猫的奥秘及其对想象中的盒子的热爱

在《头脑之旅》中，PopSci 探索了我们的大脑、感官以及其间发生的奇怪事情之间的关系。

任何养猫的人都知道，我们的猫科动物朋友似乎非常享受盒子里的舒适。事实上，猫似乎从封闭的空间中获得了很多安慰，以至于它们对盒子的喜爱延伸到了没有实际墙壁的空间——以及“边缘”是视觉错觉的空间。这种奇怪的现象表明猫和人类感官体验可能存在相似之处，也与我们如何理解我们神秘的宠物小脑袋里发生的事情的更大讨论有关。

边缘对于人类和猫来说都很重要

你可能不会想到，识别边缘的能力对于我们的生存至关重要，但能够做到这一点也意味着能够识别形状。这反过来又可以让我们区分一个物体和另一个物体。这包括可能的威胁和可能的避难所。

这种边缘识别能力对动物和我们一样重要。动物认知研究员 Gabriella Smith 告诉 PopSci：“边界对任何生物来说都非常重要，它能让你知道自己什么时候会撞上什么东西，或者从悬崖上掉下来。”

值得庆幸的是，我们的大脑天生就能识别边缘。但这也意味着我们很容易看到不真实的边缘。这种错觉的一个典型例子是 Kanisza 形状，其中虚幻的轮廓似乎定义了一个不存在的形状。我们并不孤单：动物似乎也以同样的方式被愚弄——这表明它们的边缘识别能力与我们的工作原理基本相同。

史密斯在 2021 年发表的论文《如果它合适，我就会坐下：一项针对家猫错觉轮廓敏感性的公民科学调查》探讨了猫对方形 Kanisza 形状的喜爱程度。它们对这些形状的反应正如人们所预料的那样——它们坐在上面。

Kanisza 形状有哪些？

从最基本的层面上讲，我们将视野中亮度或亮度发生急剧变化的地方视为边缘。即使两个形状没有通过不同的颜色或纹理来区分，如果亮度不同，你也能分辨出它们。两个形状之间的亮度过渡就是我们所识别的边缘——一个形状结束而另一个形状开始的视觉信号。

那么，为什么我们会在 Kanisza 形状中看到“边缘”呢？根据 2018 年的一项研究，Kanisza 形状通过两种现象（错觉轮廓和非模态完成）欺骗了我们的边缘检测能力，这两种现象的神经机制仍在研究中。如下图所示的 Kanisza“三角形”所示，虽然没有描绘出三角形的完整轮廓，但我们的大脑会认为，在明显类似吃豆人的圆形形状和狭窄的 V 形之间的白色空白空间中，漂浮着一个完整的三角形（有边缘！）。那个“三角形”也是白色的，但它看起来比其假想背景稍微亮一点。看到研究中所谓的“亮度对比边缘”而实际上并不存在，这就是错觉轮廓的一个例子。

另一方面，非模态完成是指“一个物体被解释为位于另一个物体后面，尽管只有它的片段可见”。在这种情况下，三个 V 不相连，但我们的大脑会想象有另外三条线来完成它们的单一形状。“完成”的形状似乎被某些东西挡住了——这就是为什么只有 V 角可见的原因；形状的其余部分一定藏在其他东西后面。当然，那个其他东西就是我们之前描述的那个“更亮”的形状——具有虚幻轮廓的 Kaniza“三角形”。（如果你仔细想想，你甚至根本不需要 V。PacMan 形状本身就已经帮助了非模态完成机制，看起来像三个黑色圆圈被我们想象的“更亮”的 Kanisza 三角形的三个角部分遮挡。）

为什么猫喜欢坐在盒子里？

猫科动物既是伏击型捕食者，又是大型猎手的潜在猎物，因此它们通常不喜欢暴露在外——暴露在外不仅会削弱它们自己的捕猎能力，还容易成为他人的晚餐。这在很大程度上解释了它们偏爱封闭空间的倾向，而舒适的纸板箱通常非常适合这种空间。2014 年的一项研究推断，收容所里的猫在有箱子可以藏身时，会更好地适应新环境，而且看起来压力更小。

从开放、暴露的区域到安全、封闭的区域的过渡由边缘定义。史密斯的研究受到推特上的#catsquare趋势的启发，猫主人上传了他们的猫咪朋友开心地坐在地板上用胶带粘起来的方块上的照片。她想知道猫是否也倾向于坐在由虚幻轮廓定义的空间里。如果是这样，这将是一个相当有力的证据，表明猫和我们一样，将这些虚幻的轮廓视为边缘。

看来它们确实可以做到，论文总结道：“这项研究中的猫在 Kanizsa 和正方形刺激中站立或坐下的次数比 Kanizsa 对照组要多，这显示出它们对虚幻轮廓的敏感性，并支持了我们的假设，即猫会将虚幻正方形视为真实正方形。”（如上方视频所示，在同样为蓝色的地板上，一只猫可能只需要四个白色圆圈，而这四个圆圈之间似乎被一个蓝色正方形挡住。）

宠物感知的奥秘

然而，猫和人类看到的东西相似并不意味着它们以相同的方式体验它们所看到的东西。当我们看着 Kanisza 方块时，我们知道我们看到的不是真实的。猫也明白这一点吗？

这归结为一个关于动物意识的问题——一个出了名的难题，原因很简单，我们永远无法像其他生物那样体验世界，它们也永远无法向我们描述它们的经历。（正如史密斯冷淡地指出的那样，“意识问题是一个棘手的问题。”）取决于你如何看待“意识”的含义，研究动物意识的本质可能更多的是一个哲学问题，而不是其他问题。正如史密斯所说，“我有哲学家朋友，他们用一种方式描述‘意识’，我也知道实践研究人员对它的定义不同。”

公民科学何时可行（何时不可行）

事实证明，还有更多间接的方式来寻找答案。在猫对虚幻盒子和真实盒子的体验方面，史密斯说：“猫进入有边的盒子是很合理的，进入没有边的盒子就不太合理了。所以量化它们体验每个‘盒子’的差异的方法是看它们在每个盒子里待了多长时间。仅根据对我家猫的观察，我认为它在有边的盒子里待的时间比在无边的盒子里要长。”

显然，这种方法并不完美——史密斯的博士研究重点是动物的好奇心，他举了一个例子：“所有动物都好奇，但有些动物似乎比其他动物更好奇，因为它们表达好奇的方式很随意。有时你会遇到一只非常紧张的动物，但……我们不能[得出结论]它们不好奇，因为我们不知道它们内心的[感受]是什么。”但这是我们能得到的最好的结果，史密斯的论文就是一个例子，说明它如何能产生一些令人着迷的结果。

史密斯说，将这种研究扩展到研究人员自己的动物之外通常需要依靠公民科学——这本身就带来了挑战。例如，2022 年，史密斯发表了一篇论文，介绍了一项实验的结果，该实验探讨了动物对旋转蛇错觉的反应。旋转蛇错觉是由重复、不对称亮度模式引起的外围漂移的一个例子。虽然这些图案不会移动，但当你不直接盯着它们时，它们似乎会旋转。这个技巧依赖于微扫视眼球运动——不由自主的快速聚焦……在人类身上。“有来自动物园的初步证据表明，一些狮子看到了这种幻觉，”她回忆道。

有足够的数据激起了她的兴趣，她和同事们开始探索家养动物对这种幻觉的反应。“[我们] 和我将旋转的蛇刺激和两种不同的控制发送给猫和狗的主人，让他们 [放置] 在家中的地面上，看看他们的宠物有何反应，”她回忆道。

然而，猫咪们并不怎么合作，这一点对猫主人来说一点也不意外。“它们的表现真的不像我们预期的那样！”史密斯苦笑道。“狗在其中一个控制点停留的时间更长。但在我看来，这似乎只是个侥幸。公民科学和社区科学总是存在一些悬而未决的问题，比如如何让事情更有凝聚力和可复制性。”

猫就是猫

当然，这两组动物也有可能看到了幻觉，只是耸耸毛茸茸的肩膀。作为一个在猫咪身边待了很长时间的人，我发现小猫咪第一次在镜子里看到自己或同窝的小猫时，往往会惊慌失措——但它们也很快得出结论，因为它们闻不到或无法与这个奇怪的冒名顶替者互动，所以这并不好玩，也不值得担心。同样，这段视频中的猫咪似乎对虚幻的洞口有点兴趣，但只是短暂的。（将它们的反应与两只看到同样幻觉的水獭的反应进行比较很有趣。）

这又把我们带回到必须依靠从动物的行为中推断答案的根本困难。猫真的会对带有假想边缘的假想盒子的诱惑做出反应吗？它们能“看到”这些“边缘”吗？它们意识到这些“边缘”实际上并不存在吗？它们会在意吗？如果我们能直接问我们的猫科动物朋友它们看到幻觉时看到了什么，生活就会简单得多。或者也许不能：猫毕竟是猫，无论如何也不能保证它们会回答。