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数学能力|不需要言语

2020-08-27 收藏

在所有的近亲动物中,我们人类在掌握和发展抽象数学方面是独一无二的。长期以来,这种能力是如何进化而来的一直是心理学家和人类学家感兴趣的问题。一种可能性是,高水平的数学能力是建立在数字、空间和时间感的基础上的,这种感觉从出生起就根植在我们的大脑中,我们和许多动物物种都有这种感觉。另一个原因是它依赖于我们的语言能力:当我们思考复杂的数学时,我们借用了一些我们进化来理解和构建语言的工具。

研究人员一直在激烈地讨论这两种可能性,但最近的一项研究似乎已经解决了这个问题。通过扫描专业数学家的大脑,法国研究人员发现,在我们进行高水平数学运算的能力背后,是与生俱来的关于数字和空间的“核心知识”,而不是语言。

这并不是第一个表明没有语言也能进行数学运算的研究。正如我们对Plus所报道的,之前对亚马逊部落的研究表明,这些部落还没有发展出能够描述数字或几何概念的词汇,以及对那些由于大脑损伤而失去语言能力的人的研究表明,这些人仍然能够完成数学任务。然而,在这些研究中给他们的任务都是非常基础的。做真正困难的、高水平的数学的能力可能与我们所有人拥有的基本数学能力毫无关系——它可能需要语言。数学也有可能跨跨多个学科:与类似于语言的代数相比,更多的视觉领域,如几何和拓扑学,可能需要不同的大脑功能。

为了解决这个问题,MarieAmalric和StanislasDehaene使用功能性核磁共振成像扫描了15位数学家和15位学术地位相同的非数学家的大脑。他们给受试者数学和非数学的陈述,并要求他们快速判断这些陈述是真的、假的还是毫无意义的。数学陈述在分析、代数、拓扑和几何等领域平分。利用fMRI图像,Amalric和Dehaene观察他们的实验对象在完成任务时大脑的哪个区域被激活了。

研究人员发现,当数学家(但不包括非数学家)思考高级数学时,大脑中处理语言的区域不会重叠。相反,高水平的数学运用的领域与我们对数字和空间的基本、根深蒂固的理解有关。研究人员也没有发现任何证据表明语言和数学之间的关系取决于所考虑的数学领域。

似乎认为这解决问题关于语言和数学的关系,但它提出了一个新的:如果高级数学能力建立在一种天生的感觉,我们都拥有,那么为什么我们成为理想的,甚至是足够的,数学家吗?研究人员认为这个问题应该进一步研究。基本的计数和崇高的数学抽象之间的进化联系仍然是一个谜。

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