在我们发现这第一个惊喜之后不久,其他惊喜也接踵而至。1992年,心理学家凯伦·温(Karen Wynn)在《自然》期刊上发表了关于婴儿令人惊讶的计算能力的文章,在此之前,我们从不敢相信婴儿也会运算。这位女科学家将5个月大的孩子们放在木偶戏台前。在戏台的一侧,有两个玩偶相邻并藏在幕后。不久,温将幕布拉开到一边,让孩子们可以看见这两个玩偶。
在自然面前,数学就像福尔摩斯眼前的证物。这位虚构的侦探可以从烟头推断出吸烟者的年龄、职业和财务状况。
——伊恩·斯图尔特,英国数学家
研究人员一次次地重复这个实验。有时如他们预料的那样,幕布后面有时有两个玩偶,有时却只有一个。因为在部分实验里,温将其中一个玩偶拿走了。我们通过分析监控记录得知,在只有一个玩偶时,婴儿们比看到两个玩偶时盯着戏台的时间长了整整一秒。
很明显,婴儿们已经知道:一个玩偶加上一个玩偶等于两个玩偶。当他们发现在幕布后面只有一个玩偶时,就成了意外的结果,所以他们盯看的时间就延长了。进一步实验表明,婴儿还能发现减法错误。例如,当幕布后面有两个物体时,让婴儿们明显看到其中一个物体被拿走,他们会认为幕布后面必定还剩一个物体。
凯伦·温进一步反驳了皮亚杰在20世纪50年代所做的婴儿学习实验。皮亚杰将一个立方体藏在毯子下面,观察孩子们是否会伸手去抓它。结果是,婴儿没去抓毯子。皮亚杰因此得出结论:小于10个月的婴儿,认为他们周围的物体不是独立的物体。因此,对于婴儿而言,一个立方体被推进毯子下面,它就不存在了。
但是,凯伦·温的研究表明,即使物体隐藏在毯子下或遮盖物后面,婴儿也显然知道物体仍在那里。心理学家称这种心理为“物体恒存”效应。皮亚杰完全忽略了一个事实——那么小的婴儿根本无法充分调动胳膊和手去抓开毯子。
婴儿能掌握“1+1=2”,就已经让学界跌破眼镜了,但事实证明,婴儿的运算能力比这更复杂、更精确。1995年,心理学家托尼·西蒙(Tony Simon)在一项对5个月婴儿的研究里证明了这一点。他重复了温的玩偶实验,让这些玩偶藏在遮盖物后面消失不见,然后掀开遮盖物。但是,他的团队改变了一个细节:除了孩子们预期的两个玩偶之外,有时戏台上还会出现两个球。不过,婴儿们并不感到惊讶,毕竟两个球也是两件。但如果遮盖物后面只出现了一个球,孩子们仍会感到惊讶。
西蒙的实验,不仅证实了婴儿掌握了基本的算术技能,还说明了他们有惊人的抽象能力。两个球和两个玩偶的共同点:都是两个物体。
多亏了现代的大脑研究,我们才能知道,当婴儿发现运算错误时,他们是在使用与成年人相同的大脑区域。2006年,以色列心理学家安德烈娅·伯杰(Andrea Berge)重复了温的实验,但她另外还借用了脑电图(EEG)来测量脑电波。孩子们被戴上头罩,头罩上装了许多小型传感器,用以测量脑电波。
伯杰记录到了6—9个月大的测试对象的额叶活动明显增加,也就是与成年人在发现错误、表现失望和解决矛盾时活跃的脑部区域一致。
又是一个惊人的结论!在婴儿还不会说话时,他们脑中用于基本运算的组织就已经形成并开始活跃了。