科學撚貓:貓琴、聽覺技術與貓的賽博格

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作者:康凌

據說,一隻貓的噩夢通常是由以下材料構成的:一個封閉的小黑箱子,裡面裝有一個蓋革計數器、少量放射性物質(衰變幾率為百分之五十)、一把錘子、一隻裝有氰化氫氣體的玻璃瓶……以及一個叫薛丁格的男人。

 

由薛大師的腦洞可見,科學家確實有特別的吸(虐)貓技巧。然而公平地說,在科學史上出現過的那些虐貓狂魔裡,薛丁格實在要算比較溫和的一位,畢竟他的小黑箱說到底也不過是個虛構的思想實驗,更何況裡面的貓也並沒有死掉——雖然也很難說是活著。與之相比,聽覺技術史家喬納森•斯特恩(Jonathan Stern)在《MP3:一種格式的意義》一書中所提到的那些科學家與學者則要辣手得多。此著原意討論聲音的編碼與壓縮技術所具有的社會與文化意義,然而寫著寫著,斯特恩筆鋒一轉,忽而開始歷數聽覺技術史上以貓為對象的各種實驗,人類探索聲音的傳輸、儲存與控制的歷史,由此搖身一變,成為一部貓的受難史。這出科學技術屠貓記裡的各種發明與實驗當然有其科技貢獻與思想史意義,但其中層出不窮的花式虐貓法依舊分分鐘讓人驚(嚇地感)嘆:還有這種操作?

 

這段黑暗歷史的第一頁,可以追溯到十七世紀的歐洲。當時的耶穌會裡有一位名喚阿塔納斯•珂雪(Athanasius Kircher)的奇人。從數學到天文,從地質到醫學,從音樂到埃及學,珂雪的研究範圍幾乎無所不包,堪稱百科全書式學者。他甚至曾經根據當時傳教士帶回的材料,寫成了一部《中國圖說》。雖然內容大多是東方主義式的比附與想象,但書中罕見的地圖學討論,亦使這部著作在歐洲早期的漢學寫作中獨樹一格。關於這位奇人的故事,有時間另文再敘。與本文所討論的內容相關的,則是他在出版於1650年的《音樂大典》中提到的一種詭異的音樂設備:貓琴。

 

關於貓琴的傳說,事實上可以追溯到更早,但與早期模糊而零散的傳聞或圖像不同,珂雪的書中詳細描述了貓琴的製作方法:首先,我們需要抓一群貓,按照它們的叫聲的高低不同,依順序關入鋼琴上對應的音階位置前面的小方格裡。隨後,將它們的尾巴拉出來固定住。當演奏者敲擊琴鍵時,與琴鍵相連的一根長釘(對!長釘!!!)會扎進對應音階位置的那隻貓的尾巴裡,使貓發出慘叫,同時也就奏響了這一琴鍵代表的音符。

 

沒有證據表明珂雪真的製作過類似的設備,但貓琴的構想卻啓發了許多相關或不相關領域中的其他研究與創作。法國阿爾薩斯的作曲家韋克林(Jean-Baptiste Weckerlin)就曾在他的書中寫到一種類似的設備,差異在於,在韋克林的描述中,貓的尾巴直接與琴弦相連,敲擊琴鍵的結果是用力扯一下與之相連的貓尾巴,使貓發出叫聲。雖然原理相似,但這樣的改進好歹略顯人道——貓道——一些。

 

(日本的「貓咪演奏器」,算不算現代人道版的貓琴呢?)

在科學技術領域,法國數學家與自然哲學家卡斯代爾(Louis Bertrand Castel)則以貓琴為例,試圖證明音樂「本身」並沒有什麼美感可言,音樂之美來源於人類以自身意圖對音階進行的排序,是純粹的人類官能的產物。音樂只能是人的音樂,是人的意圖的投射——因而並不存在什麼貓的音樂。在此基礎上,卡斯代爾更進一步認為,既然人的意圖能夠用來製作聽覺對象,那麼理所當然地,它也應當能夠用來製作視覺對象,並且使人獲得同樣的美感體驗。簡單地說,在他看來,假如依照人類意圖對音階進行和諧排序的產物(即樂曲)能夠愉悅雙耳,那麼色彩的和諧排序所創作出的「光曲」也一定能愉悅雙目。於是,卡斯代爾設想出了一種稱為「目琴」(Ocular Harpsichord)的設備:這一設備以彩虹的七種顏色對應音階上的七個音符,使得人的雙目能夠按照一定的順序見到不同的色彩。按照現有史料記載,卡斯代爾似乎真的曾經試圖製造出這種目琴,雖然其演奏效果無人知曉。不過我們可以知道的是,在目琴中,他用來表達音 / 色階的是有色玻璃與蠟燭,而不是七種顏色的貓。

 

到了十九世紀初,又有一位名叫賴爾(Johann Christian Reil)的德國醫學家——他同時也是「精神病學」(psychiatry)這個詞的發明者——對貓琴發生了興趣。在他看來,這種怪異的樂器可以用來治療病人的注意力缺乏症:當病人一邊聆聽貓琴奏出的音樂,一邊觀看貓臉上痛苦猙獰的表情時,這種奇特而詭異的感官經驗必然會刺激病人提高自己的注意力——顯然,他完全沒有考慮過貓的感受。萬幸的是,這種治療方式後來並沒有投入真正的醫學實踐。

 

與賴爾醫生相比,我們的聲音技術實驗者們用起貓來則毫不手軟。早在1877年,小布萊克(Eli W. Blake Jr.)在一封寫給電話之父亞歷山大•貝爾(Alexander Graham Bell)的信中就曾提到,他曾把自己家的貓放在電話聽筒前,讓它聽另一端傳來的貓叫聲,結果「這貨給嚇崩了,一下竄得老遠,不論如何再也不敢靠近電話機。」

 

用動物的聽覺來測試聲音傳輸設備的保真程度尚且屬於比較友好的操作,然而對腦科學實驗者來說,在貓身上動動刀子似乎是難免的了。1913年,福布斯(Alexander Forbes)和謝靈頓(Charles S. Sherrington)為了研究動物的聽覺反應,切除了貓的大腦,並且試圖觀察切除大腦之後的貓對各種聲音刺激的反應。他們發現,在面對狗吠、貓叫和鳥鳴時,切除了大腦的貓依舊會有尾尖左右擺動,乃至毛髮竪立的現象。這種動作和一隻「正常」的貓在面對這些聲音刺激時的反應相一致。在另一項實驗中,巴澤特(Henry Cuthbert Bazett)和潘菲爾德(Wilder Penfield)用模擬老鼠的聲音,也觸發了類似的反應。同時他們還觀察到,一般的馬達發出的噪聲並不會導致上述反應。由此,謝靈頓認為,我們通常視為貓的「情緒」所導致的一些動作反應(譬如面對狗的威脅時的擺尾動作),或許可以理解為對聽覺刺激的反射性動作。

話說回來,本文的重點完全不是這些實驗的意圖與價值,我所關心的是,這絕不是謝靈頓第一次切掉貓腦子了!早在1910年,謝靈頓就用切除了大腦的貓來研究動物是如何作出規律的行走動作的(locomotion)。謝靈頓發現,即便將貓的大腦切除,它的後腿還是可以作出規律的交替步行動作。因此他認為,動物的規律行走是由於下肢著地所產生的感覺刺激引發的,這一感覺刺激觸發了一條反射鏈,導致了一系列固定形式的肢體反應。這個過程不需要大腦的指令。

 

為了驗證這個假設,謝靈頓的同事布朗(Graham Brown)不僅切掉了另一隻貓的腦子,還去除了它的感覺神經。在這種情況下,布朗依舊觀察到了貓的肌肉發生了規律的肌電活動。布朗由此認為,貓的規律行走機制並不源於感覺刺激,而應歸功於脊髓與中樞神經網絡。後續的科學家為了進一步研究這個問題,在布朗的基礎上,繼續去除了貓的背根神經,切斷了它的胸椎,並且把貓懸吊起來,並把它的四肢放到了……跑步機上。他們觀察到,即便在這樣的情況下,這隻貓還是可以隨著跑步機的節奏進行運動,甚至還可以隨著跑步機變速。

 

這項實驗的錄像現在依舊可以在網上找到,它雖然進一步確證了脊神經與反射運動的關係,但錄像裡那隻貓僵屍般的步態,依舊讓人不寒而慄。尤其是當我們意識到,科學家們之所以如此熱愛用貓做實驗,恰恰是因為作為哺乳動物,貓的大腦以及許多其他身體器官都與人類足夠相似。雖然與人最相似的當然是猴子,但猴子體積大、價格貴、還很皮,使用起來非常不方便。相較而言,貓就好上手多了。換句話說,在許多類似的實驗中,貓無非是人的替身而已。在一篇1926年的文章中,美國的實驗心理學家波林(Edwin Boring)寫道,對人類的聽覺而言,聲音頻率和神經之間的關係完全可以通過關於聽覺纖維的不應期的實驗來探知,這樣的實驗「應當在哺乳動物(比如貓)身上實施。」然而,這篇文章本身討論的是電話的聲音傳輸與人類聽覺。換句話說,「比如貓」這三個字所表明的是,為了瞭解人類的聽覺機制,並且以此為基礎製作出合適的聲音傳輸設備,科學家們的第一反應是:先抓一隻貓來試試。

 

試試就試試。三年後的1929年,普林斯頓大學的兩位心理學家,韋佛(Ernest Glen Wever)和佈雷(Charles W. Bray)成功製作了第一台貓電話。他們先去除了貓的一部分顱骨以及大部分腦組織,並用小線鈎在它的右側聽覺神經上和軀乾處分別置入了電極。經由六十英尺長的屏蔽纜線,這些電極被連接到了另一間隔音室裡的一個真空管放大器上。經過放大後,信號會被傳送到一個電話接收器上。隨後,一位實驗者在貓的耳邊發出聲音,另一位則在隔音室裡聽。

 

實驗之成功令人兩位心理學家驚嘆,輸入貓耳的聲音高度保真地在隔音室被還原了出來。換句話說,貓耳的神經系統將接收到的聲波轉化成了電信號並傳輸了出去。為了確保被還原出來的聲音信號確實是由貓的聽覺神經所發出的,而非其他來源的干擾,他們甚至殺掉了這隻貓。貓死之後,信號逐漸減弱,最終完全消失。

 

在斯特恩看來,韋佛和佈雷所製作的這個貓電話具有里程碑的意義。在這個實驗中,活體生物既不是技術設備的施用主體,又不是其使用客體,而是成為了技術設備的內在組成部分。貓耳及其神經系統成為電話設備前端的電容傳聲器,而貓的生命則成了這套設備的能量來源。斯特恩比較了貓電話與當時普通電話的電路圖,發現兩者幾乎是一樣的,韋佛和佈雷所做的,無非是用實驗者的聲音取代了真空管振蕩器,用貓的腦袋取代了刺激接收器和電量輸送器之間的位置。

 

(韋佛和佈雷的貓電話電路圖)

 

(用於聽力測試的普通電話電路圖)

從貓的聽覺神經中輸出的信號,與從普通電話前端設備中輸出的信號一樣,是可以被其他聲音技術手段所測量、對接的。既然如此,那麼現有的聲音技術也完全有可能製作出相應的機械裝置,來取代貓的聽覺系統。貓耳與機械裝置之間的這種可互換性(interchangeability)所指向的是這樣一種可能性,即生物有機體的運作,與機器的運作與控制之間,具有相同的原理與機制,兩者均建基於信息的傳輸與控制。現代控制論(Cybernetics)之父諾伯特•維納(Norbert Wiener)寫道,「在本質上,我向機器發送一個指令,和我向人發送一個指令是一樣的……在工程學意義上,不論是對人、對動物、還是對機器,控制論都是信息論的一個部分。」換句話說,人體、動物和機器均可以以相同的認識論原理來看待,都可以被視為一個信息系統,其運作以信息的不斷發送、傳輸、反饋、控制為基礎。由此,生命本身也可以被視為一個電信機制。維納——毫不令人意外地——舉出了貓作為例子:

 

我喊了貓一聲,它抬頭看我。這裡,我向它發出了一個信號,它的感官系統接受到了,並在行動中表達了出來。貓餓了,可憐地叫了一聲。這次,它成了信號的發送者。貓拍擊一隻轉軸,轉軸滾到了貓的左邊,貓用左掌抓住了轉軸。在這裡出現了一些非常複雜的信號,它們既是這隻貓的神經系統所發出的,又為它自身所接收,並在它的關節、肌肉、筋腱的特定神經末梢間流動;借由這些組織所發出的神經信號,這隻貓意識到了它的組織的確切位置與張力。也恰是由於這些器官,肢體技巧這種東西才成為可能。

 

斯特恩強調道,維納此處的表述並不是說貓就是機器,而是說,從信息控制與傳輸的角度來說,貓與機器之間並沒有什麼本質的區別。在一篇1943年維納與他的同事共同發表的文章裡,他們甚至開始想象,在未來,工程師們大可試圖設計一種機器人,它們不僅在行為方式上,而且在組織結構上也與哺乳動物相似:「一隻貓的終極樣板當然是另一隻貓,不論它是由其他貓所生的,還是在實驗室裡合成的。」

 

在這個意義上,從聲音信號的控制與傳輸的角度來看,韋佛和佈雷的貓電話似乎可以被視為貓的賽博格(Cyborg),一隻作為控制論有機體的貓,草薙素子的同類,哈拉維(Donna Haraway)眼中的變革起點。若如海耶斯(N. Katherine Hayles)所說,人類與技術的協同演化召喚出了「後人」(post-human)的出現,那麼貓電話則可以當之無愧地被稱為「後貓」(post-cat)的鼻祖。普通人吸貓,科學家吸後貓。

 

1960年代,為了監聽克林姆林宮和蘇聯駐美機構,美國中情局啓動了一項名為「傳聲小貓」的間諜計劃。他們招攬了頂尖獸醫,在貓的耳道中植入收音裝置,顱骨中裝進微型的無線電發射器,皮下埋藏細小電線,由此打造出前無古人的間諜(後)貓。對貓的改造與訓練據說花掉了中情局兩千萬美元的經費。然而,這項計劃很快就在1967年被取消了。取消的原因有兩個說法,據中情局自己說,這是因為他們發現,不論他們怎麼訓練,這些貓的行為模式都沒法符合行動的要求,中情局能怎麼辦,中情局也很絕望啊,於是他們只能取出了貓身上的設備,貓也繼續幸福快樂地繼續活了好多年。

 

不過與這個無聊的說法相比,人們往往更願意相信另一個版本的解釋。在另一個版本中,中情局成功練出了一隻間諜貓,並試圖用它來監聽華盛頓特區威斯康星大道蘇聯大使館外一處公園裡的兩名男子。然而,就在中情局人員在附近把貓放下後不久,一輛出租車疾馳而過,哐當一下,間諜貓當場殞命,竊聽行動宣告失敗。

 

假如這個版本是真的,那麼這隻倒霉的小間諜不僅導致了中情局一項耗資不菲的間諜計劃的失敗,更可能是有史以來第一隻死於交通事故的後貓。從貓琴到後貓,貓的受虐史幾乎貫穿著人類思考、探索聲音與聽覺技術的全部過程。然而在斯特恩看來,這兩者之間的區分才是更為重要的關節。用他的話說,在貓琴那裡,貓依舊是「作為一隻貓」而受虐的,而在貓電話處,貓已然不是一隻貓,而只是被看作一個可操控的機械裝置的集合。此中所反映的,恰是對生命本身的祛魅過程,而這一過程,也絕不會僅僅停留在貓的身上——貓的賽博格背後始終是人的賽博格,或者不如說,對於賽博格而言,貓也好人也罷,似乎也並沒有什麼區別。

 

(本文獲作者授權轉載,原載澎湃上海書評,原標題為〈科學吸(nuè)貓:貓琴、聽覺技術與貓的賽博格〉。)