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新手已上路木虫 (职业作家)
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擅长类比推理的乌鸦
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时间:2015-02-27 09:16 来源:环球科学（huanqiukexue.com） 在动物智能方面，鸟类能教给我们什么呢？ 人类着迷于动物智能。实际上，四万年前的洞穴壁画就暗示了人们对动物的行为和认知饶有兴趣。这种兴趣也许具有部分实用性：动物可能是危险的，也可能是衣食的来源，还可以起看守和捕鼠的作用。 然而，这种着迷还包含纯理论的因素。由于动物外形与人类相仿，或许两者在思想上也有类似之处。对许多哲学家而言，包括勒内•笛卡尔（René Descartes）和约翰•洛克（John Locke）在内，认为动物有智能不免有些匪夷所思。他们格外相信，抽象推理是人类独有的思维，它使人类完全有别于“野兽”。为什么呢？因为动物不会说话，所以它们肯定没有思想。 不过，由于对达尔文进化论的了解，以及受到格言“事实胜于雄辩”的引导，研究人员并不受这种否定性声明阻拦，目前，他们正在完善更有效力的行为测试，这些测试通过非语言方式揭示它们的思想。虽然动物可能不会使用文字，但它们的行为可以很好地替代文字；该研究使我们放弃约定俗成的看法，即没有语言就不可能存在思想。 最近，莫斯科国立大学和爱荷华大学的一项合作研究发现，乌鸦表现出明显的类比推理行为迹象，类比推理是一种解决诸如“空气对鸟而言就像什么对鱼一样重要？”之类困惑的能力。研究认为，类比推理能力是一种高端认知形式，且只在人类3至4岁期间形成。 乌鸦比起其他动物更具有研究价值吗？当然，乌鸦是出了名的聪明。伊索有一则著名的寓言“乌鸦喝水”就讲述了乌鸦解决难题的故事：口渴的乌鸦把鹅卵石一颗颗地丢进底部只有一点水的大水罐里，然后水面升高了，乌鸦就喝到水了。这类故事吸引人也有启发性，但科学不能依靠它们。 最近一项科学研究力求证实这个寓言。该研究发现，遇到类似问题的乌鸦也会把石子扔进装着水的容器，但当容器里是沙子时，它们就不会扔石子进去。乌鸦还会选择实心而非空心的物体丢进去，就好像它们真的懂得基本的因果关系。这种对因果关系的理解不可小视；5岁以下的孩子要完成这类任务还是很费劲的。 而且，乌鸦还擅长制作和使用工具。它们能把薄木条啄成叉子，把金属丝弯成钩子去取得不能轻易吃到的食物。 但是，如果给乌鸦出个需要更强抽象思维能力才能解决的难题时，又会发生什么呢？在把注意力投向类比推理能力之前，我们也许应该以更简单的抽象任务为开头。例如，同一性与差异性这两个抽象概念很关键，因为任何两种或更多种物品（硬币、杯子、帽子或汽车）可能相互之间是相同或不同的。由于同一性与差异性是看得出来的，也许这能提供一种简洁的方式来研究非口头方式进行交流的动物的理解能力。 动物确实轻易就能学会“说”出相同的物品是“一样的”，相异的物品是“不同的”。为了证明这点，我们在触屏显示器上呈现视觉刺激物（即图片）。当出现的一套物品都相同时，动物触碰了一个按钮，就奖励它们食物；同样，当出现一套不同物品时，动物触碰了另一个按钮，也给予奖励。一些鸟类和哺乳动物明白了这一任务，还把所学的运用到新的刺激物上，这表明它们已经获悉了某个抽象概念，并且不局限于训练时展现的物品。 下一步是设计任务来研究动物的类比思维。这里，可以通过设置一项配对任务来抓住类比的要义，在该任务中，相关逻辑参数以视觉刺激物的形式呈现。为了便于解释，以下用英文字母表示物品并加以说明：如果样品对是AA，那么选择BB测试对是正确的，反之，如果样品对是CD，那么选择EF测试对是正确的。用逻辑解释就是A：A等同于B：B（A相同=B相同），C：D等同于E：F（CD不同=EF不同）。不过，精确地讲，即使是正确的测试对，它们在外形上和样品对也是不相匹配的；因此，只有同一性的类比关系才能用于完成该任务。 早期研究发现，只有人类和猿类能学会这样的类比，然而，一项较新的课题表明，狒狒也可以学会挑选出正确的测试对，该测试对与样品对存在类似的“相同”关系或“不同”关系。 目前，我们发现乌鸦也能展现出类比思维。爱德华•沃瑟曼（Ed Wasserman）和他在莫斯科的同事安娜•斯米尔诺娃（Anna Smirnova），卓娅•佐里纳（ZoyaZorina）以及塔尼娅•奥波佐娃（Tanya Obozova），最早开始用多项任务训练冠鸦，要求它们必须配对相同物品。乌鸦面前放了盛有三个杯子的托盘，中间的杯子盖着一张卡片，上面画有颜色、形状或数量各异的元素，其他两个杯子也盖着卡片，一张卡片上的内容与中间的卡片一样，另一张则不同，盖着相同卡片的杯子里装着食物，盖着不同卡片的杯子是空的。乌鸦很快学会了选择相同的卡片进行配对，而且更加迅速地完成了后面一个接一个的任务。 然后，他们进行了关键性的试验。每张卡片都画上一对物品，中间的卡片将画上AA对或CD对，两边的卡片将画上BB对或EF对。每一对物品的关系必须可以鉴别（即相同关系或互异关系），这样才能将相关性应用于分析一对新物品，以得出正确答案：在中间卡片上画着AA的情况下，正确的选择是BB，当中间卡片画的是CD时，选择EF卡片才正确。例如，如果中间卡片上画的是一个圈和一个叉，那么在两边的卡片中，选择画有一个正方形和一个三角形的卡片是正确的，选择画着两个正方形的卡片则是错误的。 从最初的实验展示到之后的几次研究，结果都表明，即使不进行训练，乌鸦也能正确地，甚至自发地完成这个任务。 在一开始对乌鸦进行匹配相同物品的训练中，似乎使它们已经大体掌握了使用“同一性”概念，这一概念可用于完成新的类比任务（即物品的两两类比）。因为过去，只有猿类在学会了匹配相同物品后，自发地显示出类比推理能力，而目前，这种直接的、本能的行为是证明非灵长类动物也具有类比推理思维最具说服力的证据。 那么，动物智能的极限是什么呢？我们敢断言，这是一个完全根据实证而定的问题，不能凭借以人类为中心的哲学思维来回答。一个多世纪前，美国作家杰克•伦敦（Jack London）就曾这样写道：“你不能否认你的亲戚，即其他动物。这可能是唯我主义的榜样，但却是科学的反面教材。” 关于作者： 莱尔•卡斯特罗（Leyre Castro）是爱荷华大学心理系研究科学家，主要研究人类和其他动物的习得能力与高级认知能力。爱德华•沃兹曼（Ed Wasserman）是爱荷华大学心理系实验心理学斯图伊特教授，他专门对比分析人类和其他动物的认知与行为。（翻译：辅平萍 审校：梁诺） 原文链接： http://www.scientificamerican.co ... derstand-analogies/ 关注《环球科学》新媒体，体会科学之美—— |
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