@ニュートン: 私の犬も反物理現象を発見できるとは思いもしませんでした!

執筆者: 朱恒恒

編集者：王 哈哈

レイアウト: 李雪偉

よそよそしく独立心の強い猫に比べ、温厚で賢い犬は人間に近く、人間に頼りやすいため、人間から深く愛されます。同時に、日常生活において、犬は人とコミュニケーションをとることをとても喜んでいるので、人は犬を簡単に訓練することができます。そのため、日常生活では、犬は非常に知的な動物であると人々は一般的に信じています。

しかし、知能は相対的な概念であると考える人もいます。犬が賢いと人々が考える理由は、犬が他の動物よりも人間に似ていて、人間の喜び、悲しみ、怒り、幸せを理解できるからです。知能の観点から見ると、犬は必ずしも非常に賢いわけではありません。結局のところ、彼らの脳の容量は豚ほど大きくありません。

以前、ウィーン大学の研究者たちは、犬の脳の容量は大きくないにもかかわらず、犬は非常に賢いことを発見しました。

研究者らは実験を通じて、犬が客観的世界の物理法則を明確に理解し、因果関係を識別する基本的な能力を持っていることを初めて確認した。この現象は、地球上で最も賢い動物の一つと考えられているチンパンジーの幼児と成体でのみ観察されていると報告されています。

この点について、ウィーン大学の獣医学博士でこの研究の責任著者であるクリストフ・ヴォルター氏は、「この研究は犬が客観的世界の物理法則を本当に理解していることを意味するものではありません。この研究は、客観的な環境について期待を持つのと同じように、直感を反映しています。環境が物理法則と矛盾すると、犬の期待は崩れてしまいます」と述べています。

「犬の視線移動時間と瞳孔拡張反応は接触の因果関係に関する予想を明らかにする」と題された関連研究が、生物学レターズ誌に掲載された。

犬は人間の忠実な友

ユーラシア大陸に住む人類が2万～4万年前に初めてオオカミを犬に家畜化することに成功して以来、犬は長い間人間の良き友となり、人間の生産と生活において重要な役割を果たしてきました。

まず、狩猟犬として機能します。犬になっても、狼のような才能は健在です。時速35キロで安定して走行でき、充電時には最高時速70キロに達することができ、ライオンとほぼ同じ速度です。一方、犬の噛む力は700 IBSと高く、これはクーガーの691 IBSよりもわずかに高い。そのため、犬は昔か​​ら、狩猟において人間の良い助っ人となってきました。

それ以来、訓練を経て、犬は他の動物を管理する能力を身につけました。たとえば、牧羊犬は走ることで羊を追い払うことができ、コーギーは牛のかかとを噛んだり、牛の背中の間を飛び越えたりすることで牛を追い払うことができます。

また、社会の発展に伴い、犬の仕事もさらに細分化されていきました。例えば、家を守る中国の牧犬や、警察犬、軍用犬、消防犬、救急犬、災害救助犬、盲導犬、愛玩犬など、専門的な技能を持つ様々な作業犬がいます。これらの異なる役割を分担する犬たちは、人間の生活に多大な助けを提供してきました。

(出典: Pixabay)

近年、科学の進歩により、犬に対する人間の研究はより深くなり、犬は人間が想像するよりも賢いということが研究で明らかになってきています。

たとえば、2004年にアメリカの科学誌「サイエンス」に掲載された研究では、ドイツのライプツィヒに生息する「リコ」という名のボーダーコリーが200語を理解し、口頭の指示を正確に実行できることが示されました。

同時に、研究者らは以前、数百匹の犬を対象に実験を行い、犬は見知らぬ人のアドバイスに従うように訓練できるものの、自己識別能力を依然として保持していることを発見した。実験者が犬に嘘をついたり、犬が実験者のアドバイスは価値がないと判断したりした場合、犬は人間のアドバイスを無視することを選択します。つまり、犬は人間の嘘を見抜くことができるのです。
それだけでなく、犬の認知能力を専門とするエトヴェシュ・ロラーンド大学の研究チームは最近、犬は人間の言語を直接理解することはできないが、話すときの口調や間を感知することで人間の言語の意味を理解できることを発見した。この能力は人間の乳児でのみ確認されており、哺乳類の人間ではまだ発見されていないと報告されています。

犬は実際に物理法則を認識できる

犬は賢いですが、結局のところ人間ではありません。人間は幼い頃から因果関係を通じて環境や物理法則を理解することができます。たとえば、手に持ったおもちゃは、どのように投げても地面に落ちてしまいます。これまで、同じ現象はチンパンジーと呼ばれる霊長類でのみ発見されており、霊長類以外の動物についてはほとんど知られていなかった。

人間の親友である犬が人間と同じくらい賢く、人間と同じことができるかどうかを調べるため、ウィーン大学の研究者らは人間の乳児の研究で使用されている視線追跡システムを犬用に改造した。同時に、研究者らは犬たちに3Dアニメーションを見せる訓練を行ったが、そのアニメーションの中にはニュートンの運動法則に従うものと従わないものがあった。犬たちがアニメーションを見ている間、研究者たちは犬の反応を記録した。

(出典: Pixabay)

これらのアニメーションは主にボールスポーツに関するもので、外部からの力の適用の有無にかかわらず、ボールがさまざまな方法で跳ね返ります。研究者たちは、ボールの動きが物理法則に反すると、犬たちは明らかに驚き、瞳孔が著しく大きくなることを発見した。

具体的には、実験中、研究者らは14匹の成犬のボーダーコリーに視線追跡装置でアニメーションを見るよう訓練した。アニメーションはランダムな順序で再生され、動いているボールが静止しているボールに衝突し、衝突後に最初のボールが他のボールの動きを止める様子が映し出されます。別のアニメーションでは、ボールが静止したボールに当たる前に、ボールが自ら転がり始める様子が示されていますが、これは明らかに非論理的です。

図 |犬はアニメーションが物理法則に違反していることに気づくことができる（出典：Biology Letters）

研究チームは、ビデオを見たときの犬の反応がチンパンジーの反応と非常に似ており、犬の目は不合理に動くボールを見つめ続け、瞳孔が開いて「信じられない」という表情をしていたことを発見した。これは、犬たちがこの動き方が物理世界の法則に従わないことを理解しているように見えることを意味します。
この現象に関して、研究者たちは犬が物理法則について直感的な予測を持っていると考えています。つまり、犬にとって、ボールが打たれて動く最初の映像は自分の経験と一致しているが、2番目の映像が現れると、ボールの動きが理解を超えているため、犬はショックを受け、人間が合理的な説明をしてくれることを期待するのです。

この発見は間違いなく驚くべきものである。結局のところ、犬は人間にとって常に低レベルの動物であり、ボールが衝突した後にのみ移動できるという現象、つまり因果関係を通じて物理的環境を理解する能力は、常に人間と一部の霊長類に特有であると考えられてきました。

一般的に、犬が人間によって家畜化されてから数万年が経ち、その間、人間と犬は密接に協力し、お互いに依存し合ってきました。この研究の結果は、犬は人間の良き友人であり、人間の近くにいるからといって賢く見えるわけではないことを示しています。彼らは実は非常に賢く、客観的世界の物理法則や因果関係をある程度理解しています。

参考文献:

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsbl.2021.0465#RSBL20210465F1

https://phys.org/news/2021-12-dogs-animations-violate-laws-physics.html#google_vignette