Какие животные умеют считать и понимать простые математические действия?

Мысль о том, что животное может считать или заниматься математикой, может показаться чем-то из разряда вирусных новостей или видео в TikTok. Но способность воспринимать количество, которую иногда называют «чувством числа», встречается у самых разных видов.

Итак, какие животные умеют считать и понимают простые математические действия?

«Многие виды, в том числе насекомые, моллюски, ящерицы, птицы и многие виды млекопитающих (как наземных, так и морских), могут различать количество объектов», — сообщил Live Science по электронной почте Майкл Беран, профессор психологии в Университете штата Джорджия. Эта способность эволюционировала, чтобы помогать животным находить больше пищи, а значит, оставаться в живых и передавать свои гены.

Например, исследования показали, что медоносные пчёлы (Apis mellifera) считают ориентиры, когда летят к цветам, богатым нектаром. Пауки-кругопряды (Nephila clavipes) следят за тем, сколько насекомых запуталось в их паутине.

Тунгарские лягушки (Physalaemus pustulosus) даже устраивают численные дуэли в рамках брачного ритуала: один самец издает скулящий звук, который заканчивается странным коротким звуком, называемым «чак», а другой самец отвечает ему дополнительным «чаком». Это соревнование продолжается, и количество «чаков» увеличивается, пока у лягушек не заканчивается дыхание.

Львицы (Panthera leo) оценивают свои шансы в бою, подсчитывая количество рёв приближающегося прайда-соперника, прежде чем решить, атаковать или отступить.

А в 2024 году исследователи обнаружили, что вороны-падальщики (Corvus corone) способны издавать определённое количество каркающих звуков в ответ на визуальные или слуховые сигналы, что позволяет им вслух считать от одного до четырёх.

Но вполне вероятно, что эти виды «не могут считать в том смысле, в котором мы понимаем это у людей», — отметил Беран.

Вместо этого у многих животных есть когнитивный инструмент, который учёные называют приблизительной системой счисления (ПССС) или «чувством числа», как рассказал Live Science Джорджио Валлортигара, профессор нейробиологии в Университете Тренто в Италии. По его словам, ПССС, по-видимому, опирается на «числовые нейроны» — нервные клетки, которые демонстрируют максимальную реакцию на определённые количества. «Интересно, что мы обнаружили эти нейроны даже у только что вылупившихся цыплят, что позволяет предположить, что ПССС может быть врождённой».

Это «чувство числа» работает не так, как счёт на пальцах, — оно больше связано с быстрым сравнением. Его две определяющие черты — это эффект расстояния и эффект размера. Эффект расстояния заключается в том, что легче различить числа, которые находятся далеко друг от друга, например 8 и 4, чем 8 и 6, а эффект размера заключается в том, что легче сравнивать меньшие числа, чем большие, даже если разница между ними одинаковая. Например, по словам Валлортигары, легче сравнить 2 и 4, чем 12 и 14.

Автономная нервная система подчиняется закону Вебера, который гласит, что животные воспринимают различия в количестве на основе соотношений, а не абсолютных величин, Айрин Пепперберг, адъюнкт-профессор Бостонского университета, которая, как известно, работала с попугаем Алексом, рассказала Live Science.

Пепперберг и Беран утверждают, что способность оценивать количество с помощью ANS сильно отличается от человеческой способности считать, которая подразумевает знание того, что число «4» означает ровно четыре предмета, независимо от того, что это — пробки, ключи или шарики. Истинный счёт, как объяснил Пепперберг, также предполагает изучение символов, понимание значения каждой цифры и знание их порядка. Человеческим детям требуются годы обучения, чтобы полностью усвоить эти идеи, и «лишь очень немногие нелюди» — попугай Алекс и два шимпанзе по имени Шеба и Ай — «хоть сколько-нибудь приблизились к настоящему счёту», — сказал Пепперберг.

Попугай Алекс мог называть и правильно расставлять по порядку арабские цифры от одной до восьми и даже складывать два набора предметов, например крекеры или мармеладки.

Могут ли животные считать?

Многие исследователи считают, что счёт — это предшественник и основа математики, но не сама математика. Поэтому, хотя многие животные, по-видимому, способны к элементарному счёту — по крайней мере, когда речь идёт о том, чтобы заметить изменения в количестве, — подавляющее большинство на самом деле не занимается математикой, которая на базовом уровне включает в себя арифметику: числа и символы, которые используются для сложения, вычитания, умножения и деления.

«Формальная арифметика, которую наши дети изучают в школе, — это, очевидно, довольно недавнее культурное изобретение», — сказал Валлортигара. Некоторые традиционные общества, например племя химба в Намибии, до сих пор используют метод приблизительных вычислений для оценки количества, отметил он. С развитием земледелия и животноводства людям потребовались более точные расчёты, что, вероятно, и привело к появлению формальной арифметики.

Однако, по словам Берана, учёные провели хитроумные эксперименты, которые показали, что некоторые виды животных способны выполнять простые математические действия, такие как сложение и вычитание.

Несколько видов животных, в том числе африканские серые попугаи, голуби, некоторые приматы, медоносные пчёлы, скаты и цихлиды, обученные ассоциировать определённые цвета или символы с арифметическими операциями, продемонстрировали способность выполнять базовые операции сложения и вычитания с небольшими числами. В ходе этих экспериментов животные учились интерпретировать визуальные подсказки (например, синяя точка означает «прибавить один»), а затем применять эти правила для решения простых математических задач.

«И, возможно, с творческими разработками [могут быть возможны] даже некоторые формы умножения и деления, которые на самом деле являются всего лишь частными случаями сложения / вычитания», — сказал Беран.

Но если математика связана с большими числами — например, с решением уравнения 12 + 22 — или более сложными формулами, такими как те, что используются в алгебре, «то способности животных к арифметике гораздо, гораздо слабее», — говорит Беран.

Ученые создают ДНК с нуля: игра в Бога или прорыв науки?