О чем рассказали «говорящие» обезьяны: Способны ли высшие животные оперировать символами? Смирнова Анна

Опыты В. Келера и развитие его представлений в современных работах

Одна из главных и весьма плодотворных экспериментальных моделей изучения высших когнитивных функций животных появилась благодаря классической работе В. Келера. Он предлагал животным задачи на достижение видимой, но физически недоступной приманки, причем это были новые ситуации, для выхода из которых, согласно определению А. Р. Лурия, не было «готового решения». Однако эти ситуации имели такую структуру, что животное могло решить их с первого же раза, если выявляло объективные отношения между элементами ситуации, существенные для успешного решения (Келер 1930). В этом состояла принципиальная особенность задач В. Келера: все компоненты, необходимые для решения, находились в поле зрения животного и были доступны для восприятия и анализа.

С помощью этих задач впервые была изучена орудийная деятельность животных, т. е. их способность при достижении своей цели – главным образом, при добывании или обработке пищи – восполнять ограниченные возможности конечностей с помощью посторонних предметов. На основании опытов В. Келер пришел к выводу, что шимпанзе способны к решению некоторых проблемных ситуаций не методом проб и ошибок, а за счет механизма, который он назвал «инсайт», т. е. «проникновение» или «озарение». В основе этого механизма лежит, по его мнению, не тенденция автоматически реагировать отдельными реакциями на отдельные стимулы (в соответствии с представлениями бихевиористов), а способность воспринимать всю ситуацию в целом, со всеми ее внутренними связями, и благодаря этому принимать адекватное решение. Все это привело автора к представлению, что «разумное решение <…> необходимо зависит от характера структуры данного оптического поля постольку, поскольку оно должно протекать в форме динамических, направленных процессов сообразно данной структуре» (курсив автора, Келер 1930, с. 205).

Работы В. Келера подвергались и продолжают подвергаться разнообразной критике, обсуждать которую здесь не место. Бесспорно то, что они явились одним из первых экспериментальных доказательств наличия у животных зачатков мышления и определили направление дальнейших исследований на многие десятилетия. Чтобы спровоцировать обезьян на употребление (а иногда и изготовление) посторонних предметов для достижения видимой, но физически недоступной приманки, исследователи прибегали к разным мерам (рис. 1, 2, 3). В одних случаях приманку подвешивали на большой высоте или располагали на значительном расстоянии от вольеры, предлагая ящики, палки или тесемки для преодоления этого расстояния (В. Келер, И. П. Павлов и его сотрудники; Г. З. Рогинский, Н. Ю. Войтонис, С. Л. Новоселова, Rumbaugh et al. 2000). В других случаях ее помещали в разного рода узкие трубки (Н. Н. Ладыгина-Котс; Г. Г. Филиппова, Р. Йеркс, Э. Визальберги, Дж. Чэппелл) или в более сложные устройства, для проникновения в которые также требовались какие-то вспомогательные средства (Счастный 1972; Фирсов 1977). Наконец, в знаменитых опытах в лаборатории И. П. Павлова для получения приманки требовалось потушить пламя спиртовки.

Экспериментальное изучение орудийной деятельности позволяло анализировать и решать целый ряд вопросов, тесно связанных с проблемой возникновения речи: главный из них – вопрос о наличии у животных способности экстренно применять орудия в новой ситуации. Ответом на этот вопрос можно считать работы многочисленных исследователей, в том числе отечественных, начиная с Н. Н. Ладыгиной-Котс, Р. Йеркса, И. П. Павлова и его сотрудников, Г. З. Рогинского, Н. Ю. Войтониса, Л. А. Фирсова, С. Л. Новоселовой, Э. Визальберги и многих других (см. обзоры: Дембовский 1963; Parker, Gibson 1977; Byrne 1998; DE Waal 2001; Celli et al. 2004), в которых было подтверждено наличие у человекообразных обезьян этой способности.

Особо нужно сказать о позиции И. П. Павлова, на которого обычно ссылаются противники идеи о наличии элементов мышления у животных. Его первая реакция на опыты и представления В. Келера была резко отрицательной.[33] Однако в последние годы жизни (Павлов умер в 1936 году) он признал, что «было бы неоправданной претензией утверждать, что двумя описанными общими механизмами (временная связь и анализаторы) исчерпывается раз и навсегда вся ВНД высшего животного» (Павлов 1949, с. 17). Разбирая опыты с Рафаэлем на одной из Павловских сред, Павлов отмечал способность этой обезьяны оперировать «массой свойств и отношений между явлениями». Он считал, что «когда обезьяна строит вышку, чтобы достать плод, это условным рефлексом не назовешь, это есть случаи образования знания, улавливания нормальной связи вещей», и называл это «зачатками конкретного мышления, которым мы орудуем» (там же, заседание 13.11.1935).

Мы приводим эти высказывания отечественных исследователей, относящиеся к 60-м годам ХХ века, а не более поздние, поскольку они отражали типичные представления о высших когнитивных функциях животных, на фоне которых были начаты попытки обучать обезьян языкам-посредникам.

Целенаправленность орудийного поведения антропоидов

Изучение орудийного поведения обезьян позволило не просто констатировать наличие у них элементов мышления, но также выявить и описать конкретные операции и свойства когнитивных процессов, обеспечивающие нахождение адекватного решения:

• Решению задачи предшествует анализ параметров ситуации, что позволяет использовать орудие не вслепую, а на основе «разумного постижения условий задачи» (В. Келер). К этим параметрам относится расстояние, которое надо преодолеть, чтобы достать банан, и свойства орудия, которое надо выбрать (или даже изготовить) – не только его длина, но и толщина и твердость. В опытах с доставанием приманки из трубок к параметрам ситуации относится взаимное расположение приманки и отверстий.

• Решение задачи может быть основано на способности оценивать связи и соотношения между предметами (Рогинский 1948) или, согласно другой формулировке, на способности улавливать причинно-следственные отношения между компонентами задачи (см. рис. 2). В тот период считалось, что такие способности даже у антропоидов развиты весьма ограниченно (Ладыгина-Котс 1959).

• Достижение одной и той же цели может осуществляться разными орудиями, а одно и то же орудие может применяться в разных ситуациях и разными способами, что свидетельствует о понимании животным структуры ситуации. Так, в уже упоминавшихся опытах с тушением огня не Рафаэль, а другая обезьяна использовала воду многими способами – если бак был пуст, она могла зачерпнуть воду кружкой из озера или помочиться в нее. Если не было кружки, она смачивала тряпку в тазу и выжимала ее на огонь, наконец, когда не было никакой воды, она однажды загасила огонь просто сухой тряпкой (Воронин, Фирсов 1967).

• Использование одного и того же предмета разнообразными способами и в разных ситуациях свидетельствует о наличии обобщенных представлений о его свойствах и функциях.

• Решению предшествует составление «мысленного плана» действий, а не слепые пробы и ошибки и не повторение ранее выученных навыков.

Все перечисленные особенности когнитивных процессов, связанных с орудийными действиями шимпанзе, можно обнаружить в эпизоде спонтанного применения орудий, который наблюдал Л. А. Фирсов (1987). Содержавшиеся в лаборатории в Колтушах подростки Лада и Нева, воспользовавшись ошибкой лаборантки, достали забытую на столе связку ключей и очутились на свободе. Экспериментаторы тщательно проанализировали тот случай, а затем при намеренном воссоздании исходной ситуации обезьяны сами охотно воспроизвели ход решения этой задачи.

Последовательность действий обезьян была следующей:

1) отбили край столешницы у стола, который стоял внутри их вольеры уже три года;

2) с помощью образовавшейся палки подтянули оконную штору и захватили ее;

3) набросили штору на стол с ключами, который находился на достаточном расстоянии от решетки, и с ее помощью подтянули ключи к вольере;

4) открыли висячий замок и вышли на свободу – эта операция была им ранее знакома.

Особо следует обратить внимание на тот факт, что столешница была разрушена именно тогда, когда понадобилось достать связку ключей, – в течение всех предыдущих лет они стол не трогали. Существенно также, что обезьяны по-разному использовали штору. Сначала ее бросали как лассо, а когда она накрывала связку, подтягивали ее очень осторожно, чтобы ключи не выскользнули. Таким образом, они продемонстрировали здесь способность не только к тонкому и разнообразному использованию предметов в качестве орудий, но также к элементарному планированию своих действий и предвидению их результата.

Л. А. Фирсов так комментирует данный эпизод: «Надо быть слишком предубежденным к психическим возможностям антропоидов, чтобы во всем описанном увидеть только простое совпадение. Общим для поведения обезьян в этом и подобных случаях является отсутствие „поведенческой дилеммы“ с ее дихотомией и простым перебором вариантов. Эти акты точно развертывающейся поведенческой цепи, вероятно, отражают реализацию уже принятого решения, которое может осуществляться на основе как текущей деятельности, так и имеющегося у обезьян жизненного опыта. Все подобные факты приводят к заключению, что в основе употребления орудий у обезьян лежит способность к активному оперированию следовыми образами и к планированию действий» (Фирсов 1987, с. 660).

Таким образом, по мнению ряда исследователей, «мысленный план» решения задачи, о котором говорилось выше, может включать выполнение целой серии «промежуточных» действий (Л. А. Фирсов, А. Н. Леонтьев, Г. Г. Филиппова). Это проявляется в способности обезьян удаляться на десятки метров от того места, где будет применено орудие (Тарас, идущий в лес за палкой на расстояние около 17 м). В опыте с тушением огня на плотах посреди озера Рафаэлю приходилось возвращаться на берег за шестом нужной длины, по которому он затем переходил на второй плот, где находился бак с водой.[34] В опытах Г. Г. Филипповой (1990; 2004) орангутаны проявили способность выполнять действия, которые не приближают, а сначала удаляют приманку.

Вернемся к вопросу о том, насколько «осмысленны» действия шимпанзе (и других животных) при использовании орудий. Он всегда вызывал и продолжает вызывать большие сомнения. Так, есть много наблюдений, что наряду с использованием палок по назначению шимпанзе совершают с ними много случайных и бессмысленных манипуляций. Особенно это касается конструктивных действий: если в одних случаях шимпанзе успешно удлиняли короткие палки, то в других они соединяли их под углом, получая совершенно бесполезные сооружения. В связи с важностью этого вопроса особую ценность представляет его анализ в специальном лабораторном эксперименте.

Такой эксперимент, позволивший отчасти разрешить эти сомнения, выполнила итальянская исследовательница Элизабетта Визальберги (Visalberghi et al. 1995). Ее методика изучения орудийной деятельности позволяла достаточно строго проанализировать, могут ли обезьяны планировать свои действия и предвидеть их последствия. Она предлагала обезьянам несколько вариантов задач, где им приходилось доставать приманку из довольно длинной прозрачной трубки (рис. 4). Наиболее важная серия опытов отличалась тем, что в средней части трубки имелось отверстие, через которое приманка могла упасть в приделанный снизу, тоже прозрачный стакан – автор назвала его «ловушкой». Чтобы получить приманку, обезьяна должна была не только правильно подобрать орудие – палку соответствующего диаметра, но и вставить ее с соответствующей стороны, так, чтобы приманка попала не в эту ловушку, а к противоположному отверстию трубки.

Применение этой методики позволило продемонстрировать, что шимпанзе осознанно применяют орудия в соответствии с определенным планом, предвидя результат совершаемых ими манипуляций. В отличие от них капуцины оперируют палкой, не прогнозируя результата собственных действий и не понимая причинно-следственных отношений, составляющих суть задачи. Подобные различия между высшими и низшими приматами были обнаружены Визальберги и в других экспериментальных ситуациях (см., например, Visalberghi 1997), что совпадает с данными ряда авторов о том, что для низших приматов использование орудий по собственной воле не характерно. Тем самым эти опыты не только доказали способность шимпанзе к планированию своих действий, но выявили четкое различие когнитивных способностей антропоидов и низших обезьян по данному параметру.

Рассмотренные нами аспекты орудийной деятельности не только не исчерпывают имеющихся данных, но заведомо затрагивают лишь часть вопросов, которые были изучены с помощью этой модели. Мы остановились на описании немногих из них (полученных, главным образом, отечественными авторами), которые иллюстрируют наличие у шимпанзе отвлеченных представлений о свойствах используемых предметов, способность к преднамеренному планированию многостадийной деятельности и мысленному прогнозированию результатов каждого этапа, т. е. тех свойств, которые необходимы для овладения азами человеческого языка.

Долгое время орудийная деятельность животных рассматривалась преимущественно в связи с экспериментальным изучением проблемы интеллекта. Однако современные, более обширные и разносторонние знания поведения животных в природной среде говорят о том, что использование орудий – характерная черта адаптивного поведения некоторых (далеко не всех) популяций шимпанзе, причем они используют их разными способами. Интересно, что признанные наиболее близкими к человеку шимпанзе бонобо в природных условиях никогда не пользуются орудиями, хотя изобретательно прибегают к ним в условиях неволи (см. ниже об орудийном поведении Канзи). Большой вклад в изучение этой формы поведения у животных природных популяций внесла этология (Гудолл 1992; McGrew 1987, 1992; de Waal 1977, 2001). Подробный обзор и интересный анализ этой стороны орудийной деятельности приматов содержится в новой книге Ж. И. Резниковой (2005), посвященной проблемам когнитивной этологии.

Эти данные поднимают много новых вопросов. Один из них состоит в том, что, как и любое другое сложное поведение, применение орудий у разных животных и в разных ситуациях может осуществляться за счет разных механизмов. В ее основе могут лежать не только элементы мышления (как в рассмотренных примерах), но и разные виды обучения, в том числе и путем подражания, а у ряда видов птиц даже генетическая предрасположенность к определенным орудийным действиям.

По-видимому, многое из того, что обнаружено сейчас у вольно живущих шимпанзе, это уже результат существования культурной традиции, навыки, которые усваиваются с детства путем подражания старшим, а также благодаря направленному обучению малышей взрослыми (Boesch 1991). Последняя особенность поведения также относится к числу признаков, доступных только антропоидам. Исследование этого аспекта орудийной деятельности антропоидов особенно важно в связи с проблемой антропогенеза – для реконструкции возможных путей зарождения культуры у человека. Принципиальное отличие культурных традиций у приматов и человека состоит в том, что у приматов их поддержание осуществляется на уровне функций первой сигнальной системы, тогда как у человека передача опыта происходит в символической форме с помощью второй сигнальной системы (речи). Вопрос о том, как это происходит у обезьян, обученных языкам-посредникам, представляет актуальный интерес и будет рассмотрен во второй части книги.

Наличие орудийной деятельности характеризует ту сторону мышления, которая обеспечивает экстренное решение задач в новой для животного ситуации. Далее мы обратимся к другой стороне мышления – способности к обобщению, абстрагированию, усвоению символов и совершению операций логического вывода, которые не менее важны как когнитивная основа речи.

Определения

Наиболее важную для усвоения языков-посредников сторону мышления составляет способность к операции обобщения – к мысленному объединению стимулов и событий по общим для них существенным признакам. Другими словами, обобщение – это способность в процессе обучения и приобретения опыта выделять и фиксировать инвариантные свойства предметов и их отношений, мысленно объединять предметы и явления по их общим и существенным признакам и хранить эту информацию в более или менее отвлеченной форме. С обобщением неразрывно связана еще одна мыслительная операция – абстрагирование: мысленное выделение одних признаков и отвлечение от других, в данном случае несущественных.

Результатом операций обобщения и абстрагирования у человека является формирование понятий, которые фиксируют отличительные признаки предметов данного класса в отвлеченной форме и благодаря операции сравнения обеспечивают адекватную реакцию в новой ситуации – позволяют отнести новые предметы и явления к соответствующим категориям. Наряду с умозаключениями и суждениями понятия относятся к ведущим формам абстрактного мышления человека и лежат в основе функционирования второй сигнальной системы – речи.

О возможности формирования обобщений у животных и их роли в приспособительном поведении свидетельствуют две группы фактов. Накопленные этологами данные о поведении животных в естественных условиях показывают, что в своей повседневной жизни они реагируют не только на конкретные стимулы, но и на целые классы или категории сходных предметов и явлений. Другой источник данных о способности животных к обобщению – изучение сложных форм обучения (анализ выработки условных рефлексов на относительные признаки стимулов, генерализации и переноса навыков в новые ситуации). Эти работы также показывали, что животным в той или иной степени свойственна способность к выделению наиболее общих свойств предметов.

Психофизиологическая природа операции обобщения состоит в том, что в процессе решения серии однотипных задач животные переходят от образования связей между конкретными стимулами и подкрепляемыми реакциями на них к сопоставлению хранящихся в памяти мысленных представлений и выделению общих для них признаков. Обобщение рассматривают как «процесс систематизации информации о предметах, явлениях, отношениях, действиях и тождествах». В результате этого процесса, по выражению Л. А. Фирсова, «создаются блоки систематизированной информации, которые хранятся в памяти в виде более или менее отвлеченных, обобщенных представлений. Они извлекаются из памяти при появлении сходных ситуаций, стимулов, соотношений и благодаря операции сравнения обеспечивают адекватную реакцию животного на новые стимулы» (Фирсов 1987, с. 676).

Начало исследованию способности животных к обобщению было положено в опытах Н. Н. Ладыгиной-Котс с детенышем шимпанзе (подробнее см. ниже) в 1913–1916 гг. Для этих опытов была разработана методика, согласно которой животному показывают некий предмет-образец и оно должно выбрать такой же стимул из нескольких предложенных для сравнения (выбор по образцу). Другие методики основаны на выработке дифференцировочных условных рефлексов.

С помощью этих методов удалось показать, во-первых, что шимпанзе не только различают такие зрительные признаки, как цвет, форма и величина предметов, но во-вторых, при этом происходит и обобщение: «в результате многочисленных конкретных опытов, выявляющих наглядно и в результате чувственного познания <…> соотношение вещей, шимпанзе производит практическое обобщение» (Ладыгина-Котс 1923, с. 452). Позднее было показано, что диапазон обобщаемых признаков практически не ограничен. Он включает самые разнообразные абсолютные признаки (не только цвет, форму, размер, но также наличие симметрии, число составляющих стимул элементов, конфигурацию и паттерн изображений и т. д.), не только зрительные, но и относящиеся к другим сенсорным модальностям. Кроме того, выяснилось, что животные могут обобщать и относительные признаки – те, что выявляются только при сопоставлении двух и более объектов. К ним относятся признаки: сходство – отличие, больше – меньше – равно, выше – ниже и т. д. Наконец, животные могут обобщать и совершенно отвлеченные признаки, такие как соответствие стимулов в отсутствие между ними физического сходства (число элементов в множествах, аналогия в соотношении компонентов, составляющих стимулы (см. ниже), и др.).

Приведенные примеры далеко не исчерпывают всего многообразия признаков, которые могут анализировать и обобщать животные. Помимо обобщения воспринимаемой информации животные способны и к выявлению общего алгоритма при решении серии однотипных задач: например, при выработке серии однотипных дифференцировочных условных рефлексов происходит формирование установки на обучение (Harlow 1958; Rumbaugh et al. 2000; Warren 1965).

Операция обобщения участвует и в организации различных форм деятельности животных. Одно из доказательств этого – перенос двигательных навыков в новые ситуации (Протопопов 1950). Обнаруженные у шимпанзе особенности использования орудий также отражают способность к глубокому анализу связей между предметами, явлениями и результатами деятельности с ними. Высокоразвитая способность к обобщению проявилась у шимпанзе в использовании различных природных объектов в качестве орудий «вне их частных признаков <…>, т. е. предельно придерживаясь логики решения задачи» (Фирсов 1987, с. 665).

Специальному исследованию этой проблемы были посвящены опыты С. Л. Новоселовой (1933–2005). Шимпанзе Султану регулярно предлагали задачи на достижение приманки с помощью разного рода орудий (палок и тесемок). Султан успешно решал каждый новый вариант и, кроме того, довольно быстро усовершенствовал общую стратегию своего поведения, например, перешел от движений по типу рычага к тонким движениям кистью. Когда ему пришлось использовать и палки, и тесемки, он скомбинировал все прежние навыки – перенес их в новую ситуацию, но перенес творчески. С. Л. Новоселова (1965; 2001) сделала вывод, что шимпанзе не просто заучивает цепь движений, а выделяет в серии совершаемых им орудийных действий общие для них существенные признаки. Благодаря этому формируется обобщенный способ действия, и шимпанзе применяет его в разных ситуациях. Можно отметить, что в отличие от шимпанзе капуцины в тех же опытах не смогли переносить навыки и применить овладение палкой для подтягивания приманки тесемкой. Они учились каждой новой задаче почти заново.

Изучение операции абстрагирования осуществляется параллельно и неразрывно с изучением операции обобщения. Принцип этих исследований – выяснить, от каких второстепенных элементов могут отвлекаться животные, после того как обобщение произошло.

Характеризуя эту сторону элементарного мышления, И. М. Сеченов (1935) говорил, что она свидетельствует о способности «удаляться от чувственных корней, от реального образа конкретного предмета» (с. 45). Это образное выражение как нельзя лучше определяет сущность операции абстрагирования и, как мы увидим далее, оказывается весьма полезным при рассмотрении разных уровней овладения знаками у шимпанзе. Чем большим числом второстепенных признаков отличаются стимулы в тесте на перенос от использованных при обучении, тем выше степень абстрагирования сформированного животным правила выбора и лежащего в его основе обобщения.

Тесты на перенос

Чтобы установить, произошло ли обобщение в результате обучения, может ли животное узнавать обобщаемый признак при изменении остальных параметров стимула и применить ранее сформированное частное правило выбора к новым стимулам, проводят так называемые тесты на перенос– предлагают стимулы, в разной степени отличные от использованных при обучении. Если животное правильно реагирует на новые стимулы уже при первых пробах, считают, что оно решило тест на перенос – т. е. оно оказалось способным мысленно сопоставлять получаемую в процессе обучения информацию, выделять общий для всех стимулов признак и «перенести» сформированное правило выбора на новый набор стимулов.

Для оценки степени обобщения и абстрагирования применяют целые серии тестов на перенос. Самый первый классический пример – опыты Н. Н. Ладыгиной-Котс (1923), в которых Иони научился выбирать по сходству с образцом сначала стимулы красного цвета, потом перенес этот выбор на другие цвета, потом на предметы сходной формы. Процесс абстрагирования (отвлечения) сопровождался определенными трудностями, например, если предъявляемые объекты имели разноцветные полосы, расположенные в разном порядке (цвета российского и французского флагов). Кроме того, иногда он с трудом устанавливал сходство предметов с их изображениями и с пунктирными рисунками – доля правильных ответов снижалась со 100 до 55 %.

В качестве примера современных подходов к исследованию этой проблемы приведем серию тестов на перенос для оценки степени обобщения и абстрагирования признака «большее число элементов», которую мы применили при исследовании способности врановых птиц обобщать признак «больше по числу элементов» (рис. 5, см. вклейку). Эта серия позволяла шаг за шагом проконтролировать уровень достигнутого обобщения и независимость от второстепенных признаков.

Эти тесты проводили после того, как вороны достигли критерия обученности и при предъявлении любой из 200 использованных для этого пар из исходного набора стимулов в диапазоне 1—12 выбирали стимул, содержащий большее число элементов (птицы при этом делали 80 % правильных выборов в 30 предъявлениях подряд). Тесты показали, что:

• птицы продолжают выбирать любое большее множество из новых пар того же диапазона, даже если они отличались от исходных по форме и цвету элементов, по их расположению на карточке и по цвету фона;

• птицы продолжают реагировать правильно несмотря на то, что предъявленные множества труднее различимы, чем использованные при обучении (например, 7 и 8, 8 и 9, 11 и 12);

• вороны могут абстрагироваться от такого признака, как суммарная площадь элементов (т. е. бльшая «закрашенность» рисунка). Они делают выбор того или иного множества именно на основе соотношения числа элементов, даже если площадь большего множества по абсолютной величине оказывается меньше, чем площадь меньшего;

• птицы выбирают по признаку «большее множество», даже если используются новые, ранее никогда не применявшиеся множества, содержащие от 10 до 20 элементов.

В каждом новом тесте стимулы были все меньше похожи на исходные, однако доля правильных выборов новых стимулов сразу же достоверно превышала случайный уровень. Все это позволяет считать, что в тестах на перенос выбор определялся именно признаком «большее число» элементов, абстрагированным от других, сопряженных с ним. Как мы увидим далее, подобное последовательное тестирование степени обобщения и абстрагирования проводилось и при оценке вербального поведения обезьян.

Еще один показатель высокой степени абстрагирования – способность животного к кроссмодальному переносу, например выбору на ощупь фигуры, которая соответствует зрительно воспринимаемому образцу. Способностью к кроссмодальному переносу обладают не только обезьяны, но, например, и птицы. В опытах О. Кёлера (Koehler 1956) ворон, обобщивший некоторые множества, изображенные разными способами, научился открывать соответствующее число кормушек. Когда ему в первый раз вместо визуального множества предъявили последовательность из нескольких звуковых сигналов, он спонтанно совершал столько действий, сколько слышал звуковых стимулов. Подобная способность к кроссмодальному переносу проявляется и в поведении «говорящих» обезьян, которые понимали и слова, произнесенные вслух (причем разными голосами, с разными интонациями), и узнавали их в виде зрительных стимулов – лексиграмм.

Уровни обобщения и абстрагирования, доступные животным

Уровни обобщения, доступные разным видам животных, существенно варьируют. Один из критериев, которые используют для характеристики такого уровня, это диапазон отличий стимулов, использованных в тесте, от применявшихся при обучении. Этот критерий позволяет надежно выделять по крайней мере два уровня обобщения, доступных животным.

Для многих видов (например, для голубей и крыс) характерен, по-видимому, только допонятийный уровень обобщения, когда отражение действительности осуществляется в форме ощущений. В его основе лежит формирование «наглядных или образных представлений конкретного объекта» (Ладыгина-Котс 1963; Premack 1983). Этот уровень обеспечивает способность животных узнавать стимулы одной категории, например, реагировать на любые предметы определенной формы (любые шары) или определенного цвета.

Следующий, более высокий уровень обобщения – формирование довербальных понятий. Он проявляется в способности к переносу обобщения на стимулы новой категории. Так, шимпанзе Иони, обучившийся выбирать стимулы по сходству с образцом их цвета или формы, по собственной инициативе выделил признак «размер» и спонтанно стал выбирать стимулы, сходные по этому признаку, игнорируя их цвет, а также форму (Ладыгина-Котс 1923).

Описание этого критерия более высокого уровня обобщения было сделано независимо друг от друга и несколькими другими авторами (Фирсов 1972, 1987, 1993; Фирсов, Чиженков, 2003; Koehler 1956; Mackintosh 1988), использовавшими разных животных и разные модели. Например, при выработке обобщения по признаку «сходство» (или «отличие») английский психолог Н. Макинтош проверял, будут ли птицы, обученные выбирать по признаку сходства цветовых стимулов, реагировать правильно, если им предложить стимулы другой категории – по-разному заштрихованные образцы. Голуби (Wilson et al. 1985) продемонстрировали способность к переносу только на новые цвета, а галки обобщили правило выбора «по сходству с образцом» и оказались способны перенести его на стимулы новой категории (разная штриховка).

Независимо от этих авторов, работавших с птицами, тот же критерий предложил и Л. А. Фирсов. В его опытах шимпанзе сначала обучали выбирать геометрические фигуры большей площади. Затем проводили серию тестов на перенос, и они с первого же раза правильно выбирали большую в паре новых фигур, продемонстрировав допонятийное обобщение по признаку «больше по площади». После этого им предъявили стимулы другой категории – разное число точек, и они без дополнительного обучения выбирали стимул с бльшим числом элементов, показав, что применяют сформированное обобщение также в отношении числа раздражителей (другая категория признаков), т. е. оно превратилось в обобщение «больше вообще», или «мера» (рис. 6).

Довербальные понятия – высший уровень обобщения у животных

Именно такой перенос и расценивают как показатель формирования довербального понятия (Фирсов 1972, 1982, 1993). В этом случае животное, по-видимому, переходит от наглядно-образной к более абстрактной, хотя и невербальной форме обработки и хранения информации, когда отражение действительности происходит на уровне понятий, не опосредованных словом.

Способность применения правила выбора, сформированного в отношении стимулов одной категории («выбирай сходный по цвету»), к стимулам другой категории («выбирай сходный по форме, или по числу элементов, или др.»), обнаружена у приматов (Фирсов 1993; Фирсов, Чиженков 2003), прежде всего человекообразных, у дельфинов, а также у врановых (Зорина и др. 2001; Koehler 1956; Wilson et al. 1985) и попугаев (Pepperberg 1987a, b; 1999/2002). Интересно отметить, что по этим данным Л. А. Фирсова собаки не способны к формированию довербальных понятий, как и (по данным нашей лаборатории) к решению задачи на оперирование размерностью (Дашевский 1979; Дашевский, Детлаф 1974; Крушинский 1986) и некоторых других когнитивных тестов. Обобщив признак «больше по величине» при выработке дифференцировки фигур разной площади, они в отличие от шимпанзе и макак и капуцинов не смогли перенести эту реакцию на стимулы другой категории – различающиеся по числу элементов.

Таким образом, способность к обобщению распространена у разных видов позвоночных (она есть даже у черепах), однако наиболее развитой она оказывается у человекообразных обезьян.

Способность некоторых животных к высокой степени обобщения позволяла предположить, что им доступна и способность к усвоению и использованию символов, т. е. та когнитивная операция, которая составляет основу речи человека.

Символизацией называют процесс установления эквивалентности между ранее нейтральными для субъекта стимулами и соответствующими предметами, действиями, а также обобщениями разного уровня, в результате которого появляется возможность оперировать ими как символами в полном отрыве от обозначаемых предметов, действий и обобщений.

Обобщение числовых признаков, или «Счет» у животных

Для изучения способности животных к символизации применяют разнообразные экспериментальные приемы. Один из них связан со способностью обобщать признак «число» и связывать представление о числе с символами-цифрами. Доказано, что животные выполняют разного рода количественные оценки параметров среды, включая формирование довербального понятия о числе (например, Boysen 1993; Brannon, Terrace 2000; Biro, Matsuzawa 2001). На следующем этапе анализа выясняют, могут ли животные связывать это понятие с символами (например, арабскими цифрами), т. е. существуют ли у них зачатки способности к «истинному счету» с помощью числительных, которой в полном объеме наделен только человек.

Вопрос о наличии у животных зачатков «истинного счета» и критериях, которым они должны удовлетворять, составляет предмет острых дискуссий (см. Davis 1993; Davis, Perusse 1988; Gallistel 1990). Поскольку в качестве универсального стандарта рассматривают «человеческий счет» с помощью символов (числительных), прежде всего необходимо отметить, что этот термин подразумевает процесс формальной нумерации, используемый людьми для определения абсолютного числа элементов в множествах.

Р. Гельман и К. Галлистель (Gelman, Gallistel 1978) предложили ряд критериев, которые необходимо учитывать при оценке способности животных использовать символы для маркировки множеств. Наиболее важные из них:

• каждому пересчитываемому элементу должен соответствовать индивидуальный символ (принцип «соответствия один к одному»);

• символы должны в стабильном поряке соответствовать пересчитываемым элементам (принцип «ординальности» – использование цифр как порядковых числительных);

• символ, соответствующий последнему элементу, должен описывать общее число элементов в множестве (принцип «кардинальности» – использование цифр как количественных числительных).

Чтобы определить, способны ли животные к символизации и удовлетворяет ли их поведение при оценке множеств указанным критериям, необходимо выяснить, могут ли они:

• устанавливать тождество между исходно индифферентными для них знаками (например, арабскими цифрами) и обобщенной информацией о числе элементов множеств разной природы;

• оперировать усвоенными цифрами как символами (например, выполнять операции, аналогичные арифметическим);

• использовать усвоенные символы для нумерации (пересчета) элементов множеств и выполнять число действий в соответствии с предъявленной цифрой.

Оценка способности к «счету» у приматов

Первые исследования способности к символизации были выполнены на человекообразных обезьянах. Японские приматологи под руководством Т. Матцузавы (Институт изучения приматов при университете г. Киото) уже около трех десятилетий исследуют когнитивные способности шимпанзе, включая символизацию и формирование понятия о числе (Matsuzawa 1985; Matsuzawa et al. 1986; Tomonaga, Matsuzawa 2000; Biro, Matsuzawa 2001).

Самку шимпанзе по кличке Аи обучили значениям нескольких десятков иероглифов кандзи (одна из форм японской письменности) для обозначения цвета, числа элементов в множестве и др. Эксперименты проводили с помощью компьютеризованной установки – стимулами служили изображения, появляющиеся на экране чувствительного к прикосновению монитора. Кроме того, без специального обучения Аи усвоила значения трех десятков слов устной речи.

Способность Аи к «счету» исследовали методом выбора по образцу. В качестве образца предъявляли наборы различных предметов, а для выбора – арабские цифры. Аи успешно установила эквивалентность между арабскими цифрами от 1 до 9 и соответствующими множествами. В тесте на перенос с новыми вариантами множеств того же диапазона она выбирала соответствующие им цифры («маркировала» множества с помощью символов – «продуктивное»[35] использование символов). Можно было предположить, что ее обучение ограничивалось образованием условной связи между цифрой и конкретным паттерном расположения элементов в множестве, а также простым запоминанием всех использованных комбинаций. Однако в более поздних работах (Murofushi 1997; Biro, Matsuzawa 2001) было доказано, что дело этим не ограничивается и Аи действительно связала цифры с понятием «число», применяя их к любому множеству данной величины независимо от второстепенных признаков. Она выбирала нужную цифру от 1 до 9 для маркировки разнообразных новых множеств («рецептивное» использование символов), абстрагируясь от паттернов расположения составляющих их элементов, а также от их размера, цвета и формы. Таким образом, эти два эксперимента продемонстрировали способность шимпанзе успешно использовать принцип кардинальности.

Кроме того, Аи усвоила и принцип ординальности: когда ей предъявляли несколько цифр, разбросанных в случайном порядке по экрану монитора, она прикасалась к ним по очереди в порядке возрастания, т. е. как бы в соответствии с имеющимся у нее мысленным упорядоченным рядом (Tomonaga et al. 1993; Tomonaga, Matsuzawa 2000; Biro, Matsuzawa 2001).

Важный вклад в решение вопроса о способности животных к использованию символов для характеристики множеств внесли работы американской исследовательницы Сары Бойзен и ее сотрудников (Boysen, Berntson 1989; 1995; Boysen 1993). Благодаря приемам, специально акцентирующим внимание животного на признаке числа, и постепенному наращиванию сложности предъявляемых задач им удалось обучить шимпанзе Шибу практически всем элементам «истинного счета».

Сначала шимпанзе обучали класть одну и только одну конфету в каждый из шести отсеков специального подноса. Смыслом этой процедуры была демонстрация соответствия «один к одному» между числом отсеков и числом конфет. На следующем этапе в ответ на предъявление подноса с одной, двумя или тремя конфетами шимпанзе должны были выбрать одну из трех карточек с изображениями такого же числа кружков. Авторы особо подчеркивали значение того, что конфеты на поднос помещали по очереди, при этом экспериментатор их вслух пересчитывал. Тем самым обезьяне демонстрировали первый и второй принципы Гельман и Галлистеля – соответствие «один к одному» и упорядоченность (ординальность). Затем карточки с изображениями точек стали постепенно (сначала одну, потом две, а потом и все три) заменять карточками с изображениями цифр, так что обезьяна должна была использовать эти ранее индифферентные для нее изображения вместо изображений реальных множеств.

Когда Шиба стала уверенно выбирать цифру, соответствующую числу конфет на подносе («продуктивное» использование символов), обучение продолжили с помощью компьютера. Обезьяне показывали на мониторе одну из цифр, а она должна была выбрать карточку с изображением соответствующего числа точек (рецептивное использование символов) (рис. 7а, б).

По той же методике Шиба освоила еще два символа: цифры 0 и 4, а впоследствии также 5, 6 и 7. Интересно, что, осваивая новые множества, она сначала по очереди прикасалась к каждой из конфет («пересчитывала» их) и только после этого выбирала соответствующую цифру. Дополнительные опыты свидетельствуют, что это не было простым подражанием действиям экспериментатора, – число ошибочных ответов коррелировало с числом ошибочных касаний пальцем.

Для проверки способности Шибы оперировать усвоенными символами провели следующие два теста. В лаборатории по двум из трех «тайников» раскладывали апельсины таким образом, чтобы их сумма не превышала 4 и их нельзя было видеть одновременно. Шиба обходила все три «тайника» и по очереди видела (но не могла достать) находящиеся в них апельсины. Затем обезьяна должна была подойти к «рабочей площадке», откуда не были видны апельсины, и выбрать из разложенных там цифр ту, которая соответствовала общему числу плодов. Уже во второй серии экспериментов (25 проб в каждой) шимпанзе выбирала правильную цифру более чем в 80 % случаев.

Во втором тесте (его назвали тестом на «счет символов») апельсины заменили карточками с цифрами, которые также помещали в любые два из трех «тайников» (тест на «сложение символов»). Использовали следующие комбинации цифр: 1 и 0, 1 и 1, 1 и 2, 1 и 3, 2 и 0, 2 и 2. Как и на предыдущем этапе, Шиба должна была обойти «тайники» и затем найти карточку с цифрой, соответствующей сумме. В первой же серии она выбрала правильную цифру в достоверном большинстве случаев (75 %). Полученные результаты стали убедительным свидетельством способности шимпанзе усваивать символы, оперировать ими в отрыве от реальных множеств и выполнять операцию, аналогичную сложению, т. е. поведение обезьяны удовлетворяло двум критериям «истинного счета».

Демонстрация способности шимпанзе к использованию принципа ординальности была целью экспериментов Д. Рамбо (Rumbaugh et al. 1989; Rumbaugh, Washburn 1993): животных старались побудить нумеровать объекты с помощью символов или производить определенное число действий в соответствии со значениями цифр. В экспериментах участвовали шимпанзе, ранее обучавшиеся языку-посреднику йеркиш (Лана, Шерман и Остин; см. ниже).

Прежде всего, обезьян научили с помощью джойстика перемещать курсор по экрану монитора и помещать его на арабскую цифру, которая появлялась на соответствующем по счету месте в одной из прямоугольных рамок, расположенных вдоль верхнего края экрана. В следующей задаче вдоль нижнего края экрана дополнительно появлялись изображения прямоугольных рамок с одной точкой внутри каждой. Шимпанзе нужно было передвинуть столько рамок, чтобы их число соответствовало значению арабской цифры-образца. После передвижения последней рамки обезьяна должна была вернуть курсор на цифру-образец, сигнализируя тем самым о выполнении задачи. В процессе обучения, как только обезьяна передвигала очередную рамку нижнего ряда, в верхнем ряду рамок появлялась соответствующая цифра (демонстрация «соответствия один к одному»). В тесте такой «обратной связи» не было. Когда обезьяна помещала курсор на очередную рамку, та исчезала, и при этом раздавался звуковой сигнал. Для успешного выполнения задания было необходимо помнить, сколько рамок уже исчезло. Шимпанзе успешно справлялись с этой задачей. В данной ситуации они продемонстрировали владение обоими принципами – и ординальности, и кардинальности, – и потому их поведение расценили как «начальный счет» (entry-level counting; Rumbaugh, Washburn 1993).

Еще более убедительные доказательства способности животных представлять упорядоченность (ординальность) в ряду чисел были получены даже не на шимпанзе, а на низших обезьянах (Brannon, Terrace 1998).

Опыт проводили следующим образом: на чувствительном к прикосновениям мониторе макакам предъявляли по четыре множества, содержащих от 1 до 4 элементов (рис. 8, см. вклейку). Обезьяны должны были по очереди прикоснуться к каждому из этих множеств в возрастающем порядке. По завершении обучения, когда обезьяны усвоили порядок выбора данных четырех множеств, им предъявляли 150 новых наборов множеств в том же диапазоне от 1 до 4, причем каждый показывали лишь один раз. После того как обезьяны успешно справились с этой задачей, им предъявили множества, содержащие от 1 до 9 элементов. Обезьяны успешно ранжировали новые множества именно по числу элементов в них, используя для этого правило выбора по возрастанию, которому они ранее обучились на множествах, содержащих от 1 до 4 элементов (Brannon, Terrace 1998).

Таким образом, приматы способны распознавать и обобщать признак «число элементов», устанавливать соответствие между этим отвлеченным признаком и ранее нейтральными для них стимулами – арабскими цифрами. Оперируя цифрами как символами, они способны ранжировать множества и упорядочивать их по признаку «число», а также совершать число действий, соответствующее цифре. Наконец, они способны к выполнению операций, изоморфных сложению и вычитанию, но этот вопрос, несомненно, требует более точных исследований.

Способность к символизации у птиц (на примере врановых)

Оценка способности к символизации у животных, не относящихся к приматам, представляет самостоятельный интерес, позволяя судить о том, на каких этапах филогенетического развития появляется эта когнитивная способность. Мы исследовали ее у врановых птиц, и выбор этого объекта был не случаен.

Изучение высших представителей класса птиц (попугаев и врановых) показало, что даже самые высокие степени обобщения – образование довербальных понятий – нельзя считать прерогативой приматов (Зорина и др. 2001; Koehler 1956; Mackintosh 1988; Pepperberg 1999/2002). Развитая функция обобщения и абстрагирования позволяет им оперировать рядом отвлеченных понятий, включая довербальное понятие о «числе» (Зорина, Смирнова 1995; Смирнова и др. 1998, 2002; Smirnova et al. 2000; Pepperberg 1991, 1996; Pepperberg, Gordon 2005). Поэтому появилось основание проверить, способны ли вороны к символизации, т. е. могут ли они установить эквивалентность цифр от 1 до 4 и соответствующих им множеств. Для этого был разработан особый методический подход (Зорина и др. 2001). В отличие от предыдущих исследований (Matsuzawa et al. 1986; Matsuzawa 1985; Murofushi 1997), у ворон не вырабатывали ассоциативных связей «цифра и соответствующее ей множество», но создавали условия для того, чтобы птицы смогли самостоятельно выявить эту связь на основе информации, полученной в специальных «демонстрационных» сериях.

В «демонстрационной» серии впервые за весь период обучения птицы одновременно видели и цифры и множества – например, если образцом была цифра 4, то для выбора предъявляли какое-нибудь множество и цифру 4, а если образцом было множество из четырех элементов, то на карточках для выбора изображали какую-нибудь цифру и множество из четырех элементов (рис. 9А). Кроме того, вороны получали информацию о «цене» каждого стимула. В случае правильного выбора они получали дифференцированное подкрепление: находили то число личинок, которое соответствовало цифре или множеству на выбранной ими карточке. Например, и под карточкой с множеством из четырех элементов, и под цифрой 4 ворона находила 4 личинки. Для успешного решения задачи в демонстрационных сериях воронам достаточно было использовать ранее усвоенное правило выбора по соответствию с образцом – «выбирай изображение, похожее на образец».

В тесте мы выясняли, могут ли птицы установить эквивалентность цифр и соответствующих им множеств без направленного формирования такой связи. В этом опыте образец впервые принадлежал к одной категории, а обе карточки для выбора – к другой (рис. 9Б). Например, если образцом была цифра 4, то для выбора предъявляли два множества, но только одно из них состояло из четырех элементов. Если образцом было множество из четырех элементов, то для выбора предъявляли две цифры, одна из которых была четверкой. Таким образом, между образцом и карточками для выбора не было внешнего соответствия. Для успешного решения такой задачи воронам нужно было не только использовать ранее усвоенное правило выбора по образцу, но и произвести дополнительные операции, мысленно сопоставить еще какую-то ранее полученную информацию об образце и стимулах для выбора. Такой информацией было число единиц подкрепления, связанное с каждым из стимулов во время демонстрационных серий,

Птицы с первых же проб решали эту задачу правильно: в достоверном большинстве случаев они выбирали цифру, соответствующую изображенному на образце множеству и наоборот. Следовательно, вороны способны без специального обучения, за счет мысленного сопоставления ранее полученной информации, установить эквивалентность множеств и исходно индифферентных для них знаков (цифр от 1 до 4).

Мы предполагаем, что в данном случае птица принимала решение с помощью операции логического вывода, которую называют транзитивным заключением (см. ниже, раздел «Операции логического вывода»). Поскольку ранее каждому графическому множеству и каждой цифре соответствовало определенное число личинок, то выбирать нужно тот стимул, за который ранее давали столько же личинок, сколько и за образец (если А = В и В = С, то А = С). То есть, на основе двух посылок, полученных ассоциативным или условно-рефлекторным путем, животное может сделать вывод о наличии третьей связи.

В следующем эксперименте мы выясняли, могут ли птицы оперировать усвоенной информацией – выполнять с цифрами комбинаторную операцию, аналогичную арифметическому сложению. «Слагаемые» (цифры или множества) были изображены на карточках, разделенных по диагонали чертой, так же как и соответствующие им кормушки были разделены вертикальной перегородкой на две равные части (рис. 10А). В «демонстрационной» серии использовали только множества либо на обычных, либо на «разделенных» карточках и демонстрировали соответствие числа элементов на обычных либо на «разделенных» карточках числу личинок в обычных или в «разделенных» кормушках.

В отличие от «демонстрационной» серии, в тесте на «сложение» мы использовали только цифры. Если в качестве образца предъявляли отдельную цифру, то для выбора – две «разделенные» карточки с цифрой в каждой половине, сумма которых на одной из них соответствовала цифре на образце (рис. 10Б). Если в качестве образца использовали «разделенную» карточку с парой цифр, то для выбора предлагали отдельные цифры.

Птицы успешно справились с этой задачей. К началу серии они уже знали, что каждому конкретному графическому множеству и каждой цифре соответствует определенное число личинок, и на этом основании во время теста они (экстренно) определяли, что определенные цифры и графические множества соответствуют друг другу. Затем, в ходе демонстрационной серии вороны получали дополнительную информацию о том, что под карточкой с «разделенным» множеством находится соответствующим образом «разделенное» число личинок. Для правильного выполнения теста на «сложение» им нужно было сделать мысленное заключение об эквивалентности друг другу отдельных цифр и соответствующих комбинаций двух цифр.

Оказалось, что вороны способны сохранять информацию о числовых признаках стимулов не только в форме образных представлений, но и в некой отвлеченной и обобщенной форме, которую они смогли связать с ранее нейтральными для них знаками – цифрами. Следовательно, не только у высших приматов, но и у некоторых птиц довербальное мышление достигло в своем развитии того промежуточного этапа, который, по мнению Орбели (1949), обеспечивает возможность использования символов вместо реальных объектов и явлений и который в эволюции предшествовал формированию второй сигнальной системы.

Основываясь на результатах целого ряда поведенческих тестов, Л. В. Крушинский (1986) высказал предположение о существовании параллелизма в эволюции высших когнитивных функций птиц и млекопитающих – позвоночных с разными типами структурно-функциональной организации мозга. Мы привели эти данные, чтобы показать, что обобщение, абстрагирование, формирование довербальных понятий и способность к символизации – достаточно универсальные когнитивные операции, в сходной степени присущие высшим представителям разных классов позвоночных.

С тех пор всё новые и новые данные подтверждают, что, несмотря на принадлежность к различным ветвям эволюции и кардинальные различия в структуре мозга, способность к разным видам элементарного мышления, в том числе к обобщению и абстрагированию, у представителей этих классов характеризуется сходными градациями. Это свидетельствует о том, что предыстория человеческого мышления восходит к достаточно древним этапам филогенеза, общим для предков этих классов.

Говоря о мышлении животных в контексте обучения обезьян языкам-посредникам, нельзя не упомянуть о способности животных к совершению двух операций логического вывода (inferential reasoning), когда при получении новой информации ее усвоение происходит на основе уже имеющейся, путем мысленного сопоставления ранее полученных сведений. Об этих операциях необходимо упомянуть по двум причинам. Во-первых, само начало их изучения связано с именем Д. Примэка – одного из первопроходцев в области изучения зачатков речи у обезьян (Gillan et al. 1981; Premack 1983; Premack & Premack 1972, 2003). Во-вторых, одна из операций – транзитивное заключение – тесно связана с процессом символизации.

Транзитивное заключение

Упомянутое выше транзитивное заключение составляет одну из базовых операций, присущих дедуктивному мышлению человека. Определение транзитивного отношения пришло в психологию из формальной и математической логики. Отношение r называют транзитивным, если оно, попарно связывая стимулы B и C, C и D, с необходимостью связывает также стимулы B и D. Стимулы, связанные такими отношениями, образуют транзитивный ряд: B r C r D. Таким образом, если субъект способен из двух предпосылок B r C и C r D сделать вывод, что B r D, то говорят, что он способен к транзитивному заключению. Примерами транзитивных отношений могут служить такие, как «больше, чем» (например, если B > C и C > D, то B > D), «дальше», «ярче» и т. д. Наряду с отношением транзитивных неравенств существует и возможность транзитивного равенства: если A=B и B=C, то A=С. Именно эта операция, как мы увидим, вовлечена в процесс символизации у птиц – в превращение нейтральных для них стимулов (цифр) в символы-числительные, которыми они далее оперируют вместо соответствующих множеств.

Способность к транзитивному заключению, по мнению многих известных приматологов (Altmann 1962; de Waal 1977; Kummer 1982; Premack 1986 и др.), играет важную роль в организации социального поведения, в частности, в установлении иерархии в сообществах. Например, если обезьяна видит, что субъект B подчиняется субъекту A, а она сама подчиняется субъекту B, то без дополнительного выяснения отношений приходит к выводу, что ей надо уступать субъекту A.

Способность к решению теста на транзитивное заключение у шимпанзе описана в лаборатории Примэка в 1981 году (Gillan 1981). Впоследствии она была обнаружена у многих животных, в том числе и у птиц, включая голубей и ворон (Зорина и др. 1995; Siemann et al. 1996). Интересно, что механизмы осуществления этой операции до сих пор неясны. Ряд исследователей считают, что это форма когнитивной деятельности, которая осуществляется за счет мысленного сравнения положения стимулов в транзитивном ряду (Зорина и др. 1995; Davis 1993; Boysen et al. 1993; Rapp et al. 1996; Lazareva et al. 2004 и др.). Другие авторы склоняются к тому, что у голубей механизм решения имеет чисто ассоциативную природу и выбор в тесте осуществляется за счет различий в вероятности подкрепления стимулов во время предшествующего обучения (Wynne 1995; Siemann, Delius 1998).

По-видимому, у животных разных видов и в разных вариантах опытов могут быть задействованы разные механизмы. Во всяком случае, проведенные нами эксперименты (Lazareva et al. 2004) позволили показать, что у врановых птиц транзитивное заключение осуществляется именно на основе мысленного сопоставления независимо полученной информации об относительном положении стимулов в транзитивном ряду.

Выявление аналогий

Транзитивное заключение – не единственная операция логического вывода, которую совершают животные. Некоторым видам, по крайней мере антропоидам, доступно выполнение и еще одной операции логического вывода – построения аналогий. Этот вид индуктивного мышления впервые исследовал также Д. Примэк (Premack 1983; Gillan et al. 1981). Как и тест на транзитивное заключение, он входил в разработанную Примэком программу изучения тех высших когнитивных функций антропоидов, которые, по его предположениям, могли быть связаны с усвоением языка-посредника.

Эксперимент, где впервые была продемонстрирована способность шимпанзе к выявлению аналогий, давно стал классическим. Его проводили с шимпанзе Сарой, которая была второй после Уошо обезьяной, овладевшей небольшим запасом знаков. В частности, в ее лексикон входили «слова» одинаковый, тождественный и разный. В одном из опытов (рис. 11) ей показывали замк и ключ, рядом (симметрично замку) ставили банку с гуашью, а между ними помещали знак тождества, оставив свободное место рядом с ключом. Для выбора ей предлагали консервный нож и кисть – предметы, назначение которых она хорошо знала. В этом случае Сара уверенно выбирала нож, который выполнял ту же функцию, что и ключ, – тоже открывал банку. В следующем опыте ей продемонстрировали лист бумаги и карандаш и предложили выбрать из тех же двух предметов то, что составляет аналогичную пару с банкой гуаши; она уверенно выбрала кисть, которая по своим функциям в данном сочетании была аналогична карандашу.

Сара успешно выполнила целый ряд таких тестов на «функциональную аналогию», однако ее способности не следует преувеличивать: как подчеркивает Примэк, когда ей предлагали для выбора не 2, а 5 или 6 предметов, ее достижения уже не были столь впечатляющими.

Наряду с выявлением «функциональных» аналогий между предметами Сара продемонстрировала также понимание отношений пропорций разнородных предметов. Например, из нескольких возможных вариантов они выбирали ¹/4 яблока, как стимул, аналогичный стакану, на ¹/4 заполненному водой.

Первые эксперименты Д. Примэка позволяли предполагать, что подобная операция доступна только обезьянам, обученным языку-посреднику, однако более поздние эксперименты (Tanaka 1996; Thompson et al. 1997; Thompson, Oden 2000; Vonk 2003) этого не подтвердили. Например, Томпсон и его коллеги (Tompson et al. 1997) провели более формализованный эксперимент. Шимпанзе, которые были обучены выбору по образцу и у которых было сформировано обобщение по признаку «соответствие», оказались способны выбирать стимул, элементы которого были объединены по такому же принципу, как и элементы стимула-образца. Например, образец состоял из двух идентичных фигур (АА), а стимулы для сравнения – из других фигур, либо также одинаковых (ВВ), либо различных (CF). Единственным признаком соответствия между образцом (АА) и одним из стимулов (ВВ) была аналогия в соотношении компонентов стимула. В этом случае для правильного выбора животное должно было использовать более отвлеченный смысл понятия «соответствие», т. е. организованный по тому же принципу (relational matching).

Более того, недавно появились данные о том, что не только антропоиды, но и павианы способны решать экспериментальные задачи, основанные на сопоставлении соотношений в организации стимулов (Bovet, Vauclair 2001; Fagot et al. 2001). Однако в отличие от антропоидов, спонтанно воспринимающих этот признак, павианам для выявления сходства по аналогии соотношений требовалось длительное обучение – порядка 15 тысяч предъявлений.

Из других видов животных эта когнитивная функция пока найдена только у ворон (рис. 12, см. вклейку), которые оказались способны выявлять аналогию в организации двухкомпонентного образца и одного из стимулов в условиях, когда между последними не было никакого физического сходства, но один из них соответствовал образцу по соотношению размера, формы или цвета составляющих их элементов (Zorina, Smirnova 2005).

После краткого описания основных представлений об элементарном мышлении животных, сложившихся к началу экспериментов по обучению шимпанзе языкам-посредникам, еще раз обратимся к некоторым ключевым вопросам подобных исследований, а также к описанию некоторых тенденций их дальнейшего развития. На протяжении XX века представления о существовании у животных зачатков разума постоянно обсуждались и пересматривались, постепенно эволюционируя от полного (или почти полного отрицания) до той или иной степени признания. К настоящему времени голоса скептиков звучат, но все слабее.

В арсенале современной науки о поведении имеется целый набор методик, которые используются для сравнительного исследования когнитивных способностей животных. Именно количественное и качественное сопоставление всего комплекса современных сведений позволило констатировать, что зачатки мышления имеются у многих животных. Они проявляются в разнообразных формах и могут достигать разного уровня, который зависит от сложности структурно-функциональной организации мозга у данного вида. Простейшие формы (способность к экстраполяции и комбинированию элементов приобретенного опыта, о которых мы почти не упоминали за недостатком места) имеются у большинства изученных видов, включая рептилий (Крушинский 1986), а высшее их проявление – способность к усвоению и использованию символов – выявлено не только у человекообразных обезьян, но также и у дельфинов и у высокоорганизованных птиц: попугаев и врановых. Последний факт говорит о том, что появление когнитивных функций, лежащих в основе возникновения речи человека, восходит к достаточно ранним этапам филогенеза. Это обстоятельство делает еще более оправданным предположение о том, что какие-то зачатки способностей к коммуникации с помощью символов могут иметься у современных ближайших родственников человека.

Упомянутые данные весомо подтверждали пророческое высказывание Ч. Дарвина о наличии преемственности в развитии даже наиболее сложных психических функций человека и высших животных. Совокупность полученных данных ставила под сомнение и весьма распространенное представление о пропасти, отделяющей человека от остального животного мира. В связи с этим на повестку дня снова и уже в более конкретной и доступной прямому анализу форме вставал вопрос о том, имеются ли у животных какие-то способности, которые можно было бы рассматривать как эволюционную предпосылку для возникновения человеческой речи. Этот вопрос поднимался еще в самом начале ХХ в., когда не было реальных возможностей его исследовать, но к 60-м годам ХХ в. конкретные подходы к его анализу появились. Основным объектом исследования были, разумеется, человекообразные обезьяны, а среди них шимпанзе. Общепринято, что это наиболее близкие к человеку представители семейства Pongidae, которые к тому же считались более удобными для лабораторных исследований, чем остальные виды, и получили даже название «лабораторный двойник человека» (Фридман 1972).

Эволюция взглядов на интеллект антропоидов

Какие же представления об интеллекте антропоидов сложились к середине 1960-х годов? Взрыв работ, посвященных этой проблеме после открытий В. Келера, обеспечил разностороннюю характеристику их когнитивных способностей, отчасти упомянутую в предыдущей главе. При этом оформились две точки зрения относительно степени близости познавательных способностей антропоидов и человека.

Исходя из имевшихся в тот период данных, А. Н. Леонтьев (а вслед за ним К. Э. Фабри и другие психологи, как, впрочем, и физиологи высшей нервной деятельности) подчеркивал ограниченность интеллекта приматов. К. Э. Фабри сформулировал это общее мнение в своем учебнике «Основы зоопсихологии» (1976/ 2001), и оно с тех пор так и продолжает широко тиражироваться. По его мнению, «интеллектуальные способности обезьян, включая антропоидов, ограничены тем, что вся их психическая деятельность имеет биологическую обусловленность, поэтому они не способны к установлению мысленной связи между одними лишь представлениями и их комбинированием в образы» (с. 260; курсив наш. – З. З., А. С.).

Такого же мнения придерживались многие психологи и физиологи. Так, В. П. Протопопов (1950) на основании исследований способности к обобщению и формирования сложных двигательных навыков у капуцинов, макак и человекообразных обезьян одним из первых заявил, что животным доступно абстрагирование. Однако при этом он подчеркивал, что у обезьян «относительный признак не отвлекается полностью, как это имеет место благодаря слову у человека, а только выделяется в наглядно представленных конкретных объектах. Это абстракция in concreto <…> истинная же полная абстракция (vera) выражается в полном отвлечении признака от реального объекта… и возможна, конечно, лишь у человека в его речевом периоде» (Протопопов 1950, с. 163).

Такое представление об уровне когнитивных способностей антропоидов было достаточно характерно для того периода развития науки, оно прослеживается в большинстве работ того времени. Обобщая эти работы, Н. Н. Ладыгина-Котс (1963, с. 318) писала, что «обезьяны имеют элементарное конкретное образное мышление (интеллект), способны к элементарной абстракции и обобщению, и эти черты приближают их психику к человеческой». При этом автор подчеркивала, что «… их интеллект качественно, принципиально отличен от понятийного мышления человека, имеющего язык, оперирование словами как сигналами сигналов, системой кодов, в то время как звуки обезьян хотя и чрезвычайно многообразны, но выражают лишь их эмоциональное состояние и не имеют направленного характера. Они обладают, как и другие животные, лишь первой сигнальной системой».

Высказываясь столь осторожно, Надежда Николаевна в то же время от монографии к монографии последовательно подводила фундаментальную базу под представление о том, что в психике антропоидов наличествуют «предпосылки человеческого мышления» – и именно так она назвала свою последнюю монографию о когнитивной деятельности шимпанзе (Ладыгина-Котс 1965).

Более радикальную точку зрения высказывал ведущий американский приматолог Р. Йеркс (Yerkes 1943), который писал, что «… результаты экспериментальных исследований подтверждают рабочую гипотезу, согласно которой научение у шимпанзе связано с иными процессами, нежели подкрепление и торможение. <…> Можно предполагать, что в скором времени эти процессы будут рассматриваться как предшественники символического мышления человека».

В 1960-е годы начался пересмотр того представления, что «нет никаких оснований усматривать пропасть между низшими и высшими обезьянами и уподоблять поведение высших обезьян человеческому поведению» (Хильченко 1953, с. 121). Американский психолог Г. Харлоу был одним из первых на Западе, кто пробил брешь в глухой стене примитивных бихевиористских методик, которые ставили крыс и шимпанзе практически на один уровень. Его программа серийного обучения предусматривала выработку нескольких сотен (а у голубей и крыс – даже тысяч) дифференцировочных условных рефлексов одного типа. Это приводило к формированию так называемой установки на обучение (learning set formation), основу которой составлял процесс обобщения. Применение этой методики позволило впервые дать широкую сравнительную характеристику когнитивных способностей представителей разных таксономических групп, причем выявленные различия коррелировали с уровнем структурно-функциональной организации мозга. Один из наиболее интересных результатов этой работы состоял в том, что она доказала существенное превосходство антропоидов над всеми остальными видами приматов, не говоря уже о представителях других отрядов млекопитающих и о птицах. Более того, показатели антропоидов приближались к обнаруженным у детей (Harlow 1958; Warren 1965). Такой метод позволил провести и более тонкое сопоставление способностей разных представителей отряда приматов и даже выявить некую связь между способностью к этому типу когнитивной деятельности и экологическими особенностями вида (Rumbaugh et al. 2000). Ниже мы покажем, как развивались эти представления в следующие десятилетия ХХ века.

Новые направления в изучении интеллекта антропоидов, появившиеся в конце 60-х гг. ХХ в.

Таков очень краткий очерк представлений о психике антропоидов, которые имелись к середине 60-х гг. Обладая именно этим запасом сведений, начинали свои работы первопроходцы – А. и Б. Гарднер, а также Д. и Э. Примэк и, чуть позднее, Д. Рамбо. Вместе с тем, рубеж 60—70-х годов можно рассматривать как переломный в сравнительных исследованиях интеллекта животных, потому что именно тогда появилось несколько «точек роста», определивших пути дальнейшего изучения поведения и психики приматов и радикально изменивших представления об их уровне. Речь идет о том, что одновременно с началом «языковых» экспериментов появились и важнейшие данные о психике антропоидов, полученные традиционными методами в лабораторных условиях (Л. А. Фирсов, Е. Визальберги, Д. Примэк, Д. Рамбо, Т. Матсузава, С. Бойзен и др.), которые прямо или косвенно способствовали более полному пониманию когнитивных процессов, лежащих в основе освоения языков-посредников. Эти работы проводились не в изоляции, а взаимно обогащали друг друга. Например, Д. Примэк после попыток обучения шимпанзе Сары языку-посреднику создал широкую программу исследования высших когнитивных функций. Д. Рамбо по завершении «Проекта Лана» исследовал способность шимпанзе к счету, к формированию установки на обучение и т. д.

Американские психологи были не одиноки в своих поисках эволюционных истоков языка. В следующей главе мы приводим опыты отечественных ученых (Л. И. Уланова, А. И. Счастный, Н. А. Тих), которые обращались к этой проблеме практически в те же годы.

Нужно упомянуть и о возникновении совершенно новых направлений. В 1970 г. появилась статья Г. Гэллапа (Gallup 1970), в которой впервые было показано, что шимпанзе узнают себя в зеркале. С этой работы началось планомерное изучение способности приматов к самоузнаванию (Premack, Woodruff 1978; Gallup 1982, 1994; Povinelli 1993, 2000; Povinelli, Cant 1995; Povinelli et al. 1993). Иными словами, вопрос о сознании животных стал предметом объективных экспериментальных исследований, широко развернувшихся позднее, в 90-е гг. (см., например, Tomasello, Call 1997; Byrne 1998; Povinelli 2003).

Наконец, в середине 60-х годов этологи начали систематически исследовать поведение антропоидов, а затем и животных других, самых разных видов в их природной среде обитания. Уже первые работы Дж. Гудолл, появившиеся в 1963–1968 гг., радикально расширили наши представления о пищевом и социальном поведении шимпанзе и продемонстрировали способность этих животных применять орудия не только в неволе, но и в типичных для вида условиях среды (Goodall 1965).

В этот же период, параллельно с изучением «говорящих» обезьян начали накапливаться данные о сложности их естественного языка, существенную роль в котором составляла весьма разнообразная жестовая сигнализация (см. Гудолл 1992; Goodall 1965; van Lavick-Goodall 1968; van Hooff 1967,[36] а также ряд других исследователей[37]). Активное изучение социальной организации шимпанзе привело к появлению понятий «social cognition» и «social intelligence». Иными словами, углубление исследований интеллекта человекообразных обезьян шло по всем фронтам, и они поставляли богатый материал для трактовки их языкового поведения.

Современные представления об интеллекте высших и низших обезьян

Развитие перечисленных направлений, происходившее одновременно и параллельно с исследованиями языков-посредников, привело к пересмотру многих представлений о когнитивных способностях высших и низших приматов. Подробное рассмотрение результатов этих работ выходит за рамки нашей книги, поэтому мы лишь кратко резюмируем основные представления, сложившиеся к настоящему времени.

Человекообразные обезьяны превосходят остальных приматов по уровню следующих способностей:

• формирование установки на обучение;

• формирование довербальных понятий;

• усвоение и использование символов;

• объем оперативной памяти;

• способность к выявлению аналогий в соотношении размеров элементов двухкомпонентных стимулов;

• характер формирования обобщенного способа действия в процессе решения серии орудийных задач;

• целенаправленное применение орудий в соответствии с ранее принятым «мысленным планом» и предвидение результата своих действий в отличие от случайного манипулирования ими у низших обезьян.

Только антропоиды способны:

• к спонтанному использованию орудий;

• к рисованию (на уровне трехлетних детей);

• к самоузнаванию, а также пониманию и прогнозированию намерений партнеров (theory of mind);

• к направленному обучению детенышей;

• к «социальному манипулированию» и «преднамеренному обману».

Некоторые из этих положений мы проиллюстрируем результатами наблюдений за «говорящими» обезьянами.

Прежде чем переходить собственно к описанию языковых экспериментов, упомянем о ранних предшественниках и первых попытках в этом направлении (пусть даже это были попытки с негодными средствами).

Отдельные попытки проверить предположение о том, что антропоиды могут овладевать элементами человеческой речи, предпринимались еще в конце XIX века. Несмотря на то, что полемика по этому вопросу продолжается до сих пор и, наверное, так и будет продолжаться, задолго до появления доказательств наличия интеллекта у антропоидов предпринимались прямые попытки научить их говорить и проверить, понимают ли речь человека обезьяны, живущие с ним в тесном контакте.

Говорящий орангутан У. Фурнесса

Одна из самых ранних попыток научить человекообразных обезьян говорить была предпринята в начале ХХ века Уильямом Фурнессом (Furness 1916, цит. по Fouts, Mills 1997/2002). В 1909 году на о. Борнео, во время сбора материалов для книги об охотниках за черепами, он приобрел орангутана, а потом в Ливерпуле еще и двух шимпанзе. В 1911 году он обзавелся вторым орангутаном.

Из этих обезьян наиболее способным учеником оказалась самка-орангутан (в отличие от всех остальных антропоидов, участвовавших в такого рода экспериментах, ее имя нигде не упоминается). После 6 месяцев обучения обезьяна научилась говорить «папа». Во время учебы исследователь сначала удерживал ее губы сомкнутыми, а затем отпускал их, повторяя звук. Уроки часто проходили перед зеркалом, чтобы обезьяна могла уловить сходство мимики – своей и человека. Однажды обезьяна достаточно четко сказала «папа» по собственной инициативе, а не во время урока. Затем она по команде повторила это слово. Характерно, что она четко связывала слово «папа» с доктором Фурнессом, и на вопрос «Где папа?» показывала на ученого или похлопывала его по плечу.

Далее Фурнесс научил орангутана слову «cup» «чашка». Для этого потребовалось немало усилий: язык обезьяны лопаточкой отводили назад, после глубокого вдоха нос зажимали, так что ей приходилось выдыхать через рот. Столь сложным путем она научилась выговаривать [ка], а после дальнейших ухищрений и тренировок [ка] постепенно превратилось в четкое [кап].

После этого обезьяну начали учить межзубному звуку [th]. Однако на этом работа оборвалась – она погибла от пневмонии. Характерно, что даже в предсмертной горячке, когда она просила пить, то произносила слово «cup».

Одну из оставшихся шимпанзе Фурнесс в течение пяти лет пытался обучить слову «cup», но его труды не увенчались успехом. Ученый пришел к выводу, что орангутаны более перспективны в качестве «собеседника», чем шимпанзе, потому что они терпеливее, менее возбудимы и охотнее выполняют приказы.

Почему обезьяны не могут подражать человеческой речи?

Исследования американского морфолога и лингвиста Ф. Либермана (Lieberman 1968) внесли ясность в эту трудно объяснимую на первый взгляд неспособность обезьян подражать человеческой речи. Проведенное им детальное изучение структуры голосового аппарата приматов показало, что строение их гортани делает почти невозможной тонкую артикуляцию, необходимую для произнесения звуков человеческой речи (рис. 13).

Р. А. и Б. Т. Гарднеры (Gardner & Gardner 1985) предположили, что существует и другой источник трудностей. По их мнению, «…именно обязательная связь голосового поведения с эмоциональным состоянием делает таким трудным, может быть, невозможным для шимпанзе произнесение английских слов. Они, впрочем, могут использовать руки для установления произвольных связей между знаками и тем, к чему они относятся» (с. 49).

Таким образом, Гарднеры считали, что существует своего рода неврологический дефицит: неспособность поставить голосовой аппарат под произвольный контроль. Шимпанзе действительно с огромным трудом сдерживают связанный с едой «лай» в присутствии пищи. Это мнение Гарднеров о непроизвольном характере естественной вокализации шимпанзе и ее неразрывной связи с переживаемыми в данный момент эмоциями совпадает со взглядами супругов Келлог (об их работах см. далее). Как пишут эти авторы, «в целом можно сказать, что она (Гуа) никогда не издавала звуков без определенной провокации, т. е. без заметного внешнего стимула или причины. В большинстве случаев такой стимул имел явно выраженную эмоциональную окраску» (Kellog & Kellog 1933, c. 281). Кэтрин Хейс (Heyes 1951; см. ниже) в своей книге также упоминает, что ее шимпанзе Вики месяцами не издавала произвольных звуков, пока не началось ее обучение языку. Отсюда можно заключить, что в период между исчезновением детского лепета и началом обучения Вики производила множество типичных для шимпанзе непроизвольных звуков.

Принимая во внимание представление о разном генезисе мышления и речи человека (Выготский 1996), становится очевидным, что такие неудачи совершенно не исключали наличия у обезьян когнитивной основы для овладения какой-то другой знаковой системой, подобно тому как устная речь сосуществует у человека с письменной, жестовой, свистовой и некоторыми другими.

Одно из обстоятельств, которое обеспечило успех «Проекта Уошо», это созданные супругами Гарднер условия жизни и воспитания детеныша шимпанзе, максимально приближенные к тем, в которых растет и развивается человеческий ребенок. Такой подход имеет почти вековую историю и многократно демонстрировал свою плодотворность.

По существу, начало настоящего изучения поведения и психики антропоидов было положено именно тогда, когда за детенышами (чаще всего это были шимпанзе) начали наблюдать в домашней обстановке, при этом шимпанзенок жил в доме приемных родителей, точно так же, как если бы это был их собственный ребенок. Такие попытки предпринимались с начала ХХ века, и приемными родителями выступали, в основном, психологи, сознательно взваливавшие на себя эту почти непосильную ношу. Ученые полагали, что контакт с человеком с самого раннего возраста позволит гораздо полнее выявить истинные способности этих животных.

Н. Н. Ладыгина-Котс и ее вклад в изучение поведения и психики шимпанзе

Иони – первый воспитанник психологов: познавательные способности молодого шимпанзе

Особый след в истории науки оставила ранняя работа Надежды Николаевны – изучение познавательных способностей детеныша шимпанзе (Ладыгина-Котс 1923, 1935), которое позднее послужило основой для сравнительного описания онтогенеза поведения ребенка. В 1913 г. она приобрела (на средства «преданного сотрудника Дарвиновского музея» Ф. Е. Федулова) полуторагодовалого детеныша шимпанзе (Иони), который прожил в ее семье два с половиной года, пока не погиб от случайной инфекции (рис. 14).

Рис. 14. Н. Н. Ладыгина-Котс с Иони. 1913 г. (Фотография из фондов Дарвиновского музея)

Иони стал первым из шимпанзе, живших в семье ученых (а не просто любителей), которые, не спуская с него глаз, следили за его развитием. Это были отважные в своем роде люди, потому что содержание шимпанзе – очень дорогостоящее и трудоемкое дело. Супруги Котс воспитывали его почти как собственного ребенка, хотя в более поздних работах такого рода исследователи давали своим питомцам еще большую свободу и степень приближения к «человеческим» условиям. Так, в частности, Надежде Николаевне приходилось часть времени держать Иони в клетке, поскольку он отличался крайней непоседливостью и разрушительной активностью. Предоставленный самому себе, он очень быстро мог разгромить дом до основания.

Благодаря этим наблюдениям был впервые подробно описан репертуар основных поведенческих реакций шимпанзе, включая игровую, исследовательскую и конструктивную деятельность.

Особое значение имели данные об особенностях восприятия и обучаемости Иони, о проявлениях наглядно-действенного мышления. Для оценки его познавательных способностей была придумана особая методика – выбор по образцу. Этот метод оказался очень удобным для исследования многих аспектов высшей нервной деятельности животных, и его до сих пор широко используют.

Страницы: «« « 123 » »»