6.2. Изследването на способността на животните да символизират (използвайки примера на "броене") с помощта на лабораторни тестове
Символизациятае установяване на еквивалентност между неутрални знаци - символи - и съответните обекти, действия, обобщения на различни нива и понятия.
Използват се доста различни експериментални техники за изследване на тази когнитивна функция при примати и птици. Една от тях е свързана с проблема с "броенето" при животните. Известно е, че животните са способни на различни форми на оценка на количествените параметри на околната среда (виж 2.8; 4.8.3; 5.5.3), включително формирането на предвербална концепция за "число" (виж 5.5.4). На следващия етап от анализа се установява дали животните могат да свържат това понятие със символи (арабски цифри), т.е. дали имат зачатъците на способността за "вярно броене" с помощта на цифри, които само човек напълно притежава.
Въпросът за наличието на зачатъци на "истинското броене" при животните и критериите, на които те трябва да отговарят, е предмет на разгорещени дискусии (виж: Davis and Perusse, 1988; Gallistel, 1993). Р. Гелман и К. Галистел (Gelman, Gallistel, 1978) предложиха редица критерии, които трябва да се вземат предвид при оценката на способността на животните да използват символи за маркиране на комплекти. Най-важните са:
♦съответствие„едно към едно“ — всеки преизчислен елемент трябва да съответства на специален символ (маркер);
♦"ординалност"(подреждане) — знаците трябва да съответстват на елементите, които се преизчисляват в стабилен ред;
♦"кардиналност"- символът, съответстващ на последния елемент, трябва да описва общия брой елементи в набора.
За да разберем дали животните са способни на символизация и дали поведението им отговаря на посочените критерии, е необходимо да се отговори на следните въпроси:
1) способни ли са даустановят самоличностмеждупървоначално безразлични знаци за тях (например арабски цифри) и обобщена информация за броя на елементите в набори от различен характер;
2) способни ли сада оперират с научените числакато символи (например да извършват операции, подобни на аритметичните);
3) могат ли да използват научените символи за номериране (преброяване) на елементите на множествата и да извършват броя на действията в съответствие с представената фигура?
6.2.1. Способността за символизиране при примати
Един от първите опити за изследване на способността на животните да използват символи вместо реални набори е направен от К. Ферстер (Ferster, 1964). След 500 000 експеримента той успява да научи две шимпанзета, че определени набори отговарят на "числа" (от 1 до 7), изразени в двоичен код (от 000 до 111). След като научиха тези комбинации, животните можеха да ги подредят във възходящ ред, но никога не се научиха как да използват числа, за да номерират конкретни обекти.
Мацузава (Matsuzawa, 1985; Matsuzawa et al., 1986) научи шимпанзетата Ai да съпоставят различни набори и арабски цифри от 1 до 6. Той представи комплекти от различни предмети като проба и арабски цифри за избор. В тест с нови варианти на набори от същия диапазон, маймуната успешно избра съответните числа („обозначи“ наборите със символи). Може да се предположи, че нейното обучение се ограничава до формирането на условна връзка (асоциация) между броя и специфичните модели на подреждане на елементите в съответните набори, както и просто до запаметяване на всички използвани комбинации. Въпреки това, в една по-късна работа (Murofushi, 1997) беше доказано, че въпросът не се ограничава до това и Ai наистина свърза знаците с атрибута "число" и опериратях като символи. Тя използва правилно числата от 1 до 7, за да обозначи различни нови комплекти, като се абстрахира от моделите на подреждане на съставните им елементи, както и от техния размер, цвят и форма.
Работата на американската изследователка Сара Бойсън и нейните колеги (Boysen and Berntson, 1989; 1995; Boysen, 1993) има специален принос за разрешаването на въпроса за способността на животните да използват символи за характеризиране на множества. Благодарение на техники, които специално фокусират вниманието на животното върху знака на числото и постепенното увеличаване на сложността на представените задачи, те успяха да открият почти всички елементи на „истинското броене“ в шимпанзето Шеба.
Шимпанзетата първо бяха обучени да поставят по един и само един бонбон във всяко от шестте отделения на специална табла. Целта на тази процедура беше да се демонстрира едно към едно съответствие между броя на отделенията и броя на бонбоните. Следващата задача беше да се оцени силата на генерираното съвпадение едно към едно и да се осигури основа за въвеждане на арабски цифри. В отговор на подаването на поднос с един, два или три бонбона, шимпанзето трябваше да избере една от три карти с еднакъв брой кръгчета. Авторите особено подчертават важността на експерименталната процедура: сладките винаги се поставят на таблата на свой ред, докато експериментаторът ги брои на глас (демонстрация на първия и втория принцип на Гелман и Галистел - съответствие "едно към едно" и подреденост, т.е. ординалност). Постепенно първо едно, после две и т.н. картите с изображения на точки започнаха да се заменят с карти с изображения на числа, така че маймуната трябваше да използва тези преди безразлични изображения вместо реални комплекти.
Когато Шеба започна уверено да избира и трите числа, съответстващи на броя сладки на таблата,обучението продължи с помощта на компютър. На маймуната беше показано едно от числата на монитора, а тя трябваше да избере карта със съответния брой точки, т.е. прилагайте символи към набори от различен тип от тези, използвани в обучението.
Използвайки същия метод, Шеба усвои още два символа: числата 0 и 4, а по-късно и 5, 6 и 7. Интересно е, че, усвоявайки нови комплекти, тя първо докосваше всеки от бонбоните на свой ред и едва след това избираше съответното число. Допълнителни експерименти показват, че това не е обикновена имитация на експериментатора, а наистина един вид начин за "броене" на сладкиши, както и на други предмети (батерии, лъжици и др.).
За да се тества способността на Шеба даработис наученисимволиса проведени следните два теста.
Във втория тест портокалите бяха заменени с карти с числа, които също бяха поставени във всеки два от трите „кеша“ – сборът на числата също не надвишаваше4(тест за „събиране на символи“).Използвани бяха следните комбинации от числа: 1 и 0, 1 и 1, 1 и 2, 1 и 3, 2 и 0, 2 и 2. Както в предишния етап, Шеба трябваше да заобиколи „кешовете“ и след това да намери карта с номер, съответстващ на сумата. В първата серия тя избра правилното число в значително мнозинство от случаите (75%).
Получените резултати бяха убедително доказателство за способността на шимпанзето да научавасимволи,да оперира с тях и да извършваоперация, подобна на добавяне,т.е. отговарят на два критерия за "вярно преброяване".
Наред с тези класически експерименти, сега са направени значителен брой опити да се научат животните на няколко асоциации между числа и множества. Такива експерименти са важни, но не ни позволяват да решим дали имат елементи"вярна сметка".
За по-точен отговор на този въпрос Д. Рамбо и колегите му (Rumbaugh et a], 1989; 1993) не просто учат шимпанзетата да избират набори, еквивалентни на числа (от 1 до 6), но се опитват да ги накарат да номерират обекти (свойство на ординалност)или да изпълняват определен брой действия в съответствие със стойностите на числата (кардиналностсвойство).BЕкспериментите включват животни, обучени преди това на йеркишкия междинен език (Лана, Шърман и Остин; виж 6.3).
Първо, шимпанзетата се научиха да използват джойстик, за да движат курсора около екрана на монитора. След това трябваше да се научат да поставят курсора върху арабска цифра, която се появи на правилното място в едно от правоъгълните полета в горната част на екрана.
В следващата задача от другата страна на екрана се появиха няколко правоъгълни рамки с по една фигура във всяка. Шимпанзето трябваше да премести толкова квадратчета в горната половина на екрана, за да съответства на стойността на показаната арабска цифра. След преместване на последната фигура, курсорът трябваше да се върне към оригиналната фигура. В началото на обучението, веднага щом шимпанзето премести следващата фигура, съответното число се появи на горния ред. Нямаше такава „обратна връзка“ в тестовете. Когато маймуната постави курсора върху следващата фигура, тя изчезна и в същото време прозвуча звуков сигнал. За да изпълните успешно задачата, беше необходимо да "преброите" и да запомните колко фигури вече са изчезнали. Шимпанзетата успешно се справиха с тази задача.
В тази ситуация маймуните демонстрираха успешно използване на принципитеординалност и кардиналности техните способности бяха наречени„начално нивоброене,Rumbaugh,Уошбърн, 1993).
Най-убедителните доказателства за способността на животните да представят ред (ординалност) в поредица от числа бяха получени едва наскоро (Brannon and Terrace, 1998). Резус маймуните, обучени да докосват във възходящ ред набори от 1 до 4, могат да прехвърлят това умение към нови комплекти от диапазона 5-9 без допълнително обучение.
Две маймуни резус бяха предварително обучени да докосват всеки от четирите нечислови стимула в определен ред. За целта са използвани 11 комплекта, включващи по четири картини. На чувствителен на допир монитор им бяха представени четири комплекта, съдържащи от 1 до 4 елемента. Маймуните трябваше да се редуват да докосват всеки от тези комплекти във възходящ ред. В края на обучението, когато маймуните научиха реда, в който избират тези четири комплекта, им беше представен един от 35 нови комплекта, където същите комплекти бяха подредени в различен ред. Макаците правилно посочиха реда на увеличаване на размера на комплектите, но тъй като всеки комплект в тази серия се повтаряше няколко пъти, можеше да се предположи, че животните могат да запомнят и използват някои други характеристики от него, освен действителния брой елементи. На следващия етап от експериментите обаче маймуните вече нямаха такава възможност: бяха им представени 150 нови набора от комплекти с брой елементи от 1 до 4, като всеки беше показан само веднъж.
Приматите са в състояние да разпознават и обобщават атрибута "брой елементи", да установяват съответствие между този абстрактен атрибут и преди това неутрални стимули за тях - арабски цифри. Работейки с числата като символи, те са в състояние да класират множествата и да ги подреждат според атрибута „номер“, както и да извършват броя на действията, съответстващи нацифра. И накрая, те са способни да извършват операции, изоморфни на събирането, но този въпрос изисква по-прецизно изследване.