Она представляет собой стол, в средней части которого расположено устройство для раздвигания вращающихся демонстрационных платформ с фигурами. Животное находится по одну сторону стола, фигуры отделены от него прозрачной перегородкой с вертикальной щелью в середине. По другую сторону стола находится экспериментатор. В части опытов животные не видели экспериментатора: он был скрыт от них за перегородкой из стекла с односторонней видимостью.
Опыт ставится следующим образом (рис. 4.14). Голодному животному предлагают приманку (1), которую затем прячут за непрозрачный экран-коробку (2). Под его прикрытием приманку помещают в объемную фигуру (ОФ), например куб, а рядом помещают плоскую фигуру (ПФ), в данном случае квадрат (проекцию куба на плоскость). Затем экран удаляют, и обе фигуры, вращаясь вокруг собственной оси, раздвигаются в противоположные стороны с помощью специального устройства (3). Чтобы получить приманку, животное должно опрокинуть объемную фигуру (4).
Процедура эксперимента позволяла многократно предъявлять задачу одному и тому же животному, но при этом обеспечивать максимально возможную новизну каждого предъявления.
Для этого всякий раз животному предлагали новую пару фигур, отличающуюся от остальных по цвету, форме, размеру, способу построения (плоскогранные и тела вращения) и размеру (рис. 4.15).
Примеры индивидуальных «кривых накопления», демонстрирующих динамику успешности решения задачи на ОЭРФ, даны на рис. 4.16. На этих кривых правильное решение задачи — выбор объемной фигуры — изображен отрезком прямой, направленным под углом 45° вверх по оси абсцисс, выбор плоской фигуры — таким же «шагом вниз», отсутствие выбора — горизонтальным отрезком. Обезьяны, дельфины, медведи и врановые птицы успешно решают эту задачу. Как при первом предъявлении теста, так и при повторных пробах они выбирают преимущественно объемную фигуру. В отличие от них хищные млекопитающие и часть врановых птиц реагируют на фигуры чисто случайно и лишь после десятков сочетаний постепенно обучаются правильным выборам.
Эти эксперименты позволили существенно уточнить картину различий в уровнях развития зачатков мышления у животных разных таксономических групп.
Особое значение имеет факт сходства в решении этого теста у врановых птиц и наиболее высокоорганизованных млекопитающих — низших узконосых обезьян, дельфинов, а также медведей, тогда как большинство других хищных млекопитающих его не решает. Такие же различия между ними были обнаружены по показателям формирования установки на обучение (см. 3.3.3) и довербальных понятий (см. 5.5.4).
Рис. 4.14. Эксперимент с вороной по оперированию эмпирической размерностью фигур (рисунок Т. Никитиной).
Рис. 4.15. Набор фигур, использованных в тесте на оперирование эмпирической размерностью фигур (по Дашевскому, 1972) Фигуры различались по форме и цвету.
1 — желтые, 2 — бледно-желтые, 3 — темно-серые, 4 — зеленые, 5 — неокрашенные, 6 — голубые, 7 — синие, 8 — темно-зеленые, 9 — желтые, 10— голубые, 11 — серебристые, 12 — зеленые, 13— серые, 14 — бордовые, 15 — сине-зеленые, 16 — красные, 17 — оранжевые, 18 — светло-серые, 19 — черные, 20 — серо-голубые, 21 — малиновые, 22 — темно-розовые, 23 — белые, 24 — малиновые, 25 — золотые, 26 — фиолетовые, 27 — неокрашенные, 28 — светло-розовые, 29 — неокрашенные, 30 — черные.
Несмотря на принципиальные различия в строении мозга млекопитающих и птиц (отсутствие у птиц новой коры), наиболее высокоразвитые представители обоих классов достигают сходных, В достаточно высоких уровней развития элементарного мышления.
Контрольный опыт. Схема задачи на оперирование размерностью позволила на ее основе разработать принципиально важный контрольный эксперимент — альтернативу логической задачи При этом все «внешние атрибуты» опыта сохраняются, за исключением собственно логической структуры теста.
Задачу, предлагаемую в подобном контрольном эксперименте, нельзя решить при первом предъявлении за счет «понимания» ее смысла. То, какой выбор является правильным, можно установить только по ходу последовательных предъявлении теста (Дашевский, 1979). Поясним это на примере, приведенном на рис. 4 17 Слева вверху (А) (как и на рис. 4 14) дана схема исходного теста на ОЭРФ. В контрольном опыте (Б, В) демонстрационные платформы (2), на которых в собственно эксперименте на ОЭРФ животному показывали приманку (1), а затем устанавливали фигуры (4 и 5), заменены кормушками такого же диаметра (3). Подкрепление можно помещать в любую из кормушек, и ее можно накрыть крышкой с прикрепленной к ней ОФ (как на рис. 4.17Б) или ПФ (как на рис. 4Л7В).
Рис. 4.16. Успешность решения задачи на оперирование эмпирической размерностью фигур животными разных видов А — примеры «кривых накопления > По оси ординат — разность между числом правильных и неправильных решении, по оси абсцисс — номера предъявлении, Б — усредненные кривые решения задачи на оперирование эмпирической размерностью фигур и контрольного теста По оси ординат — доля правильных выборов, по оси абсцисс — номера предъявлений.
Рис. 4.17. Схемы опыта по оперированию эмпирической размерностью фигур (А), контрольных опытов по выработке дифференцировочного УР на предъявление ОФ и ПФ (Б, В) и по дифференцированию двух объемных фигур разного размера (Г) (см. текст; по Дашевскому, 1979).
В данной модификации контрольная задача теряет однозначность решения, поскольку приманка может с равной вероятностью находиться как в одной, так и в другой кормушке (тогда как в задаче на ОЭРФ она могла быть спрятана только в ОФ).
В этом варианте задачи использовали те же самые зрительные раздражители: тот же набор ОФ и ПФ, что и в задаче на ОЭРФ (рис. 4, 15). У одной группы особей каждого вида (собаки, кошки, врановые) подкрепляли выбор ОФ, у другой — ПФ. В обоих случаях при первых предъявлениях животные обеих групп выбирали фигуры чисто случайно, и лишь постепенно, после десятков сочетаний они начинали чаще выбирать подкрепляемую фигуру, т. е. вырабатывали дифференцированный УР. Следует отметить, что, как и в задаче на ОЭРФ, каждый раз животному предъявляли новую пару фигур, которая отличалась от предыдущих по всем второстепенным признакам, кроме одного: одна фигура была плоской, а другая объемной. Тем самым процедура соответствовала выработке дифференцировочного УР на обобщенный признак «размерность» (см. 3.3 и 5.5).
Как показывает рис. 4.16Б, динамика обучения дифференцировке существенно отличается от динамики решения задачи на ОЭРФ. Она сравнима с той, которая характерна для животных, плохо решающих тест на ОЭРФ (например, собак) и не имеет ничего общего с динамикой реакций у животных, хорошо справляющихся с задачей (обезьяны, дельфины, врановые птицы).
Таким путем были впервые продемонстрированы четкие различия в поведении животных при решении элементарных логических задач и при выработке дифференцировочного УР, т. е. задачи, где логическая структура отсутствует (Дашевский, Детлаф, 1974; Дашевский, 1979; Крушинский и др., 1981).
Животные, способные к решению задачи на «размерность», уже в первых предъявлениях теста реагируют правильно. При такой же по внешним признакам задаче, но требующей выработки дифференцировочного УР, правильные ответы появляются после десятков предъявлении.
Задача на поиск приманки в двух объемных фигурах разного объема. Успешное решение теста на ОЭРФ позволило предположить, что врановым могут быть доступны и другие задачи, основанные на оперировании представлением о геометрических свойствах предметов. Для проверки этого предположения может служить тест, в котором используются две ОФ, одинаковые по форме и цвету, но существенно различающиеся по объему. За счет этого, хотя обе они обладают свойством «вмещаемости», лишь одна из них может вместить данную приманку, поскольку ее объем превышает объем кормушки в 2–4 раза, а объем второй фигуры сопоставим с ней (рис. 4.17Г).
Для решения этого теста необходимо не только качественно оценить фигуры по признаку их размерности, но произвести и количественное сопоставление их параметров. В этой связи задачу с двумя ОФ можно рассматривать как комбинированный тест, требующий оперирования сразу двумя параметрами стимулов — пространственно-геометрическими и количественными. Оказалось, что при первом предъявлении задачи птицы с равной вероятностью выбирали обе фигуры, однако при ее повторениях (от 6 до 10 раз) они достоверно чаще выбирали большую фигуру.
Опыты были проведены на 20 птицах, имевших разный опыт участия в экспериментах ' 10 из них ранее успешно решили задачу на ОЭРФ. 5 птиц с этой задачей не справлялись, а еще 5 предварительно вообще не были тестированы. В их поведении при решении этой задачи, как и задачи на ОЭРФ, обнаружились значительные индивидуальные различия 7 птиц (из 20) достоверно чаще выбирали большую ОФ (в среднем в 87 % случаев), 5 птиц выбирали большую фигуру, но это предпочтение было недостоверно (примерно 65 %); 4 птицы выбирали обе фигуры одинаково часто, а у 2 птиц обнаружилось предпочтение меньшем фигуры.
Эти индивидуальные особенности птиц при решении данного теста соответствовали показателям решения теста на ОЭРФ. Чем выше были они в тесте на ОЭРФ, тем легче эти птицы справлялись и с «фигурами разного объема». Однако, способность к решению основного теста на оперирование размерностью — условие необходимое, но не достаточное для решения второго.
Как уже указывалось, предполагаемый механизм решения таких тестов — мысленное сопоставление пространственных характеристик имеющихся при выборе фигур и отсутствующей в момент выбора приманки, которая служит как бы эталоном для их сопоставления (Дашевский, 1979). Опыты с использованием двух ОФ, из которых лишь одна могла вместить объемную приманку, также свидетельствуют об участии указанного механизма — мысленного сопоставления параметров фигур и отсутствующей в момент выбора приманки. Поскольку эту задачу решает меньшая доля особей, можно заключить, что она представляет для птиц большую сложность, чем предыдущая.
Врановые птицы, дельфины, медведи и обезьяны способны к решению элементарных логических задач, основанных на оперировании пространственно-геометрическими признаками предметов.
Этот тест был предложен Дж. Ревешем (Revecz, 1925) для сравнительной оценки рассудочной деятельности обезьян и детей, а позднее и независимо от него использовался Л. В. Крушинским, О. О. Якименко и Н. П. Поповой (1983) для изучения онтогенеза невербального мышления человека. Предполагалось, что его можно рассматривать как аналог задачи на экстраполяцию, более подходящий для опытов на человеке.
Опыт ставится следующим образом. Перед животным располагают ряд одинаковых непрозрачных кормушек, накрытых крышками (испытуемым демонстрируют ряд стаканов). В первый раз приманку вне поля зрения животного помещают в первую кормушку и предоставляют возможность ее отыскать. Во второй раз (также незаметно) приманку помещают во вторую кормушку, затем в третью и т. д. После того как приманка обнаружена в первой (1-е предъявление), а затем во второй (2-е предъявление) кормушках, животное уже имеет необходимую и достаточную информацию, чтобы понять, где будет спрятана приманка при следующем предъявлении теста. Иными словами, этой информации достаточно, чтобы определить закономерность дальнейшего перемещения приманки: она каждый раз будет находиться в новом месте, ближайшем к предыдущему (рис. 4.18).
На рисунке 4 18Б видно, что галка (график слева) находила приманку безошибочно в предъявлениях с 8-го по 11-е, а в 7-м ошиблась только на один «шаг», у павиана-анубиса (в середине) безошибочные выборы были в 5-м и 6-м. а также в 9-м и 10-м предъявлениях теста, серая крыса (справа) не сделала ни одною безошибочного выбора.
Рис. 4.18. Тест Ревеша — Крушинского.
А — обстановка эксперимента на врановых птицах в лаборатории Л В Крушинского, Б — результаты решения теста галкой (слева), павианом-анубисом (в середине) и серой крысой (справа); по вертикали отложены предъявления теста, по горизонтали — номера кормушек; положение приманки обозначено квадратом, неправильные реакции животного отмечены ромбами, соединенными линией, правильное (без предварительных ошибок) решение обозначено одиночным квадратом: В — гистограмма распределения первых выборов кормушек (см текст).
Напомним, что ранее рассмотренные тесты на экстраполяцию и ОЭРФ основаны на предположении, что у животных имеются представления о физических законах окружающего мира. Каждый такой тест имеет единственное решение. В то же время в данном тесте закономерность перемещения приманки задается экспериментатором произвольно (т. е. можно перемещать приманку справа налево или наоборот, а также менять «шаг» ее перемещения). Эта задача не имеет прямых аналогов в репертуаре поведения животных в естественных условиях.
Многочисленные исследования показали, что у человека способность к решению этого теста — три безошибочных выбора подряд — проходит длительный путь формирования в онтогенезе и лишь к 15 годам достигает уровня, характерного для взрослых. Разные испытуемые используют при решении теста разные стратегии поиска: случайный, стереотипный, программный (т. е. поиск в соответствии с определенной гипотезой). С возрастом снижается доля испытуемых, использующих стереотипный поиск (т. е. открывание всех стаканов подряд), и растет доля тех, кто пользуется собственной программой поиска.
Интересно отметить, что способность использовать собственную программу поиска появляется у детей между 6-м и 7-м годами жизни. В этот же период заметно снижается частота применения стратегии стереотипного поиска.
Решение теста Ревеша — Крушинского исследовали у врановых птиц, голубей, крыс ряда линий, низших узконосых обезьян разных видов, а также нескольких человекообразных обезьян. Оказалось, что лишь в отдельных и весьма немногочисленных случаях животные и птицы были способны «идеально» определить закономерность перемещения приманки и находили ее безошибочно в нескольких предъявлениях задачи подряд (см. рис. 4.18Б). Тем не менее, за исключением голубей, у животных всех исследованных видов выбор кормушек по ходу предъявления теста был достоверно неслучайным. Число попыток, которое они делали для отыскания приманки, было существенно меньше, чем это должно быть при случайном «блуждании».
Определенные стратегии поиска (случайный, стереотипный или «программный») были обнаружены и при анализе решения теста животными разных видов. При этом оказалось, что у всех одни и те же стратегии встречаются в сходных пропорциях. Например, склонность к стереотипии — открыванию подряд всех кормушек — свойственна в равной степени всем изученным видам, а оптимизация поведения — снижение числа попыток, совершаемых при отыскании корма, — составляет около 30 % как у человекообразных обезьян, так и у крыс.
* Анализ ошибок, совершаемых в процессе решения теста, свидетельствует, что животные всех видов ищут приманку главным образом там, где они ее находили в предыдущих пробах. При этом они крайне редко открывают новые кормушки, хотя условия задачи («приманка каждый раз в новом месте, соседнем с предыдущим») требуют именно этого.
Среди исследованных видов животных ни у одного из них не обнаруживается достоверного улавливания логической структуры задачи — основного правила перемещения приманки.
В подавляющем большинстве случаев все животные ищут приманку не там, где она должна появиться, а в месте ее недавнего обнаружения (Плескачева и др., 1995; 1998). Гистограмма распределения ошибочных первых выборов кормушек по отношению к той, в которой была спрятана приманка в данном предъявлении, приведенная на рис. 4.18В, иллюстрирует этот факт. На гистограмме знаком «+» отмечены ошибки «опережения», когда животное ищет корм там, где его до сих пор еще не было, т. е. впереди от истинного положения приманки, знаком «—» отмечены случаи, когда животное начинает поиск с кормушек, где оно обнаруживало приманку в предыдущих случаях. Реакций последней категории оказалось достоверно больше.
Предполагалось, что решение данного теста будет доступно животным с наиболее высоким уровнем рассудочной деятельности. Однако полученные результаты не подтвердили этого предположения. Даже человекообразные обезьяны решали задачу не в соответствии с ее принципом, а на основе гораздо более простой стратегии, которую используют и крысы.
* Хотя животные практически не улавливают закономерность перемещения приманки, они все же применяют более примитивную, но универсальную стратегию. Она позволяет им в новой ситуации и на основе результатов всего лишь нескольких обнаружений приманки существенно оптимизировать дальнейший поиск.
4.8. Изучение способности к экстренной интеграции ранее образованных независимых навыков.
Этот вид рассудочной деятельности животных стал объектом исследования еще в конце 20-х — начале 30-х годов (Maier, 1929). Его можно обнаружить, если предложить животному такую задачу, которую оно может решить в новой ситуации на основе ранее приобретенного опыта. Однако речь идет не о выборе и применении одной из «готовых», т. е. ранее выработанных реакций, а за счет создания, как это было сформулировано Н. Майером (Maier, 1929), нового решения на основе специфических элементов прошлых представлений или ранее образованных навыков (см. также 2.8).
Помимо опытов самого Майера, хорошей иллюстрацией такого подхода могут служить эксперименты американского исследователя Р. Эпштейна (Epstein, 1984; 1987; см. ниже). Несколько таких тестов было разработано и в лаборатории Л. В. Крушинского в 70-е годы XX века (см. ниже).
Рис. 4.19. Одна из установок, предложенных Н. Майером для тестирования способности крыс к рассудочной деятельности (Maier, 1929).
Существует несколько тестов, решение которых требует экстренной интеграции ранее образованных навыков. На рис. 4.19 показана схема классического опыта Майера для оценки зачатков мышления (reasoning) у крыс. В подобных экспериментах можно обнаружить способность животного к реорганизации имеющегося опыта.
Использованная в этих опытах установка состоит из трех дорожек (длиной 244 см каждая), расходящихся из одной центральной точки. Каждая дорожка заканчивается столиком, отличающимся от остальных по размеру, форме и типу. На столиках установлены деревянные экраны (Э1, Э2, ЭЗ) таким образом, чтобы с одного столика нельзя было видеть, что делается на остальных. После того как крыса обследовала все столики и дорожки, ей давали пищу, например на столике А. Затем крысу помещали на один из двух других столиков, например В, и отпускали. Достигнув центра установки, крыса могла выбрать один из двух путей — на столик А (где ее раньше кормили) или на столик Б. Перед каждым тестом животному давали возможность осмотреть установку. Всякий раз крысу кормили на другом столике. При случайном выборе доля правильных решений равна 50 %, однако у некоторых крыс она была гораздо выше. Это позволило автору сделать следующий вывод.
Крысы способны в каждом новом предъявлении комбинировать (интегрировать) имеющуюся у них информацию и делать правильный выбор.
Американский исследователь Р. Эпштейн (Epstein, 1984; 1987) в ряде работ пытался опровергнуть уже прочно утвердившееся в 80-е гг. XX в. представление о наличии у животных элементарного мышления. В соответствии со взглядами бихевиористов (см. 2.4.3) он задался целью показать, что любое самое сложное поведение высших позвоночных, которое принято считать проявлением разума, есть не что иное, как результат переноса ранее сформированных навыков или другая форма применения ранее приобретенного опыта. Для начала Эпштейн попытался воспроизвести на голубях описанные выше опыты В. Келера, где шимпанзе доставали с помощью палок или придвиганием ящиков видимую, но недосягаемую для рук приманку.