Новости науки и атеизма

В прошлом году на сайте радио «Свобода» была опубликована заметка об исследовании первичных математических способностей у малышей. Выяснилось, что дети, еще не знакомые со знаковыми символами математических понятий — цифрами, числами, значками математических действий и т. д. — могут производить в уме такие несложные математические действия, как, например, сравнение. За подобные математические операции и у малышей, и у взрослых отвечает одна и та же область коры больших полушарий. Специалисты, проводившие это исследование, предположили, что способность к незнаковым, или невербальным, математическим операциям унаследована человеком от животных предков. И вот в журнале PLoS Biology обнародовано продолжение этого исследования — ответ на вопрос, способны ли обезьяны, подобно людям, производить в уме математические операции. Эту работу, так же как и предыдущую, выполнили сотрудники Университета Дьюка (США).

Они провели серию экспериментов, в которых предложили двум обезьянам — макакам резус — и четырнадцати студентам в уме выполнить сложение. Эксперимент был организован следующим образом. Сначала на экране появлялся первый набор точек (от 1 до 5), затем через небольшой промежуток времени — другой набор, тоже от 1 до 5. Потом на экране загорались две группы точек, одна из которых была истинной суммой предыдущих наборов точек, а другая — ошибочной суммой. Испытуемый должен был тронуть на экране тот набор точек, который представлял собой правильную сумму. Расположение точек на экране исключало возможность запоминания положения слагаемых точек или оценки площади, занимаемой точками. Испытуемые вынуждены были именно складывать число точек в уме.

Как и предполагалось, точность ответов и у людей, и у обезьян зависела от того, насколько отличалась правильная сумма от неправильной. Если она отличалась немного, то ошибок было больше, если отличалась сильно, то ошибочных показаний было существенно меньше. Причем эта зависимость соблюдалась и у макак, и у людей. Ученые показали, что наборы экспериментальных точек описываются одной и той же зависимостью, только с разными параметрами. Понятно, что макаки оказались худшими математиками, чем студенты: студенты складывали числа без ошибок в 94% случаев, а обезьяны только в 76% . Но зато время, в среднем затраченное на одно арифметическое действие, было и у тех и у других примерно одинаковым: 1099 мс у обезьян и 940 мс у студентов.

Это исследование свидетельствует о том, что люди и обезьяны изначально одинаково подготовлены к выполнению арифметических операций. И у тех, и у других в коре больших полушарий имеются специальные группы клеток, обеспечивающие способность к абстрактному манипулированию количественными признаками предметов. Человек унаследовал эту способность от своих обезьяньих предков, развил ее и с помощью второй сигнальной системы (вербальной и символической) довел до масштабов отдельной науки — математики.

Существует ли непреодолимая граница между мышлением человека и элементами рассудочной деятельности животных? Действительно ли наш вид абсолютно уникален в этом отношении? И насколько эти различия являются качественными, или, может быть, они только количественные? И можем ли мы утверждать, что все наши способности, такие как разум, сознание, память, речь, способность к обобщению, к абстрагированию, — так уж уникальны? Или, может быть, все это есть прямое продолжение тех тенденций эволюции высшей нервной деятельности, которые наблюдаются в животном мире?


На эти вопросы отвечает руководитель лаборатории физиологии и генетики поведения биологического факультета МГУ доктор биологических наук Зоя Александровна Зорина: «Уникальные способности человека, его мышления действительно имеют биологические предпосылки. И между психикой человека и психикой животных нет той непроходимой пропасти, которую долгое время как-то по умолчанию приписывали и подразумевали. Причем еще в середине XIX века Дарвин об этом говорил, что разница между психикой человека и животных, как бы она ни была велика, это разница в степени, а не в качестве».


— Следовательно, Дарвину в какой-то момент перестали верить.
— Может быть, не поверили или оставили в стороне. Потом эта мысль была слишком провидческой. И это вопрос не веры, а фактов и доказательств. Экспериментальное изучение психики животных началось в XX веке, в самом начале XX века. И весь XX век — это история открытий, история приближения к признанию того положения, что мышление человека четко имеет биологические предпосылки, включая самые сложные его формы, такие как человеческая речь. И доказательство последнего положения были достигнуты только в конце XX века, последняя треть. И сейчас эти исследования продолжают бурно и блистательно развиваться. То, что приматы приближаются к человеку, особенно антропоиды — это как-то можно себе представить. А вот более такой неожиданный и не так укладывающийся в сознание факт — это то, что зачатки мышления в общем-то появлялись на более ранних стадиях филогенетического развития у более примитивных животных. Мышление человека имеет далекие и глубокие корни.


— Существует ли вообще определение мышления? Как провести формально грань между инстинктивным, бессмысленным поведением и именно мышлением?
— Давайте отталкиваться от определения мышления, которое дают психологи, что мышление прежде всего обобщенное опосредованное отражение действительности. Есть это у животных? Есть. В разных степенях изучается и показано, в какой мере оно обобщенное и у кого и в какой мере оно опосредовано. Далее: мышление основано на произвольном оперировании образами. И эта сторона психики животных тоже изучена и показано, что это есть. Удачным ключом может служить определение Александра Луриа, который говорил, что акт мышления возникает только тогда, когда у субъекта есть мотив, делающий задачу актуальной, а решение ее необходимым и когда у субъекта нет готового решения. Что значит готового? Когда нет инстинктивной, запаянной программы, алгоритма, инстинкта.


— Алгоритм может быть записан, а вот решение задачи добыть значительно труднее.
— Когда животное не имеет этого алгоритма наследственного, когда нет возможности этому научиться, нет времени и условий совершать пробы и ошибки, которые лежат в основе приобретенного поведения, а когда решение нужно создавать экстренным путем, вот сейчас, на основе некоторой экспресс-информации. Мышление — это решение задач, с одной стороны, с другой стороны, параллельный процесс — это постоянная переработка информации, ее обобщение, абстрагирование. У человека это формирование вербальных понятий, а у животных раз слов нет, значит обобщений быть вроде бы не должно. Современные исследования — это одна из сторон развития науки о мышлении животных, изучение их способности к обобщению, то есть к мысленному объединению предметов, явлений, событий по общим для них существенным свойствам. Вот оказывается, что животные способны не только к такому примитивному эмпирическому обобщению по цвету, по форме, но они способны выделять довольно отвлеченные признаки, когда информация в результате обобщения приобретает высоко абстрактную форму, хотя и не связана со словом. Я приведу пример из наших исследований – это обобщение признака сходства. Вот вороны, на которых мы работаем, способны научиться сортировать предъявляемые им для выбора пары стимулов, выбирать из них тот стимул, который похож на предлагаемый им образец. Сначала показывают птице черную карточку, перед ней стоят две кормушки, накрытые черной крышкой и белой крышкой. Она долго и упорно учится выбирать черную, если образец черный, выбирать белую, если образец белый. Это требует большого времени и труда и от нас, и от птицы. А затем мы предъявляем ей цифры. И вот она видит цифру два, выбирает два, а не три и не пять. Цифра три — выбирает три, а не четыре и не пять. Выбирает такое же. Когда мы предлагаем ей выбирать, допустим, карточки с разными типами штриховки, она учится уже побыстрее. Потом мы предлагаем ей множество: выбирай на образце три точки, выбирай тогда любой стимул, где три элемента, пусть это крестики, нолики, все, что угодно, но три, а на других карточках четыре, два, один. И последовательными шагами каждый раз ей надо учиться все меньше времени, хотя порядочно. Но наступает момент, мы называем это тестом на перенос, когда мы предлагаем совершенно новые стимулы, например, вместо цифр от 1 до 4 — цифры от 5 до 8. За правильный выбор каждый раз она получает свое подкрепление. Хорошо уже обученной вороне мы предъявляем стимулы другой категории, новые, незнакомые ей. Новый набор закорючек, с первого же раза они четко совершенно выбирают по принципу — такой же, сходный. А дальше мы предлагали им фигуры разной формы и предлагали выбирать: на образце маленькая фигура, а для выбора предлагаются две другие геометрические фигурки — одна маленькая, другая большая, больше никакого сходства нет, только размер. И ворона, увидев маленький квадратик, выбирает маленький квадратик, если на образце маленькая пирамидка. И это признак другой категории — это сходство по размеру, ничего похожего, общего с исходным моментом, выбирай черное, если черное, уже нет. Это высоко абстрактный признак: выбирай любой стимул, соответствующий образцу. В данном случае, сходный по размеру, независимо от формы. Таким образом нашим классиком Леонидом Александровичем Фирсовым, ленинградским приматологом, были сформулированы представления о довербальных понятиях, когда животные достигают такого уровня абстрагирования, что формируют понятия, довербальные понятия о сходстве вообще. И у Фирсова была даже такая работа «Довербальный язык обезьян». Потому что масса информации, судя по всему, хранится в такой форме абстрактной, но не вербализованной. А вот работы конца 20 века преимущественно наших американских коллег, работы на человекообразных обезьянах показывают, что в определенных условиях обезьяны могут довербальные представления, довербальные понятия связывать и с некими знаками, не с устными словами, они просто не могут ничего произносить, но они связывают это с жестами языка глухонемых или со значками определенного искусственного языка.


— Зоя Александровна, скажите несколько слов об эволюционном развитии мышления. Можно сказать, есть ли какая-то связь между сложностью строения нервной системы и сложностью поведения? Как это развивалось в эволюции?
— Если говорить с самых общих позиций, то ключом здесь, наверное, может служить давняя работа Алексея Николаевича Северцева, который говорил о том, что эволюция психики шла не только в направлении выработки конкретных программ, типа инстинктов, но в направлении повышения потенциальной способности к решению разного рода задач, повышения некоей общей пластичности. Он говорил о том, что у животных, высокоорганизованных животных благодаря этому создается некая потенциальная психика или запасной ум. Вот чем выше организовано животное, мы и видим, собственно, это и в эксперименте, то именно эти потенциальные способности и проявляются, выявляются экспериментом и иногда проявляются в реальной жизни. Когда стали наблюдать за поведением горилл в природе, то, читая дневники Шалера, можно было подумать, что он за стадом коров наблюдает, потому что: покормились там, поспали, поели, перешли, такие деревья, другие деревья. Но при этом те же гориллы, те же шимпанзе и все антропоиды способны к решению кучи задачи, вплоть до освоения человеческого языка, которые совершенно отсутствуют, не говоря о коровах, извиняюсь, а просто не востребованы в их реальном поведении. И запас когнитивных способностей у высокоорганизованных животных огромен. Но чем ниже мы спускаемся, переходим к не столь высокоорганизованным животным, вот этот запас, эта потенциальная психика становится все меньше. И одна из задач биологических предпосылок мышления человека не только понять, где верхняя планка и как они приближаются к человеку, но и нащупать простейшие вещи, какие-то универсалии, откуда, из чего все берет начало.