他們是兒童科學家

文 _ 王三目

在英國，有一群8歲至10歲的兒童在老師的指導(dǎo)下完成了一項關(guān)于蜜蜂的實驗，并且將實驗結(jié)果發(fā)表到了知名的學術(shù)期刊上。

這項實驗是Lotto Lab(街頭科學實驗室)與當?shù)匦W的合作項目，叫做“我，科學家”。背景介紹是這樣描述這個項目的：“我們認為關(guān)于布萊考頓蜜蜂的認知實驗不僅可以激發(fā)孩子對于科學的興趣，讓他們發(fā)現(xiàn)科學是一項關(guān)于游戲與解謎的活動，而且可以幫助他們認識自己——他們的能力與創(chuàng)造力——在一個沒有所謂正確答案的環(huán)境中?！彪m然這個實驗的完成有賴于Lotto Lab的科學家和學校自然老師的指導(dǎo)，但實驗的主體是這群小學生，“他們提出了問題，并尋求答案，然后設(shè)計了實驗，并完成了全部的數(shù)據(jù)分析”。

論文的摘要由Lotto Lab的Beau完成，他介紹了這項實驗的前因后果。這篇論文沒有參考文獻，Beau解釋說，一方面現(xiàn)在的科學論文超出了8歲至10歲兒童的閱讀能力，另一方面，他認為科學研究的真正動力在于人自身的好奇心，而這群孩子的好奇心是通過對大自然的觀察受到激發(fā)的，而非文獻。

這項實驗的核心發(fā)現(xiàn)是：“大黃蜂會運用顏色與空間關(guān)系的組合來決定去采哪朵花的蜜，我們還發(fā)現(xiàn)科學很酷很好玩，因為你在做一些從未有人做過的事?！既R考頓的孩子們?！?/p>

因為論文是由兒童完成的，所以使用的英文很簡單，還有兒童的口吻，讀起來簡單，也有趣。孩子們首先討論了一下人與動物的關(guān)系：“傳統(tǒng)中大多數(shù)人認為動物并不聰明，而了解動物在某些方面也和我們一樣聰明會讓我們更為欣賞動物，也可以更好地幫助它們?！苯酉聛恚⒆觽儽硎?，他們把興趣放在了蜜蜂身上，想去了解蜜蜂是否也有和人類共通的“聰明”。他們首先想到蜜蜂在野外采蜜，可能需要識別有花蜜的花。于是他們設(shè)計了一個實驗，看看蜜蜂是否具備解決這個問題的能力。再進一步，如果蜜蜂具有這種學習能力，它們是通過同樣的方式來學會的嗎？

帶著這兩個問題，他們設(shè)計了實驗。實驗所使用的主要工具是由Lotto Lab設(shè)計制作的蜂箱，在蜂箱中有一面模擬花朵的墻，有四個象限，每個象限中有4X4共16朵“花”，每朵“花”中間有一個模擬花蕊的可以盛放糖水的細管。每朵“花”通過替換卡片可以變換顏色。他們設(shè)計了兩種圖樣來訓練蜜蜂，一種是中間4朵為藍色，周圍12朵為黃色，另一種是中間4朵為黃色，周圍12朵為藍色。他們只在中間的花朵中放置糖水，其他花朵不放置糖水或者放置鹽水。他們假設(shè)通過這種訓練可以讓蜜蜂學習識別這種有糖水花朵的模式（顏色+空間關(guān)系），然后對蜜蜂進行測試，檢測它們是否學會了這種模式，并通過改變顏色與空間關(guān)系來探究它們是通過什么方式來學會的。孩子們還強調(diào)：“在這一過程中沒有蜜蜂受到傷害。”

他們總共進行了三項測試。測試一是控制組，主要看蜜蜂是否學會了這種識別模式。他們并未改變顏色與空間的關(guān)系，但將四個象限順時針進行了旋轉(zhuǎn)，結(jié)果是5只蜜蜂總共進行了126次正確的選擇，13次錯誤的選擇?？梢哉f它們通過訓練學會了識別孩子們設(shè)計的這種有蜜的花朵模式。這其中還有一個小插曲，其中一只被標記為Y的蜜蜂在測試一中不肯飛到蜂箱里，所以測試一中少了它的數(shù)據(jù)。

測試二是在第一項實驗的基礎(chǔ)上，不改變圖形的空間關(guān)系，但將中間的4朵花全部改成綠色，來測試新條件下蜜蜂的成績，探究空間關(guān)系在蜜蜂學習模型中的作用。這一輪下來，有3只蜜蜂更多地選擇了周邊的黃花與藍花，有2只蜜蜂更多地選擇中間的綠花。這說明，蜜蜂在測試一中的表現(xiàn)并不是只取決于它們對空間關(guān)系的識別，也就是通過測試二證偽了空間關(guān)系的唯一作用。

測試三是在第二項實驗的基礎(chǔ)上，不改變顏色，將中間的4朵花移到了4個角落里，來測試蜜蜂是否是通過尋找每個象限中最少顏色的花來完成學習的。結(jié)果顯示蜜蜂選擇的結(jié)果接近隨機選擇。不過測試二中選擇中間花朵的那兩只蜜蜂在測試三中傾向于選擇角落中的花，這說明這兩只蜜蜂的學習模式中包含了這樣一種空間模式：去選擇被同一種顏色包圍的另一種顏色。

實驗證明蜜蜂可以學會解決這種有點特殊的問題，即“去采被黃色包圍的藍色的花和被藍色包圍的黃色的花”。而且，不同的蜜蜂也表現(xiàn)出了不同的學習方法和聰明程度，有兩只蜜蜂更喜歡藍色，有兩只更喜歡黃色，而有一只蜜蜂最為聰明，它在測試一中的表現(xiàn)最優(yōu)秀，正確錯誤比最高，并且黃藍通吃。

測試二與測試三則說明了蜜蜂之間的學習模式也有所不同，有兩只蜜蜂表現(xiàn)出對空間關(guān)系更為敏感。這一點也拓展了傳統(tǒng)上人們對于蜜蜂的認識——認為蜜蜂是群體智慧的代表，每只蜜蜂特別是工蜂可能只是千篇一律的復(fù)制品。這項實驗發(fā)現(xiàn)，不同的蜜蜂實際很不同?？傮w來說，蜜蜂不是通過單一的空間關(guān)系和顏色來學習的，它們似乎有一種關(guān)于“圖案”的概念，它們能夠記住圖案。

最后的致謝同樣是論文的精華。孩子們感謝了學校的老師，也感謝他們的父母允許他們利用課余時間在校外參與這樣的活動；他們感謝了當?shù)氐慕虆^(qū)，因為他們的實驗都是在教堂里完成的；他們感謝為他們的論文提供指導(dǎo)的每一位老師與科學家，還特別提到感謝這些人的開放思想，讓他們最終完成了這樣一個實驗。

讀完孩子們的致謝，我很感動。