烏鴉理解類比

鳥類能教會我們關於動物智慧的什麼

人們對動物的智力著迷。事實上,可以追溯到約 40,000 年前的洞穴壁畫表明,我們長期以來對動物的行為和認知抱有濃厚的興趣。這種興趣的一部分可能是實際的:動物可能是危險的,它們可以是食物和衣服的來源,並且它們可以充當哨兵或捕鼠器。

但是,這種迷戀的另一部分是純粹理論性的。因為動物在形態上與我們相似,也許它們在思想上也與我們相似。對於許多哲學家——包括勒內·笛卡爾和約翰·洛克——來說,承認動物具有智力是難以接受的。他們尤其認為抽象推理是人類獨有的,並且可以完美地區分人和“野獸”。為什麼?因為動物不會說話,所以它們一定沒有思想。

然而,研究人員今天並沒有被這種悲觀的論斷所嚇倒,而是受到達爾文進化論的啟發,並以“行動勝於雄辯”的格言為指導,正在設計強大的行為測試,為動物提供非語言的方式來向我們展示它們的智力。儘管動物可能不使用語言,但它們的行為可以作為合適的替代品;對其的研究可能使我們拋棄沒有語言就無法思考的陳舊觀念。


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莫斯科國立大學和愛荷華大學最近的一項研究合作發現,烏鴉表現出強烈的類比推理行為跡象——即解決“鳥之於天空,如魚之於什麼?”等難題的能力。類比推理被認為是認知的頂峰,它只在人類三到四歲之間發展。

為什麼烏鴉可能是有希望研究的動物?當然,烏鴉以聰明著稱。伊索著名的寓言《烏鴉與水罐》講述了一隻烏鴉解決一個具有挑戰性的問題:口渴的烏鴉將鵝卵石投入底部有水的水罐中,從而提高液位,使鳥能夠喝到水。這些故事既迷人又具有啟發性,但科學不能依賴它們。

最近的科學研究試圖證實這個寓言。研究發現,面對類似問題的烏鴉會將石頭投入裝有水的管子中,而不是裝有沙子的管子中。烏鴉還選擇將實心物體而不是空心物體投入水管中。因此,烏鴉似乎確實理解基本的因果關係。這種因果理解絕非易事;孩子們要到 5 歲才能完成這樣的任務!

此外,烏鴉還以製作和使用工具而聞名。它們可以將薄木條雕刻成串肉籤,並將金屬絲彎曲成鉤子,以收集原本難以獲得的食物。

但是,當給烏鴉提出需要更抽象思維的問題時會發生什麼?在將目光投向類比推理之前,我們不妨從更簡單的抽象任務開始。例如,相同性和差異性是關鍵的抽象概念,因為任何種類的兩個或多個專案——硬幣、杯子、帽子或汽車——可以彼此相同或不同。由於相同性和差異性可以透過視覺檢測到,因此這可能為研究非語言動物對它們的理解提供了一種優雅的方式。

動物確實很容易學會將一組相同的視覺專案報告為“相同”,將一組不相同的專案報告為“不同”。為此,我們在觸控式螢幕顯示器上呈現視覺刺激。當集合包含相同的專案時,我們獎勵動物食物以接觸一個按鈕;當集合包含不相同的專案時,我們獎勵動物食物以接觸第二個按鈕。幾種鳥類和哺乳動物學會了這項任務,並且還將它們的學習轉移到新的刺激物上,表明它們已經學會了一個抽象概念,這個概念超出了訓練專案。

設計一項研究動物類比思維的任務是下一步。在這裡,類比的要點可以透過安排一個匹配任務來捕捉,其中相關的邏輯論證以視覺刺激的形式呈現。為了便於解釋,使用字母表,如果樣本對是 AA,則選擇測試對 BB 是正確的,而如果樣本對是 CD,則選擇測試對 EF 是正確的。從邏輯上講,A:A 如 B:B(相同 = 相同),C:D 如 E:F(不同 = 不同)。至關重要的是,正確測試對中的任何專案在物理上都不與樣本對中的任何專案匹配;因此,只有相同性的類比關係才能用於解決任務。

早期的研究表明,只有人類和猿類才能學會這項類比任務;然而,最近的一個專案表明,狒狒也可以學會選擇成對的專案,這些專案描繪了與樣本對相似的相同或不同的關係

現在,我們發現烏鴉也能夠表現出類比思維。本文作者之一 Ed Wasserman 和他在莫斯科的同事 Anna Smirnova、Zoya Zorina 和 Tanya Obozova 首先對冠鴉進行了多項任務的訓練,在這些任務中,它們必須匹配彼此相同的專案。烏鴉被放在一個裝有三個杯子的托盤前。中間的杯子被一張卡片覆蓋,卡片上畫著顏色、形狀或專案數量。另外兩個側杯也被卡片覆蓋——一張與中間的卡片相同,一張與中間的卡片不同。匹配卡片下的杯子裡裝有食物,而不匹配卡片下的杯子是空的。烏鴉很快學會了選擇匹配的卡片,並且從一個任務到下一個任務,選擇速度更快。

然後,進行了關鍵測試。每張卡片現在都畫著一對專案。中間的卡片將顯示對 AA 或 CD,而兩側的卡片將顯示對 BB 和對 EF。必須理解一對專案之間的關係,然後將其應用於一對新專案以生成正確答案:在 AA 的情況下為 BB 卡,在 CD 的情況下為 EF 卡。例如,如果中間的卡片顯示一個圓圈和一個叉號,那麼正確的選擇將是包含一個正方形和一個三角形的側卡,而不是包含兩個正方形的側卡。

烏鴉不僅能夠正確地執行這項任務,而且它們是自發地這樣做的,從最初的展示開始,就從未接受過這樣做的訓練。

似乎最初匹配相同專案的訓練使烏鴉能夠掌握一個廣泛適用的相同性概念,該概念可以應用於新穎的兩項類比任務。這種穩健且未經指導的行為代表了迄今為止非靈長類動物類比推理的最有力的證據,因為只有猿類在學會匹配相同專案後才自發地表現出類比推理。

那麼,動物智慧的極限是什麼呢?我們斷言,這是一個完全經驗性的問題。這不是一個可以透過人類中心主義的哲學來回答的問題。正如作家傑克·倫敦在一個多世紀前寫道:“你不能否認你的親戚,其他的動物。這可能是好的自我主義,但它不是好的科學。”

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