Жанна Резникова - Экспериментальные исследования способностей животных к количественным оценкам предметного мира

Во второй части эксперимента мы резко увеличили необходимость использования двух сообщений — «кормушка на ветке 10» и «кормушка на ветке 20», устанавливая кормушку на каждой из этих веток c вероятностью 1/3, а на каждой из остальных 28 веток — с вероятностью 1/84. В разные годы в качестве таких «особых» веток использовались различные номера — 10 и 20,7 и 14 и т. п. Рассмотрим для примера ситуацию, в которой роль особых играли ветки 10 и 20. Разумеется, внешне они никак не отличались от остальных. Их «особость» для муравьев, по условию опыта, состояла в том, что сироп появлялся на каждой из них значительно чаще, чем на каждой остальных.

После серии опытов из нескольких десятков повторностей муравьи существенно сократили время передачи сообщения «кормушка на ветке 10» и «кормушка на ветке 20», по сравнению с первой частью эксперимента, когда кормушки устанавливались на любой из 30 веток с равной вероятностью, т. е. изменили свою систему коммуникации, уменьшив продолжительность двух часто встречающихся сообщений. Это, по-видимому, свидетельствует о достаточно высокой пластичности «языка» муравьев.

Идея третьего этапа эксперимента, позволившего показать, что муравьи способны прибавлять и вычитать небольшие числа (в пределах 5) основана на трансформации используемой ими «системы счисления». Дело в том, что при представлении чисел, присущем современным языкам человека, использование числительных требует некоторых арифметических операций. Особенно отчетливо это видно при использовании римских цифр. Например, записывая «шесть» в виде VI, мы вычисляем VI=V+I, аналогично XII=X+II, IX=X-I и т. д. В эксперименте мы специально вырабатывали у муравьев систему счисления, напоминающую «римский» способ представления чисел. На третьем этапе номер «ветки» с приманкой опять выбирался с равной вероятностью, в диапазоне от 1 до 30, т. е. так же, как на первом этапе. Оказалось, что зависимость времени передачи ( t ) сведений о том, что кормушка находится на «ветке» с номером i на третьем этапе совсем иная, чем на первом: время передачи информации о номере «ветки» было в среднем тем меньше, чем ближе «ветка» находилась к одной из «особых» — 10 или 20, или к началу установки. Так, например, на передачу сообщения о том, что кормушка находится на ветке №11, на первом этапе муравьи затрачивали 70-82 с, а на передачу сообщения о первой ветке от 8 до 12 с. На третьем этапе на передачу сообщения о ветке 11 затрачивалось 5-15 с (вспомним римские цифры: одиннадцать равно X+I).

Анализ времени передачи сообщений муравьями позволяет предположить, что на третьем этапе эксперимента сообщения разведчика состояли из двух частей: информация о том, к какой из особых веток ближе находится ветка с кормушкой, и затем — расстояние от особой ветки до ветки с кормушкой. Иными словами, муравьи, видимо, передавали «имя» особой ветки, ближайшей к кормушке, а потом — число, которое надо прибавить или отнять для нахождения ветки с кормушкой.

Этот вывод был подтвержден статистически. Как уже отмечалось, аналогичные опыты проводились по той же схеме, но с «особыми ветками» 7 и 14 в 1992 г. и 10 и 19 — в 1994 г. Результаты во всех случаях были сходными.

Таким образом, наши эксперименты показывают, что, во-первых, «язык» муравьев достаточно пластичен и отнюдь не примитивен, и, во-вторых, муравьи могут складывать и вычитать небольшие числа (одно из слагаемых и вычитаемые в наших опытах изменялись от 1 до 5). Это существенно превышает результаты, показанные ранее позвоночными животными. Вряд ли это означает, что муравьи «умнее», чем, скажем, шимпанзе. Скорее всего, дело здесь в разработке нового метода, который позволил эти способности выявить и который пока не был применен к другим животным.

1. Зорина З.А., Смирнова А.А. 1994. Относительные количественные оценки у голубей и ворон: спонтанный выбор большего пищевого множества. Журн. высш. нервн. деят., т. 44, N3, с. 618—625.

2. Зорина З.А., Смирнова А.А. 1995. Количественные оценки серых ворон: обобщение по относительному признаку «большее множество». Журн. высш. нервн. деят., т. 45, N4, с. 490—498.

3. Резникова Ж.И. 2000. Интеллект и язык. Животные и человек в зеркале эксперимента. Ч. I. М.: «Наука». 280 с.

4. Резникова Ж.И., Рябко Б.Я. 1995. Передача информации о количественных характеристиках объекта у муравьев. Журн. высш. нервн. деят., т. 45, N3, с. 500—509.

5. Резникова Ж.И., Рябко Б.Я. 1997. Арифметические способности муравьев. Наука в России, N4, с. 31—34.

6. Резникова Ж.И., Рябко Б.Я. 1999. Экспериментальные исследования способности муравьев к сложению и вычитанию небольших чисел. Журн. высш. нервн. деят., т. 49, N1, с. 12—21.

7. Boysen S.T., Berntson G.G. 1989. Numerical competence in a chimpanzee ( Pan troglodytes ). J. Comp. Psychol., V. 103, p. 23—31.

8. Boysen S.T., Berntson G.G., Hannan M.B., Cacioppo J.T . 1996. Quantity-based interference and symbolic representation in chimpanzees ( Pan troglodytes ). Exp. Psychol.: Anim. Behav. Process. V. 22, N1, p. 76—86.

9. Boysen S.T., Hallberg K.I. 2001. Primate numerical competence: contributions towards understanding nonhuman cognition. Cognitive Science, V. 24, N3, p. 423—443.

10. Brannon E.M., Terrace H.S . 1998. Ordering of the Numerosities 1 to 9 by Monkeys. Science, V. 282, p. 746—749.

11. Capaldi E.J., Miller D.J. 1988. Counting in rats: Its functional significance and the independent cognitive processes that constitute it. J. Exp. Psychol.: Anim. Behav. Proc., V. 14, p. 3—17.

12. Davis H., Memmott J. 1982. Counting behavior in animals: A critical evaluation. Psychol. Bull., N92, p. 547—571.

13. Davis H., Pérusse R . 1988. Numerical competence in animals: Definitional issues, current evidence, and a new research agenda. Behav. Brain Sci., N11, p. 561—615.

14. Emmerton J. 2001. Birds’ Judgments of Number and Quantity. In: Avian Cognition. Edited and Published by Robert G. Cook, Department of Psychology, Tufts University In cooperation with Comparative Cognition Press.

15. Gellermann L.W. 1933. Form discrimination in chimpanzees and two-year-old children. Journ. Genet., Psychol., V.42, p. 3—27.

16. Gelman R., Gallistel C.R. 1978. The child’s understanding of number. Cambridge, MA: Harvard University Press.

17. Honig W.K., Stewart, K.E. 1989. Discrimination of relative numerosity by pigeons. Animal Learning amp; Behavior, V. 17, p. 134—146.

18. Kinnaman A.J. 1902. Mental life of two Macacus rhesus monkeys in captivity. Amer. J. Psycol., V. 13, p. 98—148.

19. Koehler O . 1941. Vom Erlernen unbenannter Anzahlen bei Vögeln. [On the learning of unnamed numerosities by birds]. Die Naturwissenschaften, Bd. 29, p. 201—218.

20. Koehler O. 1960. Le denombrement ches les animaux. L. Psychol. Norm. Pathol., V. 57, p. 39—45.

21. Matsuzawa T. 1985. Use of numbers by a chimpanzee. Nature, V. 315, p. 57—59.

Pepperberg I.M. 1987. Acquisition of the same — different concept by an African grey parrot ( Psittacus errithacus ): Learning with respect to categories of colour, shape and material. Anim. Learn. Behav., V. 15, p. 423—432.

22. Piaget J. 1954.The construction of reality in the child. (M. Cook, Trans.). New York: Basic Books (Original work published in 1937).

23. Reznikova Zh.I., Ryabko B.Ya. 2000. Using Information: Theory Approach to study the communication system and numerical competence in ants. In: From Animals to Animats 6. Proceeding of the Sixth International Conference on Simulation of Adaptive Behaviour. The MIT Press, Cambridge, Massachusetts, London. p. 501—506.

24. Reznikova Zh., Ryabko B. 2001. A study pf ants’ numerical competence. Electronic Transactions on Artificial Intelligence Issue: V. 5: Section B: pp. 111—126.

25. Woodruff G., Premack D. 1981. Primitive mathematical concepts in the chimpanzee: proportionality and numerosity. Nature, V. 293, p. 568—570.

26. Xia L., Siemann M., Delius J.D. 2000. Matching of numerical symbols with number of responses by pigeons. Animal Cognition, V. 3, p. 35—43.