Экспериментальные исследования способностей животных к количественным оценкам предметного мира - Жанна Резникова

Особенно интересными были случаи, когда голуби переходили дозволенную границу. Например, иногда голубь, съев пятое, разрешенное, зерно, медленно и осторожно приближался к шестому, а когда оно было рядом, неожиданно быстро хватал его и мчался прочь, хлопая крыльями.

В другом опыте определенное число коробок, содержащих по одному зерну, расставляли между пустыми коробками. Птица, открывавшая коробки одну за другой, должна была остановиться, когда находила, например, пять зерен, независимо от того, сколько коробок ей пришлось для этого открыть. Оказалось, что птицы могут осваивать до четырех таких задач одновременно! Можно, например, научить сойку одновременно таким задачам: поднимать черные крышки, пока она не найдет два зерна, зеленые крышки пока не найдет три, красные, пока не найдет четыре, и белые, пока не найдет пять зерен.

Такое поведение позволяет думать, что птицы действительно умеют считать. Удалось, например, наблюдать, как сойка, обученная поднимать крышки, пока не найдет пять зерен, взяла только четыре из них, но затем повела себя необычно: остановилась перед первой коробкой, которая была пуста, и сделала легкий поклон, затем два поклона перед второй и один перед третьей, после чего снова принялась поднимать крышки, пока не нашла пятое зерно. Келер полагал, что у птиц нет абстрактного понятия о числах в форме «цифр» или «слов», но они могут один раз покачать головой для обозначения единицы, два — для двух и т. д., то есть они учатся не считать до шести, а «действовать до шести».

Келер и его сотрудники проводили подобные опыты на разных животных и пришли к выводу, что галки и волнистые попугайчики способны узнавать множества до шести элементов, а белки, сороки и амазонские попугаи — до 7-ми.

Опыты Келера подвергались критике по поводу недостаточно высокого уровня контроля. Однако повторение их с помощью видоизмененных методик, включающих компьютерный контроль за выполнением экспериментов, подтвердило полученные ранее результаты. Так, в одном из экспериментов, голубей учили в камере Скиннера клевать один из двух ключей с нанесенными на них точками. Количество точек различалось лишь на одну. Если они клевали ключ с большим числом точек, то получали вознаграждение, а с меньшим — «наказание» (в камере выключали свет и опыт на короткий период прекращали). Голуби оказались способны отличать множества в переделах 7-ми точек, а их ответы при различиях 7/8 носили уже случайный характер (Emmerton, 2001).

Впоследствии выяснилось, что возможности птиц в принципе недооценивались. В ряде опытов подтвердилась их способность к точной оценке количества элементов в множествах и к упорядочиванию множеств по числу элементов. Так, одном из опытов голуби на первом этапе были приучены клевать ключ, если видели слайд с пятнышками «положительного» цвета (красного), и отказываться от клевания, если пятнышки были синими («отрицательный» цвет). На втором этапе голуби должны были выбирать между картинками с разным соотношением красных и синих пятен. Птицы не ошибались в выборе даже в тех случаях, когда на одном из слайдов красных, «положительных», было на одно пятно больше. Их не сбивало с толку и варьирование размеров пятнышек. В некоторых сериях опытов на одном из слайдов красных пятен хотя и было меньше, но они в целом занимали большую площадь, чем на втором, так как размер пятен был больше. Голуби уверенно выбирали картинку с большим числом красных пятен, чем синих (Honing, Stewart, 1989). Голуби продемонстрировали способность упорядочивать множества по числу элементов, используя принцип «больше, чем» (Emmerton et al.,1997).

Птиц приучали клевать правую сторону ключа, окрашенную красным, если в центре ключа они видели «много» точек (6-7), и левую, зеленую, если там было «мало» точек (1-2). После того как голуби усвоили условие задачи, им предложили новое число элементов, с которым они ранее не сталкивались, то есть 3,4 и 5. Птицы успешно относили, скажем, 3 точки к разряду «мало», если в качестве альтернативы предлагалось 4 точки.

В опытах Зориной и Смирновой (1994, 1995) было показано, что серые вороны способны сравнивать множества по числу элементов в диапазоне 1-12 и 10-20. Способность к восприятию и точной оценке таких больших одномоментно предъявленных множеств вообще не была раньше известна у животных. Наиболее существенным свидетельством высокой степени абстрагирования авторы считают способность ворон переносить обобщение, сформированное у них для множеств диапазона 1-12 на новые множества диапазона 10-20, с которыми они раньше не встречались. При первых же предъявлениях новых множеств птицы, как правило, выбирали большее множество. Такой тип переноса навыка является одним из критериев сформированности «понятия числа».

Участник «языковых» экспериментов, серый жако Алекс смог ответить на вопросы о числе предметов и об их количественных свойствах, используя английские слова. Он отвечал на вопросы о том, сколько каких предметов в гетерогенных множествах (четыре ключа, три пробки), а также о том, сколько углов в предъявляемой ему фигуре (треугольник, четырехугольник, шестиугольник). В целом было показано, что попугай способен адекватно использовать числительные для оценки гомо- и гетерогенных множеств в пределах 7-ми (Pepperberg, 1987).

Недавно было показано, что птицы способны к использованию символов для обозначения числа элементов в небольших множествах (Xia et al., 2000). Голубям в камере Скиннера предлагали ключ с изображением одного из 6-ти абстрактных символов (A, N, T, 4, U, 5). Этот ключ экспериментаторы назвали «символическим». Рядом располагался «пусковой» ключ (enter). Каждый символ, по условию задачи, соответствовал определенному числу клевков. Голуби получали награду только в том случае, если они совершали нужное число клевков по символическому ключу (в соответствии с показанным символом), а последний клевок нужно было сделать по пусковому ключу (нажать enter). После долгой тренировки 6 птиц смогли запомнить и аккуратно проделывать число клевков, соответствующее пяти символам, а 5 из них — шести.

Четыре ноги

Он, казалось, был чем-то удивлен. Глаза его возвращались к моим рукам. Он вытянул свою руку и стал медленно считать свои пальцы.

Первые опыты, выявляющие способность к счету у четвероногих, были проведены на макаках резусах А. Киннаманом (Kinnaman, 1902). Он ставил в ряд 21 сосуд, из которых только один содержал лакомство, и тренировал двух обезьян выбирать 4-й сосуд от конца, затем 2-й, 5-й, 1-й, 9-й, 11-й, 8-й, 3-й, 10-й, 7-й, в нужной очередности. Одна из обезьян справлялась с заданием легко и после небольшого числа тренировок отличала позиции, вплоть до шестой. Вторая тренировалась долго и научилась искать нужный сосуд лишь до третьей с краю позиции. Для сравнения Киннаман тестировал детей трех и пяти лет, используя в качестве награды мраморные шарики для игры. Старший ребенок показал те же результаты, что и «отстающая» обезьяна, младший отыскивал шарики только в первом и во втором с краю сосудах. Эта методика и ее модификации применялись позднее к исследованию животных разных видов. Шимпанзе продемонстрировали очень большие индивидуальные различия в способностях решать такую задачу как открывание второй дверцы с дальнего конца ряда. Некоторые из них так и не справлялись с этой задачей, хотя ее успешно решали еноты, куницы, скунсы и домашние свиньи (см. обзор: Boysen, Hallberg, 2000).

В течение многих лет способности обезьян к оценке количества предметов исследовали с помощью метода выбора по образцу и висконсинского теста сортировки карточек. Ограниченной оказалась не столько компетенция животных, сколько возможность самого метода. Требовались сотни, а иногда и тысячи повторений для того, чтобы, скажем, научить обезьян, крыс и енотов отличать карточки с двумя и с одним кружками (Capaldi, Miller, 1988; Davis, Memmott, 1982).

В то же время использование тестов возрастной психологии позволило выявить у антропоидов неплохо развитые понятия о соотношении пропорций и объемов. Так, Вудруфф и Премак (Woodruff, Premack, 1981) применяли к четырем молодым и одному взрослому шимпанзе тест, разработанный Пиаже для определения возрастных изменений в суждениях о соотношении пропорций и объемов. Испытуемым предлагались стаканы, заполненные водой на 25%, 50%, 75% и 100%, и кружки, соответственно зачерненные на 25-100%. Они получали вознаграждение, если им удавалось привести в соответствие пропорции и объемы, то есть накрыть на четверть наполненный стакан — на четверть зачерненным кружком. Дети хорошо справляются с этим и подобными тестами в возрасте около четырех лет. Среди подопытных обезьян только взрослая справлялась с заданием, и делала это достаточно хорошо.

Существенно расширили знания о том, как животные оперируют количественными признаками предметов, опыты, проведенные с низшими обезьянами в лаборатории когнитивной приматологии Колумбийского Университета. Элизабет Бреннон и руководитель лаборатории Герберт Террейс выяснили, что макаки-резусы могут располагать картинки с разным количеством предметов по возрастанию и убыванию; более того, они способны переносить навыки, полученные при оперировании с последовательностью из меньшего числа предметов на последовательность из большего их количества (Brannon, Terrace, 1998). В качестве основы исследователи использовали метод серийного обучения, ранее разработанный Террейсом. В опытах участвовали макаки со звучными именами Розенкранц и Макдуф. На экране монитора обезьяны видели мелкие предметы (зайчики, сердечки, квадратики и т. п.), расположенные группами, от 1 до 10 предметов. В одном из экспериментов от обезьян требовалось, чтобы они дотрагивались на экране до групп предметов в порядке возрастания их количества в группе (один кружок — два кружка — три кружка — четыре кружка). При этом в каждой пробе варьировали как сами фигурки, так и местоположение групп предметов на экране, например, если в первой пробе один кружок находился посреди экрана, группа из двух — в правом верхнем углу, а группа из трех — в левом нижнем, то в следующей пробе одна уточка находилась в правом нижнем углу, две точки — в центре экрана, три — в левом нижнем углу и т. п. Кроме того, варьировали и относительные размеры фигурок, чтобы животные ориентировались именно по их количеству, а не по площади, занимаемой группой предметов. На тренировочном этапе макакам предъявляли 35 разных стимулов, по 60 раз каждый. На этапе «экзаменов» им демонстрировали 150 новых стимулов, показывая каждый только по одному разу (проводилось 5 серий по 30 тестов). Правильные действия поощрялись кусочком лакомства, ошибки «наказывались» тем, что экран на несколько минут гас. Розенкранц и Макдуф продемонстрировали способность «нумеровать» предметы от 1 до 4 и затем успешно переносить этот навык на последовательность с 5 до 9. В другом эксперименте они должны были «нумеровать» предметы в возрастающей последовательности, а затем переучиваться на последовательность убывающую, то есть, сначала 1-2-3-4, а затем 4-3-2-1.