研究:海豚可能是数学天才

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【大澳门威尼斯人赌场官网2012年07月23日讯】(大澳门威尼斯人赌场官网记者古惠珍编译报导)一项最新的研究指称,海豚是最聪明的海洋哺乳动物,它们会使用复杂的非线性数学运算,可能是数学天才,它们会以声纳制造“泡泡网”来侦测猎物位置。此研究结果令人非常惊讶,因为人类目前还无法制造像是泡泡网般的声纳波。

探索频道(Discovery)报导,南安普敦(Southampton)大学的超音波学和水中声学教授兼副院长李顿(Tim Leighton)看了探索频道的《蓝色星球》系列节目,介绍有关海豚进行狩猎,会吹出泡泡网来围住猎物时,他被此现象迷住了,因为没有人造的声纳能够在这种充满泡泡的水中有效运作。他最新的研究发表于《英国皇家学会学报》,灵感来自于此。

海豚在猎食时,它们可能不利用它们的眼睛(这听起来很奇怪,因它们仍然有视力),而是利用它们的声纳去猎食,此声纳可完成人类声纳无法完成的任务。这让海豚有惊人的能力。

李顿和他的同事怀特及学生开始探讨海豚惊人的能力。他们开始模仿海豚所发出的回声定位信号。研究人员以非线性数学取代标准的方式处理声纳反弹。此方法成功了,并能解释海豚如何利用泡泡网猎食成功。

它所涉及的数学是复杂的。实质上,海豚会产生不同振幅的声波。若第一个声波值为1,而第二个是1/3。李顿说:“假如海豚记得两个声波的比例,两个声波可加成,它们会以声纳而侦测鱼的位置。这可增强侦测。”但这不能说明全部。海豚猎食必须有第二阶段。

李顿说:“声纳产生的泡泡会因为泡泡强烈的散射而引起错误的警告讯息,海豚不会浪费能量而去追逐错误的警告讯息,因此时鱼早已逃之夭夭。”

第二阶段则涉及两声波回声相减,以确保第二个声波回声是第一个乘以三。总之,这个过程中,首先海豚藉由声纳的加法而侦测到鱼。然后藉由减法而无法侦测到鱼,以确认鱼的位置。

为了确认海豚是使用这种非线性的数学运算技巧,有一些问题仍然必须厘清。例如,为了使此方法可行,当海豚进入泡泡网时,它们会使用低频率,使它们可听到音调高两倍的频率。

李顿说:“直到发现海豚会以声纳制造‘泡泡网’以侦测猎物位置。这些问题才找到答案,我们发现若应用类似海豚声波的人造声波,在充满泡泡的水中可侦测物体,这是很有可能的。”如复制此法,将对人类带来好处。它可能可探测隐藏在墙壁、石头或树叶的窃听装置的隐蔽电路,也可以大大改善水雷探测。

目前,海军使用海豚或潜水员在近岸的充满泡泡的水中,例如,在波斯湾的恶劣环境下,用他们的手去感觉。

在佛罗里达海豚研究中心的先前研究,已发现海豚可理解各种数字的概念,例如在序列尺度中可认出和表达数值。伍兹霍尔海洋研究所的海洋的生物学家萨伊格(Laela Sayigh)说:“在野外,记录哪些区域有较丰富的食物来源,这对海豚是非常有用的。”

虽然海豚在动物王国中是最聪明的动物,它们不可能是唯一的数学天才。鹦鹉、黑猩猩,甚至鸽子已被证明对数字概念拥有高等理解力。研究显示,在许多物种,数学能力是天生的,而对于人类来说,数字感、数学能力和口头表达能力,也许是人类不同的才能,是我们学会以后才将其整合的。

(责任编辑:张东光)

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