教學是人類特有的嗎?動物世界的教學

人類嬰兒在生命最初幾年有一項重要的任務,那就是從父母和其他照料者那裡學習關於世界和他們文化的知識。

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人類嬰兒在生命最初幾年有一項重要的任務,那就是從父母和其他照料者那裡學習關於世界和他們文化的東西。但是什麼是學習?我之前寫過,匈牙利發展心理學家格爾蓋伊和奇布拉將學習定義為獲得新的、可概括的知識,這些知識以後可以在新的情境中使用。此外,他們還假設進化已經使人類做好準備,從他們的照料者那裡學習可概括的知識。他們提出了一個優雅的假設:存在一種專門的先天教學機制——稱為教學學習姿態——允許嬰兒保留通用資訊。這意味著他們能夠在給定的教學環境中學習資訊,並且他們以後可以將這些資訊應用於廣泛的潛在新情況。

這種認知系統至少需要三件事。首先,學習者必須透過指示性線索理解教師的溝通意圖。 對人類來說,一個這樣的線索是(父母或教師)使用嬰兒導向型語言,或兒語。其次,教師和學習者必須能夠共同使用指稱訊號,例如眼神交流和指點,以便於共同關注。第三,學習者必須能夠理解教學互動的資訊內容;也就是說,他們必須意識到他們正在獲得與給定任務相關的相關資訊。

充分的證據表明人類確實具有先天教學能力。但格爾蓋伊和奇布拉將他們的主張進一步推進。他們聲稱:(1)自然教學是人類特有的,(2)自然教學在人類文化中是普遍存在的,並且(3)這種人類社會交流是在進化中被明確選擇出來的,而不是作為某種其他選擇的副產品而出現的。

教學,在其最簡單的形式中,是一種透過兩個(或更多)個體之間的交流發生的社會學習形式,其結果是知識或技能的轉移。當然,在非人類動物中,社會學習和交流的案例都很多。是否曾經有任何案例,社會學習和交流在任何其他物種中結合,從而實現類似於人類教學的知識轉移?簡短的回答是:沒有。但讓我們更深入地研究一下。

我們可能要問的一個問題是,是否存在任何形式的動物交流超越了提供情景資訊(與此時此地、直接環境相關)並接近於轉移可概括資訊?當然,存在非人類動物訊號是指稱性的案例,因為它們的目的是促進對外部刺激或事件的共同關注,即使該刺激或事件不在視野範圍內。例如,各種動物使用警報呼叫來指代捕食者或食物,或者用於其他社會目的的警報呼叫,例如招募群體成員與另一個個體進行對抗性互動。蜜蜂使用精細的“舞蹈”來指示給定位置可用食物的位置和數量。一些動物,例如吼猴,甚至有特定於捕食者的呼叫,例如“空中捕食者”,就像它們用於可怕的角雕的呼叫一樣。

然而,這些訊號並沒有識別出像“空中捕食者”這樣的東西,它們實際上傳遞的資訊更像是“空中捕食者正在接近!” 沒有關於“嘿,你看到我如何徹底擊敗那個空中捕食者了嗎?”或“空中捕食者正在從東北方向接近,但他的視覺是基於運動的,所以保持靜止”,甚至“空中捕食者走了,安全了”的警報呼叫。對於教學問題更重要的是,沒有像“空中捕食者傾向於在白天捕獵”這樣的警報呼叫。正是在這個意義上,非人類動物之間的交流只傳遞情景資訊,而不是通用資訊。

在發展這個論點時,格爾蓋伊和奇布拉很快指出,非人類動物中缺乏通用資訊傳遞並不意味著非人類動物不能首先從情景資訊中進行更廣泛的學習。例如,使用簡單的統計學習機制,幼鳥可以透過學習其母親發出的某種鳴叫、她位置的某些特徵以及由此產生的盛宴之間的相關性來學習如何找到食物。然而,在這種情況下,通用資訊(在哪裡找到食物)並非來自交流互動本身,而是來自完全包含在幼鳥內部的學習過程(即使學習過程是由對食物呼叫的反應引發的)。

非人類動物自然教學的一個有希望的例子可能是貓鼬。貓鼬捕獵和吃蠍子,蠍子非常危險。對於幼年貓鼬來說,學習如何安全地捕獵和食用蠍子非常重要,因為僅僅一個錯誤就可能是致命的。成年貓鼬所做的是隨著時間的推移為幼年貓鼬提供蠍子,首先是去除毒刺的死蠍子,然後是毒刺完整的死蠍子,最後是活著的致命蠍子。從安全到越來越危險的蠍子的進展是根據幼年貓鼬的年齡和技能確定的。例如,在成年貓鼬提供去除毒刺的活蠍子的階段,幼年貓鼬可以成功地學習如何殺死蠍子而沒有死亡的危險。這裡滿足了教學的兩個重要標準:首先,教師會隨著學習者的進步和知識的增長而調整課程(以及因此,他或她的行為)。這是教學的有力跡象。然而,這個過程中沒有明確的交流。事實上,這個過程更類似於發展心理學家所說的“支架式教學”教學策略,而不是格爾蓋伊和奇布拉假設的那種自然教學。教學和這個案例之間的另一個重要區別是,貓鼬的教學是特定領域的。這意味著吃蠍子是貓鼬唯一形式的指導性學習。另一方面,人類的教學是領域通用的:人類幾乎可以教授和學習任何東西。

另一個看似是非人類動物教學的有希望的案例是串聯奔跑的螞蟻(Temnothorax albipennis)。當一個個體知道食物的位置時,就會發生這種情況,他將該資訊傳達給第二個個體,然後第二個個體學習該資訊。當奈傑爾·弗蘭克斯和湯姆·理查森在《自然》雜誌上發表這一發現時,他們宣佈,“據我們所知,串聯奔跑是非人類動物教學的一個例子。” 即使這不是格爾蓋伊和奇布拉所認為的自然教學,這也是一種更簡單形式的教學的非凡例子。具體而言,配對中的領導者不僅引導追隨者前往食物,而且還根據學習者的行為修改其行為。例如,它會減速或停止,以便讓學習者記住路徑,如果由於某種原因教學中斷,領導者會等待學習者返回後再繼續教學。領導者佔據前方位置,並且需要學習者用觸角持續敲擊其後部,才能繼續課程。因此,雖然這種形式的教學確實包括雙向訊號和資訊傳遞,但資訊本質上是情景性的,而不是可概括的。學習者獲得的資訊是如何從特定位置 A 到達特定位置 B,而不是更廣泛地如何找到食物。而且,與貓鼬一樣,這種教學也是特定領域的。目前還沒有證據表明螞蟻將這種雙向交流用於指示食物位置以外的任何用途。

總的來說,越來越多的證據表明,自然教學是人類獨有的。這並不意味著我們不可能有一天在非人類動物中發現自然教學。事實上,有一些例子非常接近。然而,至關重要的是,除了諸如模仿和效仿等簡單的學習機制之外,在非人類靈長類動物中沒有已知的教學過程。

因此,如果教學在非人類靈長類動物中不存在,並且最終出現在其他一些動物中,這更可能是趨同進化,而不是同源進化的案例。這將與格爾蓋伊和奇布拉的假設相符。關於非人類教學的可能性,他們寫道

如果這被證實,它將表明自然教學並非人類特有。然而,這不會否定我們的假設,即使人類能夠進行教學知識傳遞的認知系統代表著人科的適應,因為類似的適應可以獨立地出現在不同的譜系中。至關重要的是,在非人類猿類或其他靈長類動物中沒有發現令人信服的教學例子。因此,如果自然教學是一種進化適應,那麼它一定是在人科譜系中出現的。

至少暫時可以合理地得出結論,自然教學是一種獨特的人類認知機制。將此計為支援格爾蓋伊和奇布拉的教學即適應論點的一個論點。

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Csibra G, & Gergely G (2011). 自然教學作為進化適應。倫敦皇家學會哲學彙刊 B 系列,生物科學,366 (1567), 1149-57 PMID: 21357237

Csibra, G., & Gergely, G. (2009). 自然教學 認知科學趨勢, 13 (4), 148-153 DOI: 10.1016/j.tics.2009.01.005

波士頓公園的鴨子:Flickr/sfgamchick

角雕:Flickr/ZakVTA

貓鼬:Flickr/Andy2580

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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