昆蟲如何理解它們的自然和社會環境？他們能從自己的經歷中學到什麼嗎？當一個人在自己的生活環境中解決了一個問題，他能抑制自己的正常行為，想出新的獨特的方法嗎？
泥蜂有一個非常複雜的行為，在捕獵前，它先挖洞築巢，封洞，狩獵後，再把麻醉過的獵物放進洞裡，然後在獵物身上產卵。泥蜂的築巢、捕獵、麻醉和密封都是本能行為。不過，它們也要在短時間內學會很多東西，比如學會辨別每個洞的位置，這樣它們就能在狩獵後準確地把獵物帶回家。科學家們在野外做了一個實驗：泥蜂的巢穴被一圈松果包圍，這樣每當它們打獵回來，它們都會飛到圓圈裡找到巢穴。如果移動圓錐體的位置，泥蜂仍然會到圓錐體的中心去尋找它的巢穴。後來，科學家們用松果做了一個橢圓形和一個正方形的圖案。當泥蜂再次飛回來時，它只會飛到圓形或橢圓形的圖案，而不會飛到方形的圖案。
上面的例子說明昆蟲具有一定的認知能力，即能夠根據自然環境的變化不斷調整自己的行為。他們可以通過信息的形成、記憶和複製等一系列步驟來處理來自周圍環境的信息，然後利用這些信息使自己的行為適應環境的壓力和變化。
昆蟲會使用工具嗎？
很多昆蟲都需要遷徙，遷徙過程至少要以巢等一個固定地點為前提，離開這個點後，它們應該能夠準確地找到它。這種行為需要昆蟲了解自己在空間中的位置和它要去的一個或幾個點的位置之間的路徑關係，從而形成一個「認知地圖」。科學家描述了螞蟻、黃蜂、蟋蟀、蜜蜂和許多其他昆蟲的遷徙路線，這些昆蟲有能力形成它們經常經過的地方的圖像。它們以另一個圖像的形式「成像」，然後在另一個時刻「成像」。通過比較所看到的圖像和記憶中的圖像，昆蟲可以確定它在空間中的位置。然而，它們之間的差異與存儲的圖像根本不一致。因此，在前面的例子中，黃蜂識別出圓形和橢圓形圓錐體作為它們進入巢穴的標誌。
使用昆蟲工具的一個典型例子是北美的獨居細腰蜂。雌蜂挖出一個長長的管洞，把她捕捉到並迷惑的小昆蟲放進洞裡。這些獵物是幼蜂的食物，幼蜂也將在洞裡發育。雌蜂產卵後，用泥土覆蓋洞口，用嘴上的一塊小石頭當錘子，把洞裡的土搗實。這個動作有兩個功能：一是夯實土蓋好孔；二是檢查孔是否完全堵塞。
昆蟲會計算嗎？
昆蟲的數學能力是什麼？如果你看到蜂巢的結構，你會忍不住驚呼！蜂箱是一個剛性的六角形柱體，一端有一個平直的六邊形開口，另一端是一個封閉的六邊形菱形底，由三個相同的菱形組成。構成底盤的金剛石鈍角為109°28'，所有銳角為70°32'，既堅固又節省材料。細胞壁厚為0.073mm，誤差很小。
螞蟻有很強的幾何能力。他們可以感知不同角度之間的差異，並選擇正確的路徑。因此，在他們自己的領土上永遠不會出現「堵車」。科學家通過觀察廚房螞蟻高效的食物輸送過程證實了這一點。廚房裡的螞蟻設計了一個「Y」形的路徑模式，Y形的莖要麼通向巢穴，要麼離開巢穴。一些科學家甚至認為螞蟻處理「交通」問題的能力超過了人類，對螞蟻的深入研究將有助於人們解決未來城市交通擁堵問題。
螞蟻也很擅長計算。一位英國科學家做了一個有趣的實驗：他把一隻死蚱蜢切成三塊。第二塊是第一塊的兩倍大，第三塊是第二塊的兩倍大。40分鐘後，螞蟻們找到了三塊食物。最小的蚱蜢有28隻螞蟻，第二隻44隻，第三隻89隻。大件食物上的螞蟻數量幾乎是小食物上的兩倍！
昆蟲用什麼「語言」來交流？
在昆蟲交流中，科學家們研究的「蜜蜂舞」經常被作為例子來說明昆蟲的「語言」能力。蜜蜂已經產生了很多信號來指引它們在哪裡覓食。它們的導航系統非常靈巧複雜，它們的交流符號與人類語言非常相似。不同種類的蜜蜂甚至有自己的「方言」。
蜜蜂可以在蜂巢的垂直表面上表演著名的「搖擺舞」。舞蹈呈「8」形，即在「8」的兩個圓圈之間來回擺動。有關距離的信息是通過腹部振動的頻率和發射的聲波來傳遞的。關於食物方向的信息是通過舞蹈中直線滑動和垂直形成的角度來傳遞的。例如，垂直右度是指蜂巢與太陽之間向右的角度（角度轉換與太陽的方向有關，其大小與重力一致）。進一步的研究表明，事實上，他們使用的是天空偏振光的狀態，而不是太陽本身。蜜蜂的複眼是由幾百隻小眼睛組成的，每一隻眼睛實際上都是一個小偏光鏡。偵察蜂通過與蜂巢的夾角，在一隻眼睛裡將分析儀產生的光和暗圖案傳送給其他蜜蜂。許多昆蟲和無脊椎動物的眼睛對偏振光敏感，而人眼對偏振光非常不敏感。
偵察蜜蜂還可以依靠飛行活動來傳遞食物來源儲備量的信息。如果食物來源比較貧乏，即蜜源中糖分濃度低、量少，或者食物來源較遠，那麼它只會在短時間內懶洋洋地飛。相反，如果食物來源豐富，即蜜源中的糖分濃度高、量大，或者食物來源近，它的飛行就會強大而持久。
螞蟻也有複雜的食物信息通訊系統。雖然蟻群中有成千上萬的個體，但它們只依靠少數的偵察兵來尋找食物。偵察蟻通過擺動和舞動觸鬚來揭示他們的發現，並號召工人收集食物。
對螢火蟲的研究也大大擴展了人們對這些昆蟲產生的閃光信號的了解。它的基本通訊系統是雄性發出某種類型的閃光。經過一定的時間間隔後，雌性沒有反應，間隔時間的長短因屬而異，然後雄性反應迅速，接近雌性。令人驚奇的是閃光時飛行模式的變化，閃光節奏的複雜性，以及精確的時間控制程序來應對。許多人認為利用通信信號作弊的能力是人類獨有的。然而，一隻螢火蟲可以通過模仿另一隻螢火蟲的閃光來引誘另一隻螢火蟲飛並成為它的獵物。
昆蟲的學習能力如何？
學習能力廣泛存在於動物界，昆蟲也不例外。例如，昆蟲的覓食行為並不完全是本能的。他們還需要學會辨別食物的氣味。美國的科學家訓練這種蛾用一種氣味的甜味水（菸草蛾的食物）和另一種不含糖水的氣味來搜索特定的氣味。他們將微電極植入菸草蛾的大腦，並在訓練前、訓練中和訓練後監測它們的神經細胞活動和進食行為。他們發現，它們的神經系統經歷了強烈的重組活動，從而編碼氣味供大腦理解，這表明煙蛾能夠學會區分代表食物和非食物的氣味。
昆蟲的學習行為是一種比先天行為更高的行為，是昆蟲適應環境變化，更好地生存和繁殖的重要保證。學習能力越強，越能適應複雜的環境。科學家證實，不同昆蟲群體的學習能力是不同的：昆蟲越低等，學習能力越差；群居昆蟲的學習能力強於蜜蜂、螞蟻等孤立昆蟲，其行為更為複雜。
此外，同一種昆蟲在不同發育階段的學習能力差異很大，各種昆蟲都有一定的學習臨界期。寄生在不同寄主發育階段的寄生蜂，幼蟲寄生蜂在尋找寄主的過程中，需要感知更多的信號類別，變異較大，需要更多的決策步驟，學習能力最強，尤其是對植物氣味的學習能力；其次是蛹寄生蜂，主要學習寄主氣味；卵寄生蜂學習能力最弱。
「印跡」是昆蟲學習行為的一種特例，它只發生在生命早期稱為「關鍵期」的短時間內。在關鍵時期，如果昆蟲獲得了一種顯著刺激的記憶，如寄主植物的味道和巢的氣味，這種記憶可以終生保留，必要時可以回憶起來。如果果蠅在含有蘋果提取物的人工飼料中飼養，雌性成蟲在尋找產卵地點時會表現出強烈的蘋果偏好。
接觸學習是昆蟲學習的一個主要類型。例如，黑芥子苷可以刺激菜青蟲在不同顏色的紙上產卵。
一旦它下卵，它就喜歡在這種顏色的紙上下蛋。即使沒有黑色素，它也會在這種顏色的紙上產卵。這種記憶至少可以持續一天。因此，這種中性刺激（顏色）與有意義的刺激（硫代葡萄糖苷）有關。在自然界中，智利植蟎能將寄主植物的化學信號與獵物聯繫起來，以提高其捕食效果；
花蝽的捕食成蟲能將梨木蝨誘導的揮發物與獵物的出現聯繫在一起，而在室內飼養而不接觸揮發物的情況下，對嗅覺的測量沒有偏好性；
智利瓢蟲成蟲會對幼蟲期產生偏好，環境的視覺刺激產生定向行為，可以從視覺信號中學習，提高獵物的搜索效率；七星瓢蟲也可以將氣味和顏色的結合與獵物蚜蟲聯繫起來，以提高其搜索能力捕食效率。
事實上，只有當學習能力不僅僅是一種自動反應，而是一種更好地應對環境的方式時，它才會進化到更高的水平。例如，有些種類的蜜蜂只依賴於一種花，它們利用自動感覺刺激來尋找足夠的花蜜。其他蜜蜂能適應不同花期和形狀的花。英國科學家發現，學習能力強的蜜蜂比學習慢的蜜蜂多採蜜40%。一般來說，昆蟲的食性越廣，所面臨的生境環境越複雜，其行為的可塑性就越大，學習能力也就越強。
蜜蜂是典型的群居昆蟲。在一個群體中，個體蜜蜂有效地從事特定的任務，不同類型的蜜蜂對外界信號有不同的學習能力。特定信號學習能力的專業化不僅使蜜蜂個體更有效地完成特定的任務，而且使蜂群對資源的反應迅速而有效。科學家認為蜜蜂的學習能力幾乎和脊椎動物一樣好。蜜蜂生存環境和生活組織的複雜性和豐富性，也為脊椎動物乃至人類的學習和智力研究提供了良好的平臺。一些科學家甚至認為蜜蜂可能有「想像」和「思考」的能力。在他們採取行動之前，他們可能已經詳細地展示了他們頭腦中的一些情況。
昆蟲的智能化引起了科學家們的極大興趣，成為科學研究的熱點之一。然而，到目前為止，還沒有令人信服的解釋為什麼這些只有幾克腦重的昆蟲能做出如此複雜和不可思議的事情，還需要進一步的研究。