編輯:扶尚睿 一篇在 Science 的新研究指出,蜜蜂也能懂什麼是零。這邊指的當然不是蜜蜂可以看懂中國字零或數字 0,而是蜜蜂可以理解 0 的概念,或是說可以理解「什麼都沒有」也是一件事情。或許看到這裡各位還是不理解這篇研究有什麼意思,聽起來好像很鬧,請讓我們慢慢解釋。 有四個階段可以描述人類理解 0 的概念的過程,第一個階段是沒有感受到任何東西,對應到精神或神經上的沒有任何刺激的休息狀態。第二個階段是了解到沒有任何東西也是一件有意義的事情,但是在這個階段還不包含數量上的比較。第三個階段才是理解沒有東西是比任何數量都還要少。而第四同時也是最高的階段,是開始用特定符號去代表沒有數量,並用這個符號開始做運算,例如阿拉伯數字的 0。數字 0 在人類歷史上實際上很晚才出現,而開始運用 0 後數學開始有了快速的發展。那 0 的概念在其他生物中又是如何呢? 嗯,圖片真的很鬧,因為暫時想不到插圖要畫啥。 圖片來源:維基百科永遠的零 實際上有少數脊椎動物被認為有 0 的數字概念。在研究中,恆河猴自發性地認為「沒有任何東西」可以被排進連續數列中。一種綠猴屬的猴子可以用類似減法的方式推理出有沒有食物。黑猩猩對於 0 的概念的相關訓練則有近乎完美的表現。而在靈長類之外,非洲灰鸚鵡自發性的回答了“none” 當沒有任何東西符合問題的答案。 而蜜蜂在過去的研究就被認為可以辨認或記數到最多 4 個物體,甚至可以分辨先後出現的兩個物體是變大還是變小,而在這個實驗中,研究人員設計了一系列實驗去檢測蜜蜂是否能理解 0 的概念。 在第一個實驗中蜜蜂先被訓練會由一端飛入一個Y型的通道,而在 Y 型通道的另外兩端會各有一張圖片,這些圖片是由白色的底與 1 至 4 個不同大小的正方形或菱形組成。在測試蜜蜂能否了解大於的概念時,兩通道只有圖形多的圖片後面會有糖水,反之亦然。這些圖片會不斷更換,糖水也不會固定在任一個通道內,在訓練了足夠的時間後,實驗從訓練階段轉為測試階段。 在測試階段時 Y 型通道內不放有糖水以避免蜜蜂是用嗅覺選出正確的圖形,同時圖片內使用圓點做為視覺訊息而非正方形或菱形。研究者首先以 1 至 4 個圓點的圖片測試蜜蜂是否已經學會幾何圖形多(少)的圖片後有糖水。實驗結果顯示不論是學習選擇較多或是較少的組別,皆有約 75% 的蜜蜂飛往了正確的圖片,這個結果與隨機選擇圖片應該出現的 50% 正確率有顯著的差異,顯示蜜蜂在訓練階段確實能學會多於或少於的概念。 再來研究者將圖片的內容擴大成 0 (空白) 至 5 個圓點,來測試蜜蜂能否理解什麼都沒有的圖片擁有比較少的幾何圖形,以及 4 個以上的幾何圖形比 4 個以下的還要多(過去的研究認為蜜蜂最多可以計數到 4)。實驗結果顯示,不論是 2 到 4 與 0 比又或者是 2 到 4 與 5 比,蜜蜂皆能判斷出相對大小,與隨機選擇的結果有顯著差異。在這邊要提醒的是,不論是沒有任何點的圖片或是有 5 個圓點的圖片,在訓練階段都是不曾出現過的,這表示蜜蜂確實能夠理解什麼都沒有的卡片擁有更少的幾何圖形,以及超過蜜蜂能記數的幾何圖形會比 2 到 4 還要多。另外值得注意的一點是,實驗中不論是 2 到 4 與 0 比又或者是 2 到 4 與 5 比,學習選擇較少的組別正確率都比較低。 在過去的研究中,黑猩猩和非洲灰鸚鵡都顯示出對於分辨 0 和 1 有困難,因此研究者決定測試蜜蜂分辨 0 與 1 的能力。在這個實驗中的訓練階段,使用含有 2 至 5 個正方形或菱形的圖片,而只有幾何圖形的卡會有糖水,因此蜜蜂被訓練成會選擇幾何圖形較少的圖片。測試時首先以 2 至 5 個圓點的圖片測試蜜蜂是否已完成訓練 ( 74% 選擇正確),再來測試蜜蜂在遇到 0 與 1 的圖片與 0 與 2 的圖片時能否選出幾何圖形較少的圖片。實驗結果顯示在遇到 0 與 1 的圖片時,63% 的蜜蜂能夠正確選擇 0 為幾何圖形較少的圖片,正確率與前一個實驗中 2 到 4 與 0 比幾乎一樣,且與隨機選擇有顯著差異,顯示蜜蜂能清楚分辨 0 與 1 之間的差異。但是當蜜蜂在遇到 0 與 1 的圖片時,只有 56% 的蜜蜂正確選擇了 0 的圖片,與隨機選擇沒有顯著差異。研究者的解釋為,因為在這實驗的訓練中,有兩個幾何圖形的圖片永遠都是有糖水的那一個,因此這樣的結果實際上顯示了蜜蜂使用了兩個不同的機制在選擇圖片,一個是以訓練時學習到的大小概念作為測試時選擇的依據,另一個則是以訓練時兩圖片與糖水的關聯性來選擇。同樣的現象在海豚上也有觀察到,這樣的結果是因為某特定刺激持續配有獎勵而產生的偏見。 圖 A與B為實驗一與實驗二中訓練及測試的一個可能的圖片組合。C與D則顯示了測試階段蜜蜂選擇的正確率,深藍色為學習選擇較少,而淺綠色為學習選擇較多的蜜蜂。圖片來源: Science 這篇研究的發現,顯示了蜜蜂能夠學習多於與少於的概念,且能將這樣的概念應用到 0,將其他數字 (包含 1) 與 0 做比較,這樣的表現已經等同於非人靈長類。從這樣的結果引發的問題是,這種對數字相對進階的理解在會面對複雜環境的動物中是否普遍?或者這是蜜蜂獨自演化出的能力呢?這些問題仍然還需要更多的研究才能解答。 參考文獻
|
COME BACK toME 城市養蜂計畫