小雞螞蟻都是“數(shù)學(xué)奇才”

熊鷹

小雞會(huì)算加減法

以家養(yǎng)小雞為例，將一只小雞放在兩個(gè)不透明的小屏幕前，一個(gè)球從第一個(gè)屏幕后消失，四個(gè)球從第二個(gè)屏幕后消失，隨后小雞會(huì)走向藏著四個(gè)球的屏幕，因?yàn)樗膫€(gè)球比一個(gè)球要多。更令人意想不到的是，這只小雞僅僅才出生三天，而它可以做到的遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)簡(jiǎn)單的加法。

將一個(gè)球從第一個(gè)屏幕后消失，四個(gè)球從第二個(gè)屏幕后消失，像之前做的一樣，隨后我們從藏在第二個(gè)屏幕后的四個(gè)球中取出二個(gè)球，很明顯的移到第一個(gè)屏幕后。這時(shí)候小雞需要進(jìn)行兩個(gè)任務(wù)。首先，它需要進(jìn)行二加一的計(jì)算，算出有三個(gè)球隱藏在第一個(gè)屏幕后，隨后它需要進(jìn)行四減二的計(jì)算，算出第二個(gè)屏幕僅僅隱藏了兩個(gè)球。小雞必須克服之前想靠近最初藏有四個(gè)球的第二個(gè)屏幕的沖動(dòng)，而走向現(xiàn)在藏有三個(gè)球的第一個(gè)屏幕。我們想當(dāng)然的認(rèn)為這對(duì)于只出生三天的小雞來(lái)說(shuō)太難了，但事實(shí)上有80%的小雞做出了正確的選擇。

在這些數(shù)學(xué)測(cè)試中黑猩猩表現(xiàn)的更好，有90%的成功率。在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，研究人員將兩組裝有巧克力的碗放在黑猩猩前面，每一組有兩個(gè)碗，黑猩猩需要選擇最多的巧克力，換句話(huà)說(shuō)需要將每只碗里的巧克力數(shù)量相加進(jìn)行比較。黑猩猩成功的做到了。

沙漠螞蟻精通幾何學(xué)

事實(shí)上，通過(guò)幾十年的研究表明有不少物種擁有數(shù)學(xué)能力，包括大猩猩、獼猴、卷尾猴、松鼠猴、狐猴、海豚、大象、家禽、蜥蜴和魚(yú)。來(lái)自美國(guó)密歇根州奧克蘭大學(xué)的研究表明，黑熊也被證實(shí)擁有數(shù)學(xué)能力。但真正的動(dòng)物世界里的數(shù)學(xué)奇才是突尼斯的沙漠螞蟻，它們不僅擁有計(jì)算能力，同樣也精通幾何學(xué)。

當(dāng)沙漠螞蟻離開(kāi)巢穴尋找食物，它有一個(gè)重要的任務(wù)：找到回家的路。幾乎在世界任何其他地方，螞蟻都可以使用兩個(gè)技巧找到回家的路，視覺(jué)標(biāo)志和氣味蹤跡。被海風(fēng)吹拂的突尼斯不可能留下什么氣味線(xiàn)索，而很平凡的景象相比奇怪的巖石、雜草或其他景象也無(wú)法提供什么視覺(jué)標(biāo)志。因此沙漠螞蟻在進(jìn)化中擁有了一個(gè)秘密武器：幾何學(xué)，通過(guò)一些數(shù)學(xué)知識(shí)，沙漠螞蟻可以進(jìn)行“路徑整合”。根據(jù)螞蟻導(dǎo)航研究人員馬丁·穆勒和呂迪格·韋納的研究發(fā)現(xiàn)，沙漠螞蟻“能夠不斷計(jì)算當(dāng)前位置到之前位置的軌跡，根據(jù)這樣的計(jì)算結(jié)果在返回時(shí)選擇到起點(diǎn)的直接路線(xiàn)，而不是追溯其行走的軌跡。”

這是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？這些沙漠螞蟻計(jì)算每一次的行走距離。研究人員在螞蟻的腿上粘上豬鬃做的高蹺，這些高蹺讓螞蟻的每一步變得更長(zhǎng)。研究發(fā)現(xiàn)螞蟻使用三角學(xué)知識(shí)，通過(guò)計(jì)算其路徑的角度相對(duì)于太陽(yáng)的位置計(jì)算他們走的方向。更令人吃驚的是，螞蟻通過(guò)天空中太陽(yáng)的移動(dòng)不斷糾正著它們的計(jì)算，而這些都是在僅僅擁有25萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元組成的神經(jīng)系統(tǒng)里完成的。