В качестве математической концепции, идея нуля является относительно новым в человеческом обществе-и, бесспорно, революционный. Это позволяет людям развивать алгебру, исчисление и декартовы координаты; Вопросы о его свойствах продолжают вызывать математические дебаты сегодня. Поэтому может показаться маловероятным, что пчелы - безусловно, сложные и основанные на сообществе насекомые, но, тем не менее, насекомые - похоже, освоили свою собственную числовую концепцию небытия.
Несмотря на свой мозг размером с кунжутное семя, медоносные пчелы зарекомендовали себя вундеркиндами мира насекомых. Исследователь обнаружил, что они могут считать до четырех, различать абстрактные узоры и общаться с другими пчелами. Теперь австралийские ученые обнаружили, что может быть их самой впечатляющей когнитивной способностью: «нулевая обработка» или способность концептуализировать небытие как числовое значение, которое можно сравнить с более осязаемыми величинами, такими как один и два.
На первый взгляд, интуитивно понятный, способность понимать ноль на самом деле довольно редко встречается у разных видов - и неслыханно у беспозвоночных. В пресс-релизе авторы статьи, опубликованной 8 июня в журнале Science, назвали виды с этой способностью «элитным клубом», состоящим из видов, которые мы обычно считаем достаточно умными, включая приматов, дельфинов и попугаев. Даже люди не всегда были в этом клубе: концепция нуля впервые появилась в Индии около 458 г. н.э. и не появилась на Западе до 1200 г., когда итальянский математик Фибоначчи привел его и множество других арабских цифр с ним.
Но исследователи познания животных из Университета RMIT в Мельбурне, Университета Монаш в Клейтоне, Австралия и Университета Тулузы во Франции предположили, что пчелы могут быть лишь одним из немногих видов, способных понять эту концепцию. Несмотря на то, что в их мозгу меньше одного миллиона нейронов - по сравнению с 86 000 миллионами в человеческом мозге - команда осознала их когнитивный потенциал.
«Моя лаборатория начинала собирать некоторые свидетельства того, что пчелы могут выполнять некоторые сложные когнитивные задачи, такие как использование инструментов, игра в« футбол »- манипулирование мячом, чтобы получить награду, - и обучение кодированию информации в человеческих лицах», - говорит Адриан Дайер. аспирант в Университете RMIT Мельбурна и соавтор исследования. «Мы знали, что эта животная модель была способна к изучению сложных вещей ... это было подходящее время для формализации эксперимента, чтобы посмотреть, сможет ли пчелиный мозг обработать концепцию нуля».
Чтобы проверить эту гипотезу, команда сначала научила пчел понятиям «больше чем» и «меньше чем», что, как предполагалось в предыдущем исследовании, пчелы смогут сделать. Исследователи полагали, что, если пчелы смогут успешно показать, что они поняли, что ноль был меньше, чем различные положительные числа, это продемонстрировало бы понимание насекомыми численной ценности ноля.
Для этого они сначала заманили две группы по 10 пчел в стену, где были выставлены две белые панели с разным количеством черных фигур. Они решили научить половину пчел «меньше», а другую половину «больше чем», используя пищевые награды, чтобы научить пчел летать к панели с меньшим или большим количеством фигур соответственно. Сравнивая две белые панели с положительным числом фигур в каждой, пчелы быстро научились летать к правильной.
Однако настоящая проблема возникла, когда одна из панелей вообще не содержала никаких форм. В нескольких испытаниях пчелы «меньше чем» стекались на пустую панель, а пчелы «больше чем» на панель с формами. Несмотря на небольшой размер выборки, исследователи полагали, что пчелы демонстрируют нулевую способность к обработке.
Успех пчел в нулевой обработке был намного лучше, когда пустую панель сравнивали с панелью, имеющей много форм - скажем, четыре или пять, - чем когда ее сравнивали с панелью, содержащей меньше. Другими словами, чем дальше число сравнения получено от нуля, тем лучше пчелы при определении того, какая панель имеет меньше форм. Интересно, что это согласуется с результатами, которые исследователи обнаружили у детей-людей, использующих подобный экспериментальный дизайн, говорит Дайер. Он говорит, что это сходство в развитии способности человека к обработке пчел и людей предполагает, что пчелы и люди, вероятно, концептуализируют ноль аналогичными способами.
Другие эксперты по познанию пчел, однако, сомневаются, что этот эксперимент окончательно доказывает, что пчелы получают нулевую концепцию. Клинт Перри, научный сотрудник Лондонского университета королевы Марии, посвятивший большую часть своей карьеры изучению познания пчел, говорит, что, вероятно, могут быть и другие объяснения поведения пчел, которые заставляют его «не убеждаться» в том, что пчелы действительно понимают Концепция нуля.
«Более экономным объяснением результатов является то, что пчелы использовали« историю вознаграждений »для решения задачи, то есть как часто каждый тип стимула был вознагражден», - говорит Перри. Возможно, что «менее» пчелы, например, действительно просто узнали, что пустая панель приносит им вознаграждение в 100% случаев, панель в форме одной фигуры в 80% случаев и так далее. Другими словами, они просто играли наилучшие шансы с панелями, которые им показывали, не обязательно понимая концепцию.
«Я мог видеть [обработку нуля пчел] как возможность - возможность подсчитывать и оценивать значение чисел может дать адаптивное преимущество для выживания», - говорит Перри. «Я не понимаю, почему [пчелы] не могли. Но эти эксперименты должны быть повторены, и интерпретация должна быть подтверждена ».
Дайер с оптимизмом смотрит на достоверность результатов своей команды. Он также говорит, что это исследование предполагает, что способность концептуализировать ноль может быть более распространенной, чем мы думаем - древние люди, постулирует он, вероятно, имели потенциал для нулевой обработки, познавательно говоря.
«У нас были некоторые древние человеческие культуры, которые, кажется, никогда не использовали концепцию нуля… но, когда мы смотрим на виды животных, мы видим, что их мозг способен обрабатывать эту информацию», - говорит Дайер. «У древних цивилизаций были мозги, которые наверняка могли обработать ноль. Это было просто кое-что о том, как их культура была создана; им не было так интересно думать о числовых последовательностях ».
Одно практическое значение для исследования заключается в развитии искусственного интеллекта; Дайер считает, что обратное проектирование работы мозга животных, таких как пчелы, могло бы помочь нам улучшить способности искусственных умов. Но первым шагом является исследование мозговых процессов, стоящих за этой способностью.
«Мы находимся на заре попытки понять концепцию нуля и то, как наш мозг может ее кодировать», - говорит он. «Это исследование позволило получить качественные поведенческие данные, и из этого можно сделать некоторые выводы. Но мы не знаем точных нейронных сетей - это будущая работа, которую мы надеемся сделать ».
