文 _ 王三目
在英國(guó),有一群8歲至10歲的兒童在老師的指導(dǎo)下完成了一項(xiàng)關(guān)于蜜蜂的實(shí)驗(yàn),并且將實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)表到了知名的學(xué)術(shù)期刊上。
這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是Lotto Lab(街頭科學(xué)實(shí)驗(yàn)室)與當(dāng)?shù)匦W(xué)的合作項(xiàng)目,叫做“我,科學(xué)家”。背景介紹是這樣描述這個(gè)項(xiàng)目的:“我們認(rèn)為關(guān)于布萊考頓蜜蜂的認(rèn)知實(shí)驗(yàn)不僅可以激發(fā)孩子對(duì)于科學(xué)的興趣,讓他們發(fā)現(xiàn)科學(xué)是一項(xiàng)關(guān)于游戲與解謎的活動(dòng),而且可以幫助他們認(rèn)識(shí)自己——他們的能力與創(chuàng)造力——在一個(gè)沒(méi)有所謂正確答案的環(huán)境中?!彪m然這個(gè)實(shí)驗(yàn)的完成有賴于Lotto Lab的科學(xué)家和學(xué)校自然老師的指導(dǎo),但實(shí)驗(yàn)的主體是這群小學(xué)生,“他們提出了問(wèn)題,并尋求答案,然后設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn),并完成了全部的數(shù)據(jù)分析”。
論文的摘要由Lotto Lab的Beau完成,他介紹了這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的前因后果。這篇論文沒(méi)有參考文獻(xiàn),Beau解釋說(shuō),一方面現(xiàn)在的科學(xué)論文超出了8歲至10歲兒童的閱讀能力,另一方面,他認(rèn)為科學(xué)研究的真正動(dòng)力在于人自身的好奇心,而這群孩子的好奇心是通過(guò)對(duì)大自然的觀察受到激發(fā)的,而非文獻(xiàn)。
這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的核心發(fā)現(xiàn)是:“大黃蜂會(huì)運(yùn)用顏色與空間關(guān)系的組合來(lái)決定去采哪朵花的蜜,我們還發(fā)現(xiàn)科學(xué)很酷很好玩,因?yàn)槟阍谧鲆恍奈从腥俗鲞^(guò)的事?!既R考頓的孩子們?!?/p>
因?yàn)檎撐氖怯蓛和瓿傻模允褂玫挠⑽暮芎?jiǎn)單,還有兒童的口吻,讀起來(lái)簡(jiǎn)單,也有趣。孩子們首先討論了一下人與動(dòng)物的關(guān)系:“傳統(tǒng)中大多數(shù)人認(rèn)為動(dòng)物并不聰明,而了解動(dòng)物在某些方面也和我們一樣聰明會(huì)讓我們更為欣賞動(dòng)物,也可以更好地幫助它們?!苯酉聛?lái),孩子們表示,他們把興趣放在了蜜蜂身上,想去了解蜜蜂是否也有和人類共通的“聰明”。他們首先想到蜜蜂在野外采蜜,可能需要識(shí)別有花蜜的花。于是他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),看看蜜蜂是否具備解決這個(gè)問(wèn)題的能力。再進(jìn)一步,如果蜜蜂具有這種學(xué)習(xí)能力,它們是通過(guò)同樣的方式來(lái)學(xué)會(huì)的嗎?
帶著這兩個(gè)問(wèn)題,他們?cè)O(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所使用的主要工具是由Lotto Lab設(shè)計(jì)制作的蜂箱,在蜂箱中有一面模擬花朵的墻,有四個(gè)象限,每個(gè)象限中有4X4共16朵“花”,每朵“花”中間有一個(gè)模擬花蕊的可以盛放糖水的細(xì)管。每朵“花”通過(guò)替換卡片可以變換顏色。他們?cè)O(shè)計(jì)了兩種圖樣來(lái)訓(xùn)練蜜蜂,一種是中間4朵為藍(lán)色,周圍12朵為黃色,另一種是中間4朵為黃色,周圍12朵為藍(lán)色。他們只在中間的花朵中放置糖水,其他花朵不放置糖水或者放置鹽水。他們假設(shè)通過(guò)這種訓(xùn)練可以讓蜜蜂學(xué)習(xí)識(shí)別這種有糖水花朵的模式(顏色+空間關(guān)系),然后對(duì)蜜蜂進(jìn)行測(cè)試,檢測(cè)它們是否學(xué)會(huì)了這種模式,并通過(guò)改變顏色與空間關(guān)系來(lái)探究它們是通過(guò)什么方式來(lái)學(xué)會(huì)的。孩子們還強(qiáng)調(diào):“在這一過(guò)程中沒(méi)有蜜蜂受到傷害?!?/p>
他們總共進(jìn)行了三項(xiàng)測(cè)試。測(cè)試一是控制組,主要看蜜蜂是否學(xué)會(huì)了這種識(shí)別模式。他們并未改變顏色與空間的關(guān)系,但將四個(gè)象限順時(shí)針進(jìn)行了旋轉(zhuǎn),結(jié)果是5只蜜蜂總共進(jìn)行了126次正確的選擇,13次錯(cuò)誤的選擇??梢哉f(shuō)它們通過(guò)訓(xùn)練學(xué)會(huì)了識(shí)別孩子們?cè)O(shè)計(jì)的這種有蜜的花朵模式。這其中還有一個(gè)小插曲,其中一只被標(biāo)記為Y的蜜蜂在測(cè)試一中不肯飛到蜂箱里,所以測(cè)試一中少了它的數(shù)據(jù)。
測(cè)試二是在第一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,不改變圖形的空間關(guān)系,但將中間的4朵花全部改成綠色,來(lái)測(cè)試新條件下蜜蜂的成績(jī),探究空間關(guān)系在蜜蜂學(xué)習(xí)模型中的作用。這一輪下來(lái),有3只蜜蜂更多地選擇了周邊的黃花與藍(lán)花,有2只蜜蜂更多地選擇中間的綠花。這說(shuō)明,蜜蜂在測(cè)試一中的表現(xiàn)并不是只取決于它們對(duì)空間關(guān)系的識(shí)別,也就是通過(guò)測(cè)試二證偽了空間關(guān)系的唯一作用。
測(cè)試三是在第二項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,不改變顏色,將中間的4朵花移到了4個(gè)角落里,來(lái)測(cè)試蜜蜂是否是通過(guò)尋找每個(gè)象限中最少顏色的花來(lái)完成學(xué)習(xí)的。結(jié)果顯示蜜蜂選擇的結(jié)果接近隨機(jī)選擇。不過(guò)測(cè)試二中選擇中間花朵的那兩只蜜蜂在測(cè)試三中傾向于選擇角落中的花,這說(shuō)明這兩只蜜蜂的學(xué)習(xí)模式中包含了這樣一種空間模式:去選擇被同一種顏色包圍的另一種顏色。
實(shí)驗(yàn)證明蜜蜂可以學(xué)會(huì)解決這種有點(diǎn)特殊的問(wèn)題,即“去采被黃色包圍的藍(lán)色的花和被藍(lán)色包圍的黃色的花”。而且,不同的蜜蜂也表現(xiàn)出了不同的學(xué)習(xí)方法和聰明程度,有兩只蜜蜂更喜歡藍(lán)色,有兩只更喜歡黃色,而有一只蜜蜂最為聰明,它在測(cè)試一中的表現(xiàn)最優(yōu)秀,正確錯(cuò)誤比最高,并且黃藍(lán)通吃。
測(cè)試二與測(cè)試三則說(shuō)明了蜜蜂之間的學(xué)習(xí)模式也有所不同,有兩只蜜蜂表現(xiàn)出對(duì)空間關(guān)系更為敏感。這一點(diǎn)也拓展了傳統(tǒng)上人們對(duì)于蜜蜂的認(rèn)識(shí)——認(rèn)為蜜蜂是群體智慧的代表,每只蜜蜂特別是工蜂可能只是千篇一律的復(fù)制品。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),不同的蜜蜂實(shí)際很不同??傮w來(lái)說(shuō),蜜蜂不是通過(guò)單一的空間關(guān)系和顏色來(lái)學(xué)習(xí)的,它們似乎有一種關(guān)于“圖案”的概念,它們能夠記住圖案。
最后的致謝同樣是論文的精華。孩子們感謝了學(xué)校的老師,也感謝他們的父母允許他們利用課余時(shí)間在校外參與這樣的活動(dòng);他們感謝了當(dāng)?shù)氐慕虆^(qū),因?yàn)樗麄兊膶?shí)驗(yàn)都是在教堂里完成的;他們感謝為他們的論文提供指導(dǎo)的每一位老師與科學(xué)家,還特別提到感謝這些人的開(kāi)放思想,讓他們最終完成了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)。
讀完孩子們的致謝,我很感動(dòng)。