新研究表明，乌鸦能像幼儿一样“数数”

在幼儿学会掌握符号计数（其中“一”代表单个物体，“二”代表两倍）之前，他们会经历口头计数的发展阶段。在这个阶段，当被问到一组三个苹果中有多少个时，幼儿可能会以原始计数的形式说“一、一、一”或“一、二、三”或“苹果、苹果、苹果”。他们知道有三个苹果，但他们还没有能力用“三”这个抽象形式来表达这个数字。

受此启发，德国图宾根大学神经生物学家兼博士后研究员 Diana Liao 决定提出一个显而易见的问题：乌鸦也能做到这一点吗？剧透警告：根据 5 月 23 日发表在《科学》杂志上的一项首创研究，它们可以做到这一点。根据新研究，小嘴乌鸦可以控制自己的叫声，并将叫声的次数与提示相对应，这是一种原始计数方式。

这项研究为鸦科动物（包括乌鸦、渡鸦、喜鹊和松鸦在内的鸟类）拥有的认知能力清单增添了新的内容。这项新研究还有助于揭示人类数学能力的进化起源。通过研究其他动物的能力和局限性，科学家可以更好地了解我们自己的计算能力从何而来以及如何产生。

“这是一项非常巧妙的研究，”卡内基梅隆大学心理学教授杰西卡·坎特隆告诉《大众科学》 ，她研究的是定量推理，没有参与乌鸦调查。在人类中，发声系统和数学大脑之间的联系是我们数字感的关键部分。“当你开始用发声来代表外面的事物时，它会改变你的思维方式......这就是人类在发展和进化过程中出现计数的方式，”她解释道。“目前还不清楚是否有其他动物可以做到这一点，”坎特隆补充道——直到现在。

先前的研究（通常涉及啄食、按按钮、选择食物、点击屏幕、头部运动或手唱歌）表明，乌鸦、黑猩猩、猴子、鹦鹉、老鼠、蜜蜂、鸡和其他动物确实具有一定程度的定量推理能力，包括区分不同数量的东西、进行基本算术，甚至很少概念化零。但人类的声音控制水平在动物中是独一无二的。坎特隆说，即使是其他灵长类动物“在发出人类语言类型的发声方面也非常糟糕”。“我认为人们已经放弃了让灵长类动物在定量推理任务中发声的尝试。”

乌鸦只是众多会发出声音的物种之一，是自然界中“卡嘎”的另一种声音。廖解释说，与人类不同，科学家认为大多数动物的叫声都是无意识的、本能的——在出生时就被设定了，并由外部环境线索引发。例如，对山雀的研究表明，当有更大的捕食者时，山雀会在它们的警报声中添加更多的“迪”音节——但这种趋势并不一定意味着鸣禽实际上是在用它们的鸣叫来测量捕食者的大小。相反，可能“迪”的数量与捕食者出现引起的兴奋程度相对应，更大的威胁更令人担忧。廖想在更可控的环境中深入研究这种现象，在那里，人工实验室的设置将使她和她的同事能够消除本能的恐惧和兴奋的作用。

这项关于小嘴乌鸦的新研究首次明确表明，除了人类之外，任何其他物种都可以将自愿发声与对数量的理解联系起来。意大利特伦托大学的神经科学家 Girogio Vallortigara 曾发表过关于斑马鱼和新生雏鸟数字能力的论文，他说，跟踪乌鸦的叫声“不像数啄食的次数”。相反，追踪乌鸦的叫声需要“计时……并且需要大量的记忆和计划”，他解释说。“这肯定是一种高级认知能力。”

为了证明鸦科动物的能力，廖和她的合著者训练了三只小嘴乌鸦，让它们将彩色阿拉伯数字（1、2、3 和 4）和中性听觉提示（即与任何自然威胁或猎物无关的声音）与一系列相应的灵活叫声联系起来。廖说，这个过程花了一年多的时间，大部分都是通过反复试验完成的。研究人员会在屏幕上向每只乌鸦展示一个数字或预先录制的声音，然后当它发出匹配的叫声时，用食物奖励它。

训练完成后，乌鸦们会接受一到两个小时的反复测试。每只乌鸦都站在屏幕前，通过啄食目标来开始测试。然后，屏幕上会出现一个数字作为回应，或者会播放音频提示。乌鸦会鸣叫以示回应，然后啄食屏幕上的“输入键”以表示回应结束。如果鸣叫次数与数字提示正确对应，乌鸦们将获得美味的黄粉虫或鸟食颗粒作为奖品。

在每组 20 次实验中，三只乌鸦都表现出它们能够以比随机性高得多的概率将自己的叫声与提示对齐。大多数时候，乌鸦都能正确回答——对数字 1 的响应准确率为 100%，对数字 2 的响应准确率为 60% 以上，对数字 3 的响应准确率为 50% 以上，对数字 4 的响应准确率为 40% 左右。研究人员使用计算机分析工具进一步发现，一系列叫声中的第一个叫声会有很大差异，这取决于接下来的叫声数量——这表明乌鸦从第一声叫声开始就在计划它们的响应和叫声数字。最后，研究人员评估了乌鸦出错的路线，发现错误分为两类：断断续续（鸟儿重复叫声）和跳过（鸟儿忘记叫声）——这表明当鸟儿出错时，它们通常从正确的计划开始，然后有时会在途中迷失方向。

总的来说，他们的实验表明，小嘴乌鸦具有先进的能力，可以根据任意的提示发出或抑制叫声——就像幼儿一样大声数数。

然而，这项研究也存在一些局限性。廖说，作者没有直接测量唤醒程度，因此唤醒程度可能仍然是影响鸟类反应的一个因素。坎特隆说，鸟类的反应可能是追踪叫声持续时间，而不是离散音节。如果是这样的话，它们可能实际上没有能力理解叫声与许多事物之间的一一对应关系，它们可能只是将时间长度与刺激联系起来。需要进一步研究才能确定。

廖计划进行更多实验，探索乌鸦在野外如何使用发声数字，并希望研究支持新发现能力的底层大脑系统。“鸟类谱系在 3 亿多年前与灵长类谱系分化。我们已经进化出截然不同的大脑结构。观察不同的大脑如何产生类似的行为将非常有趣。”

将来，我们对乌鸦的了解可以帮助我们更好地了解自己。数学是人类认知的“决定性特征”，但“这并不意味着我们发明了完全独特的思维方式，”坎特隆说。“人类的一切都有一个背景故事，这是我们可以在现代物种中观察到的。如果我们观察进化树的不同分支，我们就可以开始追溯我们自己思维的历史。”