在动物界，数字本能的惊人力量
对生态环境中的动物进行的大量研究表明，它们已经进化到使用数字来开发食物来源，躲避捕食者和繁殖。
过去几十年的重要发现之一是，我们的数字能力深深植根于我们的生物祖先，而不是基于我们使用语言的能力。考虑到我们人类使用数字信息的众多情况，没有数字的生活是不可想象的。但是，在我们的祖先成为智人之前，数字能力对他们有什么好处呢？为什么动物要把数字放在首位呢？
事实证明，处理数字对生存有很大的好处，这就是为什么这一行为特征在许多动物群体中存在。对生态环境中的动物进行的几项研究表明，代表数量可以增强动物开发食物来源、捕猎猎物、避免捕食、在其栖息地导航以及坚持社会互动的能力。
在地球上进化出具有数字能力的动物之前，单细胞微型细菌-地球上最古老的生物-已经利用了定量信息。细菌的谋生方式是通过消耗环境中的营养物质。大多数情况下，它们会生长并分裂以繁衍后代。然而，最近几年，微生物学家发现它们也有社交生活，能够感觉到其他细菌的存在或不存在；换句话说，它们可以感觉到细菌的数量。
以海洋细菌费氏弧菌为例。它有一种特殊的特性，允许它通过一种称为生物发光的过程产生光，类似于萤火虫发出光的方式。如果这些细菌在稀水溶液中(它们单独存在的地方)，它们就不会发光。但是当它们生长到一定数量的细菌时，所有的细菌都会同时发光。因此，费氏弧菌可以区分它们何时独处，何时在一起。
不知何故，他们必须传达细胞编号，结果发现他们是用一种化学语言做到这一点的。它们分泌通讯分子，这些分子在水中的浓度随着细胞数量的增加而成比例增加。当这个分子达到一定数量，也就是所谓的法定数量时，它就会告诉其他细菌有多少邻近的细菌，所有的细菌都会发光。这种行为被称为“群体感应”：细菌用信号分子投票，选票被计算出来，如果达到一定的阈值(群体)，每个细菌都会做出反应。这种行为不仅仅是费氏弧菌的一种反常现象；所有的细菌都使用这种群体感应来通过信号分子间接地传达它们的细胞数量。
值得注意的是，群体感应并不局限于细菌；动物也在使用它四处走动。例如，日本蚂蚁(Myrmecina Nipponica)如果感觉到法定人数，就会决定将它们的蚁群转移到新的地点。在这种协商一致的决策方式中，只有在指定数量的蚂蚁出现在目的地时，蚂蚁才开始将它们的幼崽与整个蚁群一起运送到一个新的地点。只有到那时，他们才会决定，移动殖民地才是安全的。
当涉及到导航和开发有效的觅食策略时，数字认知也起着至关重要的作用。2008年，生物学家玛丽·达克(Marie Dacke)和曼德扬·斯里尼瓦桑(Mandyam Srinivasan)进行了一项优雅而完全受控的实验，在实验中，他们发现蜜蜂能够估计飞行隧道中到达食物源的地标的数量-即使空间布局发生了变化。蜜蜂依靠地标来测量食物来源到蜂箱的距离；因此，评估数量对它的生存至关重要。
研究人员发现，当谈到最佳觅食时，“追求更多”在大多数情况下是一个很好的经验法则，当你考虑到这一点时，这似乎是显而易见的，但有时相反的策略是有利的。田鼠(黑线姬鼠)喜欢活蚂蚁，但蚂蚁是危险的猎物，因为它们在受到威胁时会咬人。当一只田鼠和两只数量不同的蚂蚁一起被放入竞技场时，出人意料的是，它“花得更少”。在一项研究中，可以在5只蚂蚁与15只蚂蚁、5只蚂蚁与30只蚂蚁和10只蚂蚁与30只蚂蚁之间进行选择的老鼠总是更喜欢数量较少的蚂蚁。野外老鼠似乎选择了较小的蚂蚁群体，以确保狩猎舒适，并避免频繁被叮咬。
当涉及到成群捕猎猎物时，数字线索也起着重要的作用。例如，狼群捕获麋鹿或野牛的概率随狩猎队的群体规模而变化。狼经常捕猎大型猎物，如麋鹿和野牛，但大型猎物可以踢死、流血和践踏狼。因此，有动机“克制”，让其他人参与猎杀，特别是在规模较大的狩猎队中。因此，狼在捕猎不同的猎物时有一个最佳的群体规模。对于麋鹿来说，捕获成功率在2到6只狼的情况下持平。然而，对于最可怕的猎物野牛来说，9到13只狼是成功的最佳保障。因此，对于狼来说，在狩猎过程中有“数量上的力量”，但最多只能达到一定的数量，这取决于它们猎物的坚韧程度。
或多或少手无寸铁的动物经常在一大群社交伙伴中寻找避难所--数量上的力量生存策略几乎不需要解释。但是，隐藏在大群中并不是唯一涉及数字能力的反掠夺策略。
2005年，华盛顿大学的一组生物学家发现，欧洲的黑帽山雀(Poecile Atricapilla)发展出了一种令人惊讶的方式来宣布捕食者的存在和危险。像许多其他动物一样，山雀在检测到潜在的捕食者(如鹰)时会发出警报信号，以警告其他山雀。对于静止的捕食者，这些小歌鸟使用它们同名的“鸡叫”警报声。已经证明，这个警报信号结尾的“Dee”音符的数量表明了捕食者的危险程度。像“chick-a-dee-dee”这样只有两个“dee”音符的叫声可能表示一只相当无害的大型灰色猫头鹰。巨大的灰色猫头鹰太大了，不能在林地里操纵和追随敏捷的山雀，所以它们不是一个严重的威胁。相比之下，对于小侏儒猫头鹰来说，在树之间移动是不成问题的，这就是为什么它是这些小鸟最危险的捕食者之一。当山雀看到侏儒猫头鹰时，他们会增加“Dee”音符的数量，并叫“chick-a-dee-dee”。在这里，声音的数量是一种积极的反捕食策略。
如果个人不能单独保护资源，那么团队和团队规模也很重要--评估自己团队中相对于对手的个人数量的能力具有明显的适应价值。
几种哺乳动物物种已经在野外进行了调查，共同的发现是，数量优势决定了这类战斗的结果。在一项开创性的研究中，苏塞克斯大学的动物学家凯伦·麦库姆和同事调查了塞伦盖蒂国家公园雌性狮子(Panthera Leo)在面对入侵者时的自发行为。作者利用了这样一个事实，即野生动物对通过扬声器播放的发声做出反应，就好像真的有个人在场一样。如果回放听起来像一头施加威胁的外国狮子，雌狮就会咄咄逼人地接近说话者，将其视为敌人的来源。在这项声学回放研究中，作者通过向居民播放陌生雌狮的咆哮来模仿敌意入侵。
研究人员向受试者呈现了两种情况：一种是单个雌性狮子咆哮的录音，另一种是三只雌性狮子一起咆哮的录音。研究人员好奇地想知道，攻击者的数量和防御者的数量是否会对防御者的策略产生影响。有趣的是，一只守卫的雌鸟在接近一到三个入侵者的回放时非常犹豫不决。然而，三名后卫很容易接近一个入侵者的咆哮，但不是三个入侵者在一起的咆哮。
显然，当与三个对手打架时受伤的风险是不祥的。只有当居民的数量是五个或更多时，雌狮才能接近三个入侵者的咆哮。换句话说，只有在数量超过入侵者的情况下，母狮才会决定咄咄逼人地接近入侵者-这是动物考虑定量信息能力的另一个明显例子。
我们在动物界的近亲，黑猩猩(泛啮齿动物)，表现出非常相似的行为模式。使用类似的回放方法，哈佛大学的迈克尔·威尔逊和他的同事发现这些黑猩猩的行为像军事战略家。他们直观地遵循军事力量用来计算对手相对实力的公式。特别值得一提的是，黑猩猩遵循兰切斯特的“平方律”战斗模式所做的预测。这个模型预测，在双方都有多个个体的比赛中，这个种群中的黑猩猩只有在数量至少是对方的1.5倍的情况下才愿意参加比赛。这正是野生黑猩猩的所作所为。
从生物学的角度来看，活着是达到目的的一种手段，目的是基因的传递。粉虱(Tenebrio Molitor)雄虫与雌虫交配较多，竞争激烈。因此，雄性甲虫总是会追求更多的雌性，以最大限度地增加它的交配机会。交配后，雄性甚至会守护雌性一段时间，以防止其他雄性进一步的交配行为。雄性在交配前遇到的对手越多，交配后守护雌性的时间就越长。显然，这种行为在繁殖过程中起着重要的作用，因此具有很高的适应价值。能够估计数量提高了男性的性竞争能力。这反过来可能是在整个进化过程中进行更复杂的认知量估计的驱动力。
有人可能认为一切都是靠成功的交配赢得的。但对于一些动物来说，这与事实相去甚远，对它们来说，真正的奖励是让卵子受精。一旦单独的雄性交配伙伴完成了他们在剧中的角色，精子就会继续竞争卵子的受精。由于生殖在生物学中至关重要，精子竞争会在行为水平上引起各种适应。
在昆虫和脊椎动物中，雄性估计竞争程度的能力决定了射精的大小和组成。例如，在伪蝎子(Cordylochernes Corpioides)中，几只雄性与一只雌性交配是很常见的。显然，第一只雄性有最好的机会让这只雌性的卵子受精，而随后的雄性面临着越来越少的生下后代的机会。然而，精子的生产是昂贵的，所以精子的分配是考虑到受精卵子的机会而权衡的。雄性嗅觉到与雌性交配的竞争雄性的数量，并随着不同的雄性嗅觉线索的数量从0增加到3而逐渐减少精子分配来进行调整。
与此同时，一些鸟类发明了一整套诡计，以摆脱为人父母的负担，让其他人来做这项工作。毕竟，繁育幼崽和抚养幼崽都是代价高昂的努力。它们把蛋放在其他鸟巢里，然后让宿主来做孵蛋和喂养幼鸟的所有艰苦工作，从而成为孵化幼鸟的寄生虫。当然，潜在的东道主不高兴，千方百计避免被利用。潜在的主人拥有的防御策略之一就是使用数字线索。
例如，美洲鸦(Fulica Americana)会把蛋偷偷放到邻居的巢里，希望诱骗他们把小鸡养大。当然，他们的邻居试图避免被剥削。一项对土拨鼠自然栖息地的研究表明，潜在的土拨鼠宿主可以数自己的卵，这有助于它们拒绝寄生的卵。它们通常产下一窝中等大小的自己的卵，然后拒绝任何多余的寄生卵。因此，Coot似乎会评估自己的蛋的数量，而忽略任何其他的蛋。
在一种生活在北美的鸣鸟物种--牛鸟(Molothrus Ater)身上发现了一种更复杂的幼鸟寄生类型。在这一物种中，雌性也会将卵放在各种寄主物种的巢穴中，从小到小的小鸟到大到草地云雀的鸟类，它们必须聪明，才能保证它们未来的后代有光明的未来。牛头鸟的蛋在孵化正好12天后孵化出来；如果孵化只有11天，雏鸟就不会孵化，就会丢失。因此，最常见寄主的卵的孵化时间从11天到16天不等，平均为12天，这并不是偶然的。寄主鸟类通常每天产一枚蛋；一旦一天过去了，寄主没有把蛋加到巢中，寄主就开始孵化了。这意味着小鸡开始在蛋中发育，时钟开始滴答作响。因此，对于一只母牛鸟来说，重要的不仅是找到合适的宿主，而且要准确、恰当地安排产卵的时间。如果牛鸟在寄主巢中过早下蛋，她就有被发现的风险，而且
例如，如果母牛鸟在第一天造访一个巢，并在巢中发现一个寄主蛋，那么只有在第三天寄主巢包含三个蛋的情况下，她才会交自己的蛋。如果巢中多出的蛋少于上次造访后的天数，她就知道孵化已经开始了，自己下蛋对她来说是没用的。这是令人难以置信的认知要求，因为雌性牛鸟需要访问一个巢好几天，记住从一天到第二天的窝的大小，评估从过去访问到现在在巢中产卵的数量的变化，评估已经过去的天数，然后比较这些值来决定是否下蛋。
但这还不是全部。牛鸟妈妈也有险恶的强化策略。它们监视着它们产卵的巢穴。为了保护它们的蛋，牛鸟表现得像黑手党黑帮分子。如果牛鸟发现她的蛋已经被破坏或从主人的巢中移走，她就会进行报复，摧毁主人的蛋，在它们身上啄洞，或者把它们从巢里拿出来扔在地上。寄宿的鸟最好把牛鸟养大，否则它们就得付出高昂的代价。因此，对于寄宿父母来说，从适应的角度来看，不厌其烦地抚养一只寄养雏鸟可能是值得的。
牛鸟是一个令人震惊的例子，说明进化在多大程度上驱使一些物种继续从事遗传基因的工作。现有的选择压力，无论是由无生命环境施加的，还是由其他动物施加的，都迫使物种群体保持或增加由特定基因引起的适应性特征。如果评估数字有助于这场生存和繁殖的斗争，那么它肯定会受到赞赏和依赖。这就解释了为什么数字能力在动物界如此普遍：它之所以进化，要么是因为它是由以前的共同祖先发现并遗传给所有后代的，要么是因为它是在动物生命树的不同分支上发明的。不管它的进化起源如何，有一件事是肯定的：数字能力肯定是一种适应性特征。
安德烈亚斯·尼德尔(Andreas Nieder)是图宾根大学(University of Tübingen)动物生理学教授兼神经生物学研究所所长，著有“数字的大脑”(A Brain For Numbers)一书，本文就是根据这本书改编的。
