大多數(shù)孩子都知道書面數(shù)字代表學前或初中的數(shù)量。現(xiàn)在，我們的新研究表明，蜜蜂也可以學習如何匹配符號和數(shù)字，就像我們?nèi)祟愑冒⒗Z和羅馬數(shù)字一樣。語言是學習和使用符號表示系統(tǒng)進行交流的能力。這包括將符號與抽象信息聯(lián)系起來的能力。例如，組合在一起的字母組成了一個我們可以閱讀的單詞，并且以正確順序放在一起的發(fā)聲單詞允許我們進行對話。人類語言可以包含口語，書面，視覺簽名或觸覺形式，如braile。在世界各地，人類已經(jīng)開發(fā)出許多不同的語言和書面語言。然而，數(shù)學尤其通常被視為“通用語言”，因為描述價值觀和方程式的數(shù)學概念不依賴于文化或其他框架。我們對數(shù)字符號是否真正具有普遍性的問題感興趣 - 也就是說，它們是否也適用于非人類的物種。

的蜜蜂是用于比較的信息處理的在腦研究的超個體。1973年，Karl von Frisch因其示范表明蜜蜂可以通過象征性的舞蹈語言與蜂巢隊友交流而獲得諾貝爾生理學和醫(yī)學獎。von Frisch表示，尋找有益花朵的覓食蜜蜂可以飛回蜂巢，并通過“擺動舞蹈”向營養(yǎng)花朵的方向和距離發(fā)出信號。其他蜜蜂可以解釋舞蹈語言，知道飛往哪里采集花蜜。我們想知道這種令人印象深刻的通信系統(tǒng)是否意味著蜜蜂可以學習另一種符號語言，一種基本的符號數(shù)字系統(tǒng)。有趣的是，黑猩猩，恒河猴，鴿子和一只名叫亞歷克斯的非洲灰鸚鵡已經(jīng)證明了學習阿拉伯數(shù)字或數(shù)字英文名字的技巧。這告訴我們，雖然沒有非人類物種似乎已經(jīng)形成了數(shù)字的象征性表示，但并不是因為它們?nèi)狈斫膺@種表征的大腦能力。

我們的工作已經(jīng)表明，蜜蜂可以學習和應用具有挑戰(zhàn)性的數(shù)字概念，如更大與較小的項目，“零”的定量評估，以及簡單的算術。我們將這些知識與我們的最新研究相結合。為了訓練蜜蜂匹配符號(稱為“符號”)和數(shù)量(稱為“數(shù)量”)，我們使用了先前用于訓練鴿子的符號子集來完成類似的任務。研究中使用的標志和數(shù)字。斯嘉麗霍華德，作者提供蜜蜂接受了訓練，可以飛入Y形迷宮。在迷宮內(nèi)，蜜蜂會看到刺激。如果蜜蜂會看到兩個選項，一個是正確的，另個是不正確的，它會飛進決策室。一組蜜蜂接受了訓練以使標志與數(shù)字相匹配，而第二組則訓練以使數(shù)字與標志相匹配。

如果蜜蜂正在學習將符號與數(shù)字相匹配，他們會先看到符號然后選擇兩個或三個形狀。如果蜜蜂學會將數(shù)字與符號相匹配，他們會首先看到許多項目，例如三個方格，然后可以選擇兩個符號。例如，如果蜜蜂看到一個N形標志，她將需要選擇一個展示兩個項目的展示。無論所呈現(xiàn)物品的形狀，圖案或顏色如何，她都需要能夠做到這一點。如果蜜蜂選擇正確，她將獲得糖溶液，但如果她選擇不正確，她會嘗到苦味奎寧(這不會傷害蜜蜂，但對她來說并不愉快)。重要的是，蜜蜂不能聞到奎寧和糖的味道，因此決策的唯一線索就是視覺上的提示。

蜜蜂接受了50次試驗的訓練，以匹配數(shù)字為“2”的N形符號和數(shù)字為“3”的倒T形符號，并達到約75%的準確度。這是第一次在無脊椎動物中顯示與數(shù)字匹配的符號。Y迷宮裝置和使用的刺激的例子。蜜蜂接受過訓練，要么選擇帶有數(shù)字的標志，要么帶有符號的數(shù)字。斯嘉麗霍華德，作者提供在完成訓練之后，在幾種條件下對蜜蜂進行了測試，這些條件具有完全新穎的圖案，顏色和形狀，并且繼續(xù)傾向于使標志與數(shù)字相匹配，或者與標志的數(shù)字相匹配。然而，有趣的是，我們發(fā)現(xiàn)蜜蜂無法扭轉他們學到的任務。如果蜜蜂學會了將符號與數(shù)字相匹配，那么她就無法將字與符號相匹配，反之亦然。似乎數(shù)字和符號表示之間的聯(lián)系只是在一個方向上學習而且無法逆轉。有趣的是，這些學習成果 - 被稱為“操作模式” - 有時也適用于人類的學習方式。

雖然除了人類之外沒有其他物種自發(fā)地開發(fā)出數(shù)字語言，但我們的研究表明，昆蟲可以通過符號理解和學習數(shù)字的基本表示。我們教給蜜蜂的系統(tǒng)在幾個方面受到限制。例如，我們訓練蜜蜂只鏈接兩個數(shù)量和兩個符號。我們還不知道蜜蜂是否給符號定量了價值;我們只知道他們可以將符號和數(shù)量聯(lián)系在一起。然而，非凡的蜜蜂展示了通過符號理解數(shù)字的能力。我們想知道我們作為人類是否如此特別 - 也許學習數(shù)學的能力可能是普遍的。盡管目前的研究在局限性，但我們已經(jīng)在很小程度上證明了與昆蟲物種的象征性交流，我們已經(jīng)與6億多年的進化分離。我們的研究為開發(fā)具有非常不同的動物物種的通信系統(tǒng)奠定了基礎，并且表明人類和非人類動物之間的差異在某些方面并不像我們以前所認為的那么大。