Изучение способности животных к обобщению и абстрагированию

Данные об операциях обобщения и абстрагирования, составляющих важное свойство мышления животных. Краткое описание экспериментальных процедур, которые используются для изучения этих функций. Примеры признаков, которые могут обобщать животные (абсолютные, относительные, отвлеченные и др.). Определение доступных животным уровней обобщения и абстрагирования (допоня-тийный, «естественные» понятия (категории), довербальные понятия, символы). Конкретные примеры из классических работ Н. И. Ладыгиной-Котс (1923), О. Келера (1956), С. Бойзен (Boysen, 1993), Л. А. Фирсова (1982, 1993), а также из новейших исследований. Описание процесса обобщения признаков («симметрия», «новизна», «больше», «сходство», «число» и др.) у представителей разных видов. Обсуждение современных представлений о способности животных к обобщению и о роли довербальных понятий как основы процесса символизации (см. также гл. 6).

1. Общие сведения.

В этой главе рассмотрены те когнитивные способности, благодаря которым мышление выступает как «обобщенное и опосредованное отражение действительности». Как уже упоминалось (см. 1.4), оно включает следующие операции: анализ и синтез, сравнение, обобщение и абстрагирование. Мы обратимся к двум последним операциям.

Обобщение и абстрагирование обеспечивают ту сторону мышления животных, которая не связана с экстренным решением новых задач, а основана на способности в процессе обучения и приобретения опыта выделять и фиксировать относительно устойчивые, инвариантные свойства предметов и их отношений.

Это обеспечивает возможность не только реагировать на конкретные признаки единичных предметов и явлений, усвоенные в процессе обучения, но и создает основу для адекватных реакций в новой ситуации, при появлении новых стимулов или событий того же класса. Операция обобщения тесно связана с функциями памяти. По мнению Л. А. Фирсова (1972; 1993), «феномен конкретного обобщения можно рассматривать как функциональные блоки систематизированной информации о предметах, явлениях, действиях, отношениях, тождестве и многом другом, хранящиеся в аппаратах памяти». Согласно его гипотезе, избирательное «использование информации таких блоков (у человека они могут быть выражены словами) является реальным основанием для формирования эвристических решений (перенос, инсайт, экстраполяция и т.д.) и дает резервную информацию для формирования оптимальных стратегий поведения».

Обобщение — мысленное выделение наиболее общих свойств, объединяющих ряд стимулов или событий; переход от единичного к общему. Благодаря операции сравнения поступающей информации с хранящейся в памяти (в данном случае с понятиями и обобщенными образами) животные могут совершать адекватные реакции в новых ситуациях.

Абстрагирование отражает другое свойство мыслительного процесса — независимость сформированного обобщения от второстепенных, несущественных признаков. И. М. Сеченов (1935) образно определял эту операцию как «удаление от чувственных корней, от конкретного образа предмета, от комплекса вызываемых им непосредственных ощущений» (курсив наш. — Авт.).

Вопрос о психофизиологических механизмах, лежащих в основе выполнения указанных операций, пока еще далек от разрешения. В качестве рабочей гипотезы можно принять постулированное Л. А. Фирсовым (1982; 1993) подразделение процессов обучения на первичные и вторичные.

Первичное обучение — процесс ассоциативный, связанный с формированием конкретных реакций на конкретные раздражители. Он предусмотрен процедурой эксперимента и контролируется с помощью подкрепления. В отличие от него вторичное обучение — процесс когнитивный, основанный на формировании мысленных представлений (образов). Он происходит одновременно с первым и обеспечивает дополнительную переработку информации, получаемой в ходе первичного обучения (см. также 3.4.2; 3.4.5).

Благодаря вторичному обучению предметы и явления мысленно группируются (объединяются) по общим для них свойствам, что и составляет сущность операции обобщения.

Способность к обобщению и абстрагированию зависит от возраста животного, его индивидуальных особенностей, а также от уровня филогенетического развития данного вида (см. 4).

2. Методические основы экспериментов по изучению операций обобщения и абстрагирования.

В главе 3 мы уже говорили о том, что основой для изучения операций обобщения и абстрагирования в экспериментах на животных служат два основных методических подхода:

выработка дифференцировочных УР (см. 3.3);

обучение выбору по образцу (см. 3.4.5).

Изучение этих операций основано на некоторых общих принципах (гл. 3). Например, используют такие варианты предъявления стимулов:

животному предоставляют альтернативный выбор из двух стимулов: один из них подкрепляется (S+), а другой не подкрепляется (S—);

при множественном выборе для сравнения с образцом (или при выработке дифференцировки) предлагается несколько стимулов, один из которых положительный, а несколько — «отрицательных», т.е. неподкрепляемых стимулов (рис. 1, см. также 3.3).

Предъявление раздражителей может быть:

одновременным, когда оба дифференцировочных стимула или же образец и оба стимула для выбора, сразу попадают в поле зрения животного;

или последовательным, когда стимулы для различения (дифференцировочные) предъявляют по очереди; в случае если проводят обучение выбору по образцу, то сначала предъявляют образец, а затем — стимулы для выбора.

Изучение способности животных к обобщению и абстрагированию

Рис. 1. Схема экспериментов с птицами методом выбора по образцу. А — альтернативный выбор; Б — множественный выбор по признаку «число элементов». Стрелкой отмечен стимул, соответствующий образцу (по О. Келеру).

В разделе 3.3 были описаны также режимы обучения, применяемые в исследованиях способности животных к обобщению и абстрагированию. Согласно первому, дифференцировочный УР или реакцию выбора по образцу вырабатывают с использованием одной определенной пары (или немногих пар) стимулов.

Например, КУБ (+) делают подкрепляемым, т.е. положительным стимулом, а ШАР (—) — неподкрепляемым, т.е. отрицательным (причем оба окрашены одинаково). Когда животное достигает условного критерия правильных реакций (выбирает КУБ не менее чем в 80% случаев в 30 предъявлениях подряд), можно считать, что у него сформировался УР дифференцирования данных фигур по признаку формы. (Условный критерий обученности — это принятая в данном экспериментальном протоколе доля правильных реакций животного, после достижения которой его считают «обучившимся». Условный критерий может составлять 80 или 75% правильных ответов в тесте за определенное число предъявлений).

Сходным образом при обучении выбору по образцу на этом первом этапе также используется одна пара (или ограниченное число пар) стимулов. При этом вырабатывается частное правило выбора одного из них по сходству с данным образцом. Если образец — КУБ, то выбирать надо КУБ, а не ШАР; если образец ШАР, то выбирать надо ШАР, а не КУБ.

Второй режим называют режимом систематического варьирования второстепенных параметров стимулов. Чаще всего при изучении обобщения используют именно этот метод (Kohler, 1956; Дашевский, Детлаф, 1974; Wright et al., 1988). Он направлен не на выработку конкретных реакций на конкретные стимулы, а на выявление общего для многих стимулов признака и формирование единого (отвлеченного) правила выбора. При использовании этого режима животному с самого начала обучения предъявляют не одну пару стимулов, а целый их набор (set), и они различаются по всем второстепенным параметрам, кроме основного признака, подлежащего обобщению.

Например, при выработке упомянутой выше дифференцировки можно использовать не одни и те же КУБ и ШАР до достижения критерия, а несколько пар таких фигур, так что каждая может отличаться от предыдущей по размеру, цвету, фактуре.

Этот прием оказался особенно плодотворным при формировании у животных обобщения по относительным признакам («больше», «соответствие», «число», см. 5.3).

Например, чтобы добиться обобщения признака «больше», с самого начала чередуют 20 пар стимулов-карточек, на каждой из которых изображено по нескольку элементов разной формы, цвета и т.п., причем на одной их количество всегда больше, чем на другой. Чтобы животное при обучении не ориентировалось на какие-то другие признаки (кроме изучаемого), набор стимулов и порядок их применения тщательно планируются заранее (см. рис. 3).

Убедительные доказательства эффективности режима варьирования второстепенных признаков были получены, когда одну группу голубей обучали выбору по образцу с использованием различных комбинаций 152 стимулов (цветных картинок), а вторую — только с двумя картинками.

Для достижения принятого авторами критерия обучения (75%) птицам первой группы потребовалось более 27000 предъявлений (18 месяцев экспериментов). Они успешно выполнили тест на перенос и выбирали новые стимулы в 80% случаев. Голуби второй группы, обученные только с двумя стимулами, разумеется, не могли выбирать по сходству с образцом новые стимулы.

Несмотря на то, что голуби в данном случае продемонстрировали потенциальную способность научиться использованию единого (абстрактного) правила «выбирай похожее», авторы все же полагают, что для этого вида более характерно «использовать абсолютные признаки стимулов и формировать ассоциации между ними» (Wright et al., 1988).

В процессе многократного повторения серий обучения в любом из указанных режимов постепенно повышается доля правильных реакций животного. Обучение завершается после того, как животное достигло условного критерия обученности (будь то дифференцировочный УР или реакция выбора по образцу). Обычно это должно быть не меньше, чем 80% правильных выборов за 30 предъявлений, что обеспечивает достоверное отличие от случайного уровня (р