Медоносные пчелы присоединились к людям как единственные известные животные, различающие четные и нечетные числа
До сих пор классификация чисел на четные и нечетные (также называемая классификацией по четности) никогда не демонстрировалась у животных, не являющихся людьми. Новое исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Ecology and Evolution, показывает, что медоносные пчелы могут научиться этому.
Почему классификация по четности особенная?
Задачи на четность считаются абстрактными и сложными числовыми концепциями у людей. У людей наблюдаются предубеждения в точности, скорости, языке и пространственных отношениях при категоризации чисел. Например, мы быстрее реагируем на четные числа действиями, выполняемыми правой рукой, и на нечетные — левой. Мы также быстрее и точнее классифицируем числа как четные по сравнению с нечетными.
Происхождение этих предубеждений неясно. Понимание того, могут ли другие животные распознавать четность, может рассказать больше о нашей собственной истории с этой концепцией.
Обучение пчел
Исследования показали, что пчелы могут упорядочивать количества, выполнять простое сложение и вычитание, сопоставлять символы с количествами.
Чтобы научить пчел задаче на четность, их разделили на две группы:
- Одна группа обучалась ассоциировать четные числа с сахарной водой, а нечетные — с горькой жидкостью (хинином).
- Другая группа обучалась ассоциировать нечетные числа с сахарной водой, а четные — с хинином.
Обучение проводилось с использованием карточек с 1–10 фигурами до достижения точности 80%.
Группы обучались с разной скоростью. Пчелы, обученные ассоциировать нечетные числа с наградой, учились быстрее. Это предубеждение в пользу нечетных чисел противоположно человеческому (люди быстрее классифицируют четные числа).
Затем пчел протестировали на новых числах (11 или 12 элементов), не показанных во время обучения. Они классифицировали новые числа с точностью около 70%.
Результаты показали, что миниатюрный мозг пчелы (около 960 000 нейронов) и сложный человеческий мозг (86 миллиардов нейронов) способны классифицировать числа по четности.
Простая искусственная нейронная сеть
Чтобы проверить сложность задачи, была создана простая искусственная нейронная сеть всего из пяти нейронов. Ей подавались сигналы от 0 до 40 импульсов для классификации. Несмотря на простоту, сеть правильно категоризировала импульсы с точностью 100%.
Это показало, что в принципе для классификации по четности не требуется большой и сложный мозг. Однако это не обязательно означает, что пчелы и простая нейронная сеть использовали один и тот же механизм.
Простой или сложный механизм?
Пока неизвестно, как именно пчелы выполняли задачу. Возможные объяснения включают:
- Сопоставление элементов для поиска непарного.
- Выполнение операции деления (хотя деление ранее не демонстрировалось пчелами).
- Подсчет каждого элемента и применение правила четности/нечетности к общему количеству.
Обучение других видов животных различать четные и нечетные числа может рассказать больше о том, как у людей возникла математика и абстрактное мышление.