Понятие об «эмпирических законах» и элементарной логической задаче

Л. В. Крушинский ввел понятие элементарной логической задачи, т.е. задачи, которая характеризуется смысловой связью между состав­ляющими ее элементами. Благодаря этому она может быть решена экстренно, при первом же предъявлении, за счет мысленного анали­за ее условий. Такие задачи по своей природе не требуют предвари­тельных проб с неизбежными ошибками. Как и задачи, которые рас­сматривались в разд. 4.5, они могут служить альтернативой и «про­блемному ящику» Торндайка, и выработке различных систем дифференцировочных УР. Дифференцировочные УР, точнее, поря­док смены подкрепления по ходу их выработки, не связаны для жи­вотного с «естественной» логикой событий внешнего мира. Именно поэтому их нельзя решить иначе, чем постепенно, при многократ­ных пробах и подкреплении правильных реакций.

Отличительную черту тестов Крушинского составляет то, что их решение требует (согласно его определению) оперирования так называемыми «эмпирическими законами». Имеется в виду, что анализу подлежат такие свойства предметов и явлений, которые присущи им в силу природных физических законов и с которыми животное постоянно сталкивается в жизни.

Прибегая к терминологии когнитивной психологии, можно ска­зать, что эти «законы» входят в состав «познавательной карты», или

' Более подробно методики описаны в книге Л. В. Крушинского «Биологичес­кие основы рассудочной деятельности» (1986).

«образной картины мира животного», т е. той системы знаний, кото­рую оно накапливает в течение жизни На необходимость и плодо­творность использования таких тестов указывал Д. Примэк (Premack, 1983), называя эту форму мышления животных «естественным мыш­лением» (natural reasoning), в отличие от их способности к обобщению и умозаключениям.

Тесты для изучения способности к обобщению и умозаключению органи­зованы таким образом, что их условия и структура достаточно произвольно определяются экспериментатором и совершенно не связаны с естественными закономерностями Это относится также к тесту Ревеша-Крушинского, где ал­горитм изменении положения приманки задается экспериментатором произ­вольно и не имеет никакой связи с процессами в естественной для животных среде (см 4 7), или формированию установки на обучение в тестах Харлоу

Базовые формы когнитивной деятельности животных были час­тично описаны в гл. 3. Ниже перечислены наиболее важные эмпири­ческие законы, владение которыми, как писал Л. В Крушинский, необходимо животному для решения ряда логических задач.

1. Закон «неисчезаемости» предметов (object permanence). Живот­ные способны сохранять память о предмете, ставшем недоступным непосредственному восприятию. Животные, «знающие» этот эмпири­ческий закон, более или менее настойчиво ищут корм, тем или иным способом скрывшийся из их поля зрения (описание поведения мле­копитающих в тесте на отсроченную реакцию см. в 3.4.1). Представле­ние о «неисчезаемости» есть и у многих птиц. Так, вороны и попугаи активно ищут корм, который у них на глазах накрыли непрозрачным стаканом или отгородили от них непрозрачной преградой. В отличие от этих птиц голуби и куры законом «неисчезаемости» не оперируют или оперируют в весьма ограниченной степени. Это выражается в том, что в большинстве случаев они почти не пытаются искать корм после того, как перестают его видеть.

^с Представление о «неисчезаемости» предметов необходимо для | решения всех типов задач, связанных с поиском приманки, скрыв-ю шейся из поля зрения.

2. Закон, связанный с движением, — одним из самых универсаль­ных явлений окружающего мира, с которым сталкивается любое жи­вотное независимо от образа жизни. Каждое из них без исключения с первых же дней жизни наблюдает перемещения родителей и сибсов, хищников, которые им угрожают, или, наоборот, собственных жертв. Вместе с тем животные воспринимают изменения положения деревь­ев, травы и окружающих предметов при собственных перемещениях. Это создает основу для формирования представления о том, что дви­жение предмета всегда имеет определенное направление и траекторию Знание этого закона лежит в основе решения задачи на экстраполя­цию (см 4.5.5 2)

3 Законы «вмещаемости» и «перемещаемости». Имеется в виду, что на основе восприятия и анализа пространственно-геометрических признаков окружающих предметов животные «знают», что одни объем­ные предметы могут вмещать в себя другие объемные предметы и пере­мещаться вместе с ними

В лаборатории Л В Крушинского разработаны две группы тестов, с помощью которых можно оценивать способность животных разных видов оперировать указанными эмпирическими законами в новой ситуации Схемы этих экспериментов представлены ниже (см. 4.6.3).

Как полагал Крушинский, перечисленные им законы не исчер­пывают всего, что может быть доступно животным Он допускал, что они оперируют также представлениями о временных и количествен­ных параметрах среды, и планировал создание соответствующих тес­тов. Животные действительно способны оценивать количественные и даже числовые параметры стимулов (см. гл. 5).

Многие животные, в том числе обезьяны, в тесте на предпочтение выби­рают стимулы большей площади и объема По-видимому, они могут, также без специальной тренировки, воспринимать и сравнивать стимулы, различа­ющиеся по числу элементов Вороны и голуби, например, без всякои предва­рительной подготовки выбирают кормушку, содержащую большее число зе­рен или личинок мучного хрущака В обоих случаях тест проводится в ситуа­ции «свободного выбора», когда птицы съедают любую выбранную ими приманку, а обезьяны получают любой выбранный ими стимул

|] Предложенные Л. В. Крушинским (1986) и описанные ниже методики сравнительного изучения рассудочной деятельности с помощьюэлементарных логических задач основаны на допуще­нии, что животные улавливают эти «законы» и могут использо­вать их в новой ситуации Задачи построены так, что возможно их экстренное решение, принятое логическим путем, в соответствии с лежащим в их основе принципом, и не требующее предвари­тельного обучения по методу проб и ошибок.

4.6,2. Методика изучения способности животных к экстраполяции направления движения пищевого раздражителя, исчезающего из поля зрения («задача на экстраполяцию»)

Подэкстраполяцией понимают способность животного выносить функцию, известную на отрезке, за ее пределы. Л. В. Крушинский предложил несколько элементарных логических задач для изуче­ния такой способности.

Наибольшее распространение получил так называемый «опыт с ширмой» (рис. 4.12). В этом опыте перед животным помешают непро­зрачную преграду — ширму (длина — около 3 м, высота 1 м) В центре ширмы имеется вертикальная щель, через которую видны две кор-

Рис. 4.12. Исследование способности к экстраполяции в опытах с ширмой.

А — общий вид установки для опытов с хищными млекопитающими, кролика­ми и птицами (рисунок Т. Никитиной); Б — камера для экспериментов с мышами (пояснение в тексте).

мушки, в начале опыта расположенные прямо перед щелью. Кормушки разъезжаются в стороны, как только животное начинает есть, но оно может видеть начальный участок их пути до момента исчезновения за поперечными преградами-клапанами. Через несколько секунд кормуш­ки скрываются из поля зрения, так что их дальнейшее перемещение животное уже не видит и может только представлять его мысленно.

За щелью находятся две кормушки: одна с кормом, другая пустая. Это делается для того, чтобы создать животному возможность альтернативного выбора. К тому же если двигаются две кормушки, то животное не сможет отыскать корм, ориентируясь на звук при движении.

Опыты с грызунами проводятся несколько по-другому. Вторую кормушку тоже наполняют кормом (поилки с молоком). Эту кормушку либо закрывают сеткой (в опытах с крысами), либо (опыты с мышами) ставят так, чтобы жи­вотное ее не видело. Это позволяет «уравнять запахи», идущие от приманки с двух сторон камеры, и тем самым препятствовать отысканию корма с помощью обоняния. Экспериментальная камера для исследования способности к экстра­поляции у мышей (рис 4.12Б) устроена так, чтобы животное оставалось в ней в интервалах между предъявлениями задачи. В одной из стенок камеры (I) на середине ее длины на уровне пола имеется отверстие (2), дающее животному доступ к поилке (3) и позволяющее видеть начальный этап ее перемещения. Контрольная поилка (4) перемещается в противоположную сторону. С помо­щью специального рычага (5) их можно передвинуть к боковым отверстиям (6). «Обход ширмы» в этом варианте установки — это перемещение животного вправо или влево и подход к одному из боковых отверстий. Траектория (7) показывает путь мыши при правильном решении задачи.

В Чтобы решить задачу на экстраполяцию, животное должно j представить себе траектории движения обеих кормушек после ис-U чезновения из поля зрения и на основе их сопоставления опреде-В лить, с какой стороны надо обойти ширму, чтобы получить корм.

Способность к решению этой задачи проявляется у многих позво­ночных, но ее выраженность значительно варьирует у разных видов.

Основной характеристикой способности животных к рассудочной деятельности служатрезультаты первого предъявления задачи, потому что при их повторении подключается влияние и некоторых других факторов. В связи с этим для оценки способности к решению логичес­кой задачи у животных данного вида необходимо и достаточно прове­сти по одному опыту на большой группе. Если доля особей, правильно решивших задачу при ее первом предъявлении, достоверно превышает слу­чайный уровень, считается, что у животных данного вида или генетичес­кой группы есть способность к экстраполяции (или к другому виду рассу­дочной деятельности).

Как показали исследования Л. В. Крушинского, животные многих видов (хищные млекопитающие, дельфины, врановые птицы, чере­пахи, крысы-пасюки, мыши некоторых генетических групп) успеш­но решали задачу на экстраполяцию. В то же время животные других видов (рыбы, амфибии, куры, голуби, большинство грызунов) обхо­дили ширму чисто случайно (рис. 4.13А).

При повторных предъявлениях задачи поведение животного зави­сит не только от способности (или неспособности) экстраполировать направление движения, но и от того, запомнило ли оно результаты предыдущих решений. Ввиду этого данные повторных опытов отража­ют взаимодействие ряда факторов, и для характеристики способнос­ти животных данной группы к экстраполяции их надо учитывать с известными оговорками.

Многократные предъявления позволяют точнее проанализировать поведение в опыте животных тех видов, которые плохо решают задачу на экстраполяцию при ее первом предъявлении (о чем можно судить по невысокой доле правильных решений, которая не отличается от случайного 50%-го уровня). Оказывается, что большинство таких осо­бей ведет себя чисто случайным образом и при повторениях задачи. При очень большом числе предъявлении (до 150) такие животные, как, например, куры или лабораторные крысы, постепенно обучают­ся чаще обходить ширму с той стороны, в которую скрылся корм. Напротив, у хорошо экстраполирующих видов результаты повторных применений задачи могут быть несколько ниже, чем результаты пер­вого, хотя продолжают достоверно превышать случайный уровень (например, у лисиц и собак, рис. 4.13Б). Причиной такого снижения показателей теста может быть, по-видимому, влияние различных тен­денций в поведении, напрямую не связанных со способностью к эк­страполяции как таковой. К ним относится склонность к спонтанному чередованию побежек, предпочтение одной из сторон установки, ха­рактерное для многих животных, и т.д. В опытах Крушинского и со­трудников у некоторых животных (например, врановых и хищных мле­копитающих) обнаруживались проявления боязни обстановки опы-

Рис. 4.13. Решение задачи на экстраполяцию.

А — успешность решения задачи на экстраполяцию животными разных так­сономических групп при ее первом предъявлении; по оси ординат — доля правильных решений в процентах (плоскость соответствует 50%-му случай­ному уровню правильных решений); Б — усредненные кривые успеха реше­ния задачи при ее многократных предъявлениях животными разных таксоно­мических групп (по Крушинскому, 1986). По оси ординат — как в случае А, по оси абсцисс — номера предъявлении.

та, нередко сопровождавшиеся беспорядочными обходами ширмы не­зависимо от направления движения корма.

Вопрос о влиянии разных стратегий поведения в опыте на прояв­ление способности к экстраполяции был подробно проанализирован на уникальной модели— двух парах линий мышей с робертсоновской транс-

локацией па разном генетическом фоне (Полетаева, 1998). Оказалось, qro эта способность зависит и от генотипа (см. также гл. 9).

-] С помощью теста на экстраполяцию, который позволяет давать .1 точную количественную оценку результатов его решения, впервые I была дана широкая сравнительная характеристика развития зачат­ков мышления у позвоночных всех основных таксономических групп, изучены их морфофизиологические основы, некоторые аспекты фор-'[ мирования в процессе онто- и филогенеза, т.е. практически весь тот J круг вопросов, ответ на которые, согласно Н. Тинбергену (Tinbergen,

D1963), необходим для всестороннего описания поведения.