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怎麼幫動物考試？（二之一）

在斑龜實驗中，負責獎勵斑龜的人站在水道的一端，事前看不到紅色方塊的題目，得由水道另一端的人來說明斑龜答對與否，才會給斑龜獎勵，避免斑龜透過觀察獎勵者的眼神來猜題。圖／古室友

臺灣師範大學研究團隊發現臺灣原生「斑龜」能區分數字大小，最高可以分辨數字九、十的不同，一舉刷新了爬行動物對於「數量」這個抽象概念的世界紀錄。

　「數感能力」是日常生活中重要的認知能力，能幫助我們做出最有利的決策，例如在超市結帳時，我們能快速分辨出最少人排隊的櫃檯來節省時間。

　對動物來說也是如此，動物許多生態行為也都與數感息息相關，比如有些雄魚，會選擇加入雌性比較多的群體來增加自己繁衍的機會；鬣狗也會根據入侵者的數量，來判斷該逃跑還是奮力一搏。

　目前靈長類、哺乳類、鳥類，甚至是無脊椎動物的蜜蜂、花枝等動物，不僅都證明有數感，也已經有豐厚的研究紀錄，唯獨「爬行動物」的數感仍有待更多研究去探索。

　我們很好奇，想知道臺灣原生的「斑龜」數感能力好不好？但想要替動物來場「數理考試」可不簡單，因為斑龜並不會乖乖坐下來拿起鉛筆填寫考卷，那麼科學家們要怎樣才能替斑龜辦一場公平合理的考試呢？

聰明漢斯效應
「漢斯」是二十世紀初在德國的馬，能敏銳的觀察到飼主的表情，進而猜對四則運算、單字拼寫、日期與星期對應等題目。臺師大這項實驗已避開聰明漢斯效應。

確定測量真數感

　有些人想到，如果利用斑龜愛吃的蝦子，一邊放九隻，一邊放十隻，要是斑龜懂得選數量多的那一邊，是不是就代表斑龜能夠分辨九、十的概念？

　這樣做，可能混淆斑龜的「生態功能」與「數感能力」，斑龜可能會因為不管九隻或十隻蝦子都能夠吃飽，所以不一定需要選十隻蝦子。

　研究團隊決定用「紅色方塊」來取代食物，不僅能公平比較不同動物的數感表現，更能讓實驗操作者方便每次變換紅色方塊在板子上的位置，避免斑龜透過特定的排列模式來答題。

　由於紅色方塊一開始對斑龜而言毫無意義，研究團隊必須透過訓練與獎勵，使讓斑龜理解「選擇紅色方塊比較多的那邊」這件事。

　簡單來說，就是當斑龜選對的時候給食物作為獎勵。研究團隊不採用處罰，當斑龜做錯時只是把裝置收起來，讓斑龜能透過什麼時候有獎勵、什麼時候沒得玩，來調整自己的行為。

在水池相當常見的斑龜，是目前爬行動物數感能力的冠軍呢！圖／達志影像

體貼動物的習性

　我們實驗的裝置是一座水道，斑龜的起點位於水道的一端，水道另一端的左右兩側，則放置了不同數量的紅色方塊。

　雖然訓練的獎勵原理簡單明瞭，但在一開始時研究團隊發現──斑龜很沒耐心。研究團隊必須縮短斑龜水道的長度，讓斑龜能在短時間內就抵達紅色方塊多的那一邊；水道太淺，不方便游泳也不行，斑龜會因為實驗做太久不耐煩而拒絕繼續實驗。

　此外，爬行動物對於外界觸碰比較敏感，因此研究團隊還得訓練斑龜自己回頭游回去。種種困難都讓人理解到，在研究動物行為時，需要謹慎考量到不同動物的習性與身體條件，才能完整而真實的發現動物的「真本事」，而不會誤解牠們。