编者按：以下文章经The Conversation许可转载，The Conversation是一家报道最新研究的在线出版物。
作者：Antoine Wystrach, 萨塞克斯大学
动物有多聪明？尽管哲学家、心理学家和生物学家进行了几个世纪的努力，这个问题仍然没有答案。我们倾向于使用自上而下的方法来解决这个问题。从我们自己对人类智慧的假设出发，设计实验来询问动物是否拥有类似拟人化的能力，这似乎是很直观的。
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动物有语言或个性吗？它们会感到同情还是实现抽象推理？ 这种方法确实适合研究与我们密切相关的动物，如猿类。但是，当研究昆虫等动物时，它是否相关呢？
昆虫当然表现出复杂且明显的智能行为。它们长距离导航、寻找食物、躲避捕食者、交流、展示求偶行为、照顾幼崽等等。它们的行为模式的复杂性可与任何哺乳动物相媲美。
然而，它们的大脑很小，可能由于对小大脑局限性的假设，研究人员通常避免在昆虫身上寻找人类能力。 在他 1969 年出版的著作《人造科学》中，赫伯特·西蒙思考了一只在海滩上漫步的蚂蚁
从几何图形的角度来看，蚂蚁的路径是不规则的、复杂的且难以描述的。但它的复杂性实际上是海滩表面的复杂性，而不是蚂蚁本身的复杂性。
西蒙解释说，在行为中观察到的复杂性不一定在于蚂蚁本身，而在于蚂蚁与周围复杂环境之间的相互作用。这个想法使科学家们能够避免任何拟人化智慧的想法，转而寻找最简单的解决方案来解释复杂的行为。
在寻找更高层次智慧的证据时，假设动物尽可能简单。 通过这种方法，昆虫智慧的研究正在自下而上地进行，最初简单（且枯燥）的解释正在被越来越复杂（且令人兴奋）的解释稳步取代。
自西蒙在海滩上观察他的蚂蚁以来，已经过去了数十年的自下而上研究，西蒙本人也会对昆虫的复杂性和智慧感到惊讶。 让他宣称蚂蚁简单的视角转变实际上揭示了一种异类的复杂性，一种并非由拟人化考虑驱动的复杂性。
我们现在知道，导航蚂蚁产生的路径是基于复杂的机制。
蚂蚁使用多种线索进行导航，例如太阳位置、偏振光模式、视觉全景、气味梯度、风向、坡度、地面纹理、步数计算……等等。 事实上，蚂蚁可以用于导航的线索列表可能比人类的还要长。
与直觉相反，多年的自下而上研究表明，蚂蚁不会将所有这些信息整合到世界的统一表征中，即所谓的认知地图。 相反，它们拥有专门用于不同导航任务的不同且独特的模块。 这些模块结合起来实现导航。
一个模块跟踪行进的距离和方向，并不断更新对最佳“直线”回家的估计。 第二个模块专门用于学习视觉场景，使蚂蚁能够识别并沿着由熟悉的视觉线索定义的重要路线快速导航。 最后，当这两个系统都无法指示该怎么做时，蚂蚁会有一个应急计划：换句话说，当蚂蚁迷路时。 在这种情况下，它们会表现出系统性的搜索模式。
在我们最近发表在《英国皇家学会会刊》上的工作中，我们发现了一种第四种策略：回溯。 我们表明，蚂蚁会跟踪它们刚刚行进的方向，如果它们意外地从熟悉的环境移动到不熟悉的环境，它们就可以回溯。
从人类的角度来看，这似乎是明智的，如果我们在城镇中行走时意外地遇到一条陌生的街道，这可能就是我们会做的。 关于蚂蚁的认知复杂性或智慧，最有趣的是，蚂蚁只有在迷路之前立即看到巢穴周围环境时才会表现出这种回溯行为。 这确保了回溯只发生在蚂蚁可能超出巢穴范围时，而不是在离巢穴太近时。
因此，我们有证据表明，蚂蚁也可以考虑到它们最近的经历，以便调节它们的行为。 更重要的是，我们已经表明，蚂蚁的导航模块并非完全孤立。 例如，在回溯的情况下，熟悉视觉场景的经验调节了天空罗盘信息的使用。
进化赋予了蚂蚁一个相互作用的专门模块的分布式系统。 这些结果表明，蚂蚁的导航智慧不在于构建世界的统一表征的能力，而在于不同策略巧妙地相互作用以产生稳健导航的方式。
我们需要记住，这只是我们目前的理解水平。 即使是昆虫的大脑也过于复杂，在不久的将来无法完全理解。 也许我们对蚂蚁智慧的误判程度和我们认为西蒙一样严重。 然而，我们知道，持续的自下而上研究是揭开昆虫智慧面纱的原则性方法，而不会受到拟人化幽灵的影响。
Antoine Wystrach 不为任何可能从本文中受益的公司或组织工作、提供咨询、拥有股份或接受资助，并且没有相关的附属关系。
本文最初发表于 The Conversation。阅读原文。