蜜蜂具有基本加減運算的能力,並能理解零的概念

蜜蜂(圖:Pixabay)

儘管蜜蜂的大腦只有不到 100 萬個神經元,但一項研究指出,蜜蜂具有理解基本數學加減運算的能力,這表示蜜蜂可能比我們想像的還要聰明

非人類特有能力

加減運算需要生物能在大腦進行精細的處理,在熟記複雜的規則同時將這些規則用在新的情境下。因此,數學長期以來都被認為是人類獨特的能力,但近年來的實驗顯示,這些能力在動物界也能存在。例如猩猩、鸚鵡及鴿子等動物都被證明具有加減運算的能力。

而在對一群蜜蜂進行訓練後,法國國家科學研究中心(French National Centre for Scientific Research)的科學家發現,蜜蜂也能進行加減運算。

實驗流程與結果

在這項研究中,由史嘉莉·霍華博士(Scarlett Howard)領導的團隊,首先教導蜜蜂辨識顏色作為加或減的符號。在實驗中,藍色指的是「加 1」,而黃色指的是「減 1」。這群蜜蜂被訓練進入一個 Y 型迷宮中,蜜蜂必須在迷宮中做出正確的選擇。在每一次的實驗中,如果牠們做出正確的選擇,研究人員會給予糖水作為獎勵;但若是做出錯誤的選擇,則會給予苦味的奎寧(quinine)液。

在迷宮的入口處,蜜蜂會先看到由 1 到 5 個相同形狀組成的圖案,這些圖案的顏色由藍色或黃色組成,藍色代表蜜蜂要進行加法運算,黃色代表蜜蜂要進行減法運算。接著蜜蜂會飛進決策室,檢視迷宮的左邊或右邊的圖案後,做出牠們的選擇。例如若一開始先看到 1 個藍色的三角形圖案,進入決策室後看見左邊為 2 個藍色三角形,右邊為 3 個藍色三角形,因為藍色代表「加 1」,因此飛往迷宮左邊的 2 個藍色三角形為正確答案。

結果,在 100 回的試驗中,研究人員訓練了 14 隻蜜蜂,約有 75% 選擇出正確的答案。這並不是蜜蜂第一次顯示出對於數字有認知。在之前的實驗已經顯示蜜蜂能夠數到 4。此外,牠們甚至能夠理解零的概念。該研究顯示,當蜜蜂受刺激要選擇較少數量圖形,牠們可以認出沒有圖形的目標(也就是 0 個圖形),是比 1 來得少的數量。這是首次發現無脊椎動物也能理解零的抽象概念。

實驗發展性

團隊成員墨爾本皇家理工大學(Royal Melbourne Institute of Technology,RMIT)的亞卓安·戴爾教授(Adrian Dyer)表示:「我們的研究顯示,對於進階數量的認知,可能比我們之前認為的更廣泛存在於大自然的非人類生物中。如果數學不需要龐大的大腦,可能有其他方法讓我們整合長期規則與工作記憶到人工智慧(AI)的設計中,來讓 AI 快速學習新問題。」

儘管蜜蜂具有數學計算的能力可能無法立刻應用在牠們身上,牠們先進的大腦能力,或許可幫助在採集花蜜時記住不同顏色與形狀的組合。

 

參考資料:

  1. Gabbatiss, J., (2019, Feb 6). Bees are able to understand mathematics, study reveals. Independent
  2. Howard, S. R. et al., (2019). Numerical cognition in honeybees enables addition and subtraction. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.aav0961
黃威翔
黃威翔 137 文章
清華大學材料工程學系碩士畢業生。一個喜歡學外語,但又在科學領域打滾的平凡人,喜歡美食,日劇,電影,旅遊。

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