研究:海豚可能是數學天才

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【大紀元2012年07月23日訊】(大紀元記者古惠珍編譯報導)一項最新的研究指稱,海豚是最聰明的海洋哺乳動物,牠們會使用複雜的非線性數學運算,可能是數學天才,牠們會以聲納製造「泡泡網」來偵測獵物位置。此研究結果令人非常驚訝,因為人類目前還無法製造像是泡泡網般的聲納波。

探索頻道(Discovery)報導,南安普敦(Southampton)大學的超音波學和水中聲學教授兼副院長李頓(Tim Leighton)看了探索頻道的《藍色星球》系列節目,介紹有關海豚進行狩獵,會吹出泡泡網來圍住獵物時,他被此現象迷住了,因為沒有人造的聲納能夠在這種充滿泡泡的水中有效運作。他最新的研究發表於《英國皇家學會學報》,靈感來自於此。

海豚在獵食時,牠們可能不利用牠們的眼睛(這聽起來很奇怪,因牠們仍然有視力),而是利用牠們的聲納去獵食,此聲納可完成人類聲納無法完成的任務。這讓海豚有驚人的能力。

李頓和他的同事懷特及學生開始探討海豚驚人的能力。他們開始模仿海豚所發出的回聲定位信號。研究人員以非線性數學取代標準的方式處理聲納反彈。此方法成功了,並能解釋海豚如何利用泡泡網獵食成功。

它所涉及的數學是複雜的。實質上,海豚會產生不同振幅的聲波。若第一個聲波值為1,而第二個是1/3。李頓說:「假如海豚記得兩個聲波的比例,兩個聲波可加成,牠們會以聲納而偵測魚的位置。這可增強偵測。」但這不能說明全部。海豚獵食必須有第二階段。

李頓說:「聲納產生的泡泡會因為泡泡強烈的散射而引起錯誤的警告訊息,海豚不會浪費能量而去追逐錯誤的警告訊息,因此時魚早已逃之夭夭。」

第二階段則涉及兩聲波回聲相減,以確保第二個聲波回聲是第一個乘以三。總之,這個過程中,首先海豚藉由聲納的加法而偵測到魚。然後藉由減法而無法偵測到魚,以確認魚的位置。

為了確認海豚是使用這種非線性的數學運算技巧,有一些問題仍然必須釐清。例如,為了使此方法可行,當海豚進入泡泡網時,牠們會使用低頻率,使牠們可聽到音調高兩倍的頻率。

李頓說:「直到發現海豚會以聲納製造『泡泡網』以偵測獵物位置。這些問題才找到答案,我們發現若應用類似海豚聲波的人造聲波,在充滿泡泡的水中可偵測物體,這是很有可能的。」如複製此法,將對人類帶來好處。它可能可探測隱藏在牆壁、石頭或樹葉的竊聽裝置的隱蔽電路,也可以大大改善水雷探測。

目前,海軍使用海豚或潛水員在近岸的充滿泡泡的水中,例如,在波斯灣的惡劣環境下,用他們的手去感覺。

在佛羅里達海豚研究中心的先前研究,已發現海豚可理解各種數字的概念,例如在序列尺度中可認出和表達數值。伍茲霍爾海洋研究所的海洋的生物學家薩伊格(Laela Sayigh)說:「在野外,記錄哪些區域有較豐富的食物來源,這對海豚是非常有用的。」

雖然海豚在動物王國中是最聰明的動物,牠們不可能是唯一的數學天才。鸚鵡、黑猩猩,甚至鴿子已被證明對數字概念擁有高等理解力。研究顯示,在許多物種,數學能力是天生的,而對於人類來說,數字感、數學能力和口頭表達能力,也許是人類不同的才能,是我們學會以後才將其整合的。

(責任編輯:張東光)

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