2010年的一天，大象坎杜拉在他的後院散步時，聞到了一股美味的味道。氣味吸引了他的注意力向上。在那裡，似乎懸浮在空中，是一根竹枝，上面裝飾著哈密瓜和蜜瓜。他伸出象鼻，設法得到了水果並折斷了一段樹枝，但其餘美味的葉子仍然令人垂涎，遙不可及。他毫不猶豫地徑直走向院子裡一個大的塑膠立方體，把它滾到懸空的竹子正下方，並把它當作墊腳凳，把整根樹枝拉到地上。七歲的坎杜拉以前從未以這種方式與立方體互動過。為了滿足他的胃和好奇心，他做了一件科學家們不知道大象能做的事情：他靈光一閃。
幾周前，由戴安娜·賴斯和普雷斯頓·福德爾（當時在紐約市立大學）領導的一個研究小組參觀了坎杜拉在華盛頓特區國家動物園的家。他們在院子裡放置了木棍和堅固的立方體，並在象舍的屋頂和一棵樹之間拉起了一種類似於晾衣繩的滑輪系統。他們從纜繩上懸掛著各種長度的水果竹枝，有的在大象的觸及範圍之內，有的則在範圍之外。準備好空中零食後，他們退到視線之外，開啟攝像機，等待觀察這隻年輕的大象會做什麼。坎杜拉花了幾天時間才獲得最初的頓悟，但從那以後，他反覆地將立方體定位並站在上面，用象鼻纏繞住科學家們懸掛食物的任何地方；他學會了用拖拉機輪胎做同樣的事情；他甚至弄清楚瞭如何堆疊巨大的肉鋪砧板來延長他的觸及範圍。
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其他大象過去在類似的測試中失敗了。然而，事實證明，早期的研究與其說是大象思維的失敗，不如說是人類思維的失敗。與人和黑猩猩不同，大象更多地依賴於它們敏銳的嗅覺和觸覺，而不是相對較差的視覺，尤其是在食物方面。以前，研究人員只向大象提供木棍作為獲取懸掛或遠處食物的潛在工具——黑猩猩在這方面非常擅長。但是，拿起一根木棍會削弱大象的嗅覺，並阻止動物用其靈巧的象鼻尖端感知和操縱想要的食物。要求大象用木棍夠一塊食物，就像要求一個蒙著眼睛的人用耳朵找到並開啟一扇門。“我們總是透過人類的視角來看待動物——這很難避免，”賴斯說。“但是，由於對如此多物種的如此多研究，我們現在對我們周圍各種各樣的思維生物有了更多的瞭解。嘗試找到測試動物思維的方法，以便它們可以向我們展示它們真正能夠做什麼，這真是太有趣了。”
數千年來，人們一直在講述大象記憶力和智力的傳說，科學家們幾十年來一直在仔細記錄野生大象聰明才智的驚人例子。然而，在過去的 10 年裡，研究人員意識到大象比他們想象的還要聰明。早在八年前，幾乎沒有精心控制的實驗表明，大象在工具使用、自我意識和解決問題能力測試方面可以與黑猩猩和動物界的其他智者相媲美。由於最近從大象的角度設計的實驗，科學家們現在有確鑿的證據表明，大象和它們龐大的體型一樣聰明：它們是熟練的工具使用者和合作的問題解決者；它們非常有同情心，在彼此不安時互相安慰；而且它們可能確實具有自我意識。
儘管人們對大象的感知能力有了更深刻的認識，但世界各地的許多動物園仍在繼續維護或擴大其大象展區，並且越來越多的武裝偷獵者正在湧入非洲，以滿足物件牙不斷飆升的需求，每年殺死多達 35,000 頭大象。美國最近禁止了象牙貿易（有一些例外），但尚未採取任何措施取締圈養大象。至少有幾家動物園正在利用最新的科學來改造其大象圍欄，為動物提供更多的漫遊空間以及智力刺激謎題。然而，只有一些動物園能夠負擔得起這種改變，許多大象專家認為，鑑於我們對這些生物精神生活的瞭解，繼續將它們中的任何一隻關起來都是不可原諒的。
精神力量
現代大象的思維源於與我們自身有很多共同之處的進化史。非洲草原象和森林象、亞洲象及其已滅絕的親戚猛獁象，都在非洲三百萬到五百萬年前開始呈現出它們可識別的形態。正如德克薩斯大學埃爾帕索分校的路易斯·歐文解釋的那樣，人類和大象都在同一時間適應了非洲森林和稀樹草原的生活，移民到歐洲和亞洲；兩者都進化為在高度複雜的社會中過著漫長且經常遷徙的生活；兩者都發展出複雜的溝通系統；並且兩者的大腦容量都經歷了顯著增加。
多年來，對野生大象的大量觀察表明，這種大腦容量大的野獸是地球上最聰明的動物之一。它們記住了數百公里外的水坑的位置，年復一年地回到那裡。它們將樹枝做成趕走蒼蠅的鞭子，並用咀嚼過的樹皮球堵住飲水坑。它們顯然形成了牢固的社會聯絡，甚至似乎會哀悼它們的死者（參見《大眾科學》2013 年 7 月刊的“當動物哀悼時”）。然而，科學家們很少在精心管理的實驗中研究這種表面上巨大的智力。相反，研究人員首先轉向黑猩猩，後來又轉向像烏鴉、烏鴉和一些鸚鵡這樣的聰明鳥類，尋找非人類動物具有非凡智力的證據。直到最近 10 年，科學家們才嚴格測試了大象的認知能力。這些新的研究一次又一次地證實了動物學家從野生動物的行為中推斷出的結論。
長期以來，與野生象群生活在一起的科學家們觀察到家庭成員之間令人敬畏的合作。相關的雌象及其子女一生都生活在緊密的氏族中，互相照顧彼此的孩子，並在受到獅子或偷獵者的威脅時形成保護幼象的圈子。大象氏族成員透過溫柔的鳴叫、雷鳴般的喇叭聲和人類無法察覺的低頻隆隆聲，以及推擠、踢腿和頭部傾斜或耳朵拍打等視覺訊號相互交談。它們互相商議，做出集體決定，併為它們的成就鼓掌。“成為大象家庭的一員就是團結一致，為更大的利益共同努力，”世界最著名的大象專家之一、慈善機構 ElephantVoices 的聯合創始人喬伊斯·普爾說，該慈善機構旨在促進大象的研究和合乎道德的護理。“例如，當它們準備進行群體衝鋒時，它們都會互相看著對方：‘我們都準備好了嗎？我們準備好做這件事了嗎？’當它們成功時，它們會舉行盛大的慶祝活動，吹喇叭、隆隆作響、高高地抬起頭、象牙互相撞擊、象鼻纏繞在一起。”
安博塞利大象信託基金會主任、另一位傑出的大象研究員辛西婭·莫斯，曾經看到過一個特別令人驚歎的大象合作的例子。有一天，年輕而大膽的烏木，族長回聲的女兒，徑直闖入了一個不屬於她自己的氏族之中。為了顯示統治地位，那個氏族綁架了烏木，用它們的象鼻和腿將她囚禁起來。在未能獨自救回烏木後，回聲和她最年長的女兒退縮了。幾分鐘後，她們帶著所有大家庭成員返回，衝入綁架者的氏族，救出了烏木。“那需要預見、團隊合作和解決問題，”莫斯說。“回聲是如何傳達她需要他們的呢？這對我來說是個謎，但它確實發生了。”
2010 年，泰國瑪希隆大學的約書亞·普洛特尼克和他的同事們首次在一項受控研究中測試了大象的合作能力。在泰國的一個保護中心，他們用排球網將一個室外大象圍欄分成兩個區域。亞洲象成對地站在一邊。在另一邊，研究人員將兩碗玉米固定在一張桌子上，桌子在一個塑膠管框架上前後滑動。他們將一根麻繩環繞在桌子上，這樣當同時拉動繩子的兩端時，桌子就會向大象移動，將食物推到網下。如果單隻大象試圖自己拉繩子，繩子就會滑落，並破壞任何獲得食物的機會。所有的大象都很快學會了合作，甚至在科學家阻止兩隻動物同時接觸繩子時，也耐心地等待夥伴。一隻頑皮的年輕大象比其他大象更聰明。她沒有費力地拉繩子的一端，而是簡單地站在繩子上，讓她的夥伴做所有的苦差事。
一些研究野生大象的科學家認為，除了為了生存而合作之外，這些生物還具有真正的同情心。例如，普爾回憶說，當另一隻大象將象鼻伸向電圍欄時，一隻大象畏縮了一下；幸運的是，當時電圍欄沒有通電，但過去曾通電過。大象經常拒絕丟下它們生病和受傷的同伴，即使生病的動物不是直系親屬。普爾曾經觀察到三隻年輕的雄性大象掙扎著復活一隻垂死的雌象，用它們的象牙抬起她的身體，讓她重新站起來。另一次，普爾開車穿過肯亞的安博塞利國家公園時，看到一隻雌象生下了一隻死胎。母象守護著她死去的幼崽兩天，一遍又一遍地試圖復活它軟弱無力的身體。普爾意識到這位悲傷的母親這段時間一直沒有進食任何東西，於是開車靠近她，端上一杯水。大象將象鼻伸進車內，渴望地喝了個飽。喝完後，她和普爾待了一會兒，輕輕地撫摸著她的胸部。
當大象遇到大象骨骼時，它們會放慢速度，小心翼翼地靠近它，並用象鼻和它們敏感的軟墊腳底撫摸骨頭。大象對其他物種的遺骸沒有表現出同樣的興趣。在一項實驗中，大象調查研究象頭骨的時間是犀牛和水牛頭骨的兩倍，探測象牙的時間是木頭的六倍。莫斯親眼目睹大象用泥土踢打骨骼，並用棕櫚葉覆蓋它們。
普洛特尼克和著名的動物行為專家、埃默裡大學的弗朗斯·德瓦爾最近聯手研究大象的同情心。在 2008 年春季至 2009 年期間，他們每月觀察泰國大象自然公園的 26 頭亞洲象，尋找研究人員稱之為“安慰”的跡象。許多動物都能夠“和解”——在爭吵後和好。極少數動物表現出真正的安慰：當旁觀者不遺餘力地安慰爭鬥的受害者或因某種原因感到不安的個體時。在數十個場合，普洛特尼克和德瓦爾看到大象互相安慰。一隻不安的大象通常會豎起耳朵和尾巴，發出尖叫、咆哮或喇叭聲。在研究過程中，許多大象都以這種方式表現，因為發生了爭吵，因為它們被直升機或狗之類的東西嚇壞了，或者是因為不明原因。當其他大象認出這些焦慮跡象時，它們會衝到不安的動物身邊，發出柔和的鳴叫聲，並撫摸它們同伴的頭部和生殖器。有時，大象會將象鼻放入彼此的嘴中——這是一種信任的標誌，因為這樣做有被咬的風險。
大象智力中最棘手的部分——真正挑戰科學家像大象一樣思考的部分——是自我意識。科學家們現在有初步證據表明，大象確實具有自我意識，推翻了之前的發現。為了確定動物是否具有自我意識，研究人員首先在動物的身體上做一個標記，動物只能在鏡子的幫助下才能識別出來。然後，他們等待觀察動物在看到自己的倒影時是否會試圖去除標記。這樣做的理由是，這意味著動物明白它看到的是自己而不是另一隻動物。在早期關於大象自我意識的研究中，研究人員在圍欄的柵欄外放置了一面 1 米 x 2.5 米的鏡子，角度傾斜，使動物只能看到它們身體的上三分之一。大象對倒影的反應就像對待另一隻大象一樣，舉起象鼻致意。當科學家們用白色乳霜塗抹大象的臉時，這些動物未能認出這些標記在它們自己的身體上。
但是，如果實驗設計本身阻止了大象理解它們正在鏡子裡看著自己怎麼辦？畢竟，大象主要透過觸控、氣味和聲音（而不是視覺）來識別彼此，而研究中的動物無法實際研究鏡子。因此，賴斯、德瓦爾和普洛特尼克決定重做這些實驗，這次允許大象使用它們的所有感官。
2005 年，三人組建造了一面 2.5 米 x 2.5 米的防碎鏡，並將其用螺栓固定在紐約市布朗克斯動物園大象院子周圍的牆壁上。三隻名叫帕蒂、麥克辛和快樂的雌性亞洲象可以隨意接近和檢查這面堅固的鏡子。當它們第一次遇到這個裝置時，麥克辛和帕蒂將它們的象鼻擺動到鏡子上，並試圖翻越鏡子所連線的牆壁，就好像要檢查是否有另一隻大象躲在玻璃後面。當它們一無所獲時，三隻大象都搖晃著象鼻，晃動著頭部，同時直視鏡子，就像我們可能會揮舞雙手以檢視陰影是否是我們的影子一樣。它們盯著自己的倒影，並將象鼻伸進嘴裡，就好像在尋找掛住的菠菜。
幾天後，科學家們在每隻大象臉的右側畫了一個白色的 X。麥克辛和帕蒂似乎沒有注意到這些標記，但快樂在幾次走過鏡子後，開始用象鼻觸控她臉上的 X。最終，她面對著自己的倒影，並反覆擦拭她臉上被塗漆的部分，用象鼻尖端。
三隻大象中只有一隻注意到它臉上的 X，這似乎令人失望，但實際上非常了不起。賴斯指出，即使在黑猩猩的研究中——大多數研究人員都認為黑猩猩具有自我意識——有時也只有不到一半的黑猩猩通過了鏡子測試。普洛特尼克認為，期望大象注意它們臉上隨機的汙漬可能不是測試它們自我意識的最佳方法。黑猩猩是愛乾淨的梳理者，它們花費數小時從彼此的頭髮中挑出蝨子和蚊蚋，而大象透過弄髒自己來保持清潔，經常用灰塵和泥土噴灑自己以驅趕昆蟲和寄生蟲。而且它們喜歡在泥漿中嬉戲。“沒有理由認為大象會有同樣的虛榮心，”普洛特尼克說。
籠子後面的大腦
所有關於大象智力的新證據都加劇了關於是否繼續圈養這些生物的爭論。前大象管理員丹·科爾維護著一個全球大象的詳盡資料庫。他記錄了目前被圈養的 7,828 頭大象：1,654 頭在動物園或野生動物園中；4,549 頭在遊客可以騎乘動物的“大象營地”中；288 頭在馬戲團中；其餘的在寺廟、保護區或私人住宅中。關於美國動物園大象福祉的最新研究並不特別令人鼓舞。動物福利專家和 Vistalogic, Inc. 顧問謝麗爾·米漢與許多合作者最近完成了一項關於北美動物園和水族館協會 (AZA) 認可的幾乎所有 300 頭左右大象的大型研究。研究人員透過照片、影片、血液和激素測試、獸醫報告以及看護人填寫的調查問卷評估了圈養大象的身體和精神健康狀況：約 75% 的大象超重或肥胖；根據年份的不同，25% 到 40% 的大象患有某種腳部或關節問題；80% 的大象表現出行為抽搐，例如踱步和持續的頭部晃動或搖擺。
布里斯托爾大學的斯蒂芬·哈里斯和他的同事在 2000 年代後期對英國動物園的大象進行了一項類似的研究。我問他是否有可能在動物園中保持大象身心健康。他的回答簡潔明瞭：“不可能。”他研究的大象最多 83% 的時間都在室內度過，通常在狹窄的條件下；大多數大象步態異常；75% 的大象超重；超過 50% 的大象有行為抽搐；一個個體一天中抽搐長達 14 個小時。圈養大象的生育率也較高，平均壽命也比未被圈養的同類短。野生大象在森林或稀樹草原中遷徙很遠的距離以尋找食物和水——吃掉大量難以消化的堅韌纖維草和灌木——而動物園的大象在混凝土上空閒地站立的時間太長，並且食用了它們在原生棲息地很少遇到的高熱量食物。研究人員還了解到，許多動物園的大象沒有得到它們需要的休息，因為它們不喜歡躺下在石頭或其他堅硬的表面上睡覺。
很少有動物園能夠充分再現野生大象複雜的社會生活。圈養的雌象通常是從各地獲得的陌生象。當動物園決定搬遷一隻動物時，任何形成的友誼都可能瞬間瓦解。“有時人們把這些生物當作傢俱對待，”莫斯說。研究人員過去認為，年輕時離開氏族的雄象是獨行俠。但他們現在知道，雄象之間也進行了廣泛的社交活動。然而，動物園以野生環境中永遠不會發生的方式混合雄性和雌性，並在成年雄性變得過於暴躁或好色時試圖解除安裝它們。
現在，大象智力和情感生活的證據不再主要是軼事，動物學介面臨著更大的壓力來回答一個令人畏懼的問題：為什麼要圈養大象？動物園通常給出兩個主要原因：將大象從可怕的境地中拯救出來，例如偷獵者的威脅或生活在亞洲所謂康復中心的壓力，這些中心將這些生物拴在樹上；並教導公眾大象是多麼神奇，以期促進它們的保護。
隨著時間的推移，這些論點變得越來越站不住腳。如今，動物園裡很少有大象是從可怕的生活中被拯救出來的；相反，它們是在圈養中出生的。在 2000 年代中期，動物園開始了一項特別積極的圈養大象繁殖計劃，試圖彌補它們因疾病和虛弱而損失的所有動物。《西雅圖時報》2012 年的一份綜合調查報告總結說：“動物園每出生一隻大象，平均就會有兩隻大象死亡。”至於教育推廣，現代技術已使動物園過時。“當我還是個孩子的時候，我們沒有電視，即使有電視，野生動物影像也非常少，”哈里斯說。“你去動物園與大象互動，騎在它們身上並觸控它們——沒有其他方式來了解它們。當然，現在資訊過載了。你可以透過攝影和電影獲得規模感，並看到你在圈養中永遠看不到的各種精彩行為。”想想從一部《地球脈動》級別的自然紀錄片中可以學到多少關於野生大象的生動場景，而與盯著一隻患有關節炎的搖頭晃腦的動物園大象的體驗相比。
其他科學家認為，即使最初沒有充分的理由將大象關在動物園裡，但主張突然結束圈養大象是天真和理想主義的，尤其是在北美和歐洲以外。“雖然我相信所有大象都應該在野外，但不幸的是，這不現實，”普洛特尼克說。在亞洲，他工作的地方，人們已經使用了幾個世紀的大象作為役畜，目前有數千只動物被圈養在營地中。突然釋放所有這些動物根本不可行；甚至可能沒有足夠的野生棲息地來容納它們。普洛特尼克認為，前進的最佳方式是透過保護來維持亞洲野生象種群，並透過為大象管理員找到新的、同樣有利可圖的工作來逐步淘汰圈養種群。莫斯希望美國和歐洲動物園的大象也能實現類似的目標：“我希望看到它們度過餘生，不再繁殖或進口。”米漢希望她收集的資訊將有助於改善動物園大象的福祉。
近年來，至少有幾家動物園一直在嘗試利用動物福利科學，使其大象圍欄更像保護區。波特蘭的俄勒岡動物園即將改造其大象棲息地，聲稱這將改善其四隻雄性和四隻雌性亞洲象的生活。大象樂園計劃於 2015 年開放，是一個 2.5 公頃的丘陵棲息地，大部分覆蓋著厚厚的沙子而不是混凝土，並設有一個 490,000 升的水池，用於打滾、沐浴和玩耍。大象將可以自由地從一個地形漫遊到另一個地形，大象館館長鮑勃·李解釋說，這有望讓雄性和雌性大象能夠按照自己的意願進行互動。各種餵食器將以隨機間隔為大象提供食物，因為研究表明這種不可預測性與更健康的體重有關。其他餵食器將透過遙不可及的零食和機械謎題來鍛鍊大象的象鼻和大腦。
翻新大象圍欄，使其更寬敞、更具智力刺激性，這既是對大象智力和福利研究的承認，也是對其的否定。畢竟，如果動物園真的把動物的最大利益放在心上，它們就會關閉大象展區。2005 年，底特律動物園成為第一個完全出於倫理原因放棄大象的動物園。長時間在狹小的空間裡度過——並在室內度過密歇根州嚴酷的冬季——使它們的兩隻亞洲象身心俱疲。旺達和溫基被轉移到加利福尼亞州聖安德烈亞斯的表演動物福利協會 (PAWS) 930 公頃的保護區。少數動物園已經效仿，但它們只是少數。
PAWS 的總裁兼聯合創始人埃德·斯圖爾特認為，即使他龐大的避難所也不足以讓大象像在野外一樣健康。“大象不應該被圈養——就這麼簡單，”他說。“無論是動物園、馬戲團還是保護區都無關緊要。社會結構不正確，空間不合適，氣候不合適，食物不合適。你永遠無法做得足夠好來匹配野外。它們非常聰明。擁有所有這些腦力——卻受到圈養的限制——真是一個奇蹟，它們竟然還能應付。我希望在 20 年後，我們會回頭看看，心想，‘你能相信我們曾經把這些動物關在籠子裡嗎？’”