Ong mật hiểu được số không: thí nghiệm năm 2018 và tranh luận

Năm 2018, nhóm của Scarlett Howard và Adrian Dyer (Đại học RMIT, Úc) cùng các cộng sự ở Pháp công bố trên tạp chí Science rằng ong mật xếp được "tập rỗng" — một tấm thẻ không có hình nào — vào vị trí nhỏ hơn số một, tức là đối xử với "không có gì" như một lượng ở đầu dãy số. Đó là một trong những dấu hiệu đầu tiên cho thấy một loài côn trùng có dạng hiểu biết sơ khai về số không. Kết quả gây ấn tượng mạnh, nhưng các nhà nghiên cứu vẫn tranh luận ong thật sự "hiểu" hay chỉ dùng một mẹo đơn giản hơn.

Vì sao số không là chuyện khó

Đếm ba quả táo thì có ba thứ để nhìn. Số không là đếm cái không có. Nó đòi hỏi coi sự vắng mặt là một lượng, đặt được lên cùng một dãy với một, hai, ba.

Lịch sử loài người cho thấy điều đó khó đến mức nào. Người Babylon dùng một dấu để đánh chỗ trống trong cách ghi số, nhưng chưa coi đó là một số để cộng trừ. Người Maya có ký hiệu số không trong lịch. Phải đến năm 628, nhà toán học Ấn Độ Brahmagupta mới viết thành văn những quy tắc tính toán với số không như với một số thực thụ. Ở trẻ em cũng vậy: trẻ biết đếm từ một đến mười khá sớm, nhưng hiểu "không" là một số nhỏ hơn một thường đến muộn hơn, khoảng 4–6 tuổi tuỳ từng trẻ và cách thử.

Vì thế, khi có bằng chứng một loài vật xếp được tập rỗng vào dãy số, đó là tin đáng chú ý. Trước ong, khỉ rhesus đã làm được điều này trong nghiên cứu của Diana Merritt, Rosa Rugani và Elizabeth Brannon năm 2009. Một loài côn trùng thì khác hẳn: não ong mật chỉ có chưa tới một triệu tế bào thần kinh, so với khoảng 86 tỉ ở người.

Thí nghiệm năm 2018 được làm thế nào

Ong mật rất hợp để thử nghiệm học tập: chúng quay lại đúng chỗ có nước đường, và học nhanh khi được thưởng.

1. Dạy quy tắc "ít hơn" hoặc "nhiều hơn". Ong bay tới một bức tường có các tấm thẻ trắng, trên đó in từ một đến bốn hình đen (tròn, vuông, tam giác, đổi hình dạng và kích thước liên tục). Nhóm "ít hơn" được thưởng nước đường khi đậu vào thẻ có ít hình hơn trong cặp; chọn sai thì gặp nước đắng. Nhóm "nhiều hơn" thì ngược lại.
2. Thử với thẻ rỗng. Sau khi ong đã học, nhóm nghiên cứu đưa ra một cặp chưa từng gặp: thẻ không có hình nào và thẻ có một hình.
3. Kết quả. Ong nhóm "ít hơn" phần lớn chọn thẻ rỗng — tức là coi "không có gì" ít hơn "một". Ong nhóm "nhiều hơn" chọn thẻ có một hình.

Một chi tiết thuyết phục thêm: ong phân biệt cặp 0 và 6 dễ hơn cặp 0 và 1. Đây là "hiệu ứng khoảng cách" — hai số càng xa nhau càng dễ phân biệt — đúng như ở người và ở khỉ. Nếu ong chỉ coi thẻ rỗng là "loại thẻ khác", thì không có lý do gì 0–6 lại dễ hơn 0–1. Hiệu ứng khoảng cách gợi ý ong đặt số không lên cùng một dãy với các số khác.

Nhóm nghiên cứu cũng kiểm soát những gợi ý không phải số: thay đổi tổng diện tích phần màu đen, chu vi, mật độ hình, để ong không thể chỉ chọn thẻ "ít đen hơn".

Sau số không: cộng trừ một

Năm 2019, nhóm Howard và Dyer công bố tiếp trên Science Advances một thí nghiệm khác. Ong được dạy rằng hình màu xanh lam nghĩa là "cộng một", màu vàng nghĩa là "trừ một". Ong thấy một mẫu, chẳng hạn ba hình xanh, rồi bay qua một lối vào để chọn giữa hai đáp án. Ong phải chọn thẻ có bốn hình để được thưởng. Sau khi học, ong chọn đúng ở mức cao hơn đoán mò cả với những tổ hợp chưa từng luyện.

Tác giả mô tả đây là phép tính số học đơn giản. Người phản biện thì lưu ý rằng ong được huấn luyện rất nhiều lần, và chọn đúng "cao hơn đoán mò" không có nghĩa là giải được như người.

Tranh cãi: hiểu số hay mẹo nhìn?

Các nghiên cứu về số ở côn trùng gặp một câu hỏi cũ, đi từ thời ngựa Hans: con vật có thật sự làm điều ta nghĩ, hay một điều đơn giản hơn cũng cho cùng kết quả?

Mô hình của Vasas và Chittka không bác bỏ kết quả của nhóm Howard. Nó chỉ ra rằng để làm được bài, ong không nhất thiết cần một bộ máy trí tuệ đồ sộ. Điều đó có thể đọc theo hai hướng: hoặc ong "hiểu" ít hơn ta tưởng, hoặc năng lực về số rẻ hơn ta tưởng, nên đã xuất hiện ở nhiều loài khác nhau. Chính Chittka, trong cuốn The Mind of a Bee (2022), nghiêng về hướng thứ hai: nhiều năng lực tưởng chỉ có ở não lớn có thể làm được bằng mạch thần kinh nhỏ gọn.

Năm 2021, nhóm của Andreas Nieder ở Đại học Tübingen ghi được những nơ-ron trong não quạ đen (loài quạ phổ biến ở châu Âu) phản ứng riêng với tập rỗng, như những nơ-ron tương tự từng tìm thấy ở não khỉ. Các mảnh bằng chứng từ ong, chim và linh trưởng dần ghép lại thành một bức tranh: cảm nhận số lượng, kể cả "không có gì", là năng lực cổ và phổ biến hơn từng nghĩ. Phần cảm nhận số ở trẻ sơ sinh và động vật nói chung có bài riêng ở một wiki khác trong hệ.

Vì sao ong cần biết "không có gì"

Các nhà nghiên cứu đưa ra một lời giải thích sinh thái, mang tính giả thuyết. Một con ong thợ đi kiếm ăn ghé hàng trăm bông hoa mỗi chuyến. Nó phải đánh giá nhanh: hoa này còn mật hay đã bị con khác hút sạch? Cụm hoa này nhiều hay ít bông đáng ghé? Nhận ra "không có" — không mật, không hoa — và so sánh với "có một ít" là việc ong làm liên tục để không phí sức bay. Một năng lực tưởng là toán học trừu tượng có thể sinh ra từ nhu cầu rất cụ thể của việc kiếm ăn. Cách ong báo cho nhau chỗ có hoa là một chủ đề riêng, được bàn ở wiki khác trong hệ.

Góc nhìn hôm nay

Hai việc làm được sau khi đọc:

1. Đọc tin "ong biết làm toán" cho đúng. Điều đã được thử là ong học được quy tắc ít – nhiều và xếp tập rỗng ở dưới một, trong điều kiện thí nghiệm có thưởng. Ong không "biết số không" như học sinh lớp một. Các nhà khoa học còn tranh luận ong dùng khái niệm hay mẹo.
2. Thử với trẻ nhỏ trong nhà. Đặt hai cái đĩa, một đĩa có một viên kẹo, một đĩa trống, hỏi "đĩa nào ít hơn?". Rồi hỏi "đĩa trống có bao nhiêu viên?". Nhiều trẻ chỉ được đĩa ít hơn trước khi gọi được tên "không" là một con số. Bạn sẽ thấy tận mắt vì sao nhà toán học Brahmagupta được nhắc tới hơn mười ba thế kỷ sau.

Nếu có vườn, trồng vài loại hoa nở nối tiếp nhau là cách đơn giản để quan sát ong kiếm ăn — chúng ghé hoa nào, bỏ qua hoa nào. Nên đứng xa, tránh mặc màu sặc sỡ và đừng đập ong.