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金魚開車,蜜蜂分清單雙數(shù),科學家們的這些奇葩實驗有什么用?
金魚開車?猩猩算數(shù)?聽著是不是有點像科幻片,或者又是科學家們閑得沒事干,整出來的“沙雕”實驗?你八成會想,讓這些小動物學些跟它們祖?zhèn)骷寄馨烁妥哟虿恢臇|西,除了當個樂子,還能有啥正經用處?先別急著下結論!
5 月 19 日,在細胞(Cell Press)旗下的頂級期刊《認知科學趨勢(TRENDS IN Cognitive Sciences)》上,就有那么一篇綜述文章告訴我們,這些看似“不務正業(yè)”的實驗,背后藏著的門道可深了,甚至可能顛覆你對動物,乃至對我們人類智慧的傳統(tǒng)看法!

01 新聞詳情
這篇文章的作者,是來自澳大利亞的斯嘉麗·霍華德(Scarlett R Howard)博士,她自己就是個“愛折騰”動物的行家。
2022 年,她就曾領導過一項關于蜜蜂的“生態(tài)無關性實驗”——讓它們學會識別奇數(shù)和偶數(shù)是。對,你沒看錯,就是教我們的小蜜蜂朋友們分清單雙數(shù)!結果呢?蜜蜂不僅學會了,還能把這套邏輯用在新出現(xiàn)的數(shù)字上,簡直是蜂界學霸!這說明啥?說明小小的蜜蜂腦袋,也有可能實現(xiàn)復雜的認知行為。這對我們研發(fā)更聰明、更高效的神經形態(tài)計算系統(tǒng)(比如那些想模仿大腦運作的計算機)可是個大大的啟發(fā)。

(蜜蜂識別奇偶數(shù)的實驗)
“作為研究昆蟲智力的人,我的許多研究都被貼上了‘與生態(tài)無關’的標簽。”在一篇訪談中,霍華德博士這樣自嘲道。她將這類實驗的價值總結為“在無關緊要中尋找相關性”。
你可能會問,讓動物做這些它們在野外八輩子都用不上的任務,到底圖啥?意義可大了!這恰恰能幫我們摸清動物智力的“天花板”到底有多高,給未來的仿生技術(想想那些模仿鳥兒造的飛機、模仿魚兒游的潛艇)提供寶貴的靈感。
更重要的是,觀察動物怎么解決這些“奇葩”難題,能幫我們反過來琢磨,咱們人類的聰明才智,究竟是怎么一步步進化來的?
02 背后故事
除了蜜蜂學數(shù)學這種讓人驚掉下巴的操作,文章里還提了不少腦洞大開的實驗案例:
比如,2022 年,以色列本·古里安大學(Ben-Gurion University of the Negev)的科學家們,竟然成功教會了金魚“開車”!他們把魚缸安在一個帶輪子的小車平臺上,通過攝像頭追蹤金魚在水里游的位置和方向,來控制微型汽車的移動。研究人員會在遠處放個粉紅色的目標板,只要金魚把車“開”到地方,就能獲得美食獎勵。

在大約 10 節(jié)駕駛課程后,金魚便逐漸學會了如何控制車輛的移動方向,能夠從房間的不同起始位置將車輛導航到目標位置,即使在假目標或障礙干擾的情況下也能應對自如。
2024 年,來自美國佐治亞州立大學(Georgia State University)的研究團隊則是通過迷宮游戲的方式訓練了一群獼猴,使它們學會了阿拉伯數(shù)字的簡單加法。這些彌猴需要使用操縱桿控制器,在大屏幕顯示的雙路迷宮中決定自己的數(shù)字組合路徑,以獲取與阿拉伯數(shù)字值之和大小相應的獎勵。

然而,當我們驚嘆于動物能夠完成這些"人類任務"時,我們是否忽略了一個更基本的事實:在自然環(huán)境中,動物日常執(zhí)行的認知任務往往比我們設計的實驗要復雜得多。
以蜜蜂為例,一只工蜂能夠在數(shù)千朵花中精確記住哪些已經訪問過,哪些還沒有。它們能夠根據太陽位置進行導航,識別復雜的花朵圖案,還能通過"八字舞"向同伴精確傳達食物源的方向與距離。這些認知能力對于人類來說難以企及,卻是蜜蜂的日常。
實際上,從神經結構上看,動物大腦的復雜度遠超我們的想象。以昆蟲為例,螳螂的大腦擁有近百萬個神經元細胞。對比一下:當今一個擁有 100 萬參數(shù)的人工智能模型已經能夠輸出簡單句子并完成基礎邏輯思考。從這個角度來看,算術或識別符號這類任務對大多數(shù)動物來說本不應該是困難的挑戰(zhàn)。
所以,從另一個角度來說,這樣的研究體現(xiàn)出了人類高高在上的傲慢,覺得動物認識個數(shù)字就聰明了,殊不知,在數(shù)萬朵花中,記住哪些自己已經拜訪過,哪些還沒有,這才是大本事。人類都做不到。
03 參考資料
1.https://www.cell.com/trends/cognitive-sciences/abstract/S1364-6613(25)00078-6
2.https://www.frontiersin.org/journals/ecology-and-evolution/articles/10.3389/fevo.2022.805385/full
3.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0166432821005994/
4.https://link.springer.com/article/10.1007/s10071-024-01853-x
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