3. Поняття про "емпіричні закони" та елементарні логічні завдання

Л. В. Крушинський ввів поняття елементарного логічного завдання, тобто завдання, що характеризується логічним зв'язком між її складовими елементами. Завдяки цьому вона може бути вирішена негайно, під час першого завдання, за рахунок уявно­го аналізу її умов. Такі задачі за своєю природою не вимагають попередніх спроб з неминучими помилками. Вони можуть слу­жити також альтернативою "проблемному ящику" Торндайка і виробленню різних систем диференційованих умовних реф­лексів (УР). Диференційовані УР, точніше, порядок зміни під­кріплення під час вироблення рішення, не пов'язані для тварини з "природною" логікою подій зовнішнього світу. Саме тому їх не можна вирішити інакше, ніж поступово, при багаторазових спро­бах і підкріпленні правильних реакцій.

Характерною рисою тестів Крушинського є те, що розв'язан­ня вимагає оперування так званими "емпіричними законами". Маємо на увазі, що аналізувати слід такі характеристики пред­метів і явищ, які властиві тварині через природні фізичні зако­ни і з якими вона постійно зустрічається в житті.

За термінологією когнітивної психології ці "закони" входять до складу "пізнавальної карти", чи "образної картини світу тва­рини", тобто тієї системи знань, що накопичуються протягом життя. Найважливішими є ті емпіричні закони, володіння яки­ми, як писав Л. В. Крушинський, необхідно тварині для розв'я­зання логічних завдань. Назвемо ці закони.

1. Закон "незникання" предметів. Тварини здатні зберіга- ти пам'ять про предмет, який став недоступним для безпосеред- нього сприйняття. Ті, які "знають" цей емпіричний закон, на- полегливіше шукають корм, що певним чином зник з їхнього поля зору. Уявлення про "незникання" є у багатьох птахів. Так, ворони і папуги активно шукають корм, який у них на очах накрили непрозорою склянкою або відгородили від них непрозорою перешкодою. На відміну від цих птахів голуби і кури даним законом не "оперують" чи "оперують" дуже обме- жено. Це виявляється в тому, що переважно вони майже не намагаються шукати корм після того, як перестали його ба- чити.

Уявлення про "незникання" предметів необхідне для вико­нання всіх типів завдань, пов'язаних з пошуком принади, яка зникла з поля зору.

2. Закон, пов'язаний з рухом, — одне з найуніверсальніших явищ навколишнього світу, з яким зустрічається будь-яка тва- рина незалежно від способу життя. Кожна з них, без винятку, з перших днів життя спостерігає переміщення батьків і хи­жаків, що їм загрожують, чи, навпаки, власних жертв. Разом з тим тварини сприймають зміни розташування дерев, трави і навколишніх предметів під час власних пересувань. Це створює підґрунтя для формування уявлення, що рух предмета завжди має певний напрямок і траєкторію. Знання цього закону ле­жить в основі розв'язання задачі на екстраполяцію, яку ми роз­глянемо нижче.

3. Закони "вміщення" і "пересування". Маємо на увазі, що на основі сприйняття й аналізу просторово-геометричних ознак навколишніх предметів тварини "знають", що одні об'ємні пред­мети можуть вміщати в себе інші об'ємні предмети і пересу­ватися разом з ними.

У лабораторії Л. В. Крушинського розроблені медодики, за допомогою яких можна оцінювати здатність тварин різних ви­дів оперувати зазначеними емпіричними законами. Пропоно­вані методики порівняльного вивчення розумової діяльності за допомогою елементарних логічних завдань ґрунтуються на при­пущенні, що тварини осягають ці "закони" і можуть викорис­товувати їх у новій ситуації. Завдання побудовані так, щоб їхнє негайне виконання було можливе логічним шляхом і не потре­бувало попереднього научіння методом спроб і помилок.

Вивчення здатності тварин до екстраполяції напрямку руху харчового подразника, який зникає з поля зору ("завдання на екстраполяцію"). Під екстраполяцією розуміють здатність тварини виносити функцію, відому на відрізку, за її межі. Л. В. Крушинський запропонував кілька елементарних логічних завдань для її вивчення. Найбільшого поширення набув так званий дослід із ширмою. У цьому досліді перед твариною розташовують непрозору перешкоду — ширму (довжиною — близько 3 м, висотою 1 м). У центрі ширми є вертикальна щі­лина, через яку тварина бачить дві годівниці, на початку дос­ліду розташовані перед щілиною. Годівниці роз'їжджаються в різні боки, щойно тварина починає їсти, але вона може бачити початок їхнього шляху до моменту зникнення за поперечними перешкодами-клапанами. За кілька секунд годівниці ховають­ся за клапанами, тому їхнє подальше пересування тварина вже не бачить і може тільки уявляти . За щілиною знаходяться дві годівниці: одна з кормом, інша порожня. Це робиться для того, щоб створити тварині можливість альтернативного вибо­ру. До того ж, якщо рухаються дві годівниці, тварина не змо­же відшукати корм, орієнтуючись лише на звук при русі.

Щоб виконати завдання на екстраполяцію, тварина повинна уявити собі траєкторії руху обох годівниць після зникнення їх з поля зору і на основі зіставлення визначити, з якого боку тре­ба обійти ширму, щоб одержати корм.

Здатність до виконання цього завдання є в багатьох хребет­них, але його виразність варіюється в різних видів.

Основною характеристикою здатності тварин до розумової діяльності є результати першого пред'явлення завдання, тому що при повторенні існує вплив на тварин і деякі інші чинни­ки. У зв'язку з цим для оцінки здатності до розв'язання логіч­ного завдання у тварин даного виду необхідно і досить провес­ти по одному досліду на великій групі. Якщо частка особин, які правильно виконали завдання при першому пред'явленні, вірогідно перевищує випадковий рівень, вважається, що у тва­рин даного виду чи генетичної групи є здатність до екстрапо­ляції (чи до іншого виду розумової діяльності). Як показали дослідження Л. В. Крушинського, тварини багатьох видів (хи­жі ссавці, дельфіни, воронові птахи, черепахи, щури, миші де­яких генетичних груп) виконували завдання на екстраполяцію безпомилково. Водночас тварини інших видів (риби, амфібії, кури, голуби, більшість гризунів) обходили ширму випадково.

При повторних пред'явленнях завдання поведінка тварини залежала не тільки від здатності (чи нездатності) екстраполювати напрямок руху, але і від того, чи запам'ятала вона результати попередніх рішень. Через те дані повторних дослідів відображу­ють взаємодію ряду чинників, і для характеристики здатності тварин даної групи до екстраполяції їх треба враховувати з ві­домими застереженнями.

За допомогою тесту на екстраполяцію, який дозволяє дава­ти точну кількісну оцінку результатів його розв'язання, упер­ше було дано широку порівняльну характеристику розвитку за­родків мислення в хребетних усіх основних таксономічних груп, вивчені їхні морфофізіологічні основи, деякі аспекти формування в процесі онто- і філогенезу, тобто практично всі ті питання, відповіді на які, згідно з Н. Тінбергеном, необхідні для все­бічного опису поведінки.

Вивчення здатності до екстреної інтеграції раніше утворе­них незалежних навичок. Цей вид розумової діяльності тварин можна виявити, якщо запропонувати тварині таке завдання, яке вона може виконати в новій ситуації на основі раніше на­бутого досвіду. Однак йдеться не про вибір і застосування однієї з "готових", тобто раніше вироблених реакцій, а про створення нового на основі специфічних елементів минулих уявлень чи раніше утворених навичок (Майєр, 1929).

Крім дослідів самого Майєра, гарною ілюстрацією такого підходу можуть бути експерименти американського дослідника Епштейна (Епштейн, 1984; 1987). Кілька таких тестів було роз­роблено у лабораторії Л. В. Крушинського в 70-ті роки XX ст.

Здатність до "міркування" у пацюків. Існує кілька тестів, розв'язання яких вимагає екстреної інтеграції раніше утворе­них навичок. У цих дослідах використовується установка, яка складається з трьох доріжок (довжиною 244 см кожна), що роз­ходяться з однієї центральної точки. Кожна доріжка закінчу­ється столиком, він відрізняється від інших за розміром, фор­мою і типом. На столиках встановлені дерев'яні екрани таким чином, щоб з одного столика не можна було бачити, що робить­ся на інших. Після того як пацюк обстежував усі столики і доріжку, йому давали їжу, наприклад, на першому столику. Потім пацюка поміщали на один із двох інших столиків і відпускали. Діставшись до центру установки, пацюк міг вибра­ти один із двох шляхів — на перший столик (де його раніше годували) чи на інший. Перед кожним тестом тварині давали можливість оглянути установку. Щоразу пацюка годували на но­вому столику. При випадковому виборі частка правильних рішень зазвичай дорівнює 50 %, однак у деяких пацюків вона була набагато вище. Це дозволило В. Крушинському зробити такий висновок: пацюки здатні в кожному новому пред'явленні комбінувати (інтегрувати) наявну в них інформацію і робити правильний вибір.

Завдання для голубів на "діставання банана". Американсь­кий дослідник Епштейн у низці праць намагався спростувати такі уявлення, які міцно утвердилися в 80-ті роки XX ст., щодо наявності у тварин елементарного мислення. Представля­ючи погляди біхевіористів, він поставив мету показати, що будь-яка найскладніша поведінка вищих хребетних, яку при­йнято вважати проявом розуму, є не що інше, як явище пере­носу раніше сформованих навичок чи іншої форми застосування раніше набутого досвіду. Для початку Епштейн спробував відтворити на голубах описані вище досліди В. Келера, де шим­панзе діставали за допомогою ціпків чи присовували ящик до видимої, але недосяжної принади.

Для цього в голуба у камері Скіннера спочатку виробляли звичайний інструментальний УР методом послідовних набли­жень. Голубу давали трохи зерна щоразу, як тільки він дзьобав важіль-маніпулятор. Потім важіль поміщали дуже високо — під стелею камери, щоб птах не міг його дістати (злетіти в ка­мері голуб не міг). Однак у кутку камери була підставка, прису­нувши яку, можна було легко дістати і дзьобнути маніпулятор. Протягом декількох годин спостережень жоден з 11 піддослідних голубів за власною волею не тільки не намагався пересунути під­ставку, але навіть не доторкнувся до неї.

Поведінка голубів докорінно відрізнялася від активності, яку зазвичай розвивають для діставання підвішеного банана люди­ноподібні мавпи. Переконавшись в тому, що голуби самі не здо­гадуються про свої можливі дії, у них почали виробляти два УР, причому один незалежно від іншого. В одних сеансах го­лубів вчили підштовхувати підставку до зеленої плями-мішені на підлозі камери, тобто підкріплювали їжею такі рухи, причо­му пляму розташовували щоразу на новій ділянці підлоги. Під час цього навчання перший маніпулятор забирали з камери. В інших сеансах (їх проводили паралельно і незалежно від пер­ших) голубів навчали забиратися на підставку і дзьобати маніпу­лятор. Важливо відзначити, що під час цих сеансів була відсутня пляма-мішень на підлозі камери. Якщо ж голуби все-таки захо­дилися пересувати підставку, то підкріплення за ці рухи вони не одержували.

Після того як голуби міцно засвоїли кожний з УР, з ними знову провели той самий тест, що і на початку, коли підставка знаходилася осторонь від маніпулятора, а пляма-мішень на під­лозі була відсутня. У цьому випадку завдання вирішили 4 голу­би з 11. Поглядаючи то на маніпулятор, то на підставку, вони почали поступово пересувати її на потрібне місце. Досягши мети, голуби піднімалися на підставку, дзьобали маніпулятор і одержували підкріплення.

Контрольних голубів навчали або тільки забиратися на під­ставку і дзьобати маніпулятор без підштовхування підставки, або тільки пересувати підставку. Виявилося, що вони успішно вирішують тест тільки в другому випадку. Вочевидь, їм важли­во навчитися підштовхувати підставку, а вже піднятися на неї вони можуть і самостійно.

Епштейн припустив, що така поведінка аналогічна поведінці мавп і собак при виконанні подібних завдань і такі процеси у тварин різних видів подібні, однак фахівці з вищих когнітивних функцій тварин з цим категорично не погодилися. Подібність між поведінкою антропоїдів ("інсайт" у дослідах Келера) і голу­бів у ситуації "діставання банана" вони вважали суто зовніш­ньою, поверховою і грубою.

Експерименти Епштейна показали, що голуби здатні до ре­організації раніше отриманих незалежних навичок.

Відзначимо, що невисокий у цілому рівень розвитку розумо­вої діяльності цих птахів дуже обмежує можливості їхнього ви­користання в дослідах такого типу. Методика (завдання на "діставання банана") може бути використана для порівняль­ного вивчення розумової діяльності в тих видів тварин, для яких інші тести на елементарне мислення виявляються за­надто складними.

Тест на екстрене зіставлення стимулів, раніше пов'яза­них з різним числом одиниць підкріплення: вибір за ознакою "більше, ніж". Тест, який сформовано за тим же принципом, що й описані вище, був розроблений З. О. Зоріною та її колега-ми-дослідниками шляхом вивчення здатності птахів до оцінки та оперування кількісними параметрами стимулів (1991). Як відомо, тварини в процесі навчання засвоюють інформацію про кількість підкріплення, незважаючи на те що це не передба­чається спеціальною процедурою. Наприклад, при різкому ско­роченні порції корму порушуються раніше сформовані навич­ки. Відомо також, що різні тварини під час вільного вибору віддають перевагу стимулам, які більші за інших і за абсолют­ною величиною, і за кількістю складових елементів.

Пропонований тест вимагає екстреного зіставлення величин підкріплення, пов'язаного з різними стимулами, у новій для птаха ситуації. Дослід ставиться в такий спосіб. У процесі по­переднього тренування у птахів виробляють серію незалежних поодиноких харчодобувних УР (скидання кришки з годівниці). У цей період птахи засвоюють інформацію про те, що годівни­цям різного кольору відповідає певна кількість одиниць під­кріплення: від 1 до 8 зерен пшениці — для голубів і від 5 до 12 личинок борошняного хрущака — для ворон. Після попе­реднього навчання проводять власне тест, під час якого годів­ниці подають парами в різних комбінаціях (20-25 проб). Щоб зробити ситуацію максимально новою для птахів, у кожній спробі застосовують нову комбінацію годівниць, повторюючи кожну не більш трьох разів за тест. Для зниження можливого впливу підкріплення на наступні результати в половині проб принаду розташовують у обох годівницях, а інші спроби йдуть без підкріплення.

При проведенні тесту перевіряють, чи вибиратимуть птахи годівницю, раніше пов'язану з великою кількістю підкріплень, і в яких межах вони здійснюватимуть такий вибір.

Поведінка під час проведення цього тесту, на думку авторів, відповідає визначенню Майєра, оскільки ґрунтується на екст­реному зіставленні незалежно набутих елементів минулого досліду — інформації про кількість підкріплення, пов'язаного з кожною із годівниць різного кольору. У процесі прийняття рішення птах має порівняти цю інформацію і здійснити нову реакцію — вибір більшого підкріплення.

Птахи обох видів у всьому діапазоні досліджених множин (від 1 до 8 зерен чи личинок борошняного хрущака) у середньо­му частіше вибирають стимул, пов'язаний з великою кількістю підкріплення. Варто підкреслити, що в голубів імовірність пра­вильного вибору тим вище, чим більше абсолютна і відносна різниця між порівнюваними кількостями їжі, тобто коли мно­жини одиниць підкріплення мають різко виражені розходжен­ня. У ворон величина розходжень між порівнюваними кількос­тями їжі впливала на правильність вибору не настільки різко.

Отже, виявилося, що це елементарне логічне завдання по­сильне голубам. Подібно до "завдання на діставання банана" воно виявилася однією з небагатьох їм доступних.

Отримані за допомогою цієї методики дані не тільки вияви­ли здатність до виконання ще одного елементарного логічного завдання, але й дозволили порівняти його в птахів двох різних видів, тобто охарактеризувати розумову діяльність птахів у по­рівняльному аспекті.

Разом з тим ці результати зробили певний внесок у харак­теристику здатності птахів до оперування кількісними парамет­рами середовища (яке іноді умовно називають "рахунком"). Ви­явилося, що вибір, який робить птах у новій ситуації (коли йому дають пари стимулів, які раніше завжди пред'являлися поодинці), визначається уявним порівнянням числа одиниць підкріплення, яке відповідає кожному із стимулів. Незважаю­чи на те, що за умовами досліду експериментатори не спрямо­вували увагу птахів спеціально на цей параметр (число одиниць підкріплення), птахи спонтанно оцінювали його і запам'ятову­вали. На цій основі в новій ситуації без усякої підготовки пта­хи роблять вибір за ознакою "більше, ніж".

Здатність птахів до виконання такої операції послужила ос­новою для вивчення в них процесу символізації.