Язык животных: подходы, результаты, перспективы

Система жестов в качестве языка-посредника применялась и для общения с дельфинами-афалинами (Herman, 1986). Дельфины прекрасно понимали обращенные к ним «фразы», в которых «словами» служили жестовые сигналы. Каждый сигнал соответствовал отдельному предмету или действию с этим предметом. Экспериментатор демонстрировал животным жесты, стоя на краю бассейна. После того, как дельфины усвоили соответствие жестов, предметов и действий, они получали инструкции: например, нырнуть за кольцом, поднять его со дна бассейна и положить сверху на мяч. Порядок действий, совершаемых дельфинами, соответствовал порядку слов в обращенных к ним фразах. Анализ достигнутых результатов привел специалистов к выводу о том, что дельфины, подобно антропоидам, реагируют на синтаксические признаки предложений. Сходные результаты были достигнуты в опытах с морскими львами (Schusterman, Krieger, 1986).

И. Пепперберг исследовала способность представителей другого класса к усвоению и к употреблению несвойственных виду знаковых систем, используя в качестве языка-посредника человеческую речь (Pepperberg, 1987). Она работала с попугаями (серыми жако), первым из которых был Алекс, ставший, по крайней мере, в кругах этологов, такой же знаменитостью как шимпанзе Уошо. Пеппеpбеpг впервые удалось поставить эксперименты, с помощью которых можно судить об уровне «языкового мышления» у попугая. Разработанный ею метод отличается тем, что в процессе обучения участвуют одновременно два обучающих человека. Один (основной) обучающий обращается как к человеку (второму обучающему), так и к попугаю. Второй обучающий является, с одной стороны, учеником и моделью для ответов попугая, а с другой как бы его соперником. Этот метод автор назвала методом треугольника.

В итоге серый жако Алекс знал английские названия более чем 80 предметов и названия категорий «цвет», «форма», «материал». Он правильно отвечал на многочисленные вопросы, касающиеся свойств предмета, такие как «какого цвета шестиугольная деревяшка?». В тесте при предъявлении пар предметов, сначала знакомых, а затем совершенно новых, попугай в 70-80% случаев на вопрос «что одинаковое?» или «что разное?» правильно называл признак, по которому предметы были сходны или различны. Если предметы были полностью идентичны, то на вопрос «что различается?» попугай отвечал «Ничего». Подобно «говорящим» антропоидам, попугай прогнозировал приятные или, напротив, нежелательные для себя события и выражал соответствующие желания, например, просил не оставлять его одного в темной комнате, сопровождая просьбу словами «не уходи… прости…».

В целом, использование языков-посредников, сконструированных на базе человеческих языков, говорит о таких значительных резервах коммуникативных возможностей животных, которые трудно было представить себе 35 лет назад, до первых результатов, полученных в этой области. Однако речь идет об искусственных языках, придуманных исследователями специально для общения с животными. Тем более обидно, что об их естественных «языках» почти ничего неизвестно. Ниже речь пойдет о новом подходе, разработанном автором в соавторстве с известным специалистом по теории информации Б.Я. Рябко (Резникова, Рябко, 1988, 1990, 1997, 1999).

Теоpетико-информационный подход к исследованию «языка» животных

Суть этого подхода в том, что в экспериментах испытуемым животным предлагается передать заранее известное экспериментатору количество информации, и при этом измеряется время, затраченное на ее передачу, т. е. оценивается скорость передачи информации.

Мы исходим из того, что кроме перечисленных выше свойств языка — таких как продуктивность, символичность, пеpемещаемость — язык должен обладать еще одним: размер сообщения должен быть пропорционален количеству информации в нем.

Поясним это требование. После введенного К. Шенноном в конце 1940-х годов строгого понятия «количество информации» были исследованы многие естественные языки человека и обнаружено, что во всех этих языках длина сообщения пропорциональна количеству информации, в нем содержащейся. Это, в частности, означает, что на двух страницах книги можно разместить в два раза больше сведений, чем на одной.

Что же такое информация по Шеннону? В опыте «орел или решка» возможны два равновероятных исхода: подброшенная монета падает вверх либо гербом, либо цифрой. Если кто-нибудь сообщит нам результат такого опыта, он передаст 1 бит информации (бит — единица измерения информации). Вообще, если опыт имеет n равновероятных исходов и нам сообщают его результат, то мы получаем log₂(n) битов информации.

На рассмотренном понятии информации основана современная теория и практика построения систем связи (основополагающая работа Шеннона так и называлась «Математическая теория связи»). В дальнейшем оказалось, что эта же величина играет фундаментальную роль в психологии, лингвистике и других областях (см. Шеннон, 1963).

Исходя из этих представлений, система коммуникации животных исследовалась нами как средство передачи информации — конкретной, количественно измеримой величины. Объектом исследования служили муравьи — чрезвычайно удобный объект для исследования социального поведения.

В наших опытах муравьи могли получить пищу лишь в том случае, если они передавали друг другу заданное экспериментатором количество информации. В частности, когда муравьи, в одном из опытов, описанных выше, дистанционным путем должны были передать информацию об одной из 120 «веток», они передавали log₂(120)=7 битов информации.

В новой серии опытов муравьям предлагали пищу в специальном лабиринте, названном нами «бинарным деревом». В простейшем случае дерево состояло из одной развилки, а на концах двух «листьев» находились кормушки: одна пустая, другая — с сиропом. Чтобы найти ее, муравьи должны были сообщить друг другу сведения «иди налево» или «иди направо», т. е. 1 бит информации. Максимальное число развилок в опытах доходило до 6, и, соответственно число конечных «листьев» было 2⁶. Только на одном из них находилась кормушка с сиропом, остальные были пустыми. В таких опытах муравьи могли быстро отыскать корм, если получали сведения о последовательности поворотов типа «ЛПЛППЛ» (налево, направо,… и т. д.). При 6 развилках в лабиринте им необходимо было передать 6 битов информации.

В экспериментах, чтобы знать муравьев «в лицо», их метили индивидуальными цветными метками. Оказалось, что при решении сложных задач среди муравьев выделяются постоянные по составу рабочие группы, состоящие из одного разведчика и 4-7 фуражиров. Было также обнаружено, что каждый разведчик, найдя пищу, вступает в контакт только со своей группой. В опытах измерялась длительность контактов каждого разведчика с фуражирами в прозрачном гнезде, когда разведчик возвращался после удачного похода за сиропом. В это время лабиринт заменяли тождественным, но свежим, лишенным каких бы то ни было следов. Таким образом, исключалось использование пахучей тропы, которую мог бы оставить муравей в лабиринте. Фуражиры, пообщавшись с разведчиком, были вынуждены действовать самостоятельно: разведчика изымали пинцетом и временно отсаживали в баночку. В опытах исключали использование муравьями пахучего следа.

В опытах с бинарным деревом количество информации (в битах), необходимое для выбора правильного пути в лабиринте, равно числу развилок. Оказалось, что у трех видов муравьев с групповой организацией доставки пищи зависимость между временем контакта разведчика с фуражирами и количеством передаваемой информации (числом развилок) близка к линейной и описывается уравнением t=ai+b, где t — время контакта, a — коэффициент пропорциональности, равный скорости передачи информации (число битов в минуту), а b — константа, введенная нами потому, что муравьи могут передавать дополнительную информацию, не имеющую прямого отношения к поставленной задаче, например, сигнализировать «есть пища». Отметим сразу, что скорость передачи информации у муравьев по крайней мере в 10 раз ниже, чем у человека — около 1 бит в минуту.