植物的生理反應與人類有著一定的相似處，而且它們還能對物理世界產生意識，是具有心智的生命。

菜園里的萵苣，一片油綠，看似平靜。但植物學家通過實驗觀察告訴我們，萵苣時刻“思考”的就是，有沒有蚜蟲在啃食自己的葉子，一旦出現蚜蟲，就必須制造有毒的化學物質，把蚜蟲統統殺光，這樣才能保護自己茁壯成長。在《植物知道生命的答案》這本書里，作者顛覆了人們對植物的傳統認知，他根據大量科學實驗，提出新的觀點，即植物與人有著相似的感知方式，植物有視覺、觸覺、嗅覺和方向感，甚至還有自己的意識和心智，并且能夠把記憶遺傳給后代。

作者是來自美國的生物遺傳學家和植物學家丹尼爾?查莫維茨。他在耶路撒冷希伯來大學獲得遺傳學的哲學博士，目前是以色列特拉維夫大學植物生物科學中心主任。他根據多年的研究成果撰寫的這本《植物知道生命的答案》，由世界科普雜志界的先驅品牌《科學美國人》出品，并且在2012年被評選為亞馬遜十佳科學圖書。

介紹完這本書的概況和作者信息后，下面，我會從這幾個方面來給你介紹植物與人類的眾多相似處：第一，植物的感知能力；第二，植物的定位系統是怎么運作的；第三，植物在一定程度上具有心智。下面我們就來一個個說明。

第一部分

植物的感知能力，與人類有許多相似性。比如，植物擁有視覺、嗅覺、觸覺。和人類相比，它們只是少了聽覺和說話的功能而已。

我們來說植物的視覺能力。雖然植物不能分辨出它面前的人是什么性別，但是，作者根據多年來的實驗觀察，得出了令人震驚的結論：在感知水平上，植物的視覺與人類相比，要更復雜一些。比如，植物能看到紫外線和紅外線，還能夠覺察到電磁波，而這些，都是人眼根本看不到的。當然，人眼能夠看到的東西，植物也能看到。還有，植物能夠分辨出什么時候是正午，什么時候是傍晚，也就是說，它們可以感知時間。植物不僅知道光的方向和強度，還能“看到”光的顏色，甚至是光持續的時間。

植物沒有眼睛，卻具有光敏色素。植物的光敏色素，是一種色素蛋白質，它可以吸收紅光，作用就是讓植物感受外界的刺激和變化，幫助植物調節生長。從作者給出的實驗結果來看，與人類的視覺相比，植物能夠看到的光譜的波長范圍要更寬更廣。由于植物沒有神經系統，光信號沒辦法轉化成圖像，可是，光信號卻能夠轉化成各種指示，用來調控植物的生長。

作者告訴我們，植物可以通過光，把水和二氧化碳轉化成糖類，從中吸收養分。這說明，光對于植物來說，不僅是一種信號，還是獲取食物的來源。在以往關于植物的認知里，我們只是簡單認為，植物具有向光性，通過作者的講解，我們才知道，原來植物的視覺功能超級強大，超出我們原先的認知水平，比如，有些喜光植物如果“看到”自己處在陰影里，就會加速生長，這樣就能擺脫陰影，讓自己接觸到更多陽光。蒲公英就是這類典型，長在蔭蔽地方的蒲公英，生長速度會更快一點兒，因為只有這樣，它們才能接收到更多的光照。

然后，我們再來說說植物的嗅覺功能。與人類不同，植物沒有嗅覺神經，但能夠產生一種植物激素，叫乙烯，它的作用是幫助植物根據環境情況，調整生長發育過程。人們用語言交流，而植物靠著乙烯溝通。通過這種交流，植物就會對自己的生長狀態，隨時進行調控。作者認為，植物對乙烯的感應能力，就類似于人類的嗅覺。植物不會說話，卻能感應其他植物釋放的激素。比如，把一個還很硬的牛油果跟一根成熟的香蕉都放進紙袋里，那么牛油果就會變軟。再比如，只要劃破幾個成熟的無花果，那么整串無花果就會跟著成熟。這些例子都說明，植物“嗅到”乙烯以后，可以做出相應的生理調控。

這種“嗅覺”功能對植物的生長具有兩個作用：一是植物可以在干旱或其他惡劣環境下，對生理狀態做出相應的調整；二是如果遭到病蟲害，植物釋放出氣味，其他植物通過“嗅覺”，嗅到這種信號，就會趕快把自己保護起來，通過增強抵抗力，避免遭受病蟲害。比如棉豆這種群居植物，如果有一株棉豆遭受病蟲害，它就會發出一種氣味，其他的棉豆嗅到這種氣味，就能提前做好防病準備。雖然植物沒有嗅神經，但依然能夠察覺空氣里的揮發物，并且，還能把揮發物的信號轉化成生理反應，這就說明，植物是具有嗅覺的，只不過是通過與嗅神經不同的方式，對揮發物信號做出反應。

接下來，我們再說一下植物的觸覺。從前，我們認為植物是沒有觸覺反應的。作者卻提出，植物的觸覺能力，比人類更靈敏，并且，在感知觸碰的時候，植物和動物的反應具有許多相似的地方。這是因為植物和動物一樣，都具有電化學信號傳遞機制，也就是說，植物在受到觸碰的時候，會出現電運動現象。電運動，是植物細胞內部的一種電子運動，它的作用在于引起植物細胞的收縮，讓植物像高等動物一樣進行活動。比如，在伯頓·桑德遜觀察捕蠅草的實驗里，就檢測到植物的這種電運動現象，和動物神經的活動非常相似。還有，含羞草被碰到時，它的葉子一動一動的，也是植物具有觸覺反應的例子。植物具備的感受器，與人類皮膚中的機械感受器相似，受到觸碰以后產生的反應，是為了判斷環境、適應環境、調節成長發育。

最后，我們說一下植物的聽覺。之前，有一些針對植物生長的實驗，試圖說明在某種程度上，音樂對植物的生長具有一些作用，比如，在高雅柔和的音樂中，植物會生長得更旺盛，在嘈雜混亂的聲音下，植物會出現生長停滯，甚至枯死的結果。但作者通過近年來的實驗觀察得出結論：對植物生長起決定因素的，并不是哪種音樂，而是熱量。換句話說，“音樂決定植物的生長”這種論調，已經被作者證明是偽科學。

作者又通過實驗，證實植物的基因中，有一種被稱為“聾子基因”。也就是說，植物具有的這種基因，與導致人類耳聾缺陷的突變基因有著一定的相似性。這也說明，植物不具備聽覺。植物含有“聾子基因”的發現，讓我們對植物的生長產生了新的認知：不論對植物播放什么音樂，它們都沒有感覺，而有些植物，在某種音樂下生長得好，并不是音樂對它們有作用，而是播放音樂的揚聲器產生了熱量，這個熱量才決定了植物種苗的萌發效率。比如，用萬壽菊種苗進行的實驗里，不論對它們放什么音樂，萬壽菊種苗的生長都沒什么影響。反倒是把揚聲器與萬壽菊做了隔離，控制熱量對種苗的影響，種苗的萌發率才明顯降低。

這是為什么呢？作者舉了個例子：植物屬于固著生物，它們既不能隨著季節遷徙，也不能在危險出現時逃跑，所以說，聲音信號對它們來說是毫無意義的。既然如此，那么有沒有聽覺，對植物來說也就無所謂了。

這就是今天給你說的第一個內容：植物的感知能力。我們來總結一下：植物具有視覺、嗅覺和觸覺。雖然沒有神經系統，但是植物的視覺系統功能比人類的還要強大，能“看到”人眼看不見的光線和電磁波。在以往的常識里，人們只知道植物具有向光性，其實，植物把光當作信號，也當作食物。植物的嗅覺和觸覺，都是為了根據環境，做出相應的調控，讓自己生長得更旺盛。比如，某棵植物出現蟲害，就會釋放出只有植物才能“嗅到”的氣味，其他植物感應后，就可以做出防御病蟲害的準備。再比如，植物受到觸碰以后，就會產生電脈沖，正是這種電活動，對植物的發育進行了調控。植物沒有聽覺功能，因為植物的基因里，有一種“聾子基因”，它與導致人類出現聽力障礙的突變基因，具有一定的相似性。

第二部分

下面，我們來說說植物的定位系統是怎么運作的？作者先是引述了托馬斯·安德魯·奈特做過的一次實驗：把蠶豆幼苗沿著不同的方向，緊緊綁定在木板上，這些蠶豆幼苗的根尖，朝著任何方向。然后呢，就施加外力，讓這些木板用較快的速度旋轉。實驗結束以后，奈特發現，在離心力的作用下，植物的根，是向著離心力的方向生長，植物的莖，向著相反的方向生長。這說明植物能對離心力做出反應。還有一個實驗，是把植物幼苗上下倒著放，結果呢，植物幼苗的根就重新定向，向下生長。可見，植物對重力也能做出反應。

那么，這兩個實驗結合起來，說明了什么呢？它們一起證明了植物能夠感知外力，并且能對外力做出反應。這是因為，在植物的根尖和內皮層中，分布著一種植物細胞團，在這種細胞團內部，含有一種致密球狀結構，它們起著重力感受器的作用。所以，這種致密球狀結構被植物學家稱為“平衡石”，它和人類耳朵里的耳石起的作用一樣，都是為了感知重力，然后才能進行定位。為了驗證平衡石的重要性，科學家們通過磁場，改變植物細胞內平衡石的位置，結果這些植物全部偏向一側生長。植物的這種習性，被稱作“向地性”。植物的這種向地性，一直被人們當作是地球重力的影響。

在以前的認知里，人們習慣把植物看成是靜止的生命，是受外力擺弄卻被動生長的。在延時攝影技術還沒得到應用時，達爾文就已經通過長時間的觀察、測量，發現植物在做一種重復性的“螺旋狀搖擺運動”。螺旋狀搖擺運動，是指植物的一種轉圈搖擺的姿勢，就像陀螺轉圈一樣，達爾文把這種運動稱為“回旋轉頭運動”。他在實驗里，觀察了蠶豆苗、野甘藍、草莓和郁金香等植物，發現它們在生長過程中，都跳著這種轉圈搖擺舞。植物的這種運動軌跡，說明植物在生長的同時，也做著一種有規律的運動，說明植物不是被動生長，它們知道自己在空間中的位置，不然，它們的運動軌跡就不會具有規律性。

對于植物的這種運動方式，科學家提出兩種對立的假說來分析原因：達爾文認為，這種運動，是所有植物的本能，他又進一步推測，植物是具有運動能力的；但是，另外兩位植物學家伊斯雷爾森和約翰森，他們猜測地球重力才是植物進行運動的原因，植物本身是沒有運動能力和運動意識的。

這兩種對立的假說，說的問題無非就是植物的回旋轉頭運動與重力有沒有關系。雖然這兩種假說提出的時間比較早，可是，直到最近幾年，國際空間站的功能健全以后，才有條件進行相關實驗。實驗證實了達爾文的猜想是正確的，因為，在空間站幾乎失重的條件下，植物仍然呈現出螺旋狀運動。這就說明，重力只是植物回旋轉頭運動的促進條件，而不是必需條件。植物做螺旋狀運動，確實與植物的內部構造有著重要關系。有了感受器提供信息，不管有沒有重力，植物都在做著螺旋狀運動。只不過，在重力條件下，這種螺旋狀運動的幅度會更大些。那么，這個實驗的結論，又說明了什么問題？說明植物對重力做出反應的方式和人類相似，都依賴于感受器提供信息，這樣才能確定方位、保持平衡。也就是說，植物的定位系統，是依靠細胞內部感受器來運作的。

作者沿著這幾個實驗的結果，又進行了一番推理，他認為，植物從來就不是被動地活下去，它們能感知重力、離心力，還能主動地進行生長階段的調整，而且，植物細胞內部的平衡石還具有感受重力的作用。所以，植物對于自己的空間位置是具有意識的，它們能夠分辨出上和下，說明植物是有方向感的。比如蠶豆苗就是個例子，就算是把它倒過來放置，它的莖也會朝著地面生長。

這就是今天給你說的第二個內容：植物的定位系統是怎么運作的？我們來總結一下：根據科學家們做過的經典實驗，我們已經知道，植物不僅具有方向感，而且能對離心力、重力等外在環境做出相應的調控。并且，重力不會對植物的回旋轉頭運動產生必要影響。在植物細胞內部，存在一種平衡石，它的作用和我們耳朵里的平衡感覺器一樣，這個平衡石還能幫助植物進行定位。

第三部分

判斷生物是否具有心智，首先得看它是否具有記憶能力。作者提出植物具有一定程度的心智，就是以實驗觀察作為基礎，從中得出結論：植物具有形成記憶、保持記憶、提取記憶這樣的過程。我們用捕蠅草的“捕獵”過程來舉例吧。最開始，有物體碰到刺毛時，捕蠅草就會對這個信息形成記憶；然后，捕蠅草會把這個信息儲存幾秒鐘時間，這是保持記憶的過程；最后，如果第二根刺毛被觸動，那么這個信息就會重新獲取，這是為了提取記憶。

作者通過一系列實驗告訴我們，植物發出的神經信號，與所有動物的神經信號存在著極大程度的相似性，當然，這也包括人類在內。亞歷山大·沃爾科夫在實驗中，對捕蠅草使用了一種化學藥劑，這種化學藥劑，同樣也能抑制人類神經信號的通路。之后，不管怎么觸碰捕蠅草的刺毛，捕蠅草都不會出現關閉捕蟲器的反應。這就說明，植物的短期記憶能力，是靠著電信號起作用的，對人類神經元起抑制作用的藥劑，也對捕蠅草等其他植物產生作用，可見，植物與人類的相似點是非常多的。

又比如，植物記憶涉及的機制，在人類記憶中也有涉及。舉個例子，電化學梯度是人腦神經連接的必要條件，而植物細胞也是通過電流來傳遞信息的，這個電化學梯度，就像細胞內部的通路一樣，是用來傳遞信息和感覺的。再比如，人腦中有一種信號轉導系統，它在神經通訊、記憶形成等方面起著重要作用，其實，植物也含有這種信號轉導系統，它的存在也是為了在細胞間進行信號轉導。可見，植物細胞間的信號轉化方式，和人類神經元之間的通訊方式是非常類似的。

植物記憶與人類記憶的另一個相似點是，植物的記憶也能夠“遺傳”。人類的記憶，通過書籍資料等可以實現遺傳，植物的遺傳，靠的是細胞記憶的表觀遺傳機制，這種機制能夠在一個生物體內，從一個季節傳到另一個季節，還能夠從上一代傳給后代。比如，上一代在外界脅迫之下，形成了對脅迫的記憶，它保持了這種記憶，并且傳給了后代，后代從這種記憶中提取信息，然后就能夠做出相應的反應。這種反應，突出表現在兩個方面：一是遺傳變異的增加，二是后代對外界的脅迫變得更有忍耐力。簡單來說就是，上一代記住過去的病蟲害和天氣條件，把這些“記憶”遺傳給后代，這樣，后代在惡劣的環境下，也能比上一代生長得更好，因為后代能根據遺傳下來的記憶，改變當下的生理狀況。

可見，植物具有儲存和提取生理信息的能力。那么，植物是否具有智力呢？其實，關于植物存在智力的可能性，之前就曾經被人提出過，但是作者認為，植物是一種無腦生物，而智力是針對有腦生物來說的。所以，作者比較贊同的觀點是：植物具有和人類相似的感知能力，能夠對物理世界產生意識。也就是說，植物具有一定的心智和意識，并且，植物意識的運作過程，與人類是相似的。比如，在華盛頓的4月和9月，雖說白天的光照時間差不多，但是櫻花樹卻不會選擇在9月開花。因為它知道，假如在9月開花，那么果實就不會完全成熟，秋天過后，馬上就是寒冬了，果實都給凍僵了。所以，櫻花樹通過感知環境以后，就開始自覺調整開花時間。這就是植物具有心智和意識的表現。

除了上面說到的這些，作者提出的關于植物的全新認知，還讓我們看到，我們與植物之間具有相同的生理特性，這是因為，我們與植物有共同的早期遺傳史。而人類與植物經過大約20億年的分別演化路線后，才形成了現在的這種結局。

這就是今天給你講的第三個內容：植物在一定程度上具有心智。我們來總結一下這部分內容：植物細胞間的信號轉化方式，和人類神經元之間的通訊方式，具有驚人的相似性。植物具有記憶能力，并且，存儲的記憶內容還能遺傳給后代。后代能夠根據記憶內容，改變當下的生理狀況，從而生長得更好。雖然植物與人類在感知物理世界方面，具有非常多的相似之處，但是植物沒有大腦，所以不具有智力。不過，植物的種種表現說明，它們具有意識和心智，并不是低等生命。

再來系統回顧一下

第一，植物具有視覺、嗅覺和觸覺。植物的視覺系統功能非常強大，能“看到”人眼看不見的光線和電磁波，并且把光當作信號和食物。植物的嗅覺和觸覺，是為了根據環境做出相應的調控。雖然植物沒有神經系統，但受到觸碰以，會產生電脈沖，正是這種電活動，對植物的發育進行了調控。植物沒有聽覺功能，因為植物帶有一種“聾子基因”，它與導致人類出現聽力障礙的突變基因具有一定的相似性。

第二，從科學家們做過的經典實驗中，我們對植物得出新的認識，植物不僅具有方向感，而且能對離心力、重力等外在環境做出反應。重力不會對植物的回旋轉頭運動產生必要影響，而且，植物可以主動進行有規律的運動。在植物細胞內部，存在一種平衡石，它的作用和人類耳朵里的平衡感覺器一樣，都是用來感知重力的，并且，這個平衡石還能幫助植物進行方向定位。

第三，植物細胞通過電流來傳遞信息，這與人腦神經元之間的通訊方式非常相似。植物具有記憶能力，存儲的記憶內容能遺傳給后代。后代根據遺傳下來的記憶，能夠改變當下的生理狀況，從而生長得比上一代更好。植物與人類在感知物理世界方面，具有許多相似的地方，但是植物沒有大腦，所以不具有智力。不過，通過近年來的實驗證實，植物是具有意識和心智的。