J069 五个行为学实验发 Science！猩猩的贝叶斯“理性”思考

来源：公众号 PSY-Brain_Frontier ｜ 发布：2025-11-08 ｜ 原文链接

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基本信息：

Title:Chimpanzees rationally revise their beliefs

发表时间：2025.10.30

Journal:Science

影响因子：45.8

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省流总结

选择性地权衡新旧证据并修正信念被认为是人类高级理性的标志，但黑猩猩是否具有这样的高级理想尚不清楚，因此这篇论文研究了黑猩猩是否像人类一样，能够“理性地”修正自己的信念。作者团队通过五个精巧的实验，向黑猩猩（Pan troglodytes）展示关于食物位置的冲突证据（一个强证据，一个弱证据），结果发现，黑猩猩的行为与理性贝叶斯模型预测一致：当它们最初的信念较弱（基于弱证据）而后收到强大的反面证据时，它们会修正信念；但当它们最初的信念很强（基于强证据）而只收到微弱的反面证据时，它们会坚持己见。这一发现意义重大，因为它表明黑猩猩不仅是简单地对证据做出反应，而是能够在一个反思性过程中，进行元认知评估，权衡不同证据的相对“强度”，这挑战了关于理性反思能力是人类独有的传统观点。

研究动机与背景

理性的核心在于根据证据形成信念，并在新证据出现时，权衡新旧证据的强度来更新信念 。但真正的挑战在于当新证据与旧信念冲突时，理性的行动者该如何反应？作者引入了贝叶斯视角作为“理性”的黄金标准。从这个角度看，当面对支持假说 h1（例如，食物在盒子1）的旧证据eOld和支持假说 h2（食物在盒子2）的新证据（eNew）时，理性的反应是：仅当反面证据eNew导致 h2 的后验概率超过 h1的后验概率时，才修正信念：

作者这个公式的含义是，只有当“所有证据（新旧加总）指向 h2 的可能性”大于“所有证据指向 h1的可能性”时，才应该选择 h2。因此作者试图解决：黑猩猩的信念修正过程是否遵循理性的（例如贝叶斯模型所预测的）模式的科学问题，即它们是否会元认知地评估和权衡冲突证据的强度？（这个问题很重要，因为它触及了非人类动物是否拥有“反思性认知过程”（cognition about cognition）的核心争议。）

实验设计与方法逻辑

为了探究黑猩猩是否能理性修正信念，作者设计了5个行为学实验来测试它们在面对冲突证据时的反应，这五个实验的逻辑存在递进关系，系统地操纵贝叶斯模型中的“证据强度”eOld和eNew，实验1和2首先让黑猩猩基于一种证据（“强证据”如直接视觉，或“弱证据”如听觉）对食物位置（两个盒子之一）建立一个初始信念。随后，研究者提供一个指向另一个盒子的冲突证据（强度相反）。通过比较黑猩猩在“弱证据优先”（先弱后强）和“强证据优先”（先强后弱）两种条件下修正其第一次选择的频率，研究者可以判断它们是否在权衡证据的相对强度。后续实验（实验3-5）进一步探究了这种能力的认知机制：实验3测试了它们是否能同时表征多个（强和弱）假设；实验4测试了它们区分“新”信息和“冗余”信息的能力；实验5则测试了它们是否能理解“二阶证据”（即削弱一阶证据有效性的“反驳者”证据），以验证这是否是一个元认知过程。

基本假设

研究的基本假设源自贝斯理性修正模型：理性的行动者在评估冲突证据时，会权衡先验信念的强度和新证据的强度。因此，研究者预期，黑猩猩在“弱证据优先”（初始信念弱，冲突证据强）的条件下，修正信念的频率应显著高于“强证据优先”（初始信念强，冲突证据弱）的条件。

核心发现

发现一：黑猩猩的信念修正符合理性模式

Fig. 1. Procedure of Experiments 1 and 2.

实验1和2的结果显示，黑猩猩在“弱证据优先”条件下（如先听到声音，后看到食物在别处）修正其初始信念的比例显著高于“强证据优先”条件（如先看到食物，后听到声音在别处）。这说明它们在权衡证据的相对强度。 图Figure 2B。此图直观地展示了“weak first”条件下的信念修正百分比（黄褐色柱）远高于“strong first”条件（紫色柱）。

Fig. 2. Results of Experiments 1 and 2.

发现二：黑猩猩的反应与贝叶斯理性选择模型拟合

贝叶斯模型分析证实，黑猩猩的选择行为与一个正式的理性选择模型高度拟合，该模型假设黑猩猩会为强弱证据赋予不同的权重。该理性模型的表现优于其他替代模型（如信念保持或近因偏见）。Figure 2C显示了模型为“强证据”和“弱证据”估计的参数强度，两者差异显著且方向相反。

发现三：黑猩猩能同时表征和维持多个假设

Fig. 3. Procedure and results of Experiment 3.

实验3中，黑猩猩同时获得了关于三个盒子的强、弱、无证据。当“强证据”选项被移除后，黑猩猩绝大多数选择了“弱证据”选项，而非“无证据”选项。这表明即使存在更强的证据，它们也维持了对较弱证据的表征。Figure 3B该图显示了黑猩猩选择“弱证据”的比例远高于随机水平（50%）。

发现四：黑猩猩能区分“新”证据和“冗余”证据

Fig. 4. Procedure and results of Experiment 4.

实验4中，研究者在黑猩猩做出选择后，再次提供了弱证据。结果发现，当第二次的弱证据是“新”信息时（如多掉落一个食物），黑猩猩修正信念的倾向显著高于第二次证据是“冗余”信息时（如重复摇晃同一个盒子）。Figure 4B对比了“new”（新证据）和“redundant”（冗余证据）条件下信念修正百分比的差异。

发现五：黑猩猩能理解“二阶证据”（即反驳者）

Fig. 5. Procedure and results of Experiment 5.

实验5中，研究者在黑猩猩基于“强证据”（如亲眼所见）做出选择后，向它们揭示该证据是无效的（例如，它们看到的“食物”只是一张贴在盒子上的照片）。这种“反驳者”（defeater）证据显著提高了黑猩猩推翻初始信念、转而选择“弱证据”选项的概率。Figure 5B该图显示了“defeater”（反驳者）条件下的信念修正率（紫色柱）显著高于“non-defeater”（非反驳者）条件（黄褐色柱）。

总结与评价

这项研究通过层层递进的5个行为学实验，证明黑猩猩能理性修正信念，其行为符合贝叶斯模型预测，表明它们会主动权衡冲突证据的相对强度 ，而非简单反应。黑猩猩甚至能理解“二阶证据”（反驳者），这强力支持了它们拥有元认知（源监控）能力的观点，拓展了我们对非人灵长类理性等高级功能的认识。

Abstract &

The selective revision of beliefs in light of new evidence has been considered one of the hallmarks of human-level rationality. However, tests of this ability in other species are lacking. We examined whether and how chimpanzees (Pan troglodytes) update their initial belief about the location of a reward in response to conflicting evidence. Chimpanzees responded to counterevidence in ways predicted by a formal model of rational belief revision: They remained committed to their initial belief when the evidence supporting the alternative belief was weaker, but they revised their initial belief when the supporting evidence was stronger. Results suggest that this pattern of belief revision was guided by the explicit representation and weighing of evidence. Taken together, these findings indicate that chimpanzees metacognitively evaluate conflicting pieces of evidence within a reflective process.

Editor’s summary

The ability of humans to think rationally and weigh the evidence when making a choice is well known. Such decision making requires a metacognitive process in which an individual can evaluate an overall set of evidence and make the best supported choice. Whether other animals can also do this has been unknown. Schleihauf et al. tested whether our closest relatives, chimpanzees, were able to evaluate weak and strong evidence regarding the location of a food reward (see the Perspective by Hare). They found that the chimps correctly inferred the most rational location based on the strength of the evidence that they received about the reward’s location. —Sacha Vignieri

Author information

共一第一：Hanna Schleihauf

Department for Developmental Psychology, Utrecht University, Utrecht, Netherlands.

荷兰 乌得勒支大学 发展心理学系

German Primate Center, Leibniz Institute for Primate Research, Göttingen, Germany.

德国 哥廷根 德国灵长类动物中心 (莱布尼茨灵长类研究所)

共一第二：Emily M. Sanford

Department of Psychology, University of California, Berkeley, Berkeley, CA, USA.

美国 加州大学伯克利分校 心理学系

共同通讯：Esther Herrmann

School of Psychology, Sport and Health Sciences, University of Portsmouth, Portsmouth, UK.

英国 朴茨茅斯大学 心理学、运动与健康科学学院

最后通讯：Jan M. Engelmann

Department of Psychology, University of California, Berkeley, Berkeley, CA, USA.

美国 加州大学伯克利分校 心理学系

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本文解读基于：Chimpanzees rationally revise their beliefs，Doi：10.1126/science.adq5229IF: 45.8 Q1 B1。核心图表、方法细节、统计结果与讨论见原文及其拓展数据。

分享人：天天

审核：PsyBrain 脑心前沿编辑部

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