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鹦鹉也懂“概率论”?

科学世界  · 公众号  · 科学  · 2020-03-17 17:13

正文

今年第1期《科学世界》推出了“统计与概率”特辑,收到留言无数,大家纷纷回忆并感慨自己学概率论时的“痛苦”……没曾想,这么复杂的概念,居然还有除人类和猩猩以外的其他动物知道。

啄羊鹦鹉( Nestor notabilis )在新西兰家喻户晓,因其爱用又尖又长的喙攻击羊群而得名。一项于2020年3月3日发表在Nature communications上的研究发现,这种鹦鹉不仅好奇心旺盛,还很聪明,能像人类和猩猩那样进行概率推算。

啄羊鹦鹉
实验中,研究人员在两个罐子里装满黑色夹子和橙色夹子,每个罐子内两种夹子的比例并不相同,分别是100个黑色夹子20个橙色夹子以及20个黑色夹子100个橙色夹子。然后由研究人员从两个罐子里各 随机拿取 一只夹子,握在手中,让鹦鹉选择。如果鹦鹉选中的手中是黑色夹子,就能获得奖励;如果选中的手中是橙色夹子,则没有任何奖励。


结果,鹦鹉明显更倾向于选择黑色夹子占比高的罐子。也就是说,只要这只手是从黑色夹子占比高的罐子里伸出来,就会自然而然受到鹦鹉的青睐。

虽然这个结果在我们看来再正常不过,但鹦鹉真的是和我们一样,通过比例来计算概率而后再做出选择的吗?会不会是因为两个罐子中的黑色夹子个数本身相差太大,鹦鹉数了数,100>20,直接做出了判断呢?
接下来,为了确凿“鹦鹉也懂概率论”的这一结论,研究人员让两个罐子中的黑色夹子数量相同,都是20个。只不过一个罐子中的橙色夹子为100个,另一个罐子中的橙色夹子只有4个。结果,鹦鹉还是会更倾向选择黑色夹子占比高的罐子。
而后,研究人员还是不放心,会不会这次还不是因为“概率”的原因,而是鹦鹉专门去数了和奖励没有任何关系的橙色夹子,结果一数发现,4<100,艾玛果断不选100的那个呢?( 鹦鹉戏精附体……
于是,又有了第三组实验。这回,两个罐子里的橙色夹子数量一样,但黑色夹子一个多一个少。结果还是一样,哪个黑夹子占比高,鹦鹉就会选哪个。

前三组实验:

a)100个黑色夹子20个橙色夹子 VS 20个黑色夹子100个橙色夹子;

b)20个黑色夹子4个橙色夹子 VS 20个黑色夹子100个橙色夹子;

c)63个橙色夹子3个黑色夹子 VS 63个橙色夹子57个黑色夹子。

通过这三组实验,研究人员认为,啄羊鹦鹉应该是和我们一样的了,也是通过相对比例来进行推断,而非像卷尾猴那样只关心物体的绝对数量。
随后,研究人员又在罐子中间加入隔板,并在隔板上、下放入比例不同的混合夹子。结果,鹦鹉也能成功地选出在可拿取区域(即隔板以上部分)内黑夹子占比最高的罐子,说明鹦鹉在进行概率推算时能综合考虑环境因素。
罐子中间加入隔板

而在最后一组实验中,两名研究人员故意对鹦鹉表现出了不同的态度,其中一名每次都从罐子里拿出黑色夹子给鹦鹉,另一名则只是随机拿取。结果,即便两个罐子中的夹子比例完全一样,鹦鹉也会毫不犹豫地选择前者持有的罐子,这意味着鹦鹉还会在判断概率时考虑社会信息。
研究人员认为,这些发现表明,啄羊鹦鹉也像人类一样拥有“通用智能”(domain general intelligence),即整合多种信息的能力。在此之前,认知领域专家一直认为,语言的产生是通用智能的发展前提。
鸟类和人类在3亿年前分道扬镳,朝着不同的方向各自演化至今。鸟类的大脑尺寸远小于人类,两者结构也相去甚远。或许,拥有一个像人类一样的多层(皮质)结构的大脑并不是这种智能进化出来的必要条件。这对当今主要依靠模仿人类大脑建立起来的人工智能模型来说,会不会是一种新的启发呢?

参考文章:

https://www.sciencemag.org/news/2020/03/new-zealand-birds-show-humanlike-ability-make-predictions

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-020-14695-1



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