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                    《科學畫報》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    由中國科學社于1933年8月創刊,距今已有80年的歷史?!犊茖W畫報》在80年的辦刊歷程中,形成了通俗生動、圖文并茂地介紹最新科技知識,形式多樣地普及科學技術的特點,對提高廣大群眾的科學水平,啟發青年愛好科學、投身科學事業起了很大的作用,當今的不少著名學者、教授、科學家,青少年時代都曾受到它的熏陶和啟發。

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                    小蜜蜂,大智慧

                    2016-03-29 14:11:38
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                    文/王 琪


                      誰也不想在一個漆黑的房間里,與這些嗡嗡作響的小家伙不期而遇。它們都全副武裝,拼命扇動著翅膀,仿佛在策劃一場暴動。幸運的是,一勺甜食足以緩和它們的情緒。在齊特卡的實驗室里,這些蜜蜂快樂地和平共處。

                      這些小家伙表現出非凡的智能。齊特卡是英國倫敦大學的教授,他和同事發現,蜜蜂會數數,能讀懂符號,還能解決一些難題,這些難題有時會難倒一些最聰明的哺乳動物。有些蜜蜂甚至具有藝術鑒賞能力,經過訓練后,能夠分辨莫奈或畢加索的畫。它們可能還具有自我意識。所有這些都基于一顆針頭大小的腦袋。

                      蜜蜂久負盛名,因為它們的利他主義精神和不知疲倦的工作熱情而受到人類的崇敬。隨著奧地利動物學家弗里希的研究,人們慢慢意識到這些小家伙能耐不小。第二次世界大戰期間,他觀察到,覓食的蜜蜂經常在蜂巢附近跳一種奇怪的搖擺舞,舞蹈動作能夠清晰指示附近花朵的方位和距離。

                      而且,蜜蜂的行為不止如此。蜜蜂還做一堆家務活,包括大掃除、梳洗和守衛大門防止外侵。蜂巢還備有“空調系統”——當氣溫增高,工蜂在蜂巢上灑水,并拍打它們的翅膀以制造涼爽氣流。據齊特卡估計,工蜂大約有60種獨立的行為,包括6種不同類型的舞蹈。這些成就似乎使許多哺乳動物的能力黯然失色——兔子大約有30種不同的行為,河貍大約有50種。

                      盡管行為豐富多樣,許多動物學家并不承認蜜蜂的智能,認為它們只是死板的本能,而非靈活的思考。1962年,弗里希說:“蜜蜂的大腦只有草籽那么大,不會思考問題?!比欢?,這個觀點正在被改變——齊特卡和同事在蜜蜂其貌不揚的外表下,發現了蜜蜂驚人的靈性。


                    讀懂符號不簡單

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                      齊特卡在調查蜜蜂飛到花叢中的線路時,在花叢和蜂巢之間放置不同數目的3.5米高的帳篷。他開玩笑說:“這看上去更像是藝術,而非實驗?!彼茰y,工蜂計算在哪里落腳時,不是使用總距離,而是路標。接下來的研究證明了上述推理,蜜蜂能夠正確計算出一張圖片里的特定物體的數量,從而獲取獎賞。這表明,蜜蜂不僅能夠記住一個特定物體,還能理解物體所代表的數字信息。但是,這種能力是有限的:蜜蜂只能計算到4。

                      蜜蜂能掌握其他抽象規則嗎?過去10年,法國圖盧茲大學的吉爾夫一直在探索這個問題的答案——測試蜜蜂分門別類的能力。他感慨道:“許多人認為我們瘋了,但是我們喜歡挑戰?!苯涍^訓練,吉爾夫的蜜蜂能夠正確選擇對稱符號,而非不對稱符號,從而獲得甜食作為獎勵。它們不僅能夠理解空間關系,比如上/下、左/右,還懂得相同/不同的概念。

                      吉爾夫最近的研究成果讓人更加印象深刻。他和同事韋伯發現,蜜蜂能夠綜合它們所學的概念。當被訓練尋找成對的模型時,它們的選擇基于顏色和空間布置。吉爾夫說:“這需要一定高水平的抽象能力?!苯涍^30次嘗試后,他的蜜蜂精通該項工作。而一些靈長類動物則需要嘗試數千次。這還不是全部。在迷宮測試中,蜜蜂還能運用所學技能,使用抽象符號,找到獎賞。重要的是,它們還懂得在不同的迷宮里,同樣的符號代表不同的事物,這表明它們理解語境。


                    選擇經過深思熟慮

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                      許多認知學家相信,蜜蜂具有元認知。這種內省和判斷你的自我思想的質量的能力,不管你有清醒認識還是簡單地憑借直覺,都被認為是一個頭腦具有意識的基礎。在沒有語言的動物中,判斷是否具有元認知是一項艱難的挑戰。通過一系列巧妙的實驗,我們已經證明了一部分靈長類動物和海豚都具有元認知?,F在又有一些初步的證據把蜜蜂也列入其中。

                      澳大利亞麥考瑞大學的佩里首先訓練他的蜜蜂辨認不同圖片,使用難度不等的測試。在一些后續嘗試中,如果這些蜜蜂不想冒險的話,他額外提供一個逃生通道。這些蜜蜂更傾向于逃避難度較大的測試,即使選擇難度較大的測試,也要考慮很長時間。一旦選擇了難度較大的測試,它們能夠正確通過測試,不選擇逃生通道。這表明,這些蜜蜂的選擇經過了深思熟慮,早已精確判斷出哪些測試能夠通過,哪些測試通不過。


                    效率高是關鍵

                      隨著蜜蜂的能力越來越多,研究人員開始思考,它們是如何以及為什么進化出如此豐富的認知能力的。一些線索來自它們的近親。盡管蜜蜂是研究最多的昆蟲之一,有許多證據表明,它們的一些近親,比如大黃蜂和螞蟻,也有高級學習能力。所有這些昆蟲長著特別大而且復雜的“蘑菇體”——昆蟲大腦中,與學習和記憶有關的神經網絡球體。因為蜜蜂和螞蟻多數是社會性動物,這種能力可能是處理生活在大群體里的瑣事所需。最近的一項研究表明,大約9000萬年前,一種營社會性生活的黃蜂開始進化出現在所有的社會性昆蟲。如果真是這樣的話,蜜蜂的智能可能起初源于捕獵的需要,然后為了和諧生活的需要。

                      即使蜜蜂有“蘑菇體”,它們的神經器官還是很小的,尤其在與其他智能生物,比如靈長類動物和鯨目動物相比時。人的顱骨容納大約850億個腦細胞,而蜜蜂的腦細胞不到100萬個,腦體積不足1立方毫米。小腦袋裝著大智慧,這實在耐人尋味。不難想象,小腦袋自有優勢,比如,傳遞信息所花費的時間就少。這意味著,處理信息的效率高。而且,這些信息不易受到電子噪音的干擾,就像一條信號不好的電話線里的雜音一樣。當長距離交流時,噪音是個特別惱人的問題。


                    難免有缺憾

                      我們不能得意忘形。蜜蜂的能力范圍很廣,但是,齊特卡推測,它們的能力并不深。拿知覺來說。蜜蜂的視力不好,它們依賴物體的輪廓,而忽視細節。一部分原因歸結于與視力相關的大腦灰質的數量。人類的視野相對開闊,我們非常擅長同時處理一個場景中的多個點,這就是為什么在浩瀚人群很容易辨認出熟悉的面孔。蜜蜂似乎缺少這種“平行處理”的能力,如果它們在一堆物體中尋找一種特定顏色,它們會挨個查看,很難一眼看穿整個視野。

                      在記憶能力上,蜜蜂也有很大缺口。人類的記憶尚且有極限,更何況這些小腦袋動物。盡管蜜蜂能快速掌握新規則,但是,當新信息容量過多時,它們也會被壓垮。經過訓練,蜜蜂能把特定的氣味和不同喂食地點聯系起來,但是,當地點超過兩個,它們的準確率就會降低。而且,它們聯系不同事物之間的能力也有很大的局限性。

                      但是,在智能研究領域中,蜜蜂已經是種非常好的實驗對象。它們讓我們更好地了解神經網絡。我們對蜜蜂如何思考了解得越深,我們對智能的剖析也就越深,比如,不同神經網絡如何發展出不同技能。如果蜜蜂帶給我們什么啟示的話,那就是再次偶遇這些小腦袋生物迸發的大智慧時,我們不再吃驚。吉爾夫說:“許多年過后,我已經沒有了偏見,學會尊重這些動物?!?/span>



                    ——選自《科學畫報》





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