《科學》雜誌：蜜蜂也認識數字「零」，它們能理解抽象的數學概念

在最近的一項研究中，科學家們發現蜜蜂可以理解數字「零」的概念，這說明即便是相對低等的昆蟲大腦，也有可能掌握抽象的數學概念。這可能為人工智慧的研發提供更新、更簡潔的思路。該研究發表於6月8日的《科學》雜誌。

在最近的一項研究中，科學家們發現蜜蜂不僅可以判斷事物的多少，而且它們能理解數字「零」。這就證明了，即便是體積很小的昆蟲大腦也有可能理解複雜抽象的概念，這也為開發更簡潔有效的人工智慧提供了可能性。

「零」是一個很難的抽象數學概念

這項研究中，來自澳大利亞與法國的研究人員對蜜蜂進行了測試，以驗證其是否可以排列數字的大小，並理解「在數字序列的最下端還有一個零」。

這項研究的領導者，在澳大利亞墨爾本的坎培門高等技術學院工作的副教授艾德里安·戴爾（Adrian Dyer）表示，數字零是現代科學與技術進步的支柱。 「零是一個比較難的概念，想掌握它並不容易，通常需要兒童幾年的學習才能真正理解」，他說。「我們以前一直相信只有人類才有足夠的智慧理解這個概念，但最近的研究表明，猴子和鳥類的大腦也可以掌握這個抽象概念。」

不過，「到目前位置，我們還不知道昆蟲是否也能理解數字零」，戴爾說到。

蜜蜂是一種對人類非常重要的傳粉昆蟲，也是人類研究昆蟲認知能力的絕佳材料。以往的研究表明，蜜蜂可以從其他同類身上學習複雜的技術，甚至可以理解相似性和差異性等抽象概念。

但是蜜蜂的大腦中只有不到100萬個神經元，與人類大腦中860億個神經元相比，實在是九牛一毛。所以科學家們一般不對其智力抱有很高的期望，因而也很少有研究人員會去測試它們是否擁有這樣重要的抽象數學技能。

實驗表明蜜蜂可以理解「零」

這項研究的第一作者，坎培門高等技術學院的博士研究員斯卡利特·霍華德（Scarlett Howard）將蜜蜂引誘到專門設計的測試設備上，對它們進行了訓練。訓練中會讓它們選擇具有最少數量的元素的圖像，這樣它們就可以得到糖漿獎勵：例如，當蜜蜂面對「三」和「四」時，選擇「三」就可以得到獎勵。

霍華德會周期性地利用一個不包含任何元素的空白圖像來對蜜蜂進行測試。神奇的是，當這個圖像與包含元素的圖像並列時，蜜蜂居然可以理解它包含的數字要更低，儘管它們從來都沒有接觸過「零」或「空集」的概念。

圖註：實驗中，蜜蜂在面對包含不同數量的元素的圖像時，能理解「零」是最小的數字。

戴爾表示，這項發現為研究不同複雜度的大腦如何理解「零」打開了新的大門。「這是一個很難的神經科學問題」，他說。「對於光或物體這樣的刺激，神經元做出反應是一個非常容易的事。但對於人類或是昆蟲這樣的動物，到底是怎麼理解『沒有』這個概念的呢？」或者換個說法，「大腦中『沒有』這個概念是如何表徵的？蜜蜂與其他大量收集食物的動物是否都已經進化出特殊的神經機制來感知『零』？」

戴爾指出，在遠古人類的文明遺迹中，很難看到古人對於「零」的理解。「如果蜜蜂能學會這樣一種看似先進的數學技能，而我們在一些人類古老文化中卻找不到類似的理解，也許就意味著，存在一種未發現的機制讓動物和人類都能理解什麼是『沒有』。」

或能幫助構建更簡單有效的人工智慧

戴爾表示，人工智慧發展中的一個重要問題是讓機器人能夠適應複雜的環境並保持有條理的工作。比如，「對於成年人來說，過馬路是一個非常簡單的任務，只要我們能夠確定接近我們的汽車、自行車或有軌電車的數量為『零』，就可以安全通過馬路了。」但是，到底什麼是零，我們又是如何在複雜的路況中做出這樣的決策的呢？這對於人工智慧來說就很麻煩了。

「如果蜜蜂能用少於100萬個神經元來感知『零』，就意味著有簡單有效的方法來讓人工智慧具備這種能力。」

這項研究由澳大利亞與法國兩國的研究人員合作完成，並加入了很多可控實驗來確保結果的可靠性。

「蜜蜂能在大腦中顯示出如此精細的理解，這真是讓人吃驚」，這項研究的作者之一，法國圖盧茲大學的奧若雷·阿法里斯-韋伯（Aurore Avarguès-Weber）博士說道，「大腦可能並不需要費勁的處理數字再去理解『零』，所以這種能力可能很多其他動物都有。」

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！