Мыслят ли животные?

На протяжении всей истории человечества людям регулярно приходилось взаимодействовать с животными: защита от хищников и охота, животноводство и одомашнивание вообще. Во всех этих случаях была потребность изучать повадки животных. Весьма давно было замечено, что повадки животных разных видов различаются, и в их поведении часто проявляются одинаковые для животных данного вида стереотипные действия. При этом порой такие действия выполняются животными, даже если при текущих обстоятельствах они оказываются бессмысленными (например, движения «закапывания» на твердой поверхности), что очень напоминает поведение примитивных автоматических механизмов. Такое поведение в III веке до н. э. стали называть инстинктивным и противопоставлять его индивидуальным особенностям поведения.

При субъективной оценке способностей животных всегда существовали две крайности: либо животным приписываются все человеческие качества, либо их лишают какой бы то ни было способности к рассудочной деятельности. В последнем случае полагают, что поведение животных полностью описывается инстинктами. Однако это не полностью верно даже для насекомых, хотя у них инстинктивное поведение развито, пожалуй, наиболее сильно.

Врожденность инстинктов была обоснована благодаря обширным наблюдениям за поведением животных, выросших в неволе, в зоопарке. В частности, бобры, выросшие в изоляции от сородичей, успешно строили хатки без какого-либо обучения или тренировки, чего не делали другие животные. Способность животных приобретать новые навыки, выходящие за рамки инстинктивного поведения, была наиболее явно обнаружена при их дрессировке.

Однако действительно научное изучение психики животных, по сути, началось лишь в XIX веке с работ Чарльза Дарвина. Не столько сходство в строении тела, сколько сходство некоторых форм поведения (например, мимики при выражении эмоций) заставило Дарвина сделать вывод об общности происхождения человека и обезьян. Это наблюдение стало одним из стимулов к созданию теории эволюции, в которой возникновение человеческого интеллекта, как и прочих свойств ныне существующих организмов, должно было происходить постепенно. Кроме того, Дарвин разделил неинстинктивные формы поведения на способность к обучению, вернее, к установлению ассоциаций, и рассудочную деятельность. Общность мыслительных процессов человека и животных и непрерывность развития умственных способностей в процессе эволюции обосновывается в книге 1888 года «Ум животных», написанной коллегой Дарвина, Джоном Роменсом.

Одной из первых содержательных теорий, направленных на объективное описание психики животных и человека, стало учение Ивана Петровича Павлова о высшей нервной деятельности. В рамках этого учения производилась попытка объяснить все формы поведения животных (и многие формы поведения человека) единообразно через рефлексы, работающие по схеме «стимул — реакция». Инстинкты представлялись как разновидность безусловных, наследственных рефлексов, на основе которых в результате работы механизмов, аналогичных установлению ассоциаций, строились условные рефлексы.

Объективность понятия рефлекса была продемонстрирована на примере многих видов животных. Особенности формирования условных рефлексов поддавались количественным оценкам, которые обладали хорошей повторяемостью от особи к особи. Данное учение не только сыграло большую роль в развитии физиологии, но и имело определенное значение для области искусственного интеллекта. Хотя условные рефлексы, надстраиваясь над инстинктами, дают новый уровень организации психики, они еще не являются самим мышлением, и переход от одного к другому в учении о высшей нервной деятельности не описывается (хотя более сложные виды рефлексов в нем присутствуют). Теория Дарвина предсказывала (в отличие от «теорий» неэволюционного происхождения человека) существование уровней организации психики животных, которые бы заполнили разрыв между уровнем условных рефлексов и мышлением человека, и толкала ученых на их поиск.

Одновременно с Павловым объективным изучением поведения животных занимался Эдвард Торндайк, который первым ввел такую количественную характеристику, как кривая научения — зависимость сформированности некоторого навыка от числа попыток его использования. Он полагал, что интеллектуальное поведение может проявиться только в тех случаях, когда у животного нет готового (по сути, рефлекторного) ответа для текущей ситуации. Подобные ситуации он назвал проблемными и вместо выработки у животных условных рефлексов использовал метод проблемных ящиков, в котором животному вместо пассивного восприятия какого-то нового стимула нужно было совершать активные заранее неизвестные действия (например, отодвинуть задвижку у ящика с пищей). Посмотрим на следующие строки из книги З. А. Зориной и И. И. Полетаевой «Элементарное мышление животных»:

«В книге „Интеллект животных” (1898) Торндайк утверждал, что решение задачи является интеллектуальным актом. Решение задачи появляется как результат активных действий индивида благодаря последовательному перебору различных манипуляций».

Итак, по Торндайку, интеллект — это способность к нахождению действий, позволяющих разрешить проблемную ситуацию, для которой готового ответа нет, в то время как инстинкт (или рефлекс) — это применение известной последовательности действий. Теория интеллекта как поиска в это время также развивалась Клапаредом, который, однако, отмечал, что поиск не может быть чисто случайным. Однако в опытах Торндайка с проблемными ящиками животные были помещены в такие условия, когда они могли найти решение только методом проб и ошибок, поскольку решение никак не вытекало из структуры проблемной ситуации (например, дверца ящика отворялась при нажатии некоторой кнопки, видимым образом не связанной с дверцей).

Этот недостаток эксперимента был устранен в опытах Вольфганга Кёлера, проводившихся преимущественно с обезьянами. На основе своих опытов Кёлер убедительно обосновал, что поведение высших животных не исчерпывается условными рефлексами.

Кёлер ставил перед обезьянами (шимпанзе) задачи различной степени сложности. Одной из самых простых была задача, в которой к плоду, лежащему за решеткой, была привязана веревка, свободный конец которой находился перед решеткой. Все шимпанзе справлялись с этой задачей, сразу же хватая за веревку и подтаскивая к решетке плод. Легкость решения этой задачи обезьянами (в отличие, например, от собак, которые самостоятельно не могут «догадаться» потянуть за веревку) может быть связана с тем, что в естественных условиях притягивание плода, висящего на ветке, является инстинктивным.

Однако обезьянами уже не столь легко решается задача, в которой свободный конец веревки лежит за решеткой и до него невозможно дотянуться, а требуется приблизить его к себе с помощью лежащей неподалеку палки. Тем не менее это также выполнялось некоторыми обезьянами. Задача еще больше усложнялась, когда нужно было предварительно палку «изготовить», например составить длинную палку из двух недостаточно длинных трубочек тростника или отломать тонкую доску от большого ящика. Кёлером ставились и многие другие задачи. Сложные задачи могли решаться только одной, самой умной обезьяной и далеко не сразу, что свидетельствовало против того, что решение подобных задач осуществляется инстинктивно.

Кроме того, сам характер поведения животных в процессе решения не имеет ничего общего с жесткой схемой реализации инстинкта. Если животное сталкивается с ситуацией, для которой готов рефлекторный ответ, поведение животного выглядит удивительно целеустремленным и выверенным. Когда же такого ответа нет, животное приходит в сильное возбуждение, начинает совершать множество лишних, случайных действий: бегать вдоль решетки, пытаться просунуть в нее лапы и голову, а если плод подвешен высоко — прыгать к нему с разных точек.

Выдающийся отечественный ученый Лев Семенович Выготский, также работавший в этой области в первой половине XX века, отмечал, что подобное поведение свойственно многим животным. Даже муравей, идущий по феромонному следу, начнет беспорядочно бегать в разные стороны, если встретит на своем пути неожиданное препятствие. Сходным образом ведет себя и курица, когда отверстие в ограде, через которое она обычно подходила к кормушке, оказывается закрытым. Курица приходит в сильное возбуждение и начинает метаться вдоль ограды, совершая беспорядочные попытки найти подходящее отверстие. И даже более высоко-организованные животные, такие как собаки, вполне могут проявлять аналогичное поведение, когда видят кусок мяса, являющийся непосредственно недостижимым.

Со стороны такое поведение может показаться абсолютно бессмысленным. Однако именно оно является прообразом мышления. Когда готового ответа нет, ничего не остается, как искать его, совершая случайные пробы, которые в конечном итоге могут помочь найти обходной путь, преодолеть препятствие. Стоит отметить, что и инстинкты обычно содержат поисковую фазу, в ходе которой животное ищет ключевой раздражитель или ситуацию, допускающую реализацию инстинктивной программы. Большинство животных совершает такой перебор в физическом пространстве, но у обезьян после серии неудачных проб перепроизводство движения прекращается, они садятся и замирают, фиксируя цель глазами. После этого они через некоторое время могут спокойно подняться и, выполнив правильную последовательность действий без новых проб, достать желанный плод. Перебор действий во внешнем пространстве переходит в какой-то внутренний, мысленный поиск, при котором происходит перебор цепочек возможных действий для разрешения проблемной ситуации. Это весьма примечательный факт, позволяющий подступиться к проблеме мышления.

Но как происходит этот поиск? Почему при решении задач обезьянами наблюдаются следующие особенности:

  • если палка или другой инструмент лежит вне поля зрения обезьяны (но в той же комнате), догадаться применить ее обезьяне заметно труднее;
  • задачи, при решении которых одним из правильных действий является отодвигание плода от себя, решаются гораздо труднее, чем задачи с придвиганием плода;
  • даже небольшое дополнительное число промежуточных действий, необходимых для решения задачи, может сделать ее неразрешимой для обезьяны;
  • обезьяна гораздо лучше справляется с задачами, если они предъявляются ей в порядке возрастания сложности.

Эти факты могут показаться достаточно тривиальными. Но как их объяснить содержательно, какие выводы об устройстве мыслительных процессов можно сделать? Мы эти вопросы пока отложим. Вместо этого посмотрим, применимо ли к человеку представление мышления как перебора цепочек возможных действий.