向左走？向右走？

吴翊溦 卢君辉

鱼缸前的遐想

我家里养着一群美丽的海水鱼，有小丑鱼、蓝吊、西瓜刨鱼……我平时也喜欢看一些海洋鱼类的书籍和视频，通过这些资料我了解到，其实鱼并不傻，它们不仅有很强的记忆力，还是绝佳的“航海家”。它们总能用各种各样的方法辨别方向，比如利用视觉、嗅觉、侧线的触觉或者感知地球磁场等。有一天，我坐在鱼缸前天马行空地想：它们在旅行途中，如果遇到障碍物，是喜欢向左走还是向右走呢？它们会不会也像我们人类一样存在方向的偏好呢？

机会来临

因为没有老师指导，这个想法只能藏在我心里，一直没能付诸实施。直到2023年暑假，我从微信公众号上看到，国家自然博物馆推出了“小小研究生”科学探究暑期班的招生公告，这次活动不设置统一固定的研究方向，学员可以自己提出感兴趣的研究选题，这不正是我探究鱼对方向选择的绝佳机会吗？于是，我赶紧制作了简历，提出了我想研究的问题，报名参加活动。面试那一天，妈妈带我乘高铁列车从呼和浩特赶到北京，来到国家自然博物馆。在面试的等候室里，看着其他同学进进出出，我心里在不停地打鼓。终于轮到我了，老师很亲切，很快我就不紧张了，顺利地回答了老师的问题。面试结束后，经过一天的忐忑等待，终于，我如愿地接到了通过面试的通知，正式成为一名学员。

开始实验

入选后，我与老师讨论了要如何开展实验，实验选用哪种鱼、制作什么样的装置等各种实验细节，然后制订了一份详细的实验方案。经过几天的忙碌准备，终于一切就位。

● 实验装置 ●

一个暂养缸。这是鱼平时住的“宿舍”，为了把它们区分开，我给它们安排了“单间”。

一个开展行为观察的实验缸。我用黄色管子每次只把一条金鱼捞过来，打开闸门让它自由地游出来。在缸内放置一个粉色障碍物，让它自由地选择是向左走还是向右走。障碍物后放置了一个饵料包吸引金鱼。我需要一次次地重复这个操作，记录每条金鱼每次是选择左还是右就可以了。

● 实验过程 ●

在实验中，有的金鱼比较活泼，一打开闸门就猛地一下游出来，迅速朝一个方向游去，并且一口气游到终点，甚至同一条金鱼可以一次次地朝同一个方向游去。有的金鱼比较胆小，打开闸门后，就会停在起点，不敢探索新的环境，这时就需要等待金鱼游出。有的金鱼比较爱探索，打开闸门后就左顾右盼，东游游西逛逛，一会儿往左边一会儿又往右边，就是不去终点，遇到这种情况很难判别是向左还是向右。

为了解决这个问题，我设置了四条线，L1和R1，L2和R2。金鱼每经过L1一次时就给左记一分，经过L2时给左记两分并且停止实验。金鱼每经过R1一次时就给右记一分，经过R2时给右记两分并且停止实验。这样就可以通过计算两侧的分数来推测金鱼往哪边去得更多一些。

● 实验结果●

在30天的时间里，对10条金鱼进行了共计270次实验，每条金鱼都做了20～40次测试，记录了大量的数据。为了更清晰地呈现出规律，我把海量的原始数据整理并且统计分析。按照上述的计分方法，设通过L1次数为a1，通过L2次数为a2，通过R1次数为b1，通过R2次数为b2。我们设定一个倾向性指数公式x=（a1+a2×2）/（b1+b2×2）。当x>1.5，视为偏左；当x<0.67，视为偏右；当0.67

结果1：如图1，倾向“向左走”的金鱼有5条，而倾向“向右走”的金鱼只有1条。即使是那4条“无明显倾向”的金鱼，其中也有3条的指数大于1，微微偏左。原来金鱼面对岔路口的选择并不是完全随机的，大多数居然喜欢“向左走”！

結果2：通过观察记录金鱼刚从起点黄管子冒出头来时，它们头部的初始朝向次数，设定偏向左的次数为x，偏向右的次数为y。当x-y>5时，视为偏左；当x-y<-5时，视为偏右；当|xy|≤5时，视为无明显倾向。如图2，“向左看”的有5条，“向右看”的有3条，无明显倾向的有2条，也是偏左的更多一些！

通过分析以上这两个实验结果，我得出以下结论：在起点处放开闸门的第一时间，多数金鱼头部就倾向于朝左；在随后线路的选择上，多数金鱼依然倾向于朝左，可见金鱼其实是“左撇子”。而至于喜欢向左走的原因，是先天就具备这种倾向性，还是后天调教，就需要进一步研究了。

答辩

这个实验研究持续了两个月左右，虽然花费了很长时间，但终于解决了困扰我的问题。我将实验过程和结果整理成了一篇小论文准备答辩。答辩当天，我再一次来到了国家自然博物馆。听着答辩会上其他同学的汇报，我非常震惊，大家的想法真是天马行空，令我大开眼界。轮到我时，我按照计划镇定地讲解，最终获得了评委老师的高度赞扬。他们认为这是一篇非常优秀的动物行为学研究论文，这令我激动万分，备受鼓舞。不仅如此，评委老师还为我的实验提出了应用方向以及建议，让我受益匪浅。我也最终顺利获得了“小小研究生”的证书，这真是一次不一样的人生体验！

思考与收获

关于研究，我还有两点思考：

1.金鱼的左右倾向性是否会受到光线的影响。因为有的实验是在晚间做的，有的是在白天做的，自然光线和房顶灯的光线对金鱼选择线路是否存在影响，现在还不明确。

2.不同种类的金鱼是否都存在左右倾向性。这次实验使用的仅是同一种金鱼，其他品种的鱼是否也有同样情况？抑或是有别的喜好？这些新问题都等着我继续探索。

综观整个研究，某一条鱼的倾向性并不会显而易见地呈现在我们眼前，观察一两次，十几次，甚至几十次也很难看出什么倾向性。它们的行为习惯隐藏在大量的观测数据之下，必须重复成百上千次才可以揭示出来。科学规律往往隐藏在事实真相的背后，科学家需要通过实验研究把它们挖掘出来。而实验不是凭空想象的，是要付出很多，让它落地生根。这也是我在这次实验活动中的体会和收获。

指导教师评语

吴翊溦同学的研究选题源于日常饲养观赏鱼时的观察和遐想，看似天马行空实际也有成为科学研究选题的可能。她的家远在内蒙古自治区呼和浩特市，为了抓住这个难得的机会，她跨省往返几千千米。无论是在科研、学习抑或是未来的工作生活中，如果都能保持这种执着的决心，还有什么困难能拦住她呢？弱者眼中都是困难，强者眼中都是办法。

在探究金鱼对方向的选择倾向性过程中，为了避免偶然性造成的误差，接近客观真相，需要用多条金鱼一次又一次地重复实验，吴翊溦同学用整整一个月的时间，对十条金鱼重复做了近三百次实验！很多事做一次并不难，难的是一直坚持做。守得住寂寞、耐得住枯燥，认准一件事坚持做到底，这是成为一个优秀科学家必备的精神。袁隆平几十年如一日坚持培育杂交水稻，屠呦呦历经数百次失败终于成功提取青蒿素，一个个耳熟能详的例子都在一次次印证这一点。