Орудийная деятельность и интеллект животных
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.