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再不好好上网课,鹦鹉都要超过你了

来源:科学大院 作者: 发布时间:2020-03-10 10:41:59 浏览次数: 【字体:

在这次漫长的寒假中,同学们只能居家上网课。是啊,学习可千万不能松劲!不想学习的时候,你先看看动物界的“学霸”吧。

作为人类以外拥有较高智力的动物,鹦鹉一直是科学家钟爱的研究对象。通过对它们研究的深入,人们深刻地认识到类人猿以外进化分支的智力发育潜力。

人们对鹦鹉做过的一些研究(图片来源:见参考文献)

人们对鹦鹉做过的一些研究(图片来源:见参考文献)

有时不得不庆幸人类祖先早下树几百万年,否则现在在屏幕前滑动屏幕的就不是你的手指,而是鹦鹉的钩嘴了。

下面我们就尝试用人类学科的标准来看看鹦鹉学校的同学都掌握了哪些课程。

数学:没有幸运儿,只有数学家

这里所提到的数学可不是简单的数数,而是正儿八经的概率统计。人们使用产自新西兰的啄羊鹦鹉作为实验对象,与它们玩了一个抽奖小游戏。

实验人员将黑色和橙色两种小棍按不同比例混合分别装入两个透明罐子中,向鹦鹉展示装好小棍的罐子,随后一名实验人员两手分别从两个罐子中各随机取出一根小棍,攥在手里让鹦鹉挑选。当鹦鹉挑中的手中是黑色小棍时算中奖并给予奖励,是橙色小棍时则什么都不给。罐口盖子掀开时,能恰好遮挡鹦鹉的视线,故能保证取样时选取的小棍颜色不被鹦鹉提前发现。

 从手中取小棍(图片来源:Bastos 2020)

 从手中取小棍(图片来源:Bastos 2020)

鹦鹉在目睹了取样操作后,明显更愿意选择从黑色小棍比例更高的瓶中取样的手。无论罐子中黑色小棍的绝对数量多少,它们都能正确识别出中奖概率更大的罐子。

后来实验人员又在两个罐子中加装了水平隔板,使罐子里实际能取出的小棍只有隔板上方的部分,这时发现鹦鹉能意识到这层隔板改变了实际抽样总体的大小,并按隔板以上小棍中黑色小棍的比例重新计算中奖概率。

设置隔板前与设置隔板后(图片来源:Bastos 2020)

设置隔板前与设置隔板后(图片来源:Bastos 2020)

在第三步的实验中,实验人员玩了一个小套路。他们设置了两个黑色小棍比率相差很大的罐子,让两个人各负责一个罐子的取样,一次两人各只用一只手取一根小棍,同时伸给鹦鹉让其挑选。特别之处在于,负责高中奖率罐子的实验人员为随机取样,而负责低中奖率罐子的实验人员通过有意识的挑选,将抽出黑色小棍的概率大幅拔高。有趣的是,在最终两人提供的中奖率没有区别的情况下,鹦鹉居然明显表现出对刻意挑选黑色小棍的实验员的偏爱,并在罐中小棍再度调整后还能记住这个“开后门的彩票老板”,更倾向于去她手中取样。

这三项实验表明了鹦鹉对于概率理解的三重深度:能够不基于绝对基数而是相对频率判断概率大小,能识别某种条件下的实际取样中奖概率,还能整合概率以外的社会环境信息来指导取样。知理,知势,更知心,带啄羊鹦鹉和章鱼保罗一块去买足彩,一定能有不错的收获。

机械工程:阿基米德学得好,撬起世界难不了

鹦鹉生性好动手动脚,它就像一个行走的羊角锤,凭借勾状喙和发达的头颈肌肉,无情地运用杠杆原理撬开一切能撬得动的物品。小到电脑键盘,大到木头窗框,似乎凡是带缝的东西它们都看不顺眼,欲毁之而后快。

啄羊鹦鹉,因会袭击羊而得名(图片来源:pixbay.com)

啄羊鹦鹉,因会袭击羊而得名(图片来源:pixbay.com)

而啄羊鹦鹉对杠杆系统有着更深的理解,并且会用其解决实际的生活难题。野生的啄羊鹦鹉会去人类的垃圾桶觅食,它们常常面临这样一个问题:如何将远大于自己的盖子掀开到90度。初中物理教过我们:杠杆系统中动力臂越短越省距离。而这个道理鹦鹉居然也懂。

杠杆系统(图片来源:it.da-quan.net)

杠杆系统(图片来源:it.da-quan.net)

啄羊鹦鹉会利用这个性质,把盖子从远支点端掀起一条缝,通过身体改变位置使嘴朝盖子近支点端滑动,直到将盖子完全打开为止。

啄羊鹦鹉开垃圾桶(图片来源:Huber 2006)

啄羊鹦鹉开垃圾桶(图片来源:Huber 2006)

实验条件下,啄羊鹦鹉能独立完成拧旋钮、拔插栓这样的机关。遇到长绳提物的挑战,它们还能进行步骤规划,先用嘴把绳子提起一段,用脚压住,再用嘴提起下一段,反复操作直至最终得到绳子底端绑住的物体,这种目的导向的行为转变在动物中实属罕见。

语言学:不仅是学舌

学声音是很多鸟类的强项,它们特殊的鸣管和鸣肌结构使其能模仿听到的各种声音,其中包括人类语言的发音。然而在大多数情况下这只是拟声,正如有个视频中边打架边背“床前明月光”的八哥一样,它们对于自己说话的意义并不能理解。

鸟类鸣管结构,M为鸣管肌,ML、LL为声带(图片来源:jeb.biologists.org)

鸟类鸣管结构,M为鸣管肌,ML、LL为声带(图片来源:jeb.biologists.org)

可有一只名叫Alex的非洲灰鹦鹉,经训练后能够理解人类许多单词的含义,并真正建立了“概念”。Alex可以记住关于不同颜色、形状、材质的单词,并在研究人员提供一些积木块时把它们按上述标准分类。这显示出在鹦鹉的大脑中能产生名为属性的集合,并按该集合的要求向其中填充元素,Alex同学每次都能以很高的正确率完成任务。更有趣的是,当研究人员提出某个任务而Alex此时不想配合时,它会给出所有可能的错误答案,就像真正的学霸判断题能考零分一样。

 Alex正在辨别不同颜色的钥匙(图片来源:Pepperberg)

 Alex正在辨别不同颜色的钥匙(图片来源:Pepperberg) 

另外,Alex也展现出较为高阶的认知能力,即能理解“无”的概念。研究者事先教会它,当被问及两个物体差异或相似性时,若没差异或没相似性则回答“无”。有一天,当被要求找出“2”、“3”、“6”中的“5”时,Alex竟然自发地回答“无”,此前没有任何人教过它在数字不一致时回答“无”!这完全是它自己活学活用。当环境中事件、对象或其他信息的预期存在被违反时,生物体才会对缺失做出反应。也许“无”这个词在Alex的概念里代表“错”或是“我不会”,可既然它能做出这样的回答,说明它确实能意识到某样东西是不存在的。

社会学:择偶 看脸还是看……

爱美之心,人皆有之,色彩艳丽的鹦鹉更是注重这点。雌鸟在挑选心仪色彩的雄鸟时不输购买口红时的女朋友,而且作为能看见紫外线的鸟类甚至拥有更复杂的色彩评分体系,这让许多不知道自己差在哪的雄鹦鹉被女神一脚踢开。

不过科学家最近发现,雌鹦鹉也并非只青睐好看的皮囊,它们也明白好看不能当饭吃。在中科院的一项关于虎皮鹦鹉的实验中,首先鹦鹉们进行了一场“相亲大会”,雌鹦鹉挑选了更合眼缘的雄鹦鹉。那些竞争失败的“小伙子”怎么办?研究者就要帮助选美失败的雄鸟成功逆袭了。

人类不懂鹦鹉审美自然不能帮雄鸟整容,只能剑走偏锋——教它们打开机关获取食物的本领。在下图这种设计好的机关中,取出食物一共需要三个步骤:揭开顶盖、打开拉门、拖出抽屉。这对于小型鹦鹉来说很难独立破解。

当学会这项技能的雄鸟熟练地在雌鸟面前表演一通后,原产澳洲的雌鸟顿时被这北洋传来的“奇技淫巧”惊呆了,天下竟有如此奇男子!反观另一边的原本受到雌鸟青睐的“帅哥”,面对机关故作沉思、来回踱步,始终无法破解,这让雌鸟大失所望。最终雌鸟转而投向真正能解决问题的“职场成功男士”,说明鹦鹉在择偶时也存在以实用主义优先的现象,有技能的配偶能在未来繁殖中提供更多的利益,这种利益也许大于表型优秀的配偶基因带给后代的利益。

 雌鸟垂青于能打开机关的雄鸟(图片来源:Jiani Chen 2019)

 雌鸟垂青于能打开机关的雄鸟(图片来源:Jiani Chen 2019)

鹦鹉大佬为何能恐怖如斯

鹦鹉居然这么聪明,究竟靠的是什么?对此,历史上的鹦鹉研究者们也给出过自己的线索。

比如啄羊鹦鹉的研究者发现,它们似乎没有新生事物恐惧症,遇到新鲜玩意总会上去拨弄,观察同类打开机关也只是记住步骤,具体每一步用怎样的方式实现喜欢自己琢磨。与鹦鹉Alex相伴三十年的研究者Irene M。 Pepperberg博士认为,不管是类人猿还是其他进化分支上的动物,后天的学习环境造就了它们的智慧,鹦鹉通过学习能比猩猩更聪明。

其实还有一点,鹦鹉是长寿的动物,也能活到老学到老,文中实验中出现的鹦鹉们,现在说不定还在世界的哪个角落学着新东西,也许将来某一天你在上网课时,对面是一只学成的鹦鹉在讲ppt呢。

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