黏液。休息后，我们将讨论智能黏菌如何引导研究人员重新考虑关于一些最小的、最简单的智能形式的长期存在的信念。接下来就是这个。对《难以解释》的支持来自Greenlight。
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华特迪士尼公司是一家庞大的企业。它拥有电影制片厂、主题公园、有线电视网络和流媒体服务。很多。因此，很难找到合适的人来领导这一切。“当你有一个像华特迪士尼那样拥有独特创造力和领导力的领导者时，它就会消失。我的意思是，你可以预料会发生什么。”问题是，迪士尼的首席执行官很难放手。
15年后，鲍勃·艾格最终在2020年交出了权力。他的退休并没有持续多久。他现在在他的遗产上留下了一个很大的污点，因为在他一次又一次地推迟退休之后，当他最终选择继任者时，这对任何人都没有好处。
当然，现在正在进行一场“烘焙比赛”。每个人都在关注，会是谁？我认为没有人是显而易见的最佳人选。情况并非如此。我是Joe Adalian。《秃鹫》和Vox Media播客网络推出《巨人的土地：迪士尼的困境》。在您收听的任何地方关注，每周三收听新剧集。
在我从Slurm那里听到这个词之后，我的所有电路都会恢复正常。它具有高度成瘾性。好的，《难以解释》，我们和Meredith一起回来了。嘿，是的。所以我们一直在讨论黏菌，它们是奇怪的巨大细胞，内部有很多细胞核，它们不知何故非常聪明。科学家们真的不知道是怎么回事，但他们认为这是因为某种群体智能，整体大于其各个部分的总和。是的。是的。
黏菌非常令人印象深刻。我已经为此疯狂了好几个星期了。但是科学家们也开始怀疑，是……
黏菌作为单细胞生物是独一无二的吗？那里有很多单细胞生物。它们中的许多都比黏菌这种疯狂的集体要简单得多。单细胞还有其他聪明的方法吗？这比我们之前讨论的还要模糊，但是
它确实把这个问题推向了更远，这个问题是，我们甚至认为什么有能力拥有智力？它可能是地球上一些最小、最简单的生命吗？
这到底是如何运作的呢？我们不知道，但是人们很久以前就开始问这个问题了。单细胞的学习是一个古老的想法。它可以追溯到人们第一次从科学的角度开始思考学习的时候。所以我采访了Jeremy Gunnawardena。他是哈佛大学的生物学教授，他一直在对一位名叫Beatrice Gelber的科学家进行一些历史研究。
她在20世纪50年代在印第安纳大学获得博士学位。所以吉尔伯特有这个想法。她想测试单细胞中的复杂学习，就像大多数人在动物身上测试复杂学习一样。你知道巴甫洛夫，巴甫洛夫的狗吗？当然，听说过巴甫洛夫。对，对。所以巴甫洛夫，他喂他的狗，它们会流口水。然后他每次喂它们的时候就开始摇铃。
训练它们将食物与铃声联系起来。嗯哼。经过几轮之后，他可以摇铃，即使周围没有食物，狗也会开始流口水。这就是狗学会将铃声与食物联系起来，对吧？没错。嗯哼。
但是对于Gelber来说，她不是用狗，而是用纤毛虫。纤毛虫？好的，纤毛虫是一组单细胞生物。在出现某种严肃的多细胞生物之前，在动物、植物和真菌出现之前……
纤毛虫可能是地球上的顶级掠食者。就像一只小小的单细胞鲨鱼。好的。然后，她不是用狗粮，而是用细菌给纤毛虫喂食，方法是在细菌上涂一层细菌，然后将电线放入含有纤毛虫的溶液中，并计算有多少纤毛虫过来吃细菌午餐自助餐。是的。
这就像，你知道，喂狗一些食物，也摇铃。
对，没错。所以经过几轮之后，Gelber将一根干净的电线放入溶液中。没有食物，没有细菌。然后她计算有多少纤毛虫游了过来。好的，所以她用这条电线来训练纤毛虫。如果他们看到一根干净的电线并且游了过去，那是否意味着他们已经学会了期望电线意味着食物？完全正确。所以她的实验结果表明，纤毛虫可以学习。
它们直接游向干净的电线。好的，但是你在上面说没有人真正知道微小的单细胞是否可以学习。这不是证明它们可以学习的证据吗？好吧……
Gelber的研究并不受欢迎。有一种非常强烈的偏见，认为你需要神经系统才能完成复杂的任务。人们认为她对这些小小的单细胞生物过于主观。就像，她把这解读为智力，而这实际上只是随机运动。当他们试图复制她的结果时，他们做不到。所以她的工作……
被驳回并遗失在历史中。如果科学家试图复制她的工作，而他们做不到，为什么Jeremy现在有兴趣重新审视她的工作？
所以Jeremy认为Gelber没有得到公平的待遇。Gelber最严重的反对者之一试图重现她的实验。我怀疑他不相信它有效，因此他并没有真正认真关注Gelber在她的实验中使用的参数。而当他无法重现它时，他很快就说，好吧，你知道，它不起作用。在50年代复制她工作的科学家
他们没有密切关注她的方案。他们使用了不同浓度的细菌。这是一个非常复杂、非常棘手的实验。所以Jeremy正试图用现代工具和技术来复制Gelber的工作。他已经复制了一些关于单细胞更简单学习形式的更简单的实验。他的研究看起来非常有前景。
但最终，我们仍然不确定细胞是否可以在这个水平上学习。好的，我们有一些看起来很有前景的研究表明，你普通的微小单细胞可能能够学习。然后我们还知道，一种奇怪的巨大单细胞，黏菌，可以学习。所以感觉我们有……
你知道，至少有两个不同的方向的结果，至少指向这个方向。如果科学家真的证明所有单细胞都可能具有一定的智力形式，比如它们可以学习，那会意味着什么？如果单细胞可以学习，它将完全扩展我们对生物学中可能性的想法。
甚至我们如何概念化或构建癌症研究等问题。细胞通常被视为执行基因或DNA指令的小型机器人。如果导致肿瘤等问题，则可能是DNA存在问题，或者指令有缺陷，或者细胞执行方式存在问题。但是那里没有多少能动性。对。如果细胞可以学习，这将完全改变范式。是的。
如果我们可以证明我们相信的情况，我认为这将对生物学产生影响，因为它将改变我们对所有生物的思考方式，因为所有生物最终都是由细胞组成的。基本上是相同的分子机制运行着所有的生命。现在，我们仍然处于试图弄清楚细胞是否可以学习的阶段。
但是科学家们并没有很好地解释这怎么可能。对。就像黏菌一样，我们至少有一些群体智能的理论。但是当它下降到没有多个细胞核帮助的普通微小细胞时……
如果那些家伙可以学习，我认为这迫使我们重新考虑可能性。就像，也许我们需要对我们在世界上作为这些大型奇特思维机器的地位更加谦逊一些。因为归根结底，我们对智力的含义和它可能是什么样子真的知之甚少。本期节目由Meredith Hodnot制作和报道。
Noam Hassenfeld创作了音乐并编辑了剧集，以及Brian Resnick和Catherine Wells，在Bird Pinkerton的帮助下。Manning Nguyen核实了事实，而我，Christian Ayala，完成了我们的混音和声音设计。Liz Kelly Nelson是Vox Audio的副总裁。如果您有想法，请发送电子邮件给我们，[email protected]。如果您想在Apple Podcasts上留下好评，我知道我们都会非常感激。
《难以解释》是Vox Media播客网络的一部分。我们下周再见。