Способность животных к символизации

2. Исследование способности животных к символизации с помощью лабораторных тестов.  

     2.1. Способность к «начальному счету» у приматов.

     Для изучения этой когнитивной функции  у приматов и птиц применяют достаточно разнообразные экспериментальные  приемы. Один из них связан с проблемой  “счета” у животных. Т.е. экспериментаторы с помощью специально разработанных методик стремятся выяснить, существуют ли у них зачатки способности к “истинному счету” с помощью числительных, которым в полном объеме владеет только человек.

     Был предложен (Gelman, Gallistel, 1978) ряд критериев, которые учитываются при оценке способности животных использовать символы для маркировки множеств:

• соответствие “один к одному” — каждому пересчитываемому элементу должен соответствовать особый символ (маркер);
• “ординальность” (упорядоченность) — символы должны в стабильном порядке соответствовать пересчитываемым элементам;
• “кардинальность” — символ, соответствующий последнему элементу, должен описывать общее число элементов в множестве.

     Многие  исследователи – К. Форестер, Матсузава, Сара Бойзен, Д.Рамбо и др. – занимались обучением высших обезьян (в основном, шимпанзе) при помощи разработанных ими оригинальных методик.

     Форестеру удалось научить двух шимпанзе тому, что определенным множествам соответствуют  “цифры” (от 1 до 7), выраженные двоичным кодом (от 000 до 111). Выучив эти комбинации, животные могли располагать их в порядке возрастания.

     Матсузава обучал шимпанзе Аи установлению соответствия между различными множествами и  арабскими цифрами от 1 до 7. В качестве образца он предъявлял наборы различных  предметов, а для выбора — арабские цифры. В тесте с новыми вариантами множеств того же диапазона обезьяна успешно выбирала соответствующие им цифры (“маркировала” множества с помощью символов). Она правильно использовала цифры от 1 до 7 для маркировки разнообразных новых множеств, абстрагируясь от паттернов расположения составляющих их элементов, а также их размера, цвета и формы.

     Особый  вклад в решение вопроса о  способности животных к использованию  символов для характеристики множеств внесли работы американской исследовательницы Сары Бойзен и ее коллег. Благодаря приемам, специально акцентирующим внимание животного на признаке числа, и постепенному наращиванию сложности предъявляемых задач, им удалось обнаружить у шимпанзе Шебы практически все элементы “истинного счета”.

     Полученные результаты стали убедительным свидетельством способности шимпанзе усваивать символы, оперировать ими и выполнять операцию, аналогичную сложению, т.е. удовлетворяли двум критериям “истинного счета”.

     Для более точного ответа на этот вопрос Д. Рамбо и его коллеги не просто обучали шимпанзе выбирать множества, эквивалентные цифрам (от 1 до 6), но старались заставить их нумеровать объекты (свойство ординальности) или производить определенное число действий в соответствии со значениями цифр (свойство кардинальности). В экспериментах участвовали животные, ранее обучавшиеся языку-посреднику “йеркиш” (см. ниже).

     Прежде  всего, шимпанзе научились с помощью джойстика перемещать курсор по экрану монитора. Затем они должны были научиться помещать курсор на арабскую цифру, которая появлялась на соответствующем по счету месте в одной из прямоугольных рамок, размещенных вдоль верхнего края экрана.

     В следующей задаче на другом краю экрана появлялись несколько прямоугольных  рамок с одной фигуркой внутри каждой. Шимпанзе нужно было передвинуть в верхнюю половину экрана столько прямоугольников, чтобы их число соответствовало значению показанной арабской цифры. После передвижения последней фигурки курсор надо было вернуть на исходную цифру. В начале обучения, как только шимпанзе передвигала очередную фигурку, в верхнем ряду появлялась соответствующая цифра. В тестах же такой “обратной связи” не было. Когда обезьяна помещала курсор на очередную фигурку, та исчезала, и при этом раздавался звуковой сигнал. Для успешного завершения задачи было необходимо “считать” и помнить, сколько фигурок уже исчезло. Шимпанзе успешно справлялись с этой задачей.

     В данной ситуации обезьяны продемонстрировали успешное использование принципов  ординальности и кардинальности и их способности были названы “начальным счетом».

     Наиболее  убедительные доказательства способности  животных представлять упорядоченность (ординальность) в ряду чисел были получены лишь недавно (Brannon, Terrace, 1998). Макаки-резусы, обученные прикасаться в возрастающем порядке к множествам от 1 до 4, могут без дополнительного обучения перенести этот навык на новые множества из диапазона 5—9.

     Двух  макаков-резусов предварительно обучали  прикасаться в определенном порядке  к каждому из четырех стимулов, не имеющих отношения к числу. Для этого использовали 11 наборов, включавших по четыре картинки. На чувствительном к прикосновениям мониторе им предъявляли по четыре множества, содержащие от 1 до 4 элементов. 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 один из 35 новых наборов, где те же множества были расположены в другом порядке. Макаки правильно указывали порядок нарастания величины множеств, но, поскольку каждый набор в этой серии повторялся по нескольку раз, можно было предположить, что животные могли запоминать и использовать какие-то другие его характеристики, кроме собственно числа элементов. Однако на следующей стадии экспериментов такой возможности у обезьян уже не было: им предъявляли 150 новых наборов множеств с числом элементов от 1 до 4, причем каждый показывали лишь один раз.

     В тесте на перенос обезьянам предъявляли  множества, содержащие от 1 до 9 элементов. Размер фигурок, образующих множества, варьировали. Обезьяны успешно ранжировали новые множества именно по числу элементов в них, используя для этого правило выбора по возрастанию, которому они ранее обучились на другом диапазоне множеств.

     Итак, 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, но этот вопрос требует более точных исследований.   
 
 

2.2. Способность к символизации у птиц семейства врановых. 

     Способность к решению задачи на экстраполяцию и оперирование эмпирической размерностью фигур (см. 4.6.3) у них столь же успешна, как у низших узконосых обезьян, и выше, чем хищных млекопитающих.

     Наряду  со способностью к решению задачи на экстраполяцию и к оперированию эмпирической размерностью фигур птицы семейства врановых обнаруживают значительно развитую функцию обобщения и абстрагирования. Это позволяет им оперировать рядом отвлеченных понятий, включая довербальное понятие о “числе», что было подтверждено экспериментально. Поскольку именно такой уровень обобщения принято рассматривать как предшествующий возникновению второй сигнальной системы, появилось основание проверить, способны ли вороны к решению теста на символизацию. Для этого был разработан особый методический подход (Зорина, Смирнова, 2000), в котором в отличие от предыдущих исследований (Matsuzawa, 1985; Matsuzawa et al, 1986; Murofushi, 1997) у ворон не вырабатывали ассоциативных связей “цифра-множество”, но создавали условия для того, чтобы птицы смогли самостоятельно выявить эту связь на основе информации, полученной в специальных “демонстрационных” сериях.

     В опытах использовали птиц, ранее обученных  отвлеченному правилу выбора по соответствию с образцом и сформировавших довербальное понятие о числе.

     В “демонстрационных” сериях вороны получали информацию о “цене” каждого стимула. В случае правильного выбора птицам давалось дифференцированное подкрепление: они находили то число личинок, которое соответствовало цифре или графическому множеству на выбранной карточке. Например, и под карточкой с множеством из четырех элементов, и под цифрой 4 ворона находила 4 личинки. При этом образец и “правильная” карточка для выбора принадлежали к одной категории: если образцом была цифра, то и соответствующая карточка для выбора также была цифрой; если образцом было множество, то и соответствующая карточка для выбора была множеством.

     Для успешного решения задачи в демонстрационных сериях воронам достаточно было использовать ранее усвоенное правило выбора по соответствию с образцом.

     Выяснилось, что вороны успешно справляются с поставленной задачей в тесте на символизацию и способны к символизации, т.к. без специального обучения, за счет мысленного сопоставления ранее полученной информации, могут установить эквивалентность множеств и исходно индифферентных для них знаков (цифр от 1 до 4).

     Другие  эксперименты впервые показали, что  птицы способны оперировать усвоенной  информацией — выполнять с  цифрами комбинаторную операцию, аналогичную арифметическому сложению.

     Итак, вороны способны сохранять информацию о числовых параметрах стимулов не только в форме образных представлений, но и в некой отвлеченной и обобщенной форме, и могут связывать ее с ранее нейтральными для них знаками — цифрами. Таким образом, не только у высших приматов, но и у некоторых птиц довербальное мышление достигло в своем развитии того промежуточного этапа, который, по мнению Орбели, обеспечивает возможность использования символов вместо реальных объектов и явлений и в эволюции предшествовал формированию второй сигнальной системы.  
 

3. Обучение животных языкам-посредникам 
 

     Наибольший  интерес, с моей точки зрения, представляют исследования, связанные с обучением  животных языкам-посредникам. Языки-посредники – это искусственные языки, обладающие некоторыми свойствами человеческой речи.

     Исследование  поведения животных в процессе обучения языкам-посредникам показало, что человекообразные обезьяны, а также дельфины и попугаи могут усваивать языки-посредники, базируясь на высших когнитивных процессах — обобщении, абстрагировании и формировании довербальных понятий, способности к которым были у них выявлены в традиционных лабораторных экспериментах. Эти работы позволяют оценить, какие элементы коммуникативных процессов у животных и в какой степени предшествовали появлению речи человека.  
 

3.1. Необходимые свойства языков-посредников (по Ч. Хоккету)  

     Семантичность означает присвоение определенного значения некоторому абстрактному символу, двойственность позволяет строить конструкции из таких символов. Если у животных отсутствует способность воспринимать двойственность, то каждое сообщение, которым они обмениваются, должно заранее возникнуть в процессе филогенетического развития. Они могут обмениваться лишь ограниченным числом сообщений, данных им от природы. Тревожный крик или приветственное урчание уже как бы заранее “сформулированы”. Двойственность может освободить носителей языка от необходимости оперировать только заранее сформулированными сообщениями и позволить создавать новые, собственные сообщения.

     Продуктивность означает, что носители языка способны создавать и понимать практически бесконечное число сообщений, составленных из конечного числа имеющих смысл единиц. Именно этот механизм делает возможным использование аналогий. Важно, что наличие продуктивности делает язык открытой системой, то есть его носители могут продуцировать неограниченное количество сообщений о чем угодно.

     Перемещаемость означает, что предмет сообщения и его результаты могут быть удалены во времени и пространстве от источника сообщения. Люди могут свободно высказываться о прошлых или будущих событиях. Многие исследователи считают, что на это способны и медоносные пчелы, использующие символический язык танцев.

     Культурная  преемственность  означает способность передавать договоренность о смысле сигналов в череде поколений посредством культурной, а не генетической преемственности.

     Исследователи, изучающие коммуникацию животных, до сих пор эффективно пользуются таблицей Хоккета, желая сопоставить степень  сложности коммуникативных систем разных видов. Для того чтобы приблизиться к ответу на вопрос о степени различия между способами общения у человека и других биологических видов, необходимо проанализировать разные методы и подходы к исследованию языкового поведения животных.  

3.2. Виды языков-посредников  

     На  разных этапах изучения проблемы обезьян  обучали ряду искусственных языков. Все использованные языки-посредники были построены по правилам английской грамматики, но в качестве “слов” в  них использовались разные элементы.

     Ачслен (AMerican Sign LANguage)— язык жестов, с помощью которого общаются глухонемые в США.

     Йеркиш, в отличие от амслена, создан специально для экспериментов, а в качестве “слов” в нем используются особые значки-лексиграммы, которые обезьяна выбирает на клавиатуре, а затем может видеть на экране компьютера. Еще один вариант йеркиша, когда обезьяна получает устные инструкции, а отвечает на них с помощью знаков.

     Обучение  обезьян и амслену, и йеркишу  было успешным.   
 

3.3. Обучение человекообразных обезьян амслену 

     Авторы  первого эксперимента — супруги  Гарднер выбрали жестовый язык американских глухих — амслен и получили возможность исследовать способности шимпанзе овладевать элементами языка, построенного по правилам английской грамматики.