尼基·克莱顿（Nicky Clayton）和她研究的鸟儿一样坐不住。早在20世纪90年代，她在加州大学戴维斯分校的同事们午餐时会待在电脑前，而她则会跑到外面，观察西部灌丛鸦偷取学生餐食并秘密藏匿食物。在这些非正式的野外研究中，作为实验心理学家的克莱顿注意到，这些鸟儿频繁地返回它们的藏匿点并改变藏匿地点。
“我想，‘这很奇怪，’”她说。“我原以为鸟儿会长时间——几天或几个月——藏匿食物。但这只是几分钟。”她推测这些鸟儿正在转移它们的藏匿点以避免被盗。当食物充足时，它们会尽可能多地抓取并藏起来，然后在没有潜在窃贼观察的情况下再次藏起来。这种行为暗示灌丛鸦可能正在思考其他鸟儿的潜在行为，这是一种据称超出灌丛鸦小脑能力范围的灵活思维。
克莱顿意识到，如果她能在实验室里捕捉到这种藏匿行为，她或许就能解开鸟类社会认知之谜——它们是如何看待彼此的。她可能会了解到它们是否能够欺骗，它们对不同的竞争对手是否反应不同，它们评估隐私程度的能力如何，以及它们心理过程的其他方面。“我在藏匿方面运气很好，”克莱顿现在说。“我把这看作一个利基，一个其他人不忙但可能非常有趣的领域。我当时并不知道它会引向何方。”
科学家们已经证实了鸦科鸟类（包括松鸦、乌鸦、渡鸦和星鸦）惊人的记忆力。斑点星鸦一次可以藏匿数千颗种子，并在285天后通过了回忆测试。克莱顿试图找出这些技能的深度。许多动物在某些狭窄的任务上拥有令人印象深刻的心理能力，但这些能力似乎反映了对特定挑战的“硬编码”或条件反射适应。这与人类创造和操纵灵活世界心理模型的能力截然不同。
在她午餐时的洞察力出现几年内，克莱顿正在进行非人类动物参与“心理时间旅行”的首批实验演示。她的实验表明，灌丛鸦会为未来做计划，回忆过去的事件，并对同伴的想法进行心理建模。从那时起，她的工作进一步扩展。她发现了鸟类中其他与任何其他非人类物种匹敌或超越的心理能力，并与我们认为独有的能力惊人地接近。
1995年，当她离开她的祖国英格兰前往加州大学戴维斯分校任职时，克莱顿已经相信鸦科动物的认知远比人们想象的要复杂，因为她在牛津大学攻读研究生期间就研究过它们的记忆发展。公园里的灌丛鸦并非唯一激发她热情的事物。她还从另一位英国侨民那里获得了灵感，一位神经科学家从不同角度从事相关工作，研究恒河猴的社会认知。这位研究员，内森·埃默里（Nathan Emery），后来成为了她的丈夫。像许多浪漫故事一样，他们的故事也面临一些早期考验。克莱顿回忆说，他们认识后不久，她就批评了埃默里关于灵长类动物眼神交流的论文草稿。论文中包含了一张图表，列出了灵长类动物独有的心理能力。“我一直在页边空白处写着，‘哦，不，不是这样的，’”她说，“我确信这让他很恼火。”
在克莱顿在加州大学戴维斯分校取得开创性工作后，她于2000年回到英格兰，并迅速晋升为剑桥大学的正式教授，以及该大学克莱尔学院的自然科学主任。埃默里也搬了过去，成为剑桥大学皇家学会大学研究员。（他现在是伦敦玛丽女王大学认知生物学高级讲师。）他们于2001年结婚，并共同致力于动物社会认知的研究，克莱顿将她丈夫的注意力更多地引向了鸟类方面。
随着她深入研究复杂认知，克莱顿发现自己身处一个充满有趣但记录不充分的研究领域。几十年来，科学家们一直试图证明非人类灵长类动物拥有与我们相似的心理能力。教像著名猩猩沃肖（Washoe）那样用手语交流的实验获得了巨大宣传，但很少能经受住批判性分析。其他项目旨在表明动物拥有心智理论，即模拟他人思维的能力（比如我们判断一个扑克玩家是否在虚张声势，或者一个潜在伴侣是否真的坠入爱河）。
但在这里，这些研究似乎也只是瞥见了动物的这种能力，却从未提供确凿的证据。多伦多大学的实验心理学家萨拉·谢特尔沃斯（Sara Shettleworth）在一本教科书中总结了这些研究的不稳定历史，她在书中报告了该领域模糊和错误的发现历史，得出结论认为上个世纪关于动物社会认知的大多数主张都没有得到充分证实，需要进一步测试。
早期的研究“不是受生态学启发的，”克莱顿说，“而是受心理学启发的。我们问的是‘我们如何理解黑猩猩的思维？’而我们真正理解的思维是人类的。”从一开始，她就以不同的方式看待这个问题。“如果心智理论意味着思考他人如何思考，那么你作为人类的思考方式可能与你作为灌丛鸦或猿猴的思考方式不同，”她说。她没有试图训练动物完成人类任务，而是研究鸦科动物在它们自身环境中可能需要的心理适应。她也没有依赖野外观察或与单个训练有素的对象合作，而是进行了精心设计的、可重复的实验室实验，以排除其他解释。
起初，克莱顿圈养的灌丛鸦拒绝参与她在戴维斯校区看到的藏匿行为。她将鸟儿放进一个有食物和许多藏匿地点房间里，但当她将鸟儿送回笼子里时，却没有留下任何东西。她意识到，在野外，灌丛鸦主要在它们的领地内藏匿。当克莱顿允许鸟儿在它们日常居住的围栏中藏匿时，它们很快就开始像藏匿从学生午餐中偷来的战利品一样，储存她提供的蠕虫和坚果。
克莱顿与剑桥大学比较心理学家托尼·迪金森（Tony Dickinson）合作，于1998年证明了灌丛鸦非凡的认知能力包括追踪时间流逝的能力。她发现，当它们藏匿的食物即将腐坏时，这些鸟儿会回到藏匿点。当得到关于某种食物腐坏速度的新信息时，松鸦也会调整它们的取食模式，放弃那些内容物已过期的藏匿点。
松鸦甚至为未来做准备。在傍晚有机会将食物藏匿在两个笼子中的一个时——一个它们以前早餐时曾感到饥饿，另一个它们以前曾被喂食——这些鸟儿做出了正确的选择，为过去没有提供早餐的笼子准备了食物。神经科学家认为，情景记忆——回忆某个时刻而非某种技能——依赖于人脑海马体中与想象力相同的结构。这两种功能都表明我们具有“心理时间旅行”的能力，即回忆过去事件或设想新事件的能力。克莱顿的实验首次提出了灌丛鸦也可能进行“心理时间旅行”的可能性。“我们认为这些能力是人类独有的，”她说。“松鸦拥有它们的事实表明并非如此。”
在克莱顿的实验中，灌丛鸦的社会思维比任何人预料的都要复杂。这些鸟儿会记住它们藏匿时是否被其他鸟儿看到，以及是被哪些鸟儿看到。它们会等到潜在的窃贼分心后才藏匿食物，或者选择一个黑暗或竞争对手难以看到的地方。如果其他鸟儿可能听到藏匿食物的过程，它们会选择更安静的材料来挖掘——沙子而不是鹅卵石。如果它们别无选择，只能在众目睽睽之下藏匿，灌丛鸦会很快返回，等到条件允许隐私时。
克莱顿认识到鸟类的行为可能是与生俱来的。为了解决这种可能性，她、埃默里和同事们进行了其他实验。他们手工喂养灌丛鸦，不给它们偷窃其他鸟儿藏匿物的机会。那些“天真”的松鸦没有采取预防措施来避免成为盗窃的受害者。显然，避免被他人盗窃的能力取决于鸟儿自己的经验投射。知贼者莫若贼也。
“只有经验丰富的窃贼才会这样做——这真的让我大吃一惊，”克莱顿说。正是在那时，她和埃默里开始援引认知来解释鸟儿的策略。
其他研究人员也缩小了人类和鸟类之间的心理差异。佛蒙特大学的行为生态学家伯恩德·海因里希（Bernd Heinrich）记录了乌鸦非凡的社会组织、秘密藏匿食物、精密的交流和广泛的玩耍，无论是在野外还是在鸟舍中。他在《乌鸦的心智》（Mind of the Raven）等书中描述了这些结果。
最近，海因里希与奥地利生物学家托马斯·布格尼亚（Thomas Bugnyar）合作，在实验室中测量了渡鸦的藏匿和解决问题的能力，结果与克莱顿的相似。两位研究人员得出结论，甚至比她更明确地认为，渡鸦将“认知能力”归因于它们的竞争对手。其他研究人员研究了新喀里多尼亚乌鸦的聪明才智，它们可以自发地发明新工具。
除了鸦科动物，一些动物行为学家还研究了鸣禽如何使用语法。还有一些人更深入地探索了进化树。一项研究将更高的心理功能归因于鱼类，提供了非洲慈鲷可以进行推理性推理的证据。不断加速的发现流正在挑战关于动物心智能力做什么的传统观点。
克莱顿的工作也受到了批评——鉴于一个世纪以来关于动物智力的未经证实的主张，这并不奇怪。谢特尔沃斯（Shettleworth）建议克莱顿和埃默里需要以不同的方式重复盗窃实验，用大量新的鸟类，根据它们是否有过盗窃经验分成几组。“我认为这项工作具有启发性，但尚未得到证实，”谢特尔沃斯说，“因为那些鸟类有历史。”
路易斯安那大学的生物学家丹尼尔·波维内利（Daniel Povinelli）认为，就高阶思维而言，关于人与动物之间差异的证据仍然多于相似之处。他说，我们自己的心智理论欺骗我们，让我们在动物身上看到我们的能力，即使更简单的解释就足够了。波维内利不认为克莱顿的实验表明鸟类能像人类一样在心理上把自己置于不同的时间。“它们只是在表现，正如尼基巧妙地展示的，它们可以跟踪不同地点食物相对腐烂的情况，”波维内利说。他指出，机械钟走时非常准确，但并没有时间的概念。没有人质疑动物有精确的生物钟，但这并不一定意味着它们有时间的概念。“它们理解昆虫腐烂、日出日落、季节更替、其他鸟类死亡之间的联系吗？对此绝对没有证据。一点都没有。零。”
波维内利还认为，克莱顿的实验设计不足以证明这些鸟类形成了心智理论。心智理论需要能够对反事实的想法进行心理建模，例如思考另一个人在假设情境中会怎么做。但是这些鸟类可能通过规则来回应它们的竞争对手，而不是通过想象它们的思想内容。至于那些人工饲养的、不偷盗的灌丛鸦，它们可能错过了有助于形成这些规则的发展阶段或输入。“尼基和那些人想说这些鸟在想，‘我知道被鸟偷东西是什么感觉，’”波维内利说。但他认为，这些天真的鸟类未能预料到盗窃行为并不能支持这种解释。
埃默里反驳说，我们能从动物思维中学习的东西是有限的。“我们永远无法在非人类身上找到人类的心智理论。它们有自己的社会认知，是为解决自己的问题而进化的，”他说。“如果它们有人类的心智理论，它们就会是小人类。”或者，正如克莱顿引述哲学家路德维希·维特根斯坦的话所说，“如果一头狮子能说话，我们也将无法理解它。”
克莱顿说，西方科学的主流态度是，动物是无思的自动化机器，除非另有证明，这与《圣经》中上帝将动物王国赐予人类使用的观点一致。但她引用了一位持有相反观点的印度教同事，这位同事认为举证责任在于科学家，要他们证明动物在心理上并不复杂。“你为什么一开始就认为动物没有心智理论呢？”克莱顿问道，“为什么不从它们有心智理论的角度出发呢？”
她承认，风险在于用我们处理人际关系的心理机制来解释动物行为。狗主人回家发现一片狼藉，但因为狗看起来很懊悔而表现出怜悯。但是狗真的会像我们一样感到懊悔吗？这种懊悔的表现在于接受较轻惩罚相关的条件反射吗？或者，这种动物是否表现出一种本能的程序，将主人视为群体中的优势成员？也许这三种过程都在起作用。
克莱顿的职业生涯致力于避免这些不确定性。她相信只有实验室实验才能摆脱野外观察中混淆不清的各种解释，所以她的团队继续忍受着获取和研究实验室鸦科动物的艰巨而耗时的任务。尽管如此，野生动物生物学家也报告了实验室外鸟类智能的故事。
在一个引人注目的例子中，野生动物研究员斯塔西娅·巴肯斯托（Stacia Backensto）（当时是阿拉斯加大学费尔班克斯分校的研究生）在开始研究渡鸦如何适应北极海岸油田的人类活动时，被鸟类认知所困扰，甚至利用从建筑物逸出的热量来应对最黑暗、最寒冷的日子。“研究如此聪明的生物很有趣。你不断地与这种鸟斗智斗勇，”她说，“你不断地玩这些游戏来智胜它。”
巴肯斯托发现，如果她穿上油田工人的制服，就能更接近乌鸦。然而，在她研究的第二年，她发现几乎不可能抓到这些鸟。它们已经学会了她所有的伎俩——甚至包括她以前从未见过、在她以前从未去过的地区的乌鸦。最后，她不得不进行彻底伪装：一件塞满枕头的制服，加上蓬松的假发、假胡子、眼镜和胡须。这奏效了，尽管大学的财务办公室想知道巴肯斯托为什么把研究经费花在一个名叫“派对宫殿”的地方。
除了轶事和个案研究之外，表现出最强智力迹象的鸟类（渡鸦、松鸦和其他鸦科动物，以及鹦鹉）之间有一个共同点。这些物种都拥有相对于身体而言异常大的鸟类新皮层，抚育幼鸟的时间较长，并生活在复杂的社会环境中——不仅仅是生活在大量合作生物（如蜜蜂或蚂蚁）的群体中，而是在一个动态的联盟和竞争环境中。最明显的智能哺乳动物也是如此：齿鲸、海豚和灵长类动物。
“不仅仅是生活在大群体中，而是社会生活的复杂性，”克莱顿说。社会假说解释了为什么动物可以通过变得更聪明而受益。克莱顿认为，它们同类之间的一场认知军备竞赛促使鸦科动物发展出更好的大脑，因为藏匿、偷窃、隐藏和欺骗的间谍战升级了对更敏锐头脑的需求。一旦灵活思维的能力出现，后代就可以将其应用于应对各种挑战。例如，渡鸦和虎鲸都具有高度社会性，它们也都改变了获取食物和利用栖息地的方式，因此它们既可以生活在赤道附近，也可以生活在北极。
2009年，埃默里通过向野外不使用工具的秃鼻乌鸦提出需要工具的复杂任务，研究了鸦科动物的潜在智能。在他的实验室实验中，每一步挑战都变得越来越难和复杂，但秃鼻乌鸦不需要反复试验就能找到解决方案，这表明它们理解因果关系。它们选择石头和木棍扔进管子里，以打开门获得食物。在一个受伊索寓言启发的实验中，埃默里向秃鼻乌鸦展示了一条在水管中漂浮但够不到的蠕虫。这些鸟儿将石头放入管中以提高水位来捕捉蠕虫。它们甚至制造工具，弯曲一根电线制成一个钩子，从管子中拉出一个装有食物的桶。这个工具只有在精确弯曲度（大约100度）的情况下才能起作用。“我们根本没有想到会这样，”埃默里说，“这就是为什么我们在论文中说这是一个洞察力的例子。它提出了一种新颖的解决方案，一种创新。”
鸟类和哺乳动物在生命树上相距遥远。它们的最后一个共同祖先生活在2.8亿年前，它们的大脑在大小和结构上差异很大；鸟类尤其缺乏哺乳动物的六层皮层。因此，克莱顿和埃默里认为，智力必须在鸦科动物和灵长类动物中独立进化，并趋同以解决管理社会互动的相同问题。智力可能出现在任何有助于生存的地方。它可能只因为不常需要而显得稀有。“我们认为智力是件伟大的事情，因为它使我们与众不同，”克莱顿说，“然而，当我们与昆虫，如蚊子物种相比时，有许多衡量标准表明我们并非最好。”
我们无法确定思维对于动物和人类行为的重要性。谢特尔沃斯承认，克莱顿的灌丛鸦在睡前将早餐藏在正确的笼子里时，符合未来规划的行为标准，但她质疑：“那是否意味着它们在做这些事时正在思考早餐？我们不知道。”谢特尔沃斯指出，即使在人类身上，联想学习的无意识联系也是复杂行为（如驾驶）的幕后推手。“在我们日常生活中，有意识的认知可能被大大高估了，”她说。
最终，我们无法确定另一个人的意识思维，更不用说其他物种的思维了。一台电脑可以被编程成看起来有意识。灌丛鸦也可能被设计成看起来有意识。即使一个人也可能谎称自己有意识，我们也很难知道其中的区别。尽管如此，这些存在主义的难题并未吓倒克莱顿，她仍然好奇而乐观地观察着她的灌丛鸦研究对象。“我只是喜欢看它们的行为，”她说，“并以此产生想法。”
