動物數(shù)學(xué)家

張　穎

長期以來,科學(xué)家都認為只有人類才具有計算能力,而動物并不具備這樣的能力.然而,近年來的一系列研究卻表明,某些動物在—定程度上具有這種抽象思維能力.盡管我們目前還不清楚它們的這種能力是否是天生具有的,是以什么方式進行的,但無論怎樣,這都向科學(xué)家提出了一個新課題:怎樣看待自然界以及自然界中那些似乎違背常理的現(xiàn)象.

在大多數(shù)人看來,黑鴨是一種既愚笨又愛吵鬧的水鳥,但近來科學(xué)家發(fā)現(xiàn),黑鴨并非人們原先認為的那樣愚笨,它們實際上是一種非常聰明的鳥,證據(jù)之一就是它們會數(shù)數(shù).

會數(shù)數(shù)的美洲黑鴨

美國生物學(xué)家布魯斯·里昂在對一群美洲黑鴨進行研究后發(fā)現(xiàn),這種鳥兒在產(chǎn)完蛋后常常會將它們的卵數(shù)一遍.

有點鳥類知識的人都知道,杜鵑是一種自己不孵卵,而將卵產(chǎn)在其他鳥類巢中的寄生鳥.黑鴨也常常采用與杜鵑相同的生育方式(有研究證明黑鴨與杜鵑有非常近的親緣關(guān)系),不同的是,黑鴨只將卵產(chǎn)在自己同類的巢中.

研究發(fā)現(xiàn),在爭奪生育領(lǐng)地的爭斗中被擊敗的雌性黑鴨,常常將它們的卵偷偷地產(chǎn)在獲勝者的巢中,這是它們?yōu)樯约旱暮蟠坏靡讯捎玫囊环N補救措施.采用寄生方式生育后代的黑鴨所占比例非常高,有40%的雌鴨將它們的卵產(chǎn)在其他黑鴨的巢穴中.這個事實意味著,鳥巢的主人很可能要犧牲自己的后代,因為在幾乎所有的鳥巢中,孵化出來的雛鳥至少會有一只因食物不足而死掉,在食物短缺的饑荒時期尤其如此.如果一只寄生鳥活了下來,那么鳥巢主人的一個孩子就可能死去,主人喂養(yǎng)的寄生鳥越多,自己孩子被餓死的概率也就越大.也許正是因為這一點,美洲黑鴨為了只讓自己的后代活下來,它們在長期的進化中逐漸進化出了識別外來寄生卵的能力.里昂發(fā)現(xiàn),有43%的黑鴨夫婦在孵化前至少會將一枚寄生卵拋在一邊,置之不理.

黑鴨究竟是如何識別寄生卵的呢?其中一個辦法是,通過顏色來識別,顏色差別越大,寄生卵被識破的概率就越高.然而,在大多數(shù)情況下,黑鴨的卵的顏色都很接近,因而這一識別方法常常無用武之地.黑鴨識別寄生卵還有一個方法,這就是讓科學(xué)家頗為稱奇的“點數(shù)法”.

通常,為防止別的雌鴨在自己的巢內(nèi)產(chǎn)下寄生卵,許多黑鴨在鳥巢里的卵達到一定尺寸規(guī)模后就會停止產(chǎn)卵,而那些會數(shù)數(shù)的黑鴨則會繼續(xù)產(chǎn)卵.它們在產(chǎn)完卵后會將自己的卵點一遍,如果有外來卵被偷偷放進來,它們就會將其放在一邊,或?qū)⑵鋻伋龀餐?讓科學(xué)家感到不解的是,黑鴨顯然不知道數(shù)字的語言表示符號,那它們又是如何點數(shù)的呢?里昂認為,黑鴨很可能具有一種視覺點數(shù)技巧或能力,目前他正為自己的這一觀點尋找證據(jù).

科學(xué)家根據(jù)一項研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),猴子能理解1～9的數(shù)字概念.

能理解數(shù)字之間關(guān)系的恒河猴

科學(xué)家根據(jù)一項研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),猴子能理解1～9的數(shù)字概念.

科學(xué)家通過觸摸電腦屏幕教兩只恒河猴學(xué)習數(shù)數(shù).他們首先在屏幕上顯示出4個圖像,分別含有1到4個物體,然后讓猴子按照從1到4由小到大的順序依次觸摸屏幕上的圖像.如果4個圖像都按照正確的順序被觸摸,猴子就會得到一只香蕉;如果猴子做錯了,屏幕就會變黑.結(jié)果,經(jīng)過一段時間的學(xué)習后,兩只猴子都完成了任務(wù).

接下來,科學(xué)家又在屏幕上顯示出分別含有5個和9個物體的兩個圖像,把它們排在一起讓猴子觸摸,結(jié)果兩只猴子都按照正確的順序摸對了.

為了確定這兩只猴子不是憑借記憶記住圖像的,科學(xué)家又分別用了35個在顏色?大小和位置上都不同的圖像來做實驗.

盡管科學(xué)家們目前還不能確定這兩只猴子是不是能像人類那樣數(shù)數(shù),但至少有一點他們可以肯定:它們能理解數(shù)字之間的關(guān)系,比如知道7比6大.

在澳大利亞東北沿海的灘涂地上,棲息著數(shù)量眾多的招潮蟹,這些看似平常的節(jié)肢動物卻有著驚人的數(shù)學(xué)計算能力.

具有驚人數(shù)學(xué)計算能力的招潮蟹

招潮蟹的活動始終是以自己的洞穴為中心的.當一只招潮蟹爬出洞穴到外邊行走時,它常常將自己的洞穴作為行進參照物.但是,潮水退去后留下的淤積物常常會將它的視線擋住,以至于它看不見自己的巢穴.那么,招潮蟹如何回家呢?

澳大利亞生物學(xué)家喬郴·澤爾和簡·赫米發(fā)現(xiàn),招潮蟹回巢時既不依靠路徑上的標記,也不憑借眼睛,而是依賴大腦中天生具有的高度復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算能力.招潮蟹每走一步都會重新計算其巢穴的所在位置,以及它走的步數(shù)和這些步子的方位.雖然它走的路線并非直線,而是蜿蜒的曲線,但招潮蟹總能知道自己所在的方位,走了多遠,以及到達其洞穴的最短路徑.

為了證明在招潮蟹的腦中的確有一個能進行復(fù)雜計算的線路圖,澤爾做了一個試驗.他悄悄地在一個招潮蟹洞穴前放了一塊塑料踏板.一只招潮蟹走出洞穴,由于塑料踏板比較光滑,招潮蟹踏上去后會打滑,所以它走的每一步都比正常情況下要短.澤爾對這只招潮蟹做了一個驚嚇動作,結(jié)果受到驚嚇的招潮蟹踩著踏板退回自己的洞穴,不過它并沒有退回洞穴,而是停在離洞穴很近的地方.這說明招潮蟹的確會數(shù)步子.

招潮蟹不僅會數(shù)步子,而且還具有三角學(xué)計算能力.一只招潮蟹能準確地測量出它的洞穴和它的同類之間的距離,盡管它根本看不見自己的洞穴.赫米為此做了一個試驗.他在一個招潮蟹洞穴旁安裝了一組滑輪,用兩根魚線轉(zhuǎn)動一只模擬蟹,使它在洞穴附近不斷做著前進和后退的動作.赫米發(fā)現(xiàn),每當他將模擬蟹拉到距洞穴20多厘米時,招潮蟹就會急匆匆地趕回來驅(qū)趕入侵者.無論模擬蟹處在洞穴的什么角度上,也無論招潮蟹距離自己的洞穴有多遠,它都會及時趕回來.招潮蟹之所以能進行這種三角學(xué)計算,是因為它從爬出洞穴的那一步起就開始數(shù)步子,并不斷重新計算它與洞穴?洞穴與入侵者?入侵者與它之間的三角距離.科學(xué)家認為,雖然招潮蟹看不見自己的巢穴,但它的復(fù)眼能夠感覺到遠處物體的運動,因此它在行走時其復(fù)眼始終指向其洞穴及洞穴周圍它劃定的“勢力范圍”.

亞當斯又分別拿出了6個和5個圓球,結(jié)果愛瑪都準確無誤地答對了,這說明它的確能理解數(shù)字之間的關(guān)系.

具有思維能力的灰鸚鵡

美國亞特蘭大動物園的動物學(xué)家亞當斯對一只名叫愛瑪?shù)姆侵藁饮W鵡進行思維能力訓(xùn)練.他拿來一面鏡子放在這只鸚鵡面前,問它,“這是什么顏色?”灰鸚鵡搖搖頭表示不知道.亞當斯告訴它,“這是灰色,你是一只灰鸚鵡.”并且將這句話重復(fù)了多遍.沒想到愛瑪很快就理解了“灰色”這一概念.當亞當斯拿來各種不同的灰色物體,如灰色圓球?灰色木塊?灰色筆記本等時,愛瑪都作出了正確的回答,而當亞當斯拿來紅色物體時,愛瑪就搖頭表示不知道.這說明這只灰鸚鵡知道灰色是一種色調(diào),而不是一個具體物體.接下來,亞當斯又教愛瑪數(shù)數(shù).他拿來許多小圓球,先拿出一個圓球放到它面前,告訴它這是“1”,然后又分別拿出2個和3個圓球,告訴它這是“2”和“3”,.如此反復(fù)幾十次,當愛瑪準確說出數(shù)字時,亞當斯再繼續(xù)加碼.實驗結(jié)果表明,愛瑪能掌握1～9的數(shù)字概念.

為了確定愛瑪不是根據(jù)順序記住的,亞當斯又分別拿出了6個和5個圓球,結(jié)果愛瑪都準確無誤地答對了,這說明它的確能理解數(shù)字之間的關(guān)系.經(jīng)過一段時間的訓(xùn)練后,愛瑪不僅能用語言來數(shù)數(shù),它還能說出“3張紙”?“4塊木片”等由數(shù)量詞和名詞結(jié)合起來的短句.

目前,亞當斯領(lǐng)導(dǎo)的研究小組制定了一個長遠的教學(xué)計劃,列入了許多難度更大的課題,如鸚鵡能否掌握更加抽象的概念,是否具有邏輯思維能力,能否做加減法,看懂平面照片或圖像,區(qū)分兩個物體的相同與不同之處,將自己學(xué)會的語言傳授給另一只鸚鵡,等等.

烏鴉事實上是一種非常聰明的鳥.科學(xué)家認為,這種腦子只有核桃般大小的鴉科動物,其智力水平遠遠超過了某些哺乳類動物.

聰明的烏鴉

烏鴉常常被人們當做一種不吉利的鳥,民間傳說烏鴉出現(xiàn)在誰家的房頂或院內(nèi)的樹上,誰家就可能要大禍臨頭.在日常生活中我們常常把那些亂說話的人稱為“烏鴉嘴”.其實,這些都是對這種長相難看?叫聲刺耳的鳥兒的誤解,烏鴉事實上是一種非常聰明的鳥.科學(xué)家認為,這種腦子只有核桃般大小的鴉科動物,其智力水平遠遠超過了某些哺乳類動物.

英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn),一只名叫貝蒂的烏鴉,為了吃到試管瓶中的食物,竟然從實驗室叼來一段鐵絲.它先用腳將鐵絲一端彎成鉤狀,然后用嘴叼著這個“釣鉤”將瓶子里的食物叼出來,飽餐一頓.日本科學(xué)家曾用攝象機攝錄了一段東京烏鴉吃堅果的有趣鏡頭.一只烏鴉從空中將堅果扔到汽車前面,讓汽車將堅果碾碎,然后它再飛下來吃里面的果實.不一會兒,它發(fā)現(xiàn)這樣做太危險,因為一不小心就會被疾駛而來的汽車碾死,于是它叼著堅果飛到了十字路口上空,從這里向下扔堅果,堅果被壓碎后它并不急于下去吃,而是等著信號燈變成紅色后才下去飽餐一頓.

讓科學(xué)家更感驚奇的是,他們發(fā)現(xiàn)烏鴉竟然會數(shù)數(shù).科學(xué)家曾在野外遇到這樣一件事情:有5個獵人拿著獵槍在樹林里打獵,樹上的烏鴉看到后一直不敢飛下來覓食.獵人們于是躲進了草棚.過了一會兒,走了一個獵人,烏鴉仍不下來.又過了一會兒,又走了兩個獵人,烏鴉還是不下來.直到又走了一位獵人后,它認為獵人全都走了,草棚內(nèi)沒人了,這時它才飛了下來.這說明烏鴉有計數(shù)能力,它能從1數(shù)到4.

克勒接過來后將香蕉放到腳底下,用眼盯著管理員看,意思是說:還少一只呢.管理員只得又給了它一只,這時它才剝開香蕉皮大口吃起來.這說明克勒至少能識別10以內(nèi)的數(shù).

能識數(shù)的大猩猩

克勒是生活在美國哥倫比亞動物園里的一只大猩猩.一天,它的妻子瑪莉被租借到其他動物園展出.當看到自己的妻子被裝到車上拉走后,克勒大發(fā)雷霆,一連幾天不吃不喝,雖然后來開始進食,但對管理員送來的食物非常挑剔,稍不如意,便將食物亂踩亂扔.無奈之下,管理員只得每天給它吃10只香蕉.一天,負責喂食的管理員只給了克勒8只香蕉.它吃完后,仍在盛香蕉的箱子里亂翻亂找,當發(fā)現(xiàn)少了兩只時,竟氣憤地將紙箱撕得粉碎.管理員又給了它一只.克勒接過來后將香蕉放到腳底下,用眼盯著管理員看,意思是說:還少一只呢.管理員只得又給了它一只,這時它才剝開香蕉皮大口吃起來.這說明克勒至少能識別10以內(nèi)的數(shù).

(摘自《大自然探索》)