如果你曾在山间徒步旅行，看到岔路口两块三角形指示牌，一块朝左、一块朝右，你依然能立刻判断它们其实是同一种图形，只不过旋转了不同的方向。
这种能够忽略方向变化、识别相同几何形状的能力，对人类来说十分自然，也一直被认为是抽象思维的重要体现。不过，最新研究发现，这种几何认知能力并非人类独有，其他灵长类动物同样具备类似的基础能力。
为了进一步了解人类与其他灵长类动物在几何理解上的差异，以及教育在其中发挥了怎样的作用，卡内基梅隆大学的研究团队开展了一项跨物种实验。参与实验的对象包括4只恒河猴、4只橄榄狒狒、55名3至6岁的美国学龄前儿童，以及77名几乎没有接受过正规教育的玻利维亚土著Tsimane’成年人。此外，研究人员还结合了此前关于法国儿童、法国成年人、纳米比亚欣巴族成年人以及狒狒的实验数据，并进行了统一分析。
研究团队认为，通过比较不同文化背景、不同教育程度的人类，以及其他灵长类动物，可以更清楚地判断哪些几何能力属于与生俱来的认知基础，哪些则是在后天教育过程中逐渐形成和强化的。
为了验证这一点，研究人员设计了一项简单却具有挑战性的配对任务。所有参与者都需要在触摸屏上，从多个几何图形中找出两个形状相同的图案。虽然这些图形会经过旋转或缩放处理，但几何结构保持一致，例如两个直角三角形或两个梯形。
整个实验过程中，研究人员几乎没有提供任何解题提示，只要求参与者通过不断尝试寻找规律。每当答对一道题，系统都会发出提示音作为反馈，猴子会获得谷物颗粒奖励，儿童则会得到贴纸。
实验结果显示，猴子虽然没有接受过任何几何教育，也无法像人类一样理解数学符号，但在识别经过旋转的三角形、矩形、梯形等图形时，表现与尚未接受正规数学教育的人类儿童十分接近。
这一结果也让研究人员感到意外。数据显示，幼儿在完成这项任务时与猴子的表现高度相似，二者之间的重叠程度甚至接近儿童与成年人之间的差异。这意味着，儿童和猴子之间的几何认知能力，并没有人们想象中那么大的距离。
事实上，要完成这样的任务，参与者必须忽略图形的大小和方向变化，仅关注其几何本质。这种抽象能力过去长期被认为是人类独有，如今却发现其他灵长类动物同样具备一定程度的这种认知能力。
不过，不同年龄和物种在完成任务时所采用的思维方式并不完全相同。对于成年人来说，这项任务相对容易，因为他们能够借助后天学习形成的符号化思维，自然而然地关注图形的边长、角度、平行关系以及对称性等几何特征，从而更快完成判断。
相比之下，儿童和猴子更多依赖直觉进行识别，而不是运用系统化的几何概念。随着接受教育的不断深入，人类逐渐学会利用抽象规则分析图形，使判断更加准确、高效。
数据分析进一步证明，成年人在这项任务中的优势，并非完全源于天生智力，而是在长期正规教育过程中逐渐建立起更加成熟的符号几何表征能力。
因此，研究人员认为，人类并不是从零开始创造数学思维，而是在进化过程中继承了一套古老的空间和几何直觉。学校教育真正发挥的作用，是在这些天然认知能力的基础上进行强化、完善和拓展。
综合来看，这项研究表明，人类复杂的数学能力并非凭空产生，而是建立在灵长类动物共同拥有的认知基础之上。包括对角度、长度以及空间关系的基本理解，都可能早已存在于共同祖先的大脑中。正因为拥有这些基础，人类才能借助教育不断发展出更加完善的几何学和数学体系；而其他灵长类动物虽然缺乏系统学习机会，却依然展现出了令人惊讶的几何识别能力。或许，未来如果给予它们更多相关训练，它们的潜力还会超出人们的预期。
原文：https://www.sciencealert.com/monkeys-have-geometric-skills-on-par-with-human-preschoolers-study-suggests
