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動(dòng)物能數(shù)數(shù)

動(dòng)物


動(dòng)物能數(shù)數(shù)

小雞找媽媽：在實(shí)驗(yàn)中，新孵出的小雞在隔板后尋找“媽媽”時(shí)，展示出了基本的算術(shù)技能
算術(shù)也許是很多動(dòng)物與生俱來的能力 。
科學(xué)家質(zhì)疑動(dòng)物數(shù)學(xué)能力的歷史，可以追溯到100 年前 。那時(shí)候，歐洲觀眾都因?yàn)橐黄ッ小奥斆鳚h斯”（Clever Hans）的馬而興趣盎然，因?yàn)樗尤荒鼙硌菟阈g(shù)之類需要?jiǎng)幽X筋的節(jié)目 。其實(shí)，這匹馬根本不會(huì)算術(shù)，它不過是從馴馬師那里得到了暗示而已 。
現(xiàn)代的一些例子（比如那只能數(shù)到6、懂得和差概念的非洲灰鸚鵡“亞歷克斯”）則被一些人看作特例或訓(xùn)練的結(jié)果 。然而，最近的研究讓我們見識(shí)了各色動(dòng)物能夠 數(shù)數(shù)的新例子，這說明在生物學(xué)上 ， 數(shù)學(xué)能力比我們預(yù)想的更為根本 。在特定情況下 ， 猴子有時(shí)甚至比大學(xué)生表現(xiàn)得更出色 。
2008年夏天 ， 新西蘭惠靈頓維多利亞大學(xué)的凱文·C·伯恩斯（Kevin C. Burns）及同事，在《英國皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B輯》（Proceedings of the Royal Society B）上發(fā)表了他們的研究：他們?cè)诳謇镆吧Ｗo(hù)區(qū)里，當(dāng)著野生新西蘭知更鳥的面，在倒下的原木上鉆洞，并往這些洞里塞進(jìn)數(shù)目不同的米蟲 （mealoworm，一種甲蟲的幼蟲） 。知更鳥會(huì)先撲向蟲子最多的洞 。
不僅如此，伯恩斯耍花招，趁它們不注意拿掉一些蟲子的時(shí)候 ， 這些鳥會(huì)花雙倍的時(shí)間在洞里尋找“失蹤”的蟲子 。伯恩斯認(rèn)為，“它們很可能天生就會(huì)分辨一些小 數(shù)字”，比方說3 和4，不過它們會(huì)“在日常生活中運(yùn)用這種數(shù)學(xué)感，因此經(jīng)過一次又一次失敗和嘗試，它們就會(huì)訓(xùn)練自己識(shí)別出12 這么‘大’的數(shù)字” 。
2009 年4 月，在同一本雜志上 ， 意大利特倫托大學(xué)的羅薩·魯加尼（Rosa Rugani）及其小組展示了新孵雞雛的算術(shù)能力 。這些科學(xué)家在孵化小雞時(shí)放入了5 個(gè)一模一樣的物件，
這樣新孵出的小雞就會(huì)把這些物件視為自己的父母 。不過，當(dāng)科學(xué)家拿走兩到三個(gè)物件 ， 并將余下的放在隔板后時(shí) ， 小雞都趨向于尋找數(shù)目更多的物件聚合體——顯 然，小雞覺得三個(gè)物件比兩個(gè)物體更像媽媽 。魯加尼還在實(shí)驗(yàn)中使用了大小不同的物件，從而證明小雞不是因?yàn)榇髷?shù)比小數(shù)占據(jù)更多空間才能識(shí)別不同數(shù)目的 。
過去的5 年來，美國羅徹斯特大學(xué)的杰西卡·坎特?。↗essica Cantlon）一直在主持一系列有關(guān)恒河猴的實(shí)驗(yàn)，這些研究證明它們的計(jì)算能力與人類相和顏色相同時(shí)，猴子有能力挑選出數(shù)目少的那一組 。即使大小、形狀 和顏色發(fā)生變化，猴子的正確率和反應(yīng)時(shí)間也沒有變化 。如果答對(duì)就獎(jiǎng)勵(lì)“酷愛”飲料（Kool-Aid），猴子的正確率只比大學(xué)生低10%~20%，但反應(yīng) 時(shí)間更快 。坎特隆說：“猴子不介意一時(shí)失敗 ， 錯(cuò)了就錯(cuò)了 。它們只想快點(diǎn)進(jìn)入下一題 ， 好多得一些飲料 。相反，大學(xué)生卻會(huì)患得患失 ?！泵绹趴舜髮W(xué)的伊莉莎 白·布蘭農(nóng)（Elizabeth Brannon）也對(duì)恒河猴做了類似實(shí)驗(yàn) 。她讓猴子把聽到聲音的次數(shù)和看到形體的數(shù)目匹配起來，證明它們可以在不同感官間執(zhí)行算術(shù) 。她還擺出大量物體，然 后挪去其中一些，以測試猴子做減法的能力 。結(jié)果，無論在什么情況下，猴子挑對(duì)剩余物體數(shù)目的幾率都比瞎蒙要大 。布蘭農(nóng)和同事在2009 年5月出版的《實(shí)驗(yàn)心理學(xué)雜志：綜合》上總結(jié)說：盡管猴子或許還無法把握“0”這個(gè)數(shù)字的深層含義 ， 但它們知道0 要比2 和1 小 。
雖然布蘭農(nóng)覺得動(dòng)物不具備用語言描述數(shù)字的能力，不會(huì)在頭腦里數(shù)1、2、3，但它們可以粗略地解決數(shù)學(xué)問題 ， 在不運(yùn)用數(shù)字的情況下對(duì)一系列物體做加法運(yùn)算 。她認(rèn)為，這種能力是與生俱來的，生存需要可能是這一能力進(jìn)化的推動(dòng)力 。有了這種能力，陸生動(dòng)物就可以估測對(duì)手種群規(guī)模的差異；在尋找食物時(shí)，也可以比較獲得食物與投入時(shí)間的比例，以確定呆在這個(gè)地方是否明智 。美國麻省理工學(xué)院的艾琳·佩珀伯格（Irene Pepperberg）對(duì)鸚鵡“亞歷克斯”進(jìn)行過長達(dá)30 年的研究 ， 并以此著稱（參見《環(huán)球科學(xué)》2006 年第7 期《鸚鵡的天賦有多高》一文） 。她說，就連甲蟲也能學(xué)會(huì)區(qū)分小數(shù)目，“所以從某種意義上來說，無脊椎動(dòng)物似乎也能習(xí)得‘?dāng)?shù)字感’ ， 而要支持這樣的習(xí)得過 程，一種底層神經(jīng)結(jié)構(gòu)（underlying neural architecture）是不可或缺的 ?！绷私鈩?dòng)物數(shù)學(xué)能力的生物學(xué)基礎(chǔ)和人類也息息相關(guān) 。在布蘭農(nóng)看來，這對(duì)兒童教育學(xué)家是個(gè)啟示：我們不用像通常一 樣，等到孩子四五歲后才教授數(shù)學(xué)，應(yīng)該讓他們盡早接觸數(shù)字 。

撰文/ 邁克爾·坦尼森（Michael Tennesen）
【動(dòng)物能數(shù)數(shù)】環(huán)球科學(xué)（譯/ 蔣青 校/ 虞駿）