陳潤
并不是只有人類才懂得數(shù)學(xué),動物王國里也有各種“數(shù)學(xué)家”,它們依靠數(shù)學(xué)來打通生存中的各種關(guān)卡。
我們生活中會用到數(shù)學(xué),是因為我們有“數(shù)學(xué)能力”,它不等于簡單的算數(shù),而是一種通過計算來評估或處理事情的能力。數(shù)字本身是沒有意義的,但我們能用數(shù)字來聯(lián)系生活、處理各種事務(wù),比如10-6=4只是一個算式,但我們知道用10元錢去買6元錢的水果,商家需要返還我們4元錢。人們一直以為這種認(rèn)知能力是人類獨有的優(yōu)勢,然而事實并非如此,許多動物在狩獵、防衛(wèi)、導(dǎo)航,甚至是決策上都展現(xiàn)了明顯的數(shù)學(xué)能力。
狼群喜歡團體作戰(zhàn),比如好幾只狼圍攻一只麋鹿或野牛。但它們并不像我們想象的那樣,總是一股腦地一擁而上,聰明的狼群首先會計算團隊里共有多少只狼可以出動捕獵,如果有受傷的狼就不會被計算在內(nèi);然后,它們會根據(jù)這個數(shù)量來選擇特定的獵物。例如,5~8只狼只能狩獵麋鹿或駝鹿,9~13只狼就能狩獵野牛。
有趣的是,麋鹿也會用數(shù)學(xué)方法來避免被狼吃掉。它會計算鹿群中鹿的數(shù)量,要么選擇生活在規(guī)模較小的鹿群中,因為小鹿群比較不起眼,不容易吸引到狼群;要么選擇生活在很大的鹿群中,這樣單只麋鹿被狼盯上的幾率就會很小,并且數(shù)量多就意味著它們有更多雙眼睛來發(fā)現(xiàn)捕食者,一旦發(fā)現(xiàn)狼群就可以集體移動,這樣不容易受到狼群攻擊。
這是一種會唱歌的小鳥,它們主要生活在加拿大茂密的樹林里,因為樹木的遮擋,它們會利用叫聲來實現(xiàn)遠(yuǎn)距離溝通,甚至還能通過發(fā)出不同的聲音、不同的頻率,來告知周圍的生物即將到來的捕食者有多危險。一旦感知到危險,它們就會發(fā)出“呲”和“滴”的連續(xù)音,如果它們唱“滴”音的次數(shù)越多,就意味著捕食者靠得越近,它們越危險。幾乎周圍所有的鳥類和黑猩猩都會一起聆聽這種聲音,并各自計劃逃跑路線。
黑猩猩不僅能收聽小鳥的警報哨聲,還能評估尋找食物的風(fēng)險。黑猩猩喜歡進(jìn)入其他黑猩猩的領(lǐng)地尋找食物,為了避免與領(lǐng)地的黑猩猩爭斗,它們會提前評估一個黑猩猩群體的成年雄性數(shù)量,如果這個群體的雄性較多,那它們就會盡量避免進(jìn)入這個領(lǐng)地;如果這個群體的雌性更多,它們往往大膽地踏足這塊領(lǐng)地尋找食物。
螞蟻們總是能找到回家的路,它們是如何做到的?科學(xué)家發(fā)現(xiàn),長腳沙漠螞蟻體內(nèi)有一個類似計步器的系統(tǒng),通過記錄在巢穴和覓食地點之間走動的步數(shù),來測算兩地間的距離,使螞蟻每次都能準(zhǔn)確到達(dá)目的地。不過,它們的“計步器”有點死板,研究人員給一些螞蟻綁上了特制的“高蹺”,給另一些螞蟻剪短了腿,雖然它們和普通螞蟻一樣按以往的步數(shù)走,但踩高蹺的螞蟻大多走過了目的地,而短腿螞蟻走到一半就著急地打轉(zhuǎn)了,原來它們無法辨別自己的腳步距離發(fā)生的改變。
也許你在選班長時給別人投過票,但你見過動物投票嗎?英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn),當(dāng)一群非洲野狗在決定是否搬家、是否集體狩獵的時候,它們會召開民主集會,并通過一個獨特的投票方式——打噴嚏,來決定整個團隊是否行動。打噴嚏的次數(shù)越多,這群非洲野狗就越有可能踏上新的征程。不過,它們每一票的分量不太一樣,如果是占主導(dǎo)地位的成員發(fā)起集會,那么只要有3次噴嚏就算提議通過;如果是比較低級別的成員發(fā)起集會,至少需要10次噴嚏才算通過。
在這些動物身上,我們能看到,從生活中提取數(shù)字信息、做出決斷的能力并不是人類獨有,有些動物也同樣具備。是什么賦予了人類和動物這種能力呢?
科學(xué)家認(rèn)為,大腦中存在著一種專門細(xì)胞,它們能夠賦予數(shù)字意義,被稱為“數(shù)字神經(jīng)元”,而這些神經(jīng)元已經(jīng)在人類、獼猴和烏鴉等動物中發(fā)現(xiàn)了。不過,如果一個數(shù)字太大,超過了動物們的需求,那這個數(shù)字就不再重要。比如,一只獅子面前有一萬塊肉,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它們能吃下的量,那這個數(shù)字就不重要了。人類的生活紛繁復(fù)雜,需要非常高的數(shù)量級,于是依靠語言給數(shù)學(xué)加上單位,使我們能方便地描述數(shù)字,比如用“億”來描述9位數(shù)。