Поймать вавилонскую рыбку: Человеческий мозг, нейронные сети и изучение иностранных языков - читать онлайн

Начнем разговор с совсем, казалось бы, простого вопроса: что такое язык? Базовое и очень короткое определение может звучать так: это инструмент коммуникации, который мы используем, чтобы обмениваться информацией.

Такое определение, однако, в свою очередь вызовет множество вопросов и замечаний, и первое из них будет таким: но ведь информацией обмениваются не только люди. Мы прекрасно знаем, что животные постоянно взаимодействуют между собой. Они координируют свои действия (например, птицы, стаей летящие на юг, или косатки во время охоты на тюленей) и передают важную информацию (пчелы, обнаружившие нектар, сообщают об этом другим обитателям улья, исполняя специальный танец). А что насчет наших домашних питомцев? Любой владелец собаки знает, как красноречиво пес может заявить о своем желании пойти на прогулку или получить внеочередную порцию угощения. Значит ли это, что язык не привилегия людей?

«Говорящие» обезьяны

Обезьяны максимально похожи на человека, поэтому логично, что именно они стали основными участниками экспериментов по обучению животных языку. Особенности строения голосовых связок, гортани и челюсти не позволяют обезьянам управлять своим голосом так же, как это делаем мы, и произносить те же звуки. Впрочем, эксперименты по обучению обезьян говорению все же проводились. Так, например, шимпанзе Вики за несколько лет научилась произносить четыре английских слова: mama (мама), papa (папа), cup (чашка), up (вверх). И это самые значительные достижения, потому что остальные участники таких опытов (шимпанзе Джонни, Рената и Кокомо) могли выговорить лишь слово mama. После этих неудачных экспериментов ученые сконцентрировались на обучении животных американскому жестовому языку – амслену. Его используют глухие люди в США, некоторых частях Канады, ряде стран Западной Африки и Юго-Восточной Азии. Каковы же были результаты?

Наверное, одной из самых известных в мире обезьян, говорящих на амслене, стала горилла Коко. Она родилась в 1971 году в зоопарке Сан-Франциско и прожила бóльшую часть жизни на западе Калифорнии, в заповеднике Санта-Круз.

Приматолог Франсин Паттерсон начала обучение Коко жестовому языку, когда той был один год. Через две недели горилла научилась использовать жесты, чтобы говорить о еде и напитках. Организаторы эксперимента утверждают, что через 40 лет словарный запас Коко составлял более тысячи слов – согласно исследованиям, примерно таким же лексиконом владеют трехлетние дети. Паттерсон также сообщала, что вдобавок к этому Коко понимала на слух около 2000 слов на английском языке.

Горилла была в состоянии не просто уведомить сотрудников заповедника о своих базовых потребностях или поддерживать с ними разговор на простые темы. Паттерсон рассказывает, что однажды Коко показали скелет и спросили, живой это объект или мертвый. Горилла ответила: «Мертвый». Потом ее спросили: «Куда попадают животные после смерти?» На это Коко, продемонстрировав прощальный поцелуй, ответила: «В удобную нору».

Паттерсон поясняет, что к этому моменту горилла была знакома с концепцией смерти: на прогулках смотрители заповедника обращали ее внимание на погибших птиц и мелких зверьков, которые иногда встречались на дороге. В понимании того, что такое смерть, Коко не была уникальной. Ученые отмечают, что гориллы в зоопарках иногда хоронят мертвых животных.

Коко обладала способностью самостоятельно расширять свой словарный запас: так, однажды она сконструировала слово «кольцо» при помощи комбинации жестов, обозначающих «палец» и «браслет». На Рождество горилла попросила подарить ей котенка (Коко понимала, что такое праздники, и с нетерпением ждала дня рождения и подарков). Получив игрушечного кота, Коко расстроилась и продолжала сообщать о своем желании сотрудникам заповедника. В конце концов ей разрешили завести настоящего котенка, которого она очень любила, пытаясь заботиться о нем так же, как о собственном детеныше. Не обходилось и без забавных случаев: однажды Коко разозлилась и в приступе гнева вырвала из стены своей комнаты умывальник. Когда смотритель спросил, зачем она это сделала, горилла попыталась свалить вину на кота, сказав жестами, что это натворил он.

К несчастью, жизнь кота оборвалась трагически: он сбежал из вольера и попал под машину. Коко очень расстраивалась и скучала по нему, и сотрудники заповедника разрешили завести ей новых любимцев – двух котов, которых горилла назвала Липс (Lips) и Смоуки (Smoky).

Впрочем, пальма первенства в освоении амслена принадлежит не всемирно известной Коко (которая дважды появлялась на обложке журнала National Geographic). Первопроходцем стала шимпанзе Уошо. В 1967 году, когда ей было около двух лет, американские зоологи Аллен и Беатрис Гарднер начали учить ее жестовому языку, причем делали это максимально естественным образом. Они обращались с Уошо почти как с ребенком: обезьяна часто носила одежду, ела за столом, с ней гуляли и брали на автомобильные прогулки. У нее был свой небольшой домик с кроватью, другой мебелью и даже холодильником. Гарднеры, в отличие от Франсин Паттерсон, общались с Уошо только на амслене, не используя обычную английскую речь: они считали, что без смешивания двух языков шимпанзе будет проще.

Эксперимент Аллена и Беатрис длился пять лет, за это время Уошо освоила около 350 слов, что было подтверждено независимыми специалистами в ряде экспериментов. (Слово считалось выученным, если Уошо использовала его на протяжении 14 дней подряд в спонтанной речи и в уместной ситуации.) Как и Коко, Уошо демонстрировала не только отличные умственные способности, но и незаурядный эмоциональный интеллект. Так, например, когда однажды к ней пришли студенты, шимпанзе разговаривала с ними на языке жестов нарочито медленно, как бы предполагая, что у них не хватит опыта, чтобы понять ее беглую речь. Была и еще одна примечательная история: Кэт, одна из смотрительниц, работавших с Уошо, несколько недель не появлялась на работе – у нее случился выкидыш. Когда женщина наконец-то пришла к шимпанзе, та дала ей понять, что обижена – ведь Кэт так давно ее не навещала. Смотрительница извинилась и показала на языке жестов: «Мой ребенок умер». Уошо опустила глаза, потом посмотрела на Кэт и показала слово «плакать», а затем провела пальцем по собственной щеке, изображая текущую слезу (физиологически шимпанзе не способны плакать). Позже Кэт отмечала, что один этот жест сказал ей о способностях Уошо гораздо больше, чем все составленные шимпанзе длинные фразы.

Для обучения шимпанзе использовались и искусственные языки. Шимпанзе Лана стала первой обезьяной, которая освоила язык йеркиш (такое название он получил в честь Роберта Йеркса, специалиста в области поведения животных и одного из основоположников зоопсихологии). Ученые разработали йеркиш специально для того, чтобы учить обезьян речи. В нем применяются лексиграммы – небольшие картинки-символы, обозначающие слова и комбинирующиеся по определенным правилам (рис. 1). Лексиграммы специально сделали непохожими на предметы, которые они обозначают, и сгруппировали по классам: неодушевленные объекты, приматы, другие живые существа, разные типы действий и т. п.

Лексиграммы размещались на устройстве, похожем на клавиатуру. Положение каждой клавиши не было фиксированным – иногда их меняли местами, чтобы обезьяна запоминала не расположение лексиграммы, а ее значение. Когда шимпанзе нажимала на клавиши, символы выводились на экран.

Грамматика йеркиша различает три типа предложений: утверждение, просьба, вопрос. Каждый из них оформляется по своим правилам (например, просьба начинается с лексиграммы «пожалуйста», вопрос – с лексиграммы «вопрос»). В конце предложения должна ставиться точка. Эти правила были введены для того, чтобы объективно оценивать действия шимпанзе и четко различать сознательно выстроенные фразы и случайные комбинации символов, которые могут нести какой-то смысл.

Рис. 1 A, B. Примеры лексиграмм

Шимпанзе Лану начали учить йеркишу в 1971 году. Она довольно быстро научилась просить еду или, например, сообщать исследователям, что хочет посмотреть слайд-шоу из фотографий. Если Лана делала ошибку в процессе написания предложения и понимала это, то сразу нажимала кнопку для стирания фразы, после чего могла начать заново.

Рис. 2. Шимпанзе Лана печатает предложения из лексиграмм

Источник: Georgia State University

К 1974 году Лана выучила около сотни лексиграмм и составляла предложения длиной до семи символов. Она могла называть цвета предметов, спрашивала у работавшего с ней исследователя Тима, как называется тот или иной объект. Шимпанзе научилась читать лексиграммы на экране компьютера – так ученые получили возможность задавать ей вопросы. Иногда, если Лану спрашивали одно и то же несколько раз подряд (чтобы проверить, что она действительно понимает вопрос, а не случайно жмет на клавиши), она раздражалась и могла ответить фразой: «Тим, пожалуйста, выйди из комнаты».

Результаты этих и других подобных экспериментов отражены в десятках научных публикаций и подтверждены многими учеными. Значит ли это, что говорить могут не только люди?

Речь или не речь?

Несмотря на впечатляющие успехи обезьян, далеко не все ученые согласны с тем, что описанные опыты демонстрируют освоение этими приматами речи. Так, профессор Дьюэйн Румбо, руководитель эксперимента с йеркишем, полагал, что употребление Ланой языка имело ограничения. «Она никогда не использовала силу своих языковых навыков для расширения своего понимания мира», – писал Румбо[1].

Хотя шимпанзе и научилась самостоятельно читать проецируемые на экран строки лексиграмм, а также могла комбинировать символы, чтобы просить предметы, названия которых она не знала (например, называя огурец «банан, который зеленый»), она никогда не понимала аналогичного словотворчества экспериментаторов.

Ряд всемирно известных ученых, например лингвист Ноам Хомский и психолингвист Стивен Пинкер, также скептически относятся к «говорящим» обезьянам. Они отмечают невозможность точно установить, действительно ли обезьяны сознательно поддерживают разговор, понимают ли суть синтаксиса и значение жестов, которыми овладевают. И лингвисты, и обычные люди, говорящие на амслене, утверждают одно: запомнить значение отдельных жестов не то же самое, что выучить жестовый язык (равно как и знание сотни японских слов не делает нас способными поддержать разговор на японском языке). Возможно, что беседа для обезьян – это имитация действий ученых, выполнение определенных трюков, пусть и весьма сложных, ради получения награды или похвалы.

Кроме того, приматологи работают с животными годами, даже десятилетиями, ежедневно общаются с ними. Нет ли у экспериментаторов предвзятого отношения к своим подопечным, которое приводит к тому, что ученые видят речь там, где ее нет? За необъективность критиковали и Гарднеров, которые относились к Уошо как к своему ребенку, и Паттерсон, также выстроившую личные отношения с Коко. Наверняка играет определенную роль и эмоциональный интеллект обезьян: когда шимпанзе выражает сочувствие потерявшей ребенка женщине, а горилла заботится о котенке и почти философски рассуждает о смерти, это не может оставить экспериментаторов равнодушными. Кроме того, вспомните, как двигаются обезьяны, – ведь действительно довольно сложно определить, где заканчивается один их жест и начинается другой.

Еще один аргумент противников (в том числе и Ноама Хомского) идеи о том, что обезьяны могут освоить речь, звучит так: человек осваивает родной язык очень легко и быстро по сравнению с другими приматами, обезьянам же на это требуются годы специального обучения, и его результаты весьма ограничены.

Не значит ли это, что способность к речи – врожденное качество, присущее только людям? С другой стороны, если изолировать ребенка от общества, он не заговорит сам по себе. Так где же правда? Это мы обсудим в следующей главе, а пока продолжим разговор о животных.

Как общаются не приматы

Пока что мы говорили только о приматах – людях и обезьянах. Но ведь и другие животные используют системы коммуникации, подчас не менее сложные, чем настоящий язык.

В самом начале этой главы я уже упоминала танец пчел. Главную роль в его расшифровке и «переводе» на человеческий язык сыграл австрийский специалист по поведению животных Карл фон Фриш. Совместно с Конрадом Лоренцем и Николасом Тинбергеном он получил Нобелевскую премию по физиологии или медицине 1973 года с формулировкой «за открытия, связанные с созданием и установлением моделей индивидуального и группового поведения животных».

Свое главное открытие фон Фриш сделал в январе 1919 года. К тому времени он занимался изучением пчел уже семь лет, и в новом эксперименте исследователь обратил внимание на поведение пчелы, которая нашла пищу и вернулась в улей.

«Я едва мог поверить своим глазам, когда она исполнила круговой танец на медовых сотах, чем привела в сильнейшее возбуждение находящихся рядом с ней пчел, помеченных краской, которые немедленно полетели к месту кормежки… Это было, как я думаю, наиболее важное наблюдение в моей жизни, во всяком случае имеющее самые далеко идущие последствия»[2], – писал ученый.

Фон Фриш исследовал танцы пчел всю свою жизнь. Он узнал, что движениями пчелы передают информацию о расстоянии до источника пищи (если он близко, то танец круговой, если далеко – «вихляющий», в виде восьмерки), о том, каков угол между местонахождением пищи и солнцем. Выяснил, что при переменной облачности пчелы ориентируются по плоскости поляризации света от просветов чистого неба. Во время танца пчела может издавать разные звуки, которые зависят от количества еды, и выделяет особые вещества.

Впечатляет, правда? Вот только с точки зрения лингвистики, семиотики и прочих связанных с языком наук такой тип общения правильнее будет назвать системой коммуникации, а не языком. В «речи» пчел нет ни синтаксиса (правил, согласно которым отдельные слова объединяются в словосочетания и предложения), ни наборов символов, которые обозначают звуки или объекты.

Огромный вклад в изучение когнитивных способностей морских львов внес морской биолог, специалист по поведению животных и сравнительной психологии Рональд Шустерман. В 1970-х годах он начал работу с этими тюленями и на протяжении следующих десятилетий сделал ряд важнейших открытий.

Те из вас, кто встречался с морскими львами, наверняка слышали разнообразные звуки, которые они издают: рычание, лай, писк, щелчки, рев. Весь этот арсенал животные используют, чтобы общаться с сородичами (например, самцы лают, устанавливая границы своей территории, а самки и детеныши узнают друг друга по голосу). Дополнительным средством коммуникации им служит язык тела.

Однако биологам удалось выяснить, что морские львы способны на гораздо большее. Оказалось, что они могут осваивать определенные логические операции, которые считаются «предшественниками» овладения языком. Более того, в 1992 году Шустерман и его коллеги обучали самку калифорнийского морского льва по имени Рокки понимать язык жестов – Рокки оказалась в состоянии не только запомнить значения жестов, но и усвоила базовые правила, по которым жесты следовали друг за другом.

Шустерман приводит такой пример. Дрессировщик показывал Рокки знаки, обозначавшие слова: вода, белая маленькая бутылка, принеси. Последовательность действий была следующей:

По мнению ученых, поведение Рокки демонстрировало, что она действительно смогла уяснить базовые правила синтаксиса. Тем не менее сам Шустерман не считал это доказательством именно лингвистических способностей морских львов. В статье о данном эксперименте он пишет, что успехи Рокки можно объяснить ее общими способностями к логическому мышлению и обучению (оговаривая, правда, что эти способности требуются и для освоения языка).

Логические же способности морских львов не подле-жат сомнению. В 1993 году ученым удалось проде-монстрировать, что эти животные понимают абстрактные концепции: симметрия, тождество[3] и транзитивность[4].

Говоря о «языках» животных, я не могла обойти вниманием наших лучших друзей – собак (любители кошек, простите, но мое сердце отдано псам). Многие владельцы собак утверждают, что понимают своего питомца «с полуслова», а пес отвечает им тем же: реагирует на интонации, выражение лица, взгляд. Так ли это на самом деле, или мы, как и исследователи приматов, «очеловечиваем» наших любимцев и приписываем им способности, которыми они не обладают?

Ученые сходятся во мнении, что собаки и люди в течение многих тысяч лет следовали по пути конвергентной эволюции – это процесс, в ходе которого у организмов, относящихся к разным систематическим группам, формируются сходные признаки. Собаки сопровождали людей при переселении на новые территории, вместе с ними адаптировались к новым условиям жизни и типам питания. И речь здесь идет не только о сходстве в физическом развитии (например, гены, регулирующие процессы пищеварения у людей и собак, эволюционировали сходным образом), но и об общении.

В процессе эволюции у собак появились навыки «считывания» нашего социального и коммуникативного поведения (выражения лица, жестов). Более того, есть основания полагать, что четвероногие друзья понимают нас лучше, чем близкие родственники приматы – бонобо, шимпанзе и другие. Ученые подтвердили способность собак отличать радостное выражение человеческого лица от сердитого, причем животные справляются с этой задачей даже тогда, когда им показывают только верхнюю или только нижнюю его половину. Собаки могут интерпретировать указывающие жесты (между прочим, исключительно человеческий способ передачи информации). В экспериментах собаки и двухлетние дети показали примерно одинаковые результаты по интерпретации таких жестов, продемонстрировав к тому же способность обобщать ранее полученную информацию и успешно трактовать новые, не виденные ранее знаки.

А еще собаки могут нами манипулировать (вряд ли это станет новостью для владельцев четвероногих друзей). Многие знают «щенячий взгляд», который они устремляют на нас, пытаясь что-то выпросить: поднятые вверх брови, округленные глаза. Ученые выяснили, что собаки «строят глазки» гораздо чаще, если знают, что на них смотрит человек. При этом они активно используют особую небольшую мышцу – у волков и суровых северных псов хаски она почти не развита. Анатомия мышц меняется крайне медленно, так что эти произошедшие за несколько десятков тысяч лет изменения можно считать довольно значительными. Судя по всему, собаки, у которых получалось приподнять брови и вызвать желание позаботиться о них, получали эволюционное преимущество перед своими менее способными собратьями.

Это значит, что собаки действительно могут передавать нам некоторую информацию: сообщать о своих желаниях, недовольстве, хорошем настроении. Их мозг обладает чертами, схожими с нашими (и возможностями, требующимися для освоения речи, – об этом подробнее поговорим в следующей главе). И тем не менее все перечисленное – еще не язык.

Наверное, один из самых очевидных примеров коммуникации животных – пение птиц. Орнитологи делят издаваемые птицами звуки на две большие группы: позывы и собственно пение.

Позывы – это короткие звуковые сигналы, которыми птица владеет от рождения. У позывов достаточно широкий спектр звуковых частот, резкое начало и окончание. Они служат для базовой коммуникации: предупреждают об опасности, удерживают членов одной стаи вместе. Позывы достаточно индивидуальны. По ним птицы могут узнавать друг друга (более того, в некоторых случаях это удавалось даже ученым-орнитологам). Но что интересно: с помощью этих коротких криков общаться могут даже представители разных видов, например буроголовые гаички и японские синицы. Птиц, которые издают позывы, можно сравнить с представителями разных национальностей, говорящих на одном языке: у них разный тембр голоса, манера речи и акценты, но при этом они используют одинаковые слова и грамматические конструкции.

С пением все гораздо сложнее. Его основные функции – это привлечение партнера, обозначение границ территории и ее защита. Орнитологи утверждают, что по «репертуару» птицы ее сородичи могут сделать выводы о здоровье и физическом состоянии исполнителя, а значит, принять более обоснованное решение насчет образования пары, вступления в драку или избегания конфликта.

Вокализации птицы учатся, и исследователи выделяют в этом процессе две стадии. На первой птенцы слушают голосовые сигналы, издаваемые взрослыми (как правило, родителями), и запоминают их, на второй начинают воспроизводить. Начало этого процесса, когда звуки еще не структурированы, орнитологи сравнивают с осваиванием слогов маленькими детьми. Затем голосовые сигналы становятся все более оформленными, и в конце концов через 2–3 месяца птенец начинает исполнять их не хуже родителей.

Особенности песен, исполняемых птицами, передаются из поколения в поколение – у семей и стай есть собственные вокальные и мелодические вариации. Это позволяет орнитологам выделять птичьи диалекты – отличительные признаки пения, характерные для представителей вида, которые живут в определенной местности.

Более того, птицы могут обучаться и «чужому» пению – совсем как дети, которые на ходу осваивают иностранные языки, оказавшись в новой среде. В ходе одного опыта орнитологи отдали птенца зяблика «на воспитание» семейству канареек. В итоге в пении зяблика отчетливо стали слышны мотивы, характерные для его приемных родителей. Но, в отличие от детей, птицы могут научиться пению и будучи изолированными от семьи, что было подтверждено экспериментами. Правда, в этом случае их трели существенно отличаются от пения пернатых того же вида, бравших пример со старших товарищей. Учитывая такие особенности освоения птицами пения, многие ученые, во-первых, сравнивают его с процессом изучения людьми языка, а во-вторых, рассматривают как аналог человеческой передачи культурных ценностей и семейных традиций из поколения в поколение.

Но можно ли считать пение птиц языком? На этот вопрос у специалистов нет однозначного ответа. С одной стороны, нельзя, потому что, как мы уже знаем, язык предполагает словарный запас, синтаксис, возможность создавать новые фразы из имеющегося словаря и по правилам грамматики. С другой стороны, отдельные ученые утверждают, что в пении птиц встречаются все эти элементы. Так, исследовательница Ирэн Пепперберг, занимавшаяся изучением лингвистических способностей серых попугаев жако, убеждена, что они способны понимать и использовать грамматические конструкции. Правда, Пепперберг исследовала не естественное общение попугаев, а обучение их человеческому языку. В частности, ее подопечный, жако по имени Алекс, выучил несколько десятков английских слов, обозначавших предметы и их характеристики (цвет, размер, форму). Ирэн сообщала, что Алекс мог отвечать на вопросы об этих предметах и выражать свои желания. Но эксперимент подвергся такой же критике, как и опыты с «говорящими» обезьянами: исследовательница могла быть необъективной и переоценивать способности Алекса.

Однако есть и другие свидетельства того, что птицы демонстрируют способности, похожие на лингвистические. Так, черношапочные гаички в своих песнях комбинируют сочетания звуков, выстраивая из них новые музыкальные фразы, а у галок, живущих в стае, есть «имена». Выдающийся зоопсихолог Конрад Лоренц показал: эти птицы используют определенные сочетания звуков, чтобы идентифицировать каждого члена стаи. Например, перед перелетом галки произносят «имена» своих товарищей, чтобы выстроиться в цепь. Более того, нейроученые обнаружили поразительное сходство между областями головного мозга, которые отвечают за речь у людей и за пение у птиц.

Конечно, на основе этого мы не можем утверждать, что у птиц есть язык. И тем не менее они точно обладают способностями к использованию инструментов коммуникации, похожих на человеческую речь.

Так что же такое язык?

Давайте снова вернемся к вопросу, заданному в самом начале: что такое язык? Первую часть определения можно оставить: это инструмент коммуникации, который мы используем, чтобы обмениваться информацией. Однако, как мы уже поняли, такая формулировка неполна. Человеческий язык отличается от способов коммуникации животных несколькими важными особенностями: