«Ага!» и его секреты

Кстати говоря, именно отсюда возник столь известный теперь в кибернетике термин «пробы и ошибки». Его ввел один из наиболее ретивых исследователей «проблемных клеток» — американец Торндайк. В дальнейшем мы сможем убедиться, что и кибернетические машины «предпочитают» простому перебору — бесконечным пробам и учету ошибок — более творческие методы работы. А животные, пусть хоть и собаки, тем более.

Сейчас для нас важно другое: что собаки анализируют как самое проблему, так и свои пробные движения, благодаря которым они пытаются эту проблему решить.

Мысленно установленная связь между механическими свойствами определенного запора и открывающим движением и представляет собой простейшую крупицу знания, добытую собакой путем собственного опыта. Этим условный рефлекс, образующийся у собак-школьниц, собственно, и отличается от обычных условных рефлексов (иногда довольно сложных), когда животное приучается в ответ на звонки, гудки, загорающиеся лампочки и тому подобное последовательно нажимать рычаги, кнопки и педали. В проблемных клетках животные должны обучиться не только тому, что надо так или иначе реагировать на звуки или свет, но и приобрести определенный жизненный опыт, новые углубленные знания о тех предметах, с которыми столкнулись.

Особенно наглядно это видно в опытах с более сложными проблемными клетками, где требуется не открыть запор (то есть просто понять устройство уже готового механизма), а достать палкой, крючком или даже граблями еду, которая находится довольно далеко вне клетки. Здесь уже надо научиться пользоваться примитивным орудием. Иными словами, самостоятельно найти решение задачи по механике.

Для этого животные (обычно ради такого случая берут обезьян — как-никак нашим ближайшим сородичам сподручнее орудовать палкой) должны проанализировать и сложившуюся ситуацию и орудие, которое могло бы им помочь. Основное условие задачи — проблему расстояния — обезьяны постигают довольно быстро. Увидев, что просто рукой еду не достать, они понимают, что от решетки до лакомого куска далеко. Так входит в их жизнь новое понятие, требующее каких-то новых действий. Начинаются поиски чего-нибудь вспомогательного. Под рукой оказываются палки, но их много — какую взять?

Вначале обезьяна хватает первую попавшуюся, она улавливает только внешнее ее свойство — длину, протяженность, а что палка коротка, понимает лишь после нескольких неудачных попыток. Постепенно в сознании обезьяны соразмеряется расстояние до цели с длиной палки. Палка выбрана правильно. Но лишь по величине. На другое ее свойство — жесткость — обезьяна не обратила внимания.

И напрасно. Мягкий прут такой же длины, как и твердая палка, мало помогает делу. Перепробовав разные палки, обезьяна, наконец, поняла и такое неявное, скрытое свойство палки, как жесткость (или толщина — в других опытах). Теперь она может применить орудие в деле и тем самым усвоить его роль в сложившейся ситуации.

Так — пусть примитивно — обезьяна углубляет свои знания. А что это, как не предыстория познания нами сущности вещей?

И вот что любопытно. Если собака или обезьяна попадает в проблемную клетку второй раз, она гораздо быстрее соображает, как открыть запор, несмотря на то, что конструкция теперь ей не знакома. Одну собаку научили открывать дверцу, нажимая на рычаг. Затем ее перевели в другую клетку и обучили отпирать дверцу, вынимая болт из петель. После этого ее поместили в третью клетку, которая была заперта на крючок.

Собака не пыталась пролезть между прутьями, как это было первый раз, не кусала их, она сразу занялась запором: начала его скрести когтями, тянуть зубами, поднимать носом. За несколько минут задача была решена. Создается впечатление, будто животные-школьники, кроме умения действовать с определенными механизмами, обучились еще каким-то более общим приемам, позволяющим быстро анализировать новую ситуацию. Животные как бы научились учиться.

Психологи заинтересовались: а смогут ли они передавать опыт друг другу?

С этой целью одну собаку обучали открывать дверь на глазах у соседки, сидевшей в обычной клетке. Потом их меняли местами. Собака-наблюдательница не смогла открыть щеколду.

Но, может, она была просто невнимательной ученицей? Тогда взяли две контрольные группы животных, — кажется, это были кошки. Одна группа проследила за всеми пробами и окончательными действиями «отличницы» от начала и до конца, вторая наблюдала уже сложившиеся действия, совершавшиеся быстро и точно. И что же? Первая группа учениц успешно переняла опыт своей подруги, а вторым пришлось самостоятельно осваивать все премудрости открывания дверей.

Психологи заметили, что от опыта к опыту животные вообще все лучше и лучше подражают своим соученикам (или учителю), так что в итоге оказываются способными сразу повторить довольно сложные действия. Однажды решили обучить кошку стягивать за веревку со стола картонку, на которой лежало мясо. В первом опыте учитель семь раз тянул у нее на глазах за веревку, пока картонка с мясом не падала. А кошка по-прежнему старалась достать мясо лапой. С большим трудом она сообразила в чем дело и, наконец, сама потянула за веревку.

А в одном из последних опытов та же кошка проделывала это после одного показа, даже если картонка была пуста.

Чем объяснить столь быстрое умственное развитие? Видимо, все теми же обобщенными приемами анализа, которыми животное овладело, приобретя способность обучаться.

До сих пор мы говорили о том, как постепенно добывают звери знания, как строго последовательно происходит у них анализ. Но бывает иначе. Нередко в совершенно новой ситуации животные сразу начинают действовать правильно. Создается впечатление, что решение пришло к ним внезапно.

Иван Петрович Павлов назвал это «инсайтом» (знатокам и болельщикам футбола, несомненно, знаком такой термин). На одной из «сред» он говорил:

«Инсайт» — это значит во всех этих случаях, что речь идет об ассоциациях, о тех знаниях, которые раньше уже в жизни были получены методом проб и ошибок».

Когда говорят о внезапном разумном использовании палки, тогда такое объяснение можно принять. Значит, обезьяна действительно уже имела дело с палкой или каким-то другим орудием и научилась им пользоваться. Сейчас прежние знания просто «всплывают» и помогают ей действовать правильно без предварительных проб.

Другое дело, если собака или обезьяна учатся, например, различать 76 ударов метронома от 80 или любые другие очень близкие по значению сигналы. Происходит это, как и следовало ожидать, не сразу.

Примерно 150 раз приходится повторять нужный сигнал в сочетании с едой, чтобы собака уловила столь тонкую разницу. Зато дальше дело идет гораздо быстрее. Рефлекс на разные тоны свистка, скажем, образуется уже после восьми сочетаний звука и еды.

Слон, который впервые участвовал в испытаниях, научился различать крест от круга только с 330-го раза. А четвертую пару фигур он узнавал всего с 10-го раза.

У обезьян же удалось выработать способность различать более 300 парных картинок. С каждой новой демонстрацией они все быстрее учились отличать картинки друг от друга. В результате они стали разбираться в новой ситуации с первого раза. Конечно, это нельзя объяснить тем, что в мозгу у обезьяны образуется 344 новых связи. Гораздо вероятнее предположить, что у них формируется способность сразу решать сходные задачи, типовые, как сказали бы учителя. Животные словно обучаются определенным познавательным операциям довольно общего характера. Это позволяет им действовать быстро, без предварительной подготовки, в разных сходных ситуациях.

Что же представляют собой такие познавательные действия?

Наблюдения показывают, что животные учатся сравнивать разные предметы. Многие исследователи уловили даже, как животные смотрят на одну, потом на другую картинку, прежде чем выбрать нужную. И теперь в любой ситуации, где звери будут поставлены перед необходимостью выбора, они прибегнут к вновь освоенному умственному действию — сравнению. А ведь с этого, собственно, и начинается, как вы помните, мышление.