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和人类相比,蜜蜂的脑子要简单得多,它们的小脑子神经元数量比人脑少了5个数量级。但即使是长着这样看起来简单的脑子,也一样可以进军数学界。

去年的一项研究发现,蜜蜂可以理解一个重要的数学概念:0。它们知道“没有”是一个可以和其他数字比较的概念,而且知道它比1、2或者3更小。而现在,蜜蜂的数学技能又得到了刷新:科学家已经教会了一些蜜蜂做加减法!虽然,它们现在还只会+1或者-1……

当然,比起蜜蜂的数学能力,更让人好奇的问题是:科学家到底是怎么让蜜蜂做数学题的?毕竟,你不可能递一张卷子给它做啊……

下面,就让我们来看一些蜜蜂学做数学题的过程。这两个研究的实验设计有些相似,它们都会用不同数量的图形来代表对应的数字(如果是0则会放一张没有图形的白纸),然后根据出题者的意图给出正确和错误答案的选项。在练习中,正确和错误选项的位置分别设有奖励和惩罚:如果选对了,蜜蜂就能喝到它们喜欢的糖水;如果选错了,则会尝到很苦的奎宁溶液。

比如说,假如科学家想问蜜蜂的题目是“哪一个数字更小”,而题目对应的选项是1和3,那他们就会给蜜蜂看分别画着一个方块和三个方块的两张纸,然后在1个方块的这一边放上奖励的糖水。

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(一道例题。随便画了一下示意图)

接下来,就是蜜蜂的刷题时间。研究者们会更换一些不同的选项,在奖励和惩罚的引导下,蜜蜂们也会开始慢慢明白其中的规律。

在“比大小”的题目中,只要改变图形的数量就可以了,但“加减法”还更复杂一些:科学家必须要让蜜蜂知道,存在“加”和“减”两种不同的计算规则。幸好,蜜蜂们对色彩的辨识相当不错,于是这一次科学家给方块涂上了不同的颜色:蓝色代表加一,黄色代表减一。他们制作了一个Y形的选择装置,蜜蜂们在入口处会首先看到题目,然后进入之后看到两个选项。

以下图为例,这只蜜蜂的题目是“2+1”,左侧的选项“3”是正确答案。如果它选了左边,就可以开心地喝糖水了。

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(论文截图。图片来源见参考文献1)

接下来又是蜜蜂的刷题时间,这一次它们经历了100轮带有奖惩的算数训练,随着训练增加,蜜蜂们的正确率显著提升:

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(肉眼可见的进步。图片来源见参考文献1)

当然,只练习是不够的,最后还得考试。考试时会去掉奖励和惩罚,而且难度有所提高:正确答案的位置会被交换,题目也会用一个之前从未在题目中出现过的数字。

那么蜜蜂们的考试结果如何呢?最终,它们的正确率大概在63%-72%之间。这听起来确实不算什么好成绩,毕竟它们的题目只是+1和-1而已,而且涉及到的全部数字最大也不超过5。但可以确定的是,这成绩明显比随机瞎选要好——也就是说,蜜蜂们是真的理解了题目规则,真的有在做算术的。

这些研究结果显示,进行基本的数学计算并不需要一个非常复杂的脑子,动物们掌握数学的能力或许也比我们想象的更好。

蜜蜂都在学做数学题了,在座的各位数学恐惧症(包括我自己)是不是也应该再努努力呢_(:з」∠)_

参考资料:

http://advances.sciencemag.org/content/5/2/eaav0961

https://www.vox.com/2019/2/6/18212037/honeybee-add-subtract-science-advances

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_animals_by_number_of_neurons

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One Response to “蜜蜂的数学有多好?它们已经学到加减法了”

  1. 匿名说道:

    比较好奇科学家是怎么防止蜜蜂知道答案后面的是糖水还是苦水。通过嗅觉或者其他的什么。

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