向左走？向右走？

吳翊溦 盧君輝

魚缸前的遐想

我家里養(yǎng)著一群美麗的海水魚，有小丑魚、藍吊、西瓜刨魚……我平時也喜歡看一些海洋魚類的書籍和視頻，通過這些資料我了解到，其實魚并不傻，它們不僅有很強的記憶力，還是絕佳的“航海家”。它們總能用各種各樣的方法辨別方向，比如利用視覺、嗅覺、側線的觸覺或者感知地球磁場等。有一天，我坐在魚缸前天馬行空地想：它們在旅行途中，如果遇到障礙物，是喜歡向左走還是向右走呢？它們會不會也像我們人類一樣存在方向的偏好呢？

機會來臨

因為沒有老師指導，這個想法只能藏在我心里，一直沒能付諸實施。直到2023年暑假，我從微信公眾號上看到，國家自然博物館推出了“小小研究生”科學探究暑期班的招生公告，這次活動不設置統(tǒng)一固定的研究方向，學員可以自己提出感興趣的研究選題，這不正是我探究魚對方向選擇的絕佳機會嗎？于是，我趕緊制作了簡歷，提出了我想研究的問題，報名參加活動。面試那一天，媽媽帶我乘高鐵列車從呼和浩特趕到北京，來到國家自然博物館。在面試的等候室里，看著其他同學進進出出，我心里在不停地打鼓。終于輪到我了，老師很親切，很快我就不緊張了，順利地回答了老師的問題。面試結束后，經過一天的忐忑等待，終于，我如愿地接到了通過面試的通知，正式成為一名學員。

開始實驗

入選后，我與老師討論了要如何開展實驗，實驗選用哪種魚、制作什么樣的裝置等各種實驗細節(jié)，然后制訂了一份詳細的實驗方案。經過幾天的忙碌準備，終于一切就位。

● 實驗裝置 ●

一個暫養(yǎng)缸。這是魚平時住的“宿舍”，為了把它們區(qū)分開，我給它們安排了“單間”。

一個開展行為觀察的實驗缸。我用黃色管子每次只把一條金魚撈過來，打開閘門讓它自由地游出來。在缸內放置一個粉色障礙物，讓它自由地選擇是向左走還是向右走。障礙物后放置了一個餌料包吸引金魚。我需要一次次地重復這個操作，記錄每條金魚每次是選擇左還是右就可以了。

● 實驗過程 ●

在實驗中，有的金魚比較活潑，一打開閘門就猛地一下游出來，迅速朝一個方向游去，并且一口氣游到終點，甚至同一條金魚可以一次次地朝同一個方向游去。有的金魚比較膽小，打開閘門后，就會停在起點，不敢探索新的環(huán)境，這時就需要等待金魚游出。有的金魚比較愛探索，打開閘門后就左顧右盼，東游游西逛逛，一會兒往左邊一會兒又往右邊，就是不去終點，遇到這種情況很難判別是向左還是向右。

為了解決這個問題，我設置了四條線，L1和R1，L2和R2。金魚每經過L1一次時就給左記一分，經過L2時給左記兩分并且停止實驗。金魚每經過R1一次時就給右記一分，經過R2時給右記兩分并且停止實驗。這樣就可以通過計算兩側的分數(shù)來推測金魚往哪邊去得更多一些。

● 實驗結果●

在30天的時間里，對10條金魚進行了共計270次實驗，每條金魚都做了20～40次測試，記錄了大量的數(shù)據(jù)。為了更清晰地呈現(xiàn)出規(guī)律，我把海量的原始數(shù)據(jù)整理并且統(tǒng)計分析。按照上述的計分方法，設通過L1次數(shù)為a1，通過L2次數(shù)為a2，通過R1次數(shù)為b1，通過R2次數(shù)為b2。我們設定一個傾向性指數(shù)公式x=（a1+a2×2）/（b1+b2×2）。當x>1.5，視為偏左；當x<0.67，視為偏右；當0.67

結果1：如圖1，傾向“向左走”的金魚有5條，而傾向“向右走”的金魚只有1條。即使是那4條“無明顯傾向”的金魚，其中也有3條的指數(shù)大于1，微微偏左。原來金魚面對岔路口的選擇并不是完全隨機的，大多數(shù)居然喜歡“向左走”！

結果2：通過觀察記錄金魚剛從起點黃管子冒出頭來時，它們頭部的初始朝向次數(shù)，設定偏向左的次數(shù)為x，偏向右的次數(shù)為y。當x-y>5時，視為偏左；當x-y<-5時，視為偏右；當|xy|≤5時，視為無明顯傾向。如圖2，“向左看”的有5條，“向右看”的有3條，無明顯傾向的有2條，也是偏左的更多一些！

通過分析以上這兩個實驗結果，我得出以下結論：在起點處放開閘門的第一時間，多數(shù)金魚頭部就傾向于朝左；在隨后線路的選擇上，多數(shù)金魚依然傾向于朝左，可見金魚其實是“左撇子”。而至于喜歡向左走的原因，是先天就具備這種傾向性，還是后天調教，就需要進一步研究了。

答辯

這個實驗研究持續(xù)了兩個月左右，雖然花費了很長時間，但終于解決了困擾我的問題。我將實驗過程和結果整理成了一篇小論文準備答辯。答辯當天，我再一次來到了國家自然博物館。聽著答辯會上其他同學的匯報，我非常震驚，大家的想法真是天馬行空，令我大開眼界。輪到我時，我按照計劃鎮(zhèn)定地講解，最終獲得了評委老師的高度贊揚。他們認為這是一篇非常優(yōu)秀的動物行為學研究論文，這令我激動萬分，備受鼓舞。不僅如此，評委老師還為我的實驗提出了應用方向以及建議，讓我受益匪淺。我也最終順利獲得了“小小研究生”的證書，這真是一次不一樣的人生體驗！

思考與收獲

關于研究，我還有兩點思考：

1.金魚的左右傾向性是否會受到光線的影響。因為有的實驗是在晚間做的，有的是在白天做的，自然光線和房頂燈的光線對金魚選擇線路是否存在影響，現(xiàn)在還不明確。

2.不同種類的金魚是否都存在左右傾向性。這次實驗使用的僅是同一種金魚，其他品種的魚是否也有同樣情況？抑或是有別的喜好？這些新問題都等著我繼續(xù)探索。

綜觀整個研究，某一條魚的傾向性并不會顯而易見地呈現(xiàn)在我們眼前，觀察一兩次，十幾次，甚至幾十次也很難看出什么傾向性。它們的行為習慣隱藏在大量的觀測數(shù)據(jù)之下，必須重復成百上千次才可以揭示出來?？茖W規(guī)律往往隱藏在事實真相的背后，科學家需要通過實驗研究把它們挖掘出來。而實驗不是憑空想象的，是要付出很多，讓它落地生根。這也是我在這次實驗活動中的體會和收獲。

指導教師評語

吳翊溦同學的研究選題源于日常飼養(yǎng)觀賞魚時的觀察和遐想，看似天馬行空實際也有成為科學研究選題的可能。她的家遠在內蒙古自治區(qū)呼和浩特市，為了抓住這個難得的機會，她跨省往返幾千千米。無論是在科研、學習抑或是未來的工作生活中，如果都能保持這種執(zhí)著的決心，還有什么困難能攔住她呢？弱者眼中都是困難，強者眼中都是辦法。

在探究金魚對方向的選擇傾向性過程中，為了避免偶然性造成的誤差，接近客觀真相，需要用多條金魚一次又一次地重復實驗，吳翊溦同學用整整一個月的時間，對十條金魚重復做了近三百次實驗！很多事做一次并不難，難的是一直堅持做。守得住寂寞、耐得住枯燥，認準一件事堅持做到底，這是成為一個優(yōu)秀科學家必備的精神。袁隆平幾十年如一日堅持培育雜交水稻，屠呦呦歷經數(shù)百次失敗終于成功提取青蒿素，一個個耳熟能詳?shù)睦佣荚谝淮未斡∽C這一點。