蜜蜂的數學很厲害

類別: 新奇
HW@ 2018.06.13 , 14:00
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蜜蜂的數學很厲害

作者:Claire Maldarelli

蜜蜂的數學很厲害
Credit:HW

“0”其實是個很難理解的概念。事物的數量 - 無論是水果,人群還是建材 - 都對我們的生計至關重要。但就大腦而言,“沒有東西”遠遠不同於“某種東西”。

人類很難接受這個概念。但是,我們把零作為一個獨特數值的能力是現代數學,工程和技術的重要組成部分。近年來,我們瞭解到其他動物也開始瞭解“0”。非人靈長類和鳥類,如獼猴和非洲灰鸚鵡可以理解“0”,而根據本週在《科學》雜誌上發表的一篇報導,蜜蜂很可能也可以理解“0”。

我們已經知道蜜蜂不傻。在以前的研究中,研究人員發現帶刺的蜂種擁有智力資源來計數和辨別最多4個物體。對於動物來說,這已經相當令人驚歎,它們大腦中的神經元數量遠遠低於其他具有相似數學計數技能的動物。在這項新研究中,墨爾本皇家理工大學的科學家們想知道蜜蜂是否也能證明他們對“0”的理解。團隊驚訝地發現,這些小動物確實可以:蜜蜂的平均能力可以把一個數值從“0”區分開來,而當較數值與“0”差別更大時,成功率會增加。

為了讓蜜蜂對計數感興趣(這是一項相當枯燥的任務),研究人員用糖水作為獎勵。他們教導蜜蜂,當給出不同數值符號的卡片時,糖水會以放在其中最小值的符號卡片後面。所以蜜蜂將理解並總是會飛向最低符號卡 - 這是一個令人印象深刻的壯舉。然後,研究人員用另一套的兩張牌向蜜蜂呈現:這一次,一張卡上面沒有任何東西,另一張擁有一個或更多的符號。當在0或1之間進行判斷時,蜜蜂更多地飛向了什麼都沒有的卡片上,這表明他們理解在數量上“沒有”比“有”更少。總體而言,蜜蜂更擅長區分0和更大的數字,比如4或5,表明他們理解數值是怎麼回事,以及零點在哪裡。

為什麼這個成就如此有趣? 德國蒂賓根大學的動物生理學家 Andreas Nieder 在文章中的評論中指出,人類與蜜蜂的最後一個共同祖先也可以明顯區分零(從四歲開始),距今時間超過6億年,其腦部發育程度遠低於現在的任何物種。

此後,人類和蜜蜂分開進化,蜜蜂的腦神經元數量比大腦的人少得多。作為參考,一隻蜜蜂的神經元少於100萬個; 一個人類有86,000萬。然而,這兩種物種都具有辨別0的能力。 Neider認為,這意味著數字能力可能非常有價值。Neider說:“研究表明,通過提高繁殖、導航、開發食物來源、捕獵獵物、躲避捕食者以及參與社會互動的能力,數值能力對動物有益。”

但是,這些動物腦中的如此少的神經元如何可以理解這一難以理解的數學概念?科學家們仍然沒有完全理解,但是在鴉科和非人類靈長類動物中進行的研究表明,大腦中一組稱為“數神經元”的神經元可能是負責這些數字理解的細胞。這些細胞根據看到的不同數量以不同的方式作出反應。

Neider寫道,儘管我們的大腦清楚地連線著處理刺激的東西 - 就像光刺激一樣,觸發我們的視覺神經元的方式與聲音刺激使我們的聽覺神經元發揮作用一樣 - “0”的概念同樣重要。更好地理解我們的大腦以及動物界其他物種的大腦如何理解“沒有”作為數值可以幫助我們更好地解釋我們如何看待世界並與世界互動。

本文譯自popsci,由譯者HW基於創作共用協議(BY-NC)釋出。

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