在德國波恩大學的一所實驗室里,8條斑馬擬麗魚和8條珍珠魟遇到了它們的第一次數(shù)學測試。通過設置獎勵,科學家嘗試讓這兩種魚學會1~5的加減法(每次加/減1)。結果,它們不但學會了簡單的加減法,正確率還挺高:就算是對它們來說難度頗大的減法計算,最低正確率都有69%;珍珠魟的加法計算甚至達到了94%的正確率。
魚類竟能掌握加減法這種高級認知能力,確實不簡單。其實動物界會計數(shù)的物種并不少,有一些甚至掌握了分數(shù)、幾何等更復雜的數(shù)學知識。
“玩轉”數(shù)學的珊瑚蟲
珊瑚蟲是一種腔腸動物,它們會分泌鈣質或角質形成骨骼,這些外骨骼和珊瑚蟲在一起就形成了珊瑚。某些珊瑚的形狀就像是生菜葉子或木耳,這種形狀在數(shù)學上叫作“雙曲面”。珊瑚蟲竟然懂得利用這種幾何形狀,以獲得更大的生存空間,并且更好地利用陽光,從而獲得更多的能量。要知道,人類通過復雜的計算,在19世紀才提出雙曲面幾何體系。
珊瑚蟲可能還會計數(shù),但不是用數(shù)字來記錄,而是通過生長紋來記錄。每過去一天,珊瑚蟲就會在它的骨骼上留下一道環(huán)形的生長紋。這些生長紋極為細微,同一年的生長紋,前后排列頗為緊密,集合為稍寬的生長帶。
科學家發(fā)現(xiàn),現(xiàn)代珊瑚體外壁的每一條生長帶約包含365條生長紋;而在距今約3億年的石炭紀,某類皺紋珊瑚化石外壁的每一條生長帶約包含390條生長紋,也就是說,約3億年前,一年竟約有390天!
會算面積的葉甲
葉甲—一類植食性甲蟲,其種類繁多,但幾乎所有葉甲的體長都不超過2厘米。要想找到小小的葉甲,可以看看葉片上有沒有許多圓形孔洞,因為這些孔洞大概率是葉甲的“杰作”。不同種類的葉甲啃食的植物各不相同,而被葉甲啃食的植物并不會“坐以待斃”。為了保護自己,有一部分植物進化出了保護機制:當昆蟲啃食植物葉片或植株時,被啃食的部位會迅速聚集毒素,以毒死入侵的昆蟲。
不過,“機智的”葉甲也能見招拆招:當葉甲盯上了某個葉片,它會首先在葉子表皮“畫”出一個淺淺的圓形印痕,整個過程動作輕柔,確保不會引起植物的警覺;然后,葉甲用其有力的跗節(jié),沿著圓形印痕迅速割裂葉子表皮,剪斷葉脈,致使植物毒素無法通過葉脈傳遞;最后,葉甲就可以從容不迫地享受割開的圓形葉片了。
為什么葉甲在葉片上“畫”的是圓形,而不是橢圓形、方形、三角形或其他形狀呢?數(shù)學知識告訴我們,同等周長的情況下,圓形的面積最大。也許葉甲也知道這一點:在付出同等勞動的情況下,“畫”圓形能確保自己吃到最大面積的葉片。
懂得對比多與少的獅子
獅子是一類群居的貓科動物,獅群之間通常井水不犯河水。不過,獅群之間也會發(fā)生領地爭奪戰(zhàn),這時候,它們就會比較雙方參與戰(zhàn)斗的個體數(shù)量,只有在確定己方占優(yōu)勢后才會發(fā)起進攻。
那么,獅子是如何獲知對方數(shù)量的呢?答案是聽吼聲。吼聲在獅子的交流中起著重要作用。獅子會單獨吼叫,也會成群地或一頭接一頭地輪流發(fā)出獅吼。為了測試獅子的計數(shù)能力,科學家曾錄下1頭獅子的吼聲和由3頭獅子組成的小獅群的吼聲,然后通過揚聲器將錄下的獅吼播放給200米外的獅群聽。結果顯示:如果揚聲器發(fā)出1頭獅子的吼聲,那么由3頭及以上獅子組成的獅群在每10次中有7次會發(fā)起進攻;如果揚聲器發(fā)出的是3頭獅子的吼聲,獅群就會在確定己方有5頭以上時才發(fā)起進攻。
看來,獅子也懂得以多勝少之法。