你是如何弄清楚黑猩猩如何学习的?花生。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


什么是文化?一个简单的定义可能是:由两个或更多个体共享的,随着时间推移而持续存在的,并且无知的个体通过社会辅助学习获得的独特行为。

至少有四种不同的方法来学习特定的行为或解决问题的策略。也就是说,有四种不同的学习方式。第一种是社会促进,其中一个个体与示范者同时做同样的事情。本质上,这是一种在线匹配运动行为的情况。例如,我可以通过观看别人跳舞并在同一时间复制运动动作来学习复杂舞蹈的步骤。第二种是模仿,其中学习者复制示范者的目标,而不复制精确的运动动作。如果你看到我爬树去取一个装满糖果的皮纳塔,你可能会想到一个更简单的方法来取糖果是用棒球棒击打皮纳塔。重要的是,你已经从我的行为(我想要糖果)以及结果(我得到了糖果)中推断出我的目标。第三种是模仿,即在观察到示范者解决任务后,学习者在没有示范者的情况下精确地复制新颖的运动动作。最后,第四种是教学教育,其中有知识的个体向无知的个体提供积极的指导。例如,我就是通过教学学会了如何打领带,或者如何将牛排烹饪到完美的五分熟。

如果我们希望理解文化的演变(而我们确实希望如此!),那么理解其他物种如何学习非常重要——因为学习首先是文化的基础。


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黑猩猩似乎至少具有某种文化。例如,在非洲的六个黑猩猩群体中,不同的群体有不同的方法来投掷、检查伤口、检查寄生虫等等。有些群体根本没有表现出这些行为的证据。这些行为不是物种特有的,而是群体特有的。换句话说,它们具有文化的基本形式。

然而,当你看到一个群体中的个体做同样的事情时,假设他们以相同的方式获得这种行为是错误的。为了从生物学中找到一个类比,可以考虑眼睛。哺乳动物和头足类动物都有眼睛,但它们是独立进化的,并且在形态上是不同的。同样,仅仅因为两个黑猩猩(或人)群体表现出相似的行为,并不意味着它们以相同的方式产生,或者由相同的认知构建模块构成。

你是如何弄清楚个体如何获得新行为的?最近发表在期刊PLoS ONE上的一篇论文描述了一种方法:花生。

黑猩猩非常喜欢花生。所以这是计划:创建一个长的透明管子,然后将花生放入其中。将其固定在黑猩猩笼子上,这样猿猴就必须发挥创造力才能取出美味的零食。让一些黑猩猩自发地想出如何取出花生。黑猩猩唯一可能的解决方案是将水吸入口中,然后吐入管子中。一遍又一遍,直到花生漂浮到顶部。成功。然后黑猩猩获得坚果奖励,忽略坚果是湿漉漉的事实。

研究人员在两个不同的地点对 31 只群居黑猩猩进行了这项实验。其中一些来自乌干达的恩甘巴岛黑猩猩保护区,另一些则住在莱比锡动物园的沃尔夫冈·科勒灵长类动物研究中心

大多数黑猩猩无法自发地想出正确的解决方案,但少数黑猩猩做到了。

在一个条件下,受试者观看了四到六次由自发想出解决方案的黑猩猩之一成功演示解决方案的过程。受试者和示范者始终在同一个笼子里,允许受试者靠近并仔细检查过程。示范者始终比受试者占优势,以便受试者观看但不干扰。成功有三种可能的途径:受试者可以自发地发明解决方案,他们可以复制吐水的动作(模仿),或者他们可以仅复制示范者行为的结果(模仿)。

第二个条件与第一个条件相同,但以下情况除外:使用了一只“傀儡”黑猩猩,它不知道如何从管子中取出花生,作为该条件下的社会伙伴。实验者演示了一种替代吐水的方法,只需从笼子外面的瓶子中向管子中倒水即可。占优势的“傀儡”仍然因为占优势而吃到了花生。通过这种方式,条件是相同的,除了占优势的黑猩猩最终获得坚果的方法。

在这种条件下,受试者能够观察到解决方案产生的结果——向管子中加水——但没有任何受试者可以模仿来解决任务的具体动作(因为受试者不可能将水瓶倒空到管子中)。因此,他们只有两种可能的成功途径:他们可以自发地想出解决方案,或者他们可以模仿——但不能模仿——示范者的行为。换句话说,他们可以模仿示范者(不同的动作,相同的目标和最终结果),但他们不能模仿示范者(相同的动作,相同的目标和最终结果)。因此,条件 1 和条件 2 之间的关键区别在于黑猩猩是否可以使用模仿。

两种实验条件都比基线条件(其中解决问题的唯一方法是自发地发明解决方案)产生了明显更多的成功案例。在条件 1 中有 5 名受试者解决了问题,在条件 2 中有 3 名受试者解决了问题。随后的分析表明,成功的受试者并非因为更有动力而成功,尽管成功的个体比不成功的受试者更年轻。来自乌干达和莱比锡的群体之间没有差异。此外,两种实验条件之间没有显着差异。因此,条件 1 的演示(包括三种类型的信息——动作、目标和结果)与条件 2 的演示(仅包括两种类型的信息——目标和结果)相比,没有提供任何优势。

由于动作信息没有提供优势,因此对这些结果的最佳解释是,成功的黑猩猩使用模仿学习来解决任务。因此,模仿目标和结果而不是动作是否可能是猿类文化传统的潜在基础?鉴于这些发现,这似乎是最好的解释,这也与之前的发现一致,即猿类忽略多余的动作,而只模仿相关动作来获得奖励。这也为非洲黑猩猩群体之间存在的差异提供了一个合理的解释,每个群体都有略微不同的问题解决方案。

年轻的黑猩猩比年长的个体更成功的发现也与之前的发现一致。特别是,成功的学习者年龄(4-6 岁)与在野外观察到黑猩猩使用工具的年龄相吻合。事实上,灵长类动物研究员迈克尔·托马塞洛(Michael Tomasello)(他是本文的作者之一)曾此前建议,可能存在一个敏感期,这是黑猩猩和其他猿类使用工具能力的基础,很像人类儿童学习语言的敏感期。这将解释为什么本研究和其他研究中的年长受试者即使在社会示范后也未能成功解决花生问题。

本文的另一个重要含义需要提及,那就是这种学习方式的社会性质。之前的研究已经进行了与条件 2 非常相似的实验,其中学习者观看人类向管子中注水使花生漂浮,但没有其他黑猩猩在场,而在这些实验中,猿类往往无法成功学习问题的解决方案。虽然在本实验中,结果和目标足以学习任务,但可能结果本身并不是驱动模式的原因。相反,也许是来自社会伙伴(获得奖励)的目标相关信息的加入,允许成功的模仿,使得社会信息对于模仿学习至关重要。

Tennie, C., Call, J., & Tomasello, M. (2010). 使用漂浮花生任务在社会环境中黑猩猩模仿的证据 PLoS ONE, 5 (5). DOI: 10.1371/journal.pone.0010544

图片。黑猩猩:Flickr/Afrika Expeditionary Force。花生:Wikimedia Commons/Sanjay Acharya。其他图片来自 Tennie (2010)。

最初发布于:2010年5月12日

Jason G. Goldman is a science journalist based in Los Angeles. He has written about animal behavior, wildlife biology, conservation, and ecology for 大众科学, Los Angeles magazine, the Washington Post, the Guardian, the BBC, Conservation magazine, and elsewhere. He contributes to 大众科学's "60-Second Science" podcast, and is co-editor of Science Blogging: The Essential Guide (Yale University Press). He enjoys sharing his wildlife knowledge on television and on the radio, and often speaks to the public about wildlife and science communication.

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