Текст книги "О чем рассказали «говорящие» обезьяны: Способны ли высшие животные оперировать символами?"

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]34
  В нашу задачу не входило подробно описывать известные «опыты с тушением огня», в которых шимпанзе Рафаэль должен был залить пламя спиртовки, мешавшее ему взять приманку. Когда в баке не оказывалось воды, он находил другие ее источники – мочился в кружку или брал бутылку, приготовленную для полива цветов. Однако когда установку с приманкой поместили на одном плоту, а бак с водой – на другом, Рафаэль предпочел принести с берега шест, по нему перебраться на другой плот и набрать воды из бака, а не зачерпывать ее из озера. В трактовке этих экспериментов И. П. Павлов расходился со своими сотрудниками. Он относил это поведение к проявлениям того «… конкретного мышления, которым мы орудуем» (Павлов 1949, с. 17, заседание 13.11.1935), тогда как его ученики сводили поведение Рафаэля к сложным системам кинестетических условных рефлексов.


[Закрыть] 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.

Рис. 4. Схема экспериментальной установки и применение палки для добывания приманки из прозрачной трубки с «ловушкой» (пояснения в тексте). Фото самки капуцина, которая решает задачу неправильно, не прогнозируя результат своих действий (с любезного разрешения Э. Визальберги)

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.

Операции обобщения и абстрагирования у животных

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. бóльшая «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.