在德国波恩大学的一所实验室里,8条斑马拟丽鱼和8条珍珠魟遇到了它们的第一次数学测试。通过设置奖励,科学家尝试让这两种鱼学会1~5的加减法(每次加/减1)。结果,它们不但学会了简单的加减法,正确率还挺高:就算是对它们来说难度颇大的减法计算,最低正确率都有69%;珍珠魟的加法计算甚至达到了94%的正确率。
鱼类竟能掌握加减法这种高级认知能力,确实不简单。其实动物界会计数的物种并不少,有一些甚至掌握了分数、几何等更复杂的数学知识。
“玩转”数学的珊瑚虫
珊瑚虫是一种腔肠动物,它们会分泌钙质或角质形成骨骼,这些外骨骼和珊瑚虫在一起就形成了珊瑚。某些珊瑚的形状就像是生菜叶子或木耳,这种形状在数学上叫作“双曲面”。珊瑚虫竟然懂得利用这种几何形状,以获得更大的生存空间,并且更好地利用阳光,从而获得更多的能量。要知道,人类通过复杂的计算,在19世纪才提出双曲面几何体系。
珊瑚虫可能还会计数,但不是用数字来记录,而是通过生长纹来记录。每过去一天,珊瑚虫就会在它的骨骼上留下一道环形的生长纹。这些生长纹极为细微,同一年的生长纹,前后排列颇为紧密,集合为稍宽的生长带。
科学家发现,现代珊瑚体外壁的每一条生长带约包含365条生长纹;而在距今约3亿年的石炭纪,某类皱纹珊瑚化石外壁的每一条生长带约包含390条生长纹,也就是说,约3亿年前,一年竟约有390天!
会算面积的叶甲
叶甲—一类植食性甲虫,其种类繁多,但几乎所有叶甲的体长都不超过2厘米。要想找到小小的叶甲,可以看看叶片上有没有许多圆形孔洞,因为这些孔洞大概率是叶甲的“杰作”。不同种类的叶甲啃食的植物各不相同,而被叶甲啃食的植物并不会“坐以待毙”。为了保护自己,有一部分植物进化出了保护机制:当昆虫啃食植物叶片或植株时,被啃食的部位会迅速聚集毒素,以毒死入侵的昆虫。
不过,“机智的”叶甲也能见招拆招:当叶甲盯上了某个叶片,它会首先在叶子表皮“画”出一个浅浅的圆形印痕,整个过程动作轻柔,确保不会引起植物的警觉;然后,叶甲用其有力的跗节,沿着圆形印痕迅速割裂叶子表皮,剪断叶脉,致使植物毒素无法通过叶脉传递;最后,叶甲就可以从容不迫地享受割开的圆形叶片了。
为什么叶甲在叶片上“画”的是圆形,而不是椭圆形、方形、三角形或其他形状呢?数学知识告诉我们,同等周长的情况下,圆形的面积最大。也许叶甲也知道这一点:在付出同等劳动的情况下,“画”圆形能确保自己吃到最大面积的叶片。
懂得对比多与少的狮子
狮子是一类群居的猫科动物,狮群之间通常井水不犯河水。不过,狮群之间也会发生领地争夺战,这时候,它们就会比较双方参与战斗的个体数量,只有在确定己方占优势后才会发起进攻。
那么,狮子是如何获知对方数量的呢?答案是听吼声。吼聲在狮子的交流中起着重要作用。狮子会单独吼叫,也会成群地或一头接一头地轮流发出狮吼。为了测试狮子的计数能力,科学家曾录下1头狮子的吼声和由3头狮子组成的小狮群的吼声,然后通过扬声器将录下的狮吼播放给200米外的狮群听。结果显示:如果扬声器发出1头狮子的吼声,那么由3头及以上狮子组成的狮群在每10次中有7次会发起进攻;如果扬声器发出的是3头狮子的吼声,狮群就会在确定己方有5头以上时才发起进攻。
看来,狮子也懂得以多胜少之法。