你是如何弄清楚黑猩猩如何學習的?花生。

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什麼是文化?一個簡單的定義可能是:由兩個或更多個體共享的,隨著時間推移而持續存在的,並且無知的個體透過社會輔助學習獲得的獨特行為。

至少有四種不同的方法來學習特定的行為或解決問題的策略。也就是說,有四種不同的學習方式。第一種是社會促進,其中一個個體與示範者同時做同樣的事情。本質上,這是一種線上匹配運動行為的情況。例如,我可以透過觀看別人跳舞並在同一時間複製運動動作來學習複雜舞蹈的步驟。第二種是模仿,其中學習者複製示範者的目標,而不復制精確的運動動作。如果你看到我爬樹去取一個裝滿糖果的皮納塔,你可能會想到一個更簡單的方法來取糖果是用棒球棒擊打皮納塔。重要的是,你已經從我的行為(我想要糖果)以及結果(我得到了糖果)中推斷出我的目標。第三種是模仿,即在觀察到示範者解決任務後,學習者在沒有示範者的情況下精確地複製新穎的運動動作。最後,第四種是教學教育,其中有知識的個體向無知的個體提供積極的指導。例如,我就是透過教學學會了如何打領帶,或者如何將牛排烹飪到完美的五分熟。

如果我們希望理解文化的演變(而我們確實希望如此!),那麼理解其他物種如何學習非常重要——因為學習首先是文化的基礎。


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黑猩猩似乎至少具有某種文化。例如,在非洲的六個黑猩猩群體中,不同的群體有不同的方法來投擲、檢查傷口、檢查寄生蟲等等。有些群體根本沒有表現出這些行為的證據。這些行為不是物種特有的,而是群體特有的。換句話說,它們具有文化的基本形式。

然而,當你看到一個群體中的個體做同樣的事情時,假設他們以相同的方式獲得這種行為是錯誤的。為了從生物學中找到一個類比,可以考慮眼睛。哺乳動物和頭足類動物都有眼睛,但它們是獨立進化的,並且在形態上是不同的。同樣,僅僅因為兩個黑猩猩(或人)群體表現出相似的行為,並不意味著它們以相同的方式產生,或者由相同的認知構建模組構成。

你是如何弄清楚個體如何獲得新行為的?最近發表在期刊PLoS ONE上的一篇論文描述了一種方法:花生。

黑猩猩非常喜歡花生。所以這是計劃:建立一個長的透明管子,然後將花生放入其中。將其固定在黑猩猩籠子上,這樣猿猴就必須發揮創造力才能取出美味的零食。讓一些黑猩猩自發地想出如何取出花生。黑猩猩唯一可能的解決方案是將水吸入口中,然後吐入管子中。一遍又一遍,直到花生漂浮到頂部。成功。然後黑猩猩獲得堅果獎勵,忽略堅果是溼漉漉的事實。

研究人員在兩個不同的地點對 31 只群居黑猩猩進行了這項實驗。其中一些來自烏干達的恩甘巴島黑猩猩保護區,另一些則住在萊比錫動物園的沃爾夫岡·科勒靈長類動物研究中心

大多數黑猩猩無法自發地想出正確的解決方案,但少數黑猩猩做到了。

在一個條件下,受試者觀看了四到六次由自發想出解決方案的黑猩猩之一成功演示解決方案的過程。受試者和示範者始終在同一個籠子裡,允許受試者靠近並仔細檢查過程。示範者始終比受試者佔優勢,以便受試者觀看但不干擾。成功有三種可能的途徑:受試者可以自發地發明解決方案,他們可以複製吐水的動作(模仿),或者他們可以僅複製示範者行為的結果(模仿)。

第二個條件與第一個條件相同,但以下情況除外:使用了一隻“傀儡”黑猩猩,它不知道如何從管子中取出花生,作為該條件下的社會夥伴。實驗者演示了一種替代吐水的方法,只需從籠子外面的瓶子中向管子中倒水即可。佔優勢的“傀儡”仍然因為佔優勢而吃到了花生。透過這種方式,條件是相同的,除了佔優勢的黑猩猩最終獲得堅果的方法。

在這種條件下,受試者能夠觀察到解決方案產生的結果——向管子中加水——但沒有任何受試者可以模仿來解決任務的具體動作(因為受試者不可能將水瓶倒空到管子中)。因此,他們只有兩種可能的成功途徑:他們可以自發地想出解決方案,或者他們可以模仿——但不能模仿——示範者的行為。換句話說,他們可以模仿示範者(不同的動作,相同的目標和最終結果),但他們不能模仿示範者(相同的動作,相同的目標和最終結果)。因此,條件 1 和條件 2 之間的關鍵區別在於黑猩猩是否可以使用模仿。

兩種實驗條件都比基線條件(其中解決問題的唯一方法是自發地發明解決方案)產生了明顯更多的成功案例。在條件 1 中有 5 名受試者解決了問題,在條件 2 中有 3 名受試者解決了問題。隨後的分析表明,成功的受試者並非因為更有動力而成功,儘管成功的個體比不成功的受試者更年輕。來自烏干達和萊比錫的群體之間沒有差異。此外,兩種實驗條件之間沒有顯著差異。因此,條件 1 的演示(包括三種類型的資訊——動作、目標和結果)與條件 2 的演示(僅包括兩種型別的資訊——目標和結果)相比,沒有提供任何優勢。

由於動作資訊沒有提供優勢,因此對這些結果的最佳解釋是,成功的黑猩猩使用模仿學習來解決任務。因此,模仿目標和結果而不是動作是否可能是猿類文化傳統的潛在基礎?鑑於這些發現,這似乎是最好的解釋,這也與之前的發現一致,即猿類忽略多餘的動作,而只模仿相關動作來獲得獎勵。這也為非洲黑猩猩群體之間存在的差異提供了一個合理的解釋,每個群體都有略微不同的問題解決方案。

年輕的黑猩猩比年長的個體更成功的發現也與之前的發現一致。特別是,成功的學習者年齡(4-6 歲)與在野外觀察到黑猩猩使用工具的年齡相吻合。事實上,靈長類動物研究員邁克爾·托馬塞洛(Michael Tomasello)(他是本文的作者之一)曾此前建議,可能存在一個敏感期,這是黑猩猩和其他猿類使用工具能力的基礎,很像人類兒童學習語言的敏感期。這將解釋為什麼本研究和其他研究中的年長受試者即使在社會示範後也未能成功解決花生問題。

本文的另一個重要含義需要提及,那就是這種學習方式的社會性質。之前的研究已經進行了與條件 2 非常相似的實驗,其中學習者觀看人類向管子中注水使花生漂浮,但沒有其他黑猩猩在場,而在這些實驗中,猿類往往無法成功學習問題的解決方案。雖然在本實驗中,結果和目標足以學習任務,但可能結果本身並不是驅動模式的原因。相反,也許是來自社會夥伴(獲得獎勵)的目標相關資訊的加入,允許成功的模仿,使得社會資訊對於模仿學習至關重要。

Tennie, C., Call, J., & Tomasello, M. (2010). 使用漂浮花生任務在社會環境中黑猩猩模仿的證據 PLoS ONE, 5 (5). DOI: 10.1371/journal.pone.0010544

圖片。黑猩猩:Flickr/Afrika Expeditionary Force。花生:Wikimedia Commons/Sanjay Acharya。其他圖片來自 Tennie (2010)。

最初發佈於:2010年5月12日

Jason G. Goldman is a science journalist based in Los Angeles. He has written about animal behavior, wildlife biology, conservation, and ecology for 大眾科學, Los Angeles magazine, the Washington Post, the Guardian, the BBC, Conservation magazine, and elsewhere. He contributes to 大眾科學's "60-Second Science" podcast, and is co-editor of Science Blogging: The Essential Guide (Yale University Press). He enjoys sharing his wildlife knowledge on television and on the radio, and often speaks to the public about wildlife and science communication.

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