Ноль - странная штука. Один камень можно показать пальцем. Два яблока - положить на стол. А ноль показать нельзя: это не предмет, а отсутствие предмета. Не «мало», не «почти нет», не «сейчас принесут», а именно ничего.
Даже для детей ноль - особый шаг. Одно дело сказать «яблок нет». Другое - встроить это «ничего» в числовой ряд и понять, что оно стоит перед единицей.
У типичного ребенка устойчивое понимание числа 0 как «ничего» и его места в числовом ряду формируется примерно к 5–6 годам.
Цивилизации тоже шли к нулю не сразу. Древние римляне строили дороги, акведуки и империю, но в самой римской системе счисления отдельного знака для нуля не было. И вот на этом фоне появляется медоносная пчела с мозгом весом в 1 миллиграмм и в лабораторном тесте понимает где ноль и что он идет ниже единицы.
Пчела умеет делать вещь, которую долго считали слишком сложной для такого крошечного мозга: она может обращаться с «ничем» правильно.
Не просто пустая карточка
Главный эксперимент опубликовали в Science в 2018 году. Исследователи обучали медоносных пчёл выбирать картинку с меньшим или большим числом элементов. В разных этапах опыта на карточках были наборы из нескольких чёрных объектов, от одного до четырёх, а в более широком наборе стимулов - до шести. Правильный выбор давал сладкий раствор. Ошибка - неприятный вкус.
Пчела быстро понимает такие правила, если в конце её ждёт сироп.
После обучения началась важная часть. Пчёлам показывали знакомые варианты с объектами и новую карточку, на которой объектов не было вообще. Белая пустота. Никаких кружков.
Важная деталь: это был не номер с заученной картинкой - пчелы не знали что это. Пчёлы учились на одних наборах элементов, а потом получали новые комбинации, включая пустую карточку. Чтобы выбрать правильно, нужно было перенести правило «меньше» на ситуацию, где объектов нет вообще.
И это ключевой момент. Одно дело понять, что двойка меньше четверки. Другое - поставить «нет ничего» ниже «одного». Для этого нужно не просто видеть пустой фон, а встроить пустоту в порядок количества.
До пчёл похожие способности находили у животных с куда более солидной репутацией: приматов и птиц, например африканских серых попугаев.
Сенсация была в том, что это сделало насекомое с мозгом, где примерно миллион нейронов. В 90 тысяч раз меньше чем у человека.
Мозг на минималках
Свой крохотный мозг пчела использует весьма эффективно - она летает, ориентируется в ландшафте, запоминает места с едой, различает формы, цвета и запахи, общается в улье и возвращается домой после маршрутов, на которых человек без навигатора уже начал бы звонить родственникам.
Пчела не просто «реагирует на свет». Она строит связи между сигналом и результатом. Цветок дал нектар - стоит запомнить. Узоры возле кормушки привели к сиропу - стоит различать. Один вариант картинки приносит награду, другой нет - стоит выучить правило.
Поэтому к идее нуля она приходит не через счет в школьном смысле. Ей нужно сравнить: где больше ресурса, где меньше, какой источник выгоднее, куда стоит лететь, а куда нет. Нам это кажется простым, но для крохотного мозга это прорыв и большое преимущество.
Пчелы умеют вычитать и складывать
Ноль - не единственный математический трюк пчёл. В 2019 году биологи научили медоносных пчёл простейшему правилу: синий цвет означал «выбери на один больше», жёлтый - «выбери на один меньше». И пчелы в этом сориентировались - то есть, фактически, решали примеры в стиле 3-1=2 и 3+1=4.
Самая частая ошибка в разговорах об интеллекте животных - мерить всех человеком. Если животное делает что-то похожее на нас, мы объявляем его умным. Если делает иначе, снисходительно называем инстинктом.
Пчёлы не похожи на нас почти ничем. У них другой сенсорный мир, другое тело, другая нервная система, другая социальная жизнь. Но они решают задачи, которые мы привыкли относить к «высокому» мышлению: распознают образы, учатся на правилах, передают информацию в улье, ориентируются в сложной среде и, как выяснилось, могут обрабатывать нулевое количество.
Для нейробиологов и инженеров это отдельный интересный повод задуматься: иногда важна не гигантская мощность, а правильная архитектура. Пчела не тащит с собой суперкомпьютер. Она показывает, что маленькая система при хорошей настройке может решать задачи, которые мы по привычке считали «слишком умными».