语言训练倭黑猩猩Kanzi具备虚拟客体表征能力的实验证据

《SCIENCE》:Evidence for representation of pretend objects by Kanzi, a language-trained bonobo

【字体: 时间:2026年02月09日 来源:SCIENCE 45.8

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  本研究针对非人灵长类能否形成虚拟客体表征这一核心认知科学问题,通过设计三层级实验范式,证实语言训练倭黑猩猩Kanzi能够理解并追踪虚拟物体位移。该发现突破性地揭示次级表征(secondary representations)能力并非人类独有,为重构人类认知进化路径提供关键证据。

  
当孩子们用树枝当作宝剑进行决斗,或为空茶杯注入想象的茶水时,他们正在展现人类独有的认知天赋——构建次级表征(secondary representations)的能力。这种能够将心理模型与现实解耦(decoupling),同时处理真实与虚拟情境的认知机制,被认为是支撑心智理论(Theory of Mind)、未来情景模拟等高级认知功能的基石。然而长期以来,科学界对非人动物是否具备这种能力存在激烈争论,由于缺乏直接实验证据,该问题始终是认知进化研究领域的悬案。
为突破这一研究瓶颈,Bastos与Krupenye在《SCIENCE》发表的研究中,设计了一套精巧的行为实验体系。他们以享有盛名的语言训练倭黑猩猩Kanzi为研究对象,这位43岁的灵长类能够通过指向或使用包含300多个符号的lexigram(符号交流系统)回应语言指令。研究团队通过三个环环相扣的实验,系统验证了Kanzi对虚拟客体的表征能力。
关键技术方法包括:1)构建共享性假装游戏(shared pretense)交互范式,通过标准化语言提示引导实验;2)采用训练试次与探测试次3:1混合设计,确保动机维持的同时避免强化学习干扰;3)通过透明容器与实物-虚拟物对比设置,排除知觉线索干扰;4)应用贝叶斯二项检验与逻辑回归进行统计建模。
结果
实验1通过虚拟果汁倾倒任务发现,当实验者向两个空杯进行虚拟倾倒后,将其中一个杯中的"虚拟果汁"倒回水壶时,Kanzi能显著选择保留虚拟果汁的杯子(68%正确率,BF=4.48)。首试次即表现正确,且无学习效应,表明其具备虚拟液体位移追踪能力。
实验2通过实物-虚拟物区分任务证实,当面对真实果汁与虚拟果汁的选择时,Kanzi优先选择真实果汁(77.8%正确率,BF=4.51),排除其将虚拟动作误认为真实情况的可能。
实验3采用虚拟葡萄位移任务进行概念性重复验证,Kanzi在虚拟葡萄定位任务中表现更优(68.9%正确率,BF=4.58),进一步巩固了实验结论的稳健性。
讨论
本研究首次通过受控实验证实非人灵长类具有形成虚拟客体次级表征的能力。Kanzi的表现无法用刺激增强、模仿学习或行为固化等替代假说解释,其能明确区分真实与虚拟客体的特性,更凸显了认知解耦机制的存在。这一突破性发现将次级表征能力的进化起点推前至600-900万年前的人猿共同祖先时期,为重新审视灵长类认知进化图谱提供了关键坐标。
该成果对解读动物心智研究领域的多个争议性问题具有启示意义。首先,它增强了猿类具备心理状态归因(mental-state attribution)能力的可信度,因为这种需要元表征(metarepresentation)的高级认知功能正是以次级表征为认知基础。其次,它为重新评估猿类未来情景思维(episodic future thinking)等时间认知能力提供了新支点。尽管Kanzi的语言训练背景可能对其表现产生促进作用,但野生猿类中观察到的母性虚拟游戏等行为暗示,这种认知潜力可能普遍存在于猿类中。
这项研究开创的非侵入性交互范式,为探索动物意识提供了新路径。未来研究可结合违反预期范式(violation-of-expectation paradigms)等技术,进一步揭示非人动物认知世界的深度与广度。随着更多物种参与类似研究,我们或将重新绘制认知能力的进化树,更深刻地理解人类独特性的生物学基础。
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