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2019-04-01物種的漫漫智慧 592 期

Author 作者 李依庭/本刊主編。
1973年,諾貝爾生理學或醫學獎得主、荷蘭動物行為學家廷貝亨(Nikolaas Tinbergen)曾表示,在探究動物行為時有4項主要課題,分別是因果、成長、機制與演化;也就是引起此行為的原因、行為在成長中的變化、如何影響生存或繁衍與其他親緣物種行為上的比較,進而推論其演化發生過程。 而這4項問題,也成為往後科學家在探究動物行為時,重要的依據與圭臬。

近期非常熱門的人工智慧(artificial intelligence, AI),是人類試圖藉由電腦程式、系統的演算,將人類智慧傳輸至所製造的無機體,使其表現出智慧技術的集大成。不過,其實人工智慧的發展,背後伴隨著不只是人類的智能,更是建立在世界上的有機體, 也就是各種生物能力的基礎上。而大腦,便是物種智慧的起源。

 

大腦發展

生命萬物在環境中會遇到各種挑戰, 不論是覓食、躲避天敵或繁衍後代,都是為了能求得生存。因此,端從演化的歷史,便可發現無脊椎動物的大腦發展,是從一開始的軟體動物的神經網,進一步演化形成神經節,最終在頭足類與昆蟲發展出最早的腦部結構,也因而造就其智慧的表現。而在脊椎動物的演化上,其大腦發展是從魚類到哺乳類逐漸繁複,所以,若想回答脊椎動物複雜的大腦行為,或許透過較簡單的物種來回答複雜的大腦行為,更能快速且容易的推敲出答案。
 

聰明的蜜蜂

儘管在昆蟲的世界裡,大腦的構造充 其量只是較粗的神經節所構成,然而這一點也不減損牠們的智力表現。為了研究蜜蜂的智慧,科學家嘗試利用許多實驗來考驗蜜蜂,透過糖水誘因,進而設計顏色、形狀和圖形聯想力等辨認實驗,更發現蜜蜂能透過訓練分析較為複雜的圖案、能在蜿蜒的迷宮中快速找到出口和加減法等的能力。有趣的是,在形狀測驗中,科學家也發現蜜蜂對於線條的粗細、多寡與角度能夠精準的分辨,若線條的角度傾斜超過2度,蜜蜂便能辨識,堪比人眼更甚精確。

不只是藉由科學家的測試展現智慧表徵,其實,在蜜蜂平常的行為模式中就能發現其現象。著名的8字舞 (waggle dance),就是蜜蜂利用身體語言,與蜂巢中的同伴分享花、花粉或花蜜等各項資訊,並且藉由不同 舞姿傳遞不同訊息的行為。蜜蜂跳舞的路徑會形成一個8字形,並分成外圍環狀的回歸區(return phase)與中間直線的搖臀區(waggle phase)。跳舞時,蜜蜂會一邊搖動臀部一邊走過直線,搖臀頻率與食物距離有關,搖臀時間愈長,代表食物距離愈遠;直線與地心引力的夾角(α),表示著食物方向與太陽的夾角,是與同伴溝通 和交換情報的行為模式(圖一)。

 

具偽裝、學習能力的烏賊

相較於腦部結構只是神經節的昆蟲, 水下世界的頭足類動物,是無脊椎動物中擁有最複雜神經系統的一群生 物,更具有屬於牠們的各項智慧才得以在險惡海洋環境中生存的本領。......【更多內容請閱讀科學月刊第592期】