يمكن أن يتعلم نحل العسل الفرق بين الأرقام الفردية والزوجية ، تمامًا مثلنا
النحلة الغريبة
"اثنان ، أربعة ، ستة ، ثمانية ؛ ادخل ، لا تنتظر".
كأطفال ، نتعلم أن الأرقام يمكن أن تكون زوجية أو فردية. وهناك طرق عديدة لتصنيف الأرقام على أنها فردية أو زوجية.
يمكننا حفظ القاعدة القائلة بأن الأعداد المنتهية بالأرقام 1 أو 3 أو 5 أو 7 أو 9 فردية بينما الأرقام المنتهية بالأرقام 0 أو 2 أو 4 أو 6 أو 8 هي أعداد زوجية. أو قد نقسم رقمًا على 2 - حيث تعني نتيجة أي عدد صحيح أن الرقم زوجي ، وإلا يجب أن يكون عددًا فرديًا.
وبالمثل ، عند التعامل مع كائنات العالم الحقيقي ، يمكننا استخدام الاقتران. إذا تركنا عنصرًا غير مزدوج ، فهذا يعني أن عدد العناصر كان فرديًا.
حتى الآن لم يتم عرض التصنيف الفردي والزوجي ، الذي يُطلق عليه أيضًا تصنيف التكافؤ ، في الحيوانات غير البشرية. في دراسة جديدة نُشرت يوم الجمعة في مجلة Frontiers in Ecology and Evolution ، أظهرنا أن نحل العسل يمكنه تعلم القيام بذلك.
لماذا تصنيف التكافؤ خاص؟
تعتبر مهام التكافؤ (مثل التصنيف الفردي والزوجي) مفاهيم رقمية مجردة وعالية المستوى في البشر .
ومن المثير للاهتمام ، أن البشر يظهرون تحيزًا في الدقة والسرعة واللغة والعلاقة المكانية عند تصنيف الأرقام على أنها فردية أو زوجية.
على سبيل المثال ، نميل إلى الاستجابة بشكل أسرع للأرقام الزوجية بالإجراءات التي تقوم بها يدنا اليمنى ، والأرقام الفردية بالإجراءات التي تقوم بها يدنا اليسرى.
نحن أيضًا أسرع وأكثر دقة عند تصنيف الأرقام حتى مقارنة بالأرقام الفردية. ووجدت الأبحاث أن الأطفال عادة يربطون كلمة "حتى" بكلمة "يمين" و "فردي" بكلمة "يسار" .
تشير هذه الدراسات إلى أن البشر ربما تعلموا التحيزات و / أو التحيزات الفطرية فيما يتعلق بالأرقام الفردية والزوجية ، والتي قد تكون نشأت إما من خلال التطور أو الانتقال الثقافي أو مزيج من الاثنين معًا.
ليس من الواضح سبب أهمية التكافؤ بعد استخدامه في الرياضيات ، لذلك تظل أصول هذه التحيزات غير واضحة.
إن فهم ما إذا كان يمكن للحيوانات الأخرى التعرف على (أو يمكنها تعلم التعرف على) الأرقام الفردية والزوجية وكيف يمكن أن يخبرنا بالمزيد عن تاريخنا الخاص بالتكافؤ.
تدريب النحل على التعلم الفردي والزوجي
أظهرت الدراسات أن نحل العسل يمكن أن يتعلم ترتيب الكميات ، وإجراء عمليات الجمع والطرح البسيطة ، ومطابقة الرموز مع الكميات ، وربط مفاهيم الحجم والأرقام .
لتعليم النحل مهمة التكافؤ ، قمنا بتقسيم الأفراد إلى مجموعتين. تم تدريب أحدهم على ربط الأرقام الزوجية بمياه السكر والأرقام الفردية بسائل مرير (الكينين). تم تدريب المجموعة الأخرى على ربط الأعداد الفردية بمياه السكر ، وحتى الأعداد مع الكينين.
قمنا بتدريب نحل فردي باستخدام مقارنات بين الأرقام الفردية والزوجية (مع بطاقات تقدم 1-10 أشكال مطبوعة) حتى اختاروا الإجابة الصحيحة بدقة 80 بالمائة.
ومن اللافت للنظر أن المجموعات المعنية تعلمت بمعدلات مختلفة.
تم تدريب النحل على ربط الأرقام الفردية بمياه السكر بشكل أسرع.
كان تحيزهم التعليمي تجاه الأرقام الفردية هو عكس البشر ، الذين يصنفون الأرقام الزوجية بسرعة أكبر.
ثم اختبرنا كل نحلة على أرقام جديدة لم تظهر أثناء التدريب. بشكل مثير للإعجاب ، قاموا بتصنيف الأعداد الجديدة المكونة من 11 أو 12 عنصرًا على أنها فردية أو حتى بدقة تصل إلى حوالي 70 بالمائة.
أظهرت نتائجنا أن أدمغة نحل العسل المصغرة كانت قادرة على فهم مفاهيم الفردية والزوجية.
لذا فإن دماغًا بشريًا كبيرًا ومعقدًا يتكون من 86 مليار خلية عصبية ، ودماغ حشرة مصغر به حوالي 960 ألف خلية عصبية ، يمكن أن يصنف كلاهما الأعداد بالتكافؤ.
هل هذا يعني أن مهمة التكافؤ كانت أقل تعقيدًا مما كنا نظن سابقًا؟ للعثور على الإجابة ، لجأنا إلى التكنولوجيا المستوحاة من الحيوية.
إنشاء شبكة عصبية اصطناعية بسيطة
كانت الشبكات العصبية الاصطناعية واحدة من أولى خوارزميات التعلم التي تم تطويرها للتعلم الآلي . مستوحاة من الخلايا العصبية البيولوجية ، هذه الشبكات قابلة للتطوير ويمكنها معالجة مهام التعرف والتصنيف المعقدة باستخدام المنطق الافتراضي .
قمنا ببناء شبكة عصبية اصطناعية بسيطة من خمسة خلايا عصبية فقط لإجراء اختبار التكافؤ.
قدمنا إشارات الشبكة بين 0 و 40 نبضة ، والتي صنفتها على أنها إما فردية أو زوجية. على الرغم من بساطتها ، صنفت الشبكة العصبية بشكل صحيح أرقام النبض على أنها فردية أو حتى بدقة 100 بالمائة.
أظهر لنا هذا أن تصنيف التكافؤ من حيث المبدأ لا يتطلب دماغًا كبيرًا ومعقدًا مثل دماغ الإنسان.
ومع ذلك ، هذا لا يعني بالضرورة أن النحل والشبكة العصبية البسيطة استخدموا نفس الآلية لحل المهمة.
بسيط أم معقد؟
لا نعرف حتى الآن كيف تمكن النحل من أداء مهمة التكافؤ. قد تشمل التفسيرات عمليات بسيطة أو معقدة. على سبيل المثال ، قد يكون لدى النحل:
العناصر المقترنة للعثور على عنصر غير مزدوج
تم إجراء حسابات القسمة - على الرغم من أن عملية القسمة لم يسبق أن أظهرها النحل
عد كل عنصر ثم طبق قاعدة التصنيف الفردي / الزوجي على الكمية الإجمالية.
من خلال تعليم الأنواع الحيوانية الأخرى التمييز بين الأرقام الفردية والزوجية ، وإجراء رياضيات مجردة أخرى ، يمكننا معرفة المزيد حول كيفية ظهور الرياضيات والفكر المجرد في البشر.
هل اكتشاف الرياضيات نتيجة حتمية للذكاء؟ أم أن الرياضيات مرتبطة بطريقة ما بالدماغ البشري؟ هل الفروق بين البشر والحيوانات أقل مما كنا نعتقد في السابق؟
ربما يمكننا استخلاص هذه الأفكار الفكرية ، إذا استمعنا بشكل صحيح فقط.