狗狗也“懂”牛顿定律

来源: 中国科学报 2021-12-31 12:01:47

参与研究的狗(图片来源:Rooobert Bayer)

一项新研究发现,当屏幕上的3D动画球违反某些物理定律时,观看电脑的狗的行为表明,它们会觉得自己的眼睛在欺骗自己。

如果虚拟球不是因为与另一个球碰撞发生滚动,而是自发开始滚动,宠物狗的瞳孔就会扩张,盯着球看的时间也更长。

奥地利维也纳兽医大学的Christoph Volter说,这些行为表明,动物对球没有按照其预期的方式运动感到惊讶。

“当你对环境中与物理有关的规律有所预期,但却发生了不合预期的事情,这就是学习的起点。你开始予以关注,并尝试探究到底发生了什么。”Volter说。

他指出,大约6个月以上的人类婴儿和黑猩猩,在物理环境发生违反预期的测试中,也会更长时间地盯着那个物体看。

对人类的研究表明,当脑力活动增加(如计算)或情绪更强烈(如兴奋或惊讶)时,瞳孔会放大得更多——这被称为“心理感觉瞳孔反应”。之前对狗的研究也表明,与看到快乐的人相比,狗在看到愤怒的人脸时,瞳孔会扩张得更多。

在这项日前发表于《生物学快报》的新研究中,Volter和同事Ludwig Huber通过观察分析狗是如何看待不遵循基本物理定律而滚动的3D动画球的。

他们训练了14只成年宠物狗,以边境牧羊犬、拉布拉多猎犬和混血犬为主。研究人员让它们把头放置在电脑屏幕和眼动追踪仪前的垫子上。电脑屏幕中播放随机排列的彩色3D动画球滚动的短视频。

在一个视频中,一个球滚向并触碰另一个静止的球,然后第一个球停下,第二个球开始滚动,这一过程符合牛顿提出的物理定律。在另一个视频中,第一个球在触碰第二个球之前就停止了,第二个球突然开始自行滚动,该过程违反了基本的物理定律。

结果狗与人类婴儿和黑猩猩一样,眼睛会更长时间地盯着那些不按规律运动的球。其瞳孔的变化更令人信服:面对“错误”的运动情况,它们的瞳孔都会扩张,这表明它们看到的现象与其预期相反。

但Volter指出,这并不意味着狗一定能理解需要复杂计算的物理学。但这确实表明狗对其所处的物理环境有一种模糊的理解。但狗是如何处理这些意想不到的信息的,还有待研究。(徐锐)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1098/rsbl.2021.0465

标签: 瞳孔 边境牧羊犬 牛顿定律 Volter 物理定律

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