И человек и животное способны мыслить

И человек и животное способны мыслить

Норберт Заксер. Человек в животном. Почему животные так часто походят на нас в своем мышлении, чувствах и поведении. М.: Издательский дом Высшей школы экономики, 2020. Перевод с немецкого Наталии Штильмарк под научной редакцией Елены Гороховской

Обычно мы связываем с понятием «обучение» приобретение новых поведенческих реакций. Это относится к наиболее изученной и у человека, и у животных форме обучения — ассоциативному обучению. В общем виде под ним подразумевается формирование связки между раздражителем, который до того не был значимым, или какой-либо незначимой поведенческой реакции, с поощрением либо наказанием. Таким образом животное учится, какие из исходно нейтральных раздражителей имеют значение и какие последствия влечет то или иное поведение.

Вероятно, самая известная форма ассоциативного обучения — выработка классического условного рефлекса. Это понятие неразрывно связано с именем русского ученого Ивана Петровича Павлова. Павлов был физиологом и исследовал пищеварительные железы. В его опытах на собаках ему бросилось в глаза, что они начинают выделять слюну не тогда, когда их кормят, а раньше — уже когда слышат шаги, приближающиеся к их клеткам. Это наблюдение вдохновило Павлова на его знаменитые эксперименты, которые коротко можно описать следующим образом. На первом этапе собака получала определенное количество пищи, при этом измеряли, сколько слюны она выделяет. На втором этапе в той же ситуации звучал звук колокольчика, но пищи собака не получала. Как и ожидалось, эта ситуация выделения слюны не вызывала. Когда на третьем этапе кормление и звонок колокольчика происходили одновременно, собака выделяла слюну как на первом этапе. Если совместная презентация пищи и звука повторялась многократно, то на четвертом этапе уже один звук колокольчика вызывал выделение слюны. Собака обучалась реагировать на прежде нейтральный раздражитель — звук — выделением слюны, и раздражитель таким образом из нейтрального превращался в условный.
Соответственно, пища получила обозначение безусловного раздражителя. Существенным признаком классического условного рефлекса было формирование ассоциации между поощрением, в данном случае пищей, и условным раздражителем, в данном случае — звуком. Как показывает множество исследований, практически любой стимул в окружающей среде может стать условным раздражителем и вызывать условный рефлекс. Так, собаки Павлова научились выделять слюну не только в ответ на звук, тот же рефлекс можно было вызвать и оптическими сигналами, например, загорающейся лампочкой. Многие животные легко вырабатывают условные рефлексы в ответ на запаховые сигналы.

Наилучшие успехи в обучении достигаются тогда, когда условный стимул непосредственно предшествует безусловному или оба стимула действуют одновременно. Это понятно, ведь если бы в опытах Павлова звук колокольчика раздавался за несколько часов до или после кормления, животные, конечно, не сформировали бы ассоциацию между этими двумя событиями. Интуитивно понятно и то, что условный рефлекс постепенно затухает и в конце концов вообще не может быть вызван условным стимулом, если безусловный стимул, то есть поощрение, какое-то время не поступает. Рано или поздно собаки Павлова прекратили бы выделять слюну в ответ на звук, если бы по крайней мере время от времени не получали одновременно с ним кусок мяса.

Условные рефлексы могут быть вызваны не только поощрением, или, как говорят, положительным подкреплением, но и наказанием, то есть отрицательным подкреплением. Если собаку слегка ударить по лапе, она подожмет ее. Если во время этого действия раздается определенный звук, а вся процедура повторяется многократно, то через какое-то время собака будет точно так же поджимать лапу в ответ на один только звук.

Если собака Павлова выработала условный рефлекс на звук частотой 1000 герц, то она реагирует не только на эту частоту, но выделяет слюну и в ответ на звук частотой в 1020 герц. Этот феномен, то есть выработка условного рефлекса в ответ на стимул, подобный условному, был назван генерализацией. При этом выделение слюны будет тем сильнее, чем ближе сходство данного стимула с тем, на который у собаки уже выработан условный рефлекс, и тем слабее, чем сильнее он от него отличается. Логичным будет заключить, что собака в состоянии отличить друг от друга звуки в 1000 и 1020 герц, иначе количество отделяемой слюны в обоих случаях было бы одинаковым. Если же продолжить эксперимент и сопровождать поощрением только реакцию в ответ на 1 000 герц, но не 1020, то через какое-то время собака будет реагировать только на частоту 1000 герц. Если и дальше сравнивать реакцию на звуки различной частоты, то можно выяснить, до какой степени точности собака способна их дифференцировать. Такая, как говорят специалисты, «дискриминация стимулов» позволяет исследовать, что именно воспринимают животные своими органами чувств и где проходят границы их возможностей.

Так, Карл фон Фриш уже более 100 лет назад с помощью опытов с условными рефлексами выяснил, различают ли цвета пчелы. Когда он предложил им сахарный сироп в стеклянном блюдечке на желтом картоне, то пчелы быстро связали желтый цвет с пищей. Соответственно, после этого они предпочитали емкости на желтых подставках, а не таких же синих, зеленых или фиолетовых. Если же у животных был выработан условный рефлекс, наоборот, на синий цвет, то они уже предпочитали синий. Таким образом, опираясь на классический условный рефлекс, фон Фриш сумел безусловно доказать то, что полностью противоречило тогдашним хрестоматиям, а именно, что пчелы способны различать цвета и вовсе не являются дальтониками!
Так же с помощью простого условного рефлекса можно показать, что золотые рыбки слышат. Если встать на берегу пруда и свистнуть, рыбки не будут реагировать. Если по поверхности воды рассыпать корм, то через некоторое время рыбы подплывут, чтобы собрать его. Если соединить оба действия и день за днем перед каждой кормежкой громко свистеть, то в конце концов рыбки начнут подплывать и тогда, когда свист не сопровождается кормом. Значит, они слышат, иначе у них нельзя было бы выработать условный рефлекс на звук.

Условные рефлексы, как их описал Павлов, широко распространены в животном мире, от беспозвоночных до шимпанзе. Феномен мимикрии, когда животные используют для защиты зрительный обман, также отчасти базируется на этом процессе обучения. Например, птицы не имеют врожденного знания о том, что монархи — американские бабочки с очень яркой окраской — несъедобны. Но если птицы их едят, у них начинается тошнота и рвота. Один-два таких опыта — и птица будет избегать бабочек этой окраски, а также схожих с ними. Любопытно, что есть другой вид бабочек, поразительно схожий окраской с монархом, но, в отличие от него, абсолютно съедобный. Однако птица, которая один раз отравилась, съев монарха, впредь не станет трогать и его безобидного двойника. Таким образом, этот вид пользуется классическим условным рефлексом, имитируя опасный вид и обманывая врага.

Ассоциативное обучение: оперантный условный рефлекс

Вторая важная форма ассоциативного обучения наряду с классическим условным рефлексом — оперантный условный рефлекс. Он связан прежде всего с именем американского психолога Берреса Фредерика Скиннера. Если при классическом условном рефлексе новый стимул связывается с уже существующей реакцией, то при оперантном животное обучается тому, что, совершив изначально случайное действие, получает поощрение и таким образом добивается цели. Нагляднее всего эту форму обучения иллюстрируют исследования в так называемых ящиках Скиннера. Это специальные аппараты, где укреплен, например, рычаг, на который можно нажать, или шайба, которую можно клюнуть. Проводились исследования прежде всего на крысах и голубях. Животное, помещенное в ящик, выполнив такое действие, автоматически получает поощрение, например из специально открывающейся кормушки. Когда крысу впервые сажают в такой аппарат, она начинает бегать по нему взад и вперед, обследуя окружающую обстановку, и производит все возможные манипуляции. В какой-то момент она случайно давит на рычаг и в какой-то момент обнаруживает упаковку с кормом. Через некоторое время крыса запоминает, что между нажатием на рычаг и получением корма есть связь. И если первое нажатие на рычаг было случайным, то теперь уже крыса производит это действие целенаправленно, чтобы получить корм.

Поэтому оперантный условный рефлекс называется также обучением путем проб и ошибок либо обучением на успех. В принципе оно приводит к тому, что действие, связанное с поощрением, повторяется все чаще, в то время как другое действие, не получающее подкрепления, постепенно отходит на задний план. Чтобы между поведением и поощрением могла быть сформирована ассоциация, поощрение должно как можно быстрее следовать за действием. Если временнάя дистанция слишком велика, обучения не происходит. Скиннер обнаружил, что успех обучения резко сокращается, если между нажатием на рычаг и пищевым поощрением проходит больше восьми секунд.

Впрочем, существуют примечательные исключения. Так, если дикие крысы находят незнакомую пищу, то они отъедают от нее сначала лишь немножко и ждут, не станет ли им плохо. При этом они даже через несколько часов еще способны провести параллель между поеданием определенного корма и подступающей тошнотой. Если плохо им не становится, то в последующие ночи они поедают все больше этого корма, пока, наконец, не станут есть его в обычных для себя количествах. Однако если они почувствуют, что им становится нехорошо, то с этого момента они будут и в дальнейшем избегать этого корма.

Как показывают наблюдения, ассоциации между определенным действием и его последствиями в некоторых случаях могут быть сформированы и тогда, когда между двумя этими событиями проходит относительно длительное время. Кроме того, этот пример показывает, что за счет оперантного условного рефлекса животные учатся не только тому, какие действия приводят к поощрению, но и тому, каких неприятных ситуаций или опасностей им следует избегать. Как и при классическом условном рефлексе, успех обучения при оперантном через какое-то время требует закрепления. Представим, например, крысу, которая научилась нажимать на рычаг, чтобы получить пищевое поощрение. Она будет повторять то же действие и в том случае, если будет получать корм в ответ лишь на каждое второе, десятое или даже сотое нажатие. Однако если оно вообще перестанет сопровождаться поощрением, то крыса рано или поздно прекратит нажимать на рычаг.

Обучение за счет оперантных условных рефлексов имеет в жизни животных немаловажное значение. Оно играет решающую роль в поисках пищи, обучении социальным правилам, совершенствовании определенных поведенческих алгоритмов и освоении новых местообитаний. Наконец, эта форма обучения всегда задействована там, где определенные поведенческие алгоритмы должны быть опробованы впервые. Воспитание животных в неволе также по большей части базируется на выработке оперантных условных рефлексов.

Думают ли животные?

Во всем том, что относится к обучению животных, наука в течение десятков лет концентрировалась почти исключительно на изучении условных рефлексов. Неудивительно, что эти формы обучения к настоящему времени отлично исследованы и расшифрованы вплоть до их нейронных и молекулярных основ. Но именно поэтому со временем создалось впечатление, что наряду с привыканием животным доступны единственные формы обучения — различные типы условных рефлексов. Вопрос о том, не обладают ли животные и более высокими когнитивными способностями, отошел на задний план. Более того, на него зачастую отвечали отрицательно, не проводя соответствующих исследований. Ситуация в корне изменилась после выхода в свет в 1985 году книги американского зоолога Дональда Гриффина «Мышление животных» (Animal Thinking). Он представил в ней точку зрения, что некоторые животные вполне способны думать и даже располагают некоей формой сознания. По его мнению, ученым стоило бы исследовать эти ментальные процессы. Множество ученых откликнулись на его призыв, и в исследовании когнитивных способностей животных начался настоящий бум, который продолжается до сих пор и привел к появлению нового научного направления, изучающего когнитивные способности животных (Animal Cognition). Хотя, справедливости ради, надо сказать, что и задолго до книги Гриффина на эту тему проводилось немало замечательных исследований.
Незадолго до Первой мировой войны руководителем исследовательской станции на Тенерифе, занимавшейся изучением антропоидов и принадлежавшей Прусской академии наук, стал Вольфганг Кёлер. С 1914-го до 1917 года он исследовал «разумное поведение» человекообразных обезьян и решил выяснить, не могут ли эти животные подобно людям иметь в какой-либо ситуации свою точку зрения и решать проблемы через своего рода мышление. В самой известной своей работе он исследовал использование орудий у шимпанзе. Одним из первых он применил для документирования полученных результатов фотосъемку. В одном из экспериментов снаружи от вольера, в котором находилась группа шимпанзе, положили банан. Животные заметили фрукт и попытались дотянуться до него через прутья клетки, но банан лежал слишком далеко. В вольере находилось несколько полых палок, которыми шимпанзе время от времени играли. Внезапно Султан, самый умный из шимпанзе Кёлера, взял две разные палки, вставил более тонкую в более толстую и направился к прутьям решетки. Он целенаправленно использовал получившуюся длинную палку в качестве орудия и подтянул к себе банан. Очевидно, он осознал проблему и решил ее благодаря сознательному поведению.

Читайте также:  Животное с длинными ногтями

Что он действительно был в состоянии это сделать, показал второй эксперимент. Кёлер подвесил в вольере банан так высоко, что шимпанзе не могли его достать. Животные тем не менее первым делом попытались до него допрыгнуть. Из этого ничего не получилось. В вольере лежало несколько ящиков разного размера. И снова именно Султан взял один из ящиков, поставил его прямо под бананом и забрался на него. Поняв, что высоты ящика не хватает, он притащил туда еще один ящик и еще один, затем, поставив один на другой, забрался на всю эту шаткую конструкцию и, подпрыгнув, достал банан. И в этом случае Султан достиг своей цели благодаря разумному действию, направленному на решение проблемы. Оглядываясь назад, мы видим, что работы Вольфганга Кёлера стали началом изучения когнитивных способностей животных. Впервые было продемонстрировано, что животные в принципе в состоянии учиться не только методом проб и ошибок, но и иcпользуя сознание.

Однако эти факты долгое время игнорировались, и потребовались десятки лет для того, чтобы к их изучению присоединились другие ученые. В 1960-х годах выводы Кёлера наряду с другими специалистами убедительно подтвердили Бернхард Ренш из Университета Мюнстера и его коллеги. В своих остроумных экспериментах они продемонстрировали, что самка шимпанзе Юлия была способна действовать целенаправленно, по заранее намеченному и продуманному плану. В ходе одного из экспериментов Юлия сначала научилась бросать железный жетон в прорезь автомата, который выдавал ей в качестве поощрения кусочек банана, виноград либо печенье. Затем ее посадили перед лабиринтом, на котором сверху лежала стеклянная пластинка. В лабиринте находился тот самый железный жетон для «пищевого» автомата. Юлия быстро сообразила, что с помощью магнита жетон можно подтянуть через ходы лабиринта к одному из боковых выходов, где его можно будет взять. Проделав все это, она побежала к автомату с едой, бросила туда жетон и получила в награду лакомство. На следующем этапе опыта перед Юлией был лабиринт, составленный из двух симметрично подогнанных друг к другу, многократно закрученных ходов, причем лишь один из них имел боковой выход, а второй заканчивался тупиком. Юлия какое-то время рассматривала лабиринт, затем взяла магнит, выбрала правильный путь и подтянула жетон к боковому выходу.
Шаг за шагом ученые усложняли и совершенствовали лабиринт, добавляя в него все новые ответвления, запутанные ходы, ведущие в тупики, и выходы, из которых, однако, только один годился для того, чтобы достать через него жетон. Для каждого нового захода использовали новый лабиринт с новой системой ходов, так что Юлии каждый раз приходилось строить новый план. Результаты были просто поразительные: перед тем как приступить к делу, Юлия всякий раз рассматривала лабиринт не более минуты. Затем хватала магнит и ловкими движениями пыталась подтянуть жетон к выходу. При этом в 86 из 100 усложненных лабиринтов она выбрала правильный путь.

Тот же самый эксперимент Бернхард Ренш и его коллеги провели с шестью студентами. Стоит заметить, что их результаты были не намного лучше, чем у Юлии. По некоторым показателям шимпанзе даже опередила отдельных студентов.
В последние десятилетия когнитивным способностям животных посвящено множество исследований. Они убедительно подтверждают выводы Кёлера и Ренша и доказывают, что и другие виды животных способны на разумные действия. Так, в одном гениально простом исследовании орангутанам дали плексигласовую трубку длиной 25 см и 5 см в диаметре, на четверть заполненную водой. На поверхности воды плавал арахис — очень ценное с точки зрения животных лакомство. Вытащить орех из трубки пальцами не получалось. Однако все пятеро участвовавших в эксперименте животных спонтанно нашли решение проблемы: они подходили к стоящей неподалеку поилке, набирали в рот глоток жидкости, выплевывали его в трубку и повторяли это до тех пор, пока уровень жидкости не поднимался настолько, чтобы оттуда без проблем можно было вынуть арахис.

Сегодня ни один исследователь поведения уже не сомневается в том, что звери с высокоразвитым мозгом, такие как обезьяны, хищные млекопитающие, слоны или киты, способны учиться благодаря разумному планированию. Они умеют спонтанно оценивать ситуацию, мысленно осуществлять необходимые действия и затем целенаправленно их реализовывать. Иначе говоря, эти животные умеют думать!

Источник



7.16. Мышление человека и животных

Иногда говорят, что мышление человека отличается от мышления животных тем, что человек может мыслить в абстрактных понятиях, в то время как животным абстрактные понятия недоступны, а доступны лишь некоторые конкретные понятия. Если термин «абстрактное» понимать как отвлеченное от несущественных признаков (а именно такое понимание является нормой и принято, в частности, в настоящей книге), то это утверждение не выдерживает ни малейшей критики. Мы видели, что решающее отличие мышления человека состоит в наличии управления ассоциациями, которое в первую очередь проявляется как способность к воображению. Что же касается различия в понятиях, то оно во всяком случае не сводится к противопоставлению: абстрактное-конкретное. Всякое понятие абстрактно. Понятие кошка для собаки является абстрактным, ибо содержит, например, отвлечение от расцветки кошки (несущественный признак). Если измерять умственные способности степенью абстрактности понятий, то лягушка окажется одним из самых умных животных, ибо она мыслит с помощью всего-навсего двух, но зато чрезвычайно абстрактных понятий: «нечто маленькое и быстро движущееся» и «нечто большое, темное и не очень быстро движущееся». Как видите, в нашем языке даже не оказалось специальных терминов для этих понятий.

Действительно глубокое отличие в понятийном багаже высших животных и человека состоит в том, что животным недоступны понятия-конструкты, ибо эти понятия предполагают способность к языковой деятельности. Не абстрактные понятия, а понятия-конструкты составляют специфику человеческого мышления. В частичное оправдание приведенного выше суждения надо заметить, что «абстрактными понятиями» часто называют именно понятия-конструкты и говорят о степени абстрактности, когда на самом деле надо было бы говорить о степени «конструктности». Правда, понятие числа образуется путем абстракции, отправляясь от конкретных чисел, а понятие пространственного отношения – отправляясь от конкретных отношений. Но специфику здесь составляет не сам процесс абстракции (он, как мы видели, появился на самых ранних этапах кибернетического периода жизни), а то, что в процессе абстракции существеннейшим образом участвуют языковые объекты. Здесь главное — не абстракция, а конструкция, создание иерархической системы понятий, фиксированных материалом языка. Абстракция без конструкции приводит просто к потере содержания, к таким понятиям, как «нечто» и «некоторый».

1 Цит. по кн.: Новое в лингвистике. М., 1960. Вып.1.

2 См. там же статьи Б. Уорфа.

Читайте также

Электроустановки помещений для содержания животных

Электроустановки помещений для содержания животных Вопрос. От какой сети следует выполнять питание электроустановок животноводческих помещений?Ответ. Следует, как правило, выполнять от сети напряжением 380/220В переменного тока (1.7.170).Вопрос. Какая защитная мера должна

5. Развивать тактическое мышление!

5. Развивать тактическое мышление! «Не действовать по шаблону!» — гласил один из принципов воздушного боя, рожденный в Великой Отечественной войне. Он означал постоянный поиск нового в тактике. На результаты поиска влияли следующие основные факторы: знание противника,

1. Метод аналогий, или Научение по подражанию. Ассоциативное мышление

1. Метод аналогий, или Научение по подражанию. Ассоциативное мышление Физиология вопроса. Зеркальные нейроны Есть такая выдающаяся придумка эволюции — зеркальные нейроны. Около пятнадцати лет назад их открыла итальянская исследовательская группа Джакомо Риццолатти,

10.2. Воздействие электрического тока на человека

10.2. Воздействие электрического тока на человека Ток, проходящий через тело человека, действует на организм не только в местах контакта и путях протекания тока, но также и на кровеносную, дыхательную и сердечно-сосудистую системы.Виды травм, связанных с воздействием

1.3. Ориентация на человека и на пользователя

1.3. Ориентация на человека и на пользователя Мы слишком усложнили программное обеспечение и забыли главную цель. Джим и Сандра Сандфорс Не только разработчики интерфейсов, но и руководители предприятий электронной и компьютерной промышленности понимают необходимость

Электрические свойства тела человека

Электрические свойства тела человека Электропроводность — один из параметров, характеризующих жизненную деятельность живого существа. С возникновением живого организма любого вида начинаются биоэлектрические явления, которые прекращаются только после гибели живого

Глава 7. Язык и мышление

Глава 7. Язык и мышление 7.1. Что мы знаем о мышлении? Для правильного подхода к проблеме языка и мышления надо прежде всего четко отделить то, что мы знаем о мышлении, от того, что мы не знаем.Мы знаем, что мышление — это процесс, происходящий в нервных сетях мозга. Поскольку

Глава 8. Первобытное мышление

Глава 8. Первобытное мышление 8.1. Системный аспект культуры Продолжим наше шествие по этапам эволюции. Из области биологии мы перешли в область истории человечества. В главе 5 был дан набросок истории «материальной» культуры. Теперь предметом нашего анализа будет история

Введение. Роботы – помощники человека

Введение. Роботы – помощники человека Как только не называют нынешнее столетие – «атомный век», «космический век», «век электроники». С не меньшим основанием можно назвать его веком роботов. Ещё совсем недавно эти устройства существовали лишь на страницах научно –

ПЕРЕДЕЛКА ЖИВОТНЫХ

ПЕРЕДЕЛКА ЖИВОТНЫХ Создаются не только новые сорта полезных растений. Создаются и новые породы домашних животных. Это важно сейчас, потому что страна борется за подъем животноводства, за дальнейшее увеличение производства продуктов питания.Под Костромой в совхозе

Читайте также:  Мультики фантастика с животными

§ 5.17 Гармония природы, науки и человека

§ 5.17 Гармония природы, науки и человека В последнее время меня, правда, больше привлекало изучение загадок, поставленных перед нами природой, нежели те поверхностные проблемы, ответственность за которые несёт несовершенное устройство нашего общества. Артур Конан Дойл,

«И создал бог человека…»

«И создал бог человека…» Однажды наш отряд много дней шел по глухой северной тайге. Маршрут был очень тяжелый. Чтобы не сбиться с пути, мы шли вдоль извилистой реки. Осмотрев все встреченные разрезы, мы закончили рабочую часть маршрута в верховьях этой реки. Предстоял еще

Исполнится ли мечта человека?

Исполнится ли мечта человека? Мечта человека — создать технические устройства, сконструировать и построить такие машины, которые работали бы сами и стали бы своего рода добрыми волшебниками, работали бы за человека или по крайней мере помогали бы ему в работе. С

О МЕСТЕ ЧЕЛОВЕКА И ЧЕЛОВЕЧЕСТВА В МИРОЗДАНИИ В. Н. Комаров

О МЕСТЕ ЧЕЛОВЕКА И ЧЕЛОВЕЧЕСТВА В МИРОЗДАНИИ В. Н. Комаров Прежде всего необходимо подчеркнуть, что изучение проблемы космических цивилизаций относится к области фундаментальных научных исследований. А такие исследования обладают специфическими особенностями,

13. СОСТАВЛЕНИЕ СУТОЧНОГО РАЦИОНА ПИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА

13. СОСТАВЛЕНИЕ СУТОЧНОГО РАЦИОНА ПИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА Цель: научиться составлять рационы питания на основании суточной физиологической потребности человека в энергии, пищевых компонентах, а также с учетом принципов рационального питанияПри составлении рациона питания

Источник

Различия людей и животных: интеллект, физиология и психология

Животные и люди – это многоклеточные организмы, обладающие определенными инстинктами и чертами. Но, в отличие от животных, человек обладает самосознанием и мышлением – главными характеристиками, ставящими его на ступень выше других обитателей живого мира.

Различия мышления людей и животных

Речь – главная черта, отличающая человека от других млекопитающих. Животные могут издавать звуки, но они не выстраивают их в грамотную, разборчивую и связанную речь. Во многом такая особенность связана с интеллектом и строением голосового аппарата. Есть и другие отличия, связанные с мышлением, мозгом и интеллектом:

  • Творческая и сознательная деятельность. Человек сам определяет рамки поведения, руководствуясь социальными нормами и стандартами, а также выбирает стратегию своей деятельности в обществе. Он обладает способностью планирования и прогнозирования, на это не способно ни одно другое живое существо, обитающее на Земле. Все действия животных обусловлены инстинктами, и они не отделяют себя от природы.
  • Преобразование окружающего мира. Животные приспосабливаются к тому, что их окружает, формируя поведение, исходя из обстоятельств. Человек сам производит материальные и духовные ценности, культуру, а также окружающую действительность.
  • Постоянный рост потребностей. В отличие от животных, люди нуждаются в духовном и культурном саморазвитии после удовлетворения базовых физиологических потребностей. Спрос на блага постоянно увеличивается, тогда как другим млекопитающим достаточно инстинктивного удовлетворения потребностей.
  • Мышление. Рассуждения и умозаключения – черта людей, но не животных. Животные не способны на столь сложную умственную деятельность, хотя у некоторых обезьян коммуникативные возможности присутствуют.

Человек – существо, которое всегда стремится к чему-то более комфортному и совершенному. Животным же достаточно удовлетворения потребностей в еде, безопасности и сне (а также размножении).

Физиологические отличия

На человеческом теле шерстяной покров представлен в гораздо меньших объемах, чем у большинства других млекопитающих. Это обусловлено тем, что в ходе эволюции человек потерял потребность в защите от холода и маскировке путем естественных физических качеств.

Еще одна весомая особенность – это прямохождение. Только человек способен передвигаться с прямой спиной на двух ногах. Некоторые животные тоже перемещаются на 2 лапах и изредка используют руки, но с прямой спиной они не ходят.

Вытекает отсюда третья физиологическая особенность – наличие функционального большого пальца, который развит лучше, чем у обезьян. Палец заметно расширяет возможности использования разных предметов и орудий труда.

Только у людей на Земле способен появляться на щеках румянец – это 4 отличительная особенность, однако точные причины ее проявления науке неизвестны.

Психологические и эмоциональные особенности

Люди могут управлять своими чувствами и эмоциями, им известны нормы морали и другие поведенческие принципы. У животных все это отсутствует, инстинкт размножения – частично неконтролируемая потребность, человек же может сдерживать свои желания.

Важно! Человек, в отличие от животных, способен выбирать – размножаться или нет. Потребность в продолжении рода появляется далеко не у всех людей.

Следующая особая черта – это период детства. У людей оно длится свыше 18 лет, тогда как у животных взросление наступает на 1-2 году жизни. Человеческие младенцы в зависимости от родителей находятся в десятки раз дольше, чем детеныши животных.

Люди и животные – живые организмы, которые одинаково боятся боли и опасности, способны пугаться и пребывать в спокойном состоянии. Однако мыслительные способности человека, интеллект выдвинули его далеко вперед в процессе эволюции.

Источник

И человек и животное способны мыслить

Норберт Заксер. Человек в животном. Почему животные так часто походят на нас в своем мышлении, чувствах и поведении. М.: Издательский дом Высшей школы экономики, 2020. Перевод с немецкого Наталии Штильмарк под научной редакцией Елены Гороховской

Обычно мы связываем с понятием «обучение» приобретение новых поведенческих реакций. Это относится к наиболее изученной и у человека, и у животных форме обучения — ассоциативному обучению. В общем виде под ним подразумевается формирование связки между раздражителем, который до того не был значимым, или какой-либо незначимой поведенческой реакции, с поощрением либо наказанием. Таким образом животное учится, какие из исходно нейтральных раздражителей имеют значение и какие последствия влечет то или иное поведение.

Вероятно, самая известная форма ассоциативного обучения — выработка классического условного рефлекса. Это понятие неразрывно связано с именем русского ученого Ивана Петровича Павлова. Павлов был физиологом и исследовал пищеварительные железы. В его опытах на собаках ему бросилось в глаза, что они начинают выделять слюну не тогда, когда их кормят, а раньше — уже когда слышат шаги, приближающиеся к их клеткам. Это наблюдение вдохновило Павлова на его знаменитые эксперименты, которые коротко можно описать следующим образом. На первом этапе собака получала определенное количество пищи, при этом измеряли, сколько слюны она выделяет. На втором этапе в той же ситуации звучал звук колокольчика, но пищи собака не получала. Как и ожидалось, эта ситуация выделения слюны не вызывала. Когда на третьем этапе кормление и звонок колокольчика происходили одновременно, собака выделяла слюну как на первом этапе. Если совместная презентация пищи и звука повторялась многократно, то на четвертом этапе уже один звук колокольчика вызывал выделение слюны. Собака обучалась реагировать на прежде нейтральный раздражитель — звук — выделением слюны, и раздражитель таким образом из нейтрального превращался в условный.
Соответственно, пища получила обозначение безусловного раздражителя. Существенным признаком классического условного рефлекса было формирование ассоциации между поощрением, в данном случае пищей, и условным раздражителем, в данном случае — звуком. Как показывает множество исследований, практически любой стимул в окружающей среде может стать условным раздражителем и вызывать условный рефлекс. Так, собаки Павлова научились выделять слюну не только в ответ на звук, тот же рефлекс можно было вызвать и оптическими сигналами, например, загорающейся лампочкой. Многие животные легко вырабатывают условные рефлексы в ответ на запаховые сигналы.

Наилучшие успехи в обучении достигаются тогда, когда условный стимул непосредственно предшествует безусловному или оба стимула действуют одновременно. Это понятно, ведь если бы в опытах Павлова звук колокольчика раздавался за несколько часов до или после кормления, животные, конечно, не сформировали бы ассоциацию между этими двумя событиями. Интуитивно понятно и то, что условный рефлекс постепенно затухает и в конце концов вообще не может быть вызван условным стимулом, если безусловный стимул, то есть поощрение, какое-то время не поступает. Рано или поздно собаки Павлова прекратили бы выделять слюну в ответ на звук, если бы по крайней мере время от времени не получали одновременно с ним кусок мяса.

Условные рефлексы могут быть вызваны не только поощрением, или, как говорят, положительным подкреплением, но и наказанием, то есть отрицательным подкреплением. Если собаку слегка ударить по лапе, она подожмет ее. Если во время этого действия раздается определенный звук, а вся процедура повторяется многократно, то через какое-то время собака будет точно так же поджимать лапу в ответ на один только звук.

Если собака Павлова выработала условный рефлекс на звук частотой 1000 герц, то она реагирует не только на эту частоту, но выделяет слюну и в ответ на звук частотой в 1020 герц. Этот феномен, то есть выработка условного рефлекса в ответ на стимул, подобный условному, был назван генерализацией. При этом выделение слюны будет тем сильнее, чем ближе сходство данного стимула с тем, на который у собаки уже выработан условный рефлекс, и тем слабее, чем сильнее он от него отличается. Логичным будет заключить, что собака в состоянии отличить друг от друга звуки в 1000 и 1020 герц, иначе количество отделяемой слюны в обоих случаях было бы одинаковым. Если же продолжить эксперимент и сопровождать поощрением только реакцию в ответ на 1 000 герц, но не 1020, то через какое-то время собака будет реагировать только на частоту 1000 герц. Если и дальше сравнивать реакцию на звуки различной частоты, то можно выяснить, до какой степени точности собака способна их дифференцировать. Такая, как говорят специалисты, «дискриминация стимулов» позволяет исследовать, что именно воспринимают животные своими органами чувств и где проходят границы их возможностей.

Так, Карл фон Фриш уже более 100 лет назад с помощью опытов с условными рефлексами выяснил, различают ли цвета пчелы. Когда он предложил им сахарный сироп в стеклянном блюдечке на желтом картоне, то пчелы быстро связали желтый цвет с пищей. Соответственно, после этого они предпочитали емкости на желтых подставках, а не таких же синих, зеленых или фиолетовых. Если же у животных был выработан условный рефлекс, наоборот, на синий цвет, то они уже предпочитали синий. Таким образом, опираясь на классический условный рефлекс, фон Фриш сумел безусловно доказать то, что полностью противоречило тогдашним хрестоматиям, а именно, что пчелы способны различать цвета и вовсе не являются дальтониками!
Так же с помощью простого условного рефлекса можно показать, что золотые рыбки слышат. Если встать на берегу пруда и свистнуть, рыбки не будут реагировать. Если по поверхности воды рассыпать корм, то через некоторое время рыбы подплывут, чтобы собрать его. Если соединить оба действия и день за днем перед каждой кормежкой громко свистеть, то в конце концов рыбки начнут подплывать и тогда, когда свист не сопровождается кормом. Значит, они слышат, иначе у них нельзя было бы выработать условный рефлекс на звук.

Условные рефлексы, как их описал Павлов, широко распространены в животном мире, от беспозвоночных до шимпанзе. Феномен мимикрии, когда животные используют для защиты зрительный обман, также отчасти базируется на этом процессе обучения. Например, птицы не имеют врожденного знания о том, что монархи — американские бабочки с очень яркой окраской — несъедобны. Но если птицы их едят, у них начинается тошнота и рвота. Один-два таких опыта — и птица будет избегать бабочек этой окраски, а также схожих с ними. Любопытно, что есть другой вид бабочек, поразительно схожий окраской с монархом, но, в отличие от него, абсолютно съедобный. Однако птица, которая один раз отравилась, съев монарха, впредь не станет трогать и его безобидного двойника. Таким образом, этот вид пользуется классическим условным рефлексом, имитируя опасный вид и обманывая врага.

Читайте также:  Животные своими руками век

Ассоциативное обучение: оперантный условный рефлекс

Вторая важная форма ассоциативного обучения наряду с классическим условным рефлексом — оперантный условный рефлекс. Он связан прежде всего с именем американского психолога Берреса Фредерика Скиннера. Если при классическом условном рефлексе новый стимул связывается с уже существующей реакцией, то при оперантном животное обучается тому, что, совершив изначально случайное действие, получает поощрение и таким образом добивается цели. Нагляднее всего эту форму обучения иллюстрируют исследования в так называемых ящиках Скиннера. Это специальные аппараты, где укреплен, например, рычаг, на который можно нажать, или шайба, которую можно клюнуть. Проводились исследования прежде всего на крысах и голубях. Животное, помещенное в ящик, выполнив такое действие, автоматически получает поощрение, например из специально открывающейся кормушки. Когда крысу впервые сажают в такой аппарат, она начинает бегать по нему взад и вперед, обследуя окружающую обстановку, и производит все возможные манипуляции. В какой-то момент она случайно давит на рычаг и в какой-то момент обнаруживает упаковку с кормом. Через некоторое время крыса запоминает, что между нажатием на рычаг и получением корма есть связь. И если первое нажатие на рычаг было случайным, то теперь уже крыса производит это действие целенаправленно, чтобы получить корм.

Поэтому оперантный условный рефлекс называется также обучением путем проб и ошибок либо обучением на успех. В принципе оно приводит к тому, что действие, связанное с поощрением, повторяется все чаще, в то время как другое действие, не получающее подкрепления, постепенно отходит на задний план. Чтобы между поведением и поощрением могла быть сформирована ассоциация, поощрение должно как можно быстрее следовать за действием. Если временнάя дистанция слишком велика, обучения не происходит. Скиннер обнаружил, что успех обучения резко сокращается, если между нажатием на рычаг и пищевым поощрением проходит больше восьми секунд.

Впрочем, существуют примечательные исключения. Так, если дикие крысы находят незнакомую пищу, то они отъедают от нее сначала лишь немножко и ждут, не станет ли им плохо. При этом они даже через несколько часов еще способны провести параллель между поеданием определенного корма и подступающей тошнотой. Если плохо им не становится, то в последующие ночи они поедают все больше этого корма, пока, наконец, не станут есть его в обычных для себя количествах. Однако если они почувствуют, что им становится нехорошо, то с этого момента они будут и в дальнейшем избегать этого корма.

Как показывают наблюдения, ассоциации между определенным действием и его последствиями в некоторых случаях могут быть сформированы и тогда, когда между двумя этими событиями проходит относительно длительное время. Кроме того, этот пример показывает, что за счет оперантного условного рефлекса животные учатся не только тому, какие действия приводят к поощрению, но и тому, каких неприятных ситуаций или опасностей им следует избегать. Как и при классическом условном рефлексе, успех обучения при оперантном через какое-то время требует закрепления. Представим, например, крысу, которая научилась нажимать на рычаг, чтобы получить пищевое поощрение. Она будет повторять то же действие и в том случае, если будет получать корм в ответ лишь на каждое второе, десятое или даже сотое нажатие. Однако если оно вообще перестанет сопровождаться поощрением, то крыса рано или поздно прекратит нажимать на рычаг.

Обучение за счет оперантных условных рефлексов имеет в жизни животных немаловажное значение. Оно играет решающую роль в поисках пищи, обучении социальным правилам, совершенствовании определенных поведенческих алгоритмов и освоении новых местообитаний. Наконец, эта форма обучения всегда задействована там, где определенные поведенческие алгоритмы должны быть опробованы впервые. Воспитание животных в неволе также по большей части базируется на выработке оперантных условных рефлексов.

Думают ли животные?

Во всем том, что относится к обучению животных, наука в течение десятков лет концентрировалась почти исключительно на изучении условных рефлексов. Неудивительно, что эти формы обучения к настоящему времени отлично исследованы и расшифрованы вплоть до их нейронных и молекулярных основ. Но именно поэтому со временем создалось впечатление, что наряду с привыканием животным доступны единственные формы обучения — различные типы условных рефлексов. Вопрос о том, не обладают ли животные и более высокими когнитивными способностями, отошел на задний план. Более того, на него зачастую отвечали отрицательно, не проводя соответствующих исследований. Ситуация в корне изменилась после выхода в свет в 1985 году книги американского зоолога Дональда Гриффина «Мышление животных» (Animal Thinking). Он представил в ней точку зрения, что некоторые животные вполне способны думать и даже располагают некоей формой сознания. По его мнению, ученым стоило бы исследовать эти ментальные процессы. Множество ученых откликнулись на его призыв, и в исследовании когнитивных способностей животных начался настоящий бум, который продолжается до сих пор и привел к появлению нового научного направления, изучающего когнитивные способности животных (Animal Cognition). Хотя, справедливости ради, надо сказать, что и задолго до книги Гриффина на эту тему проводилось немало замечательных исследований.
Незадолго до Первой мировой войны руководителем исследовательской станции на Тенерифе, занимавшейся изучением антропоидов и принадлежавшей Прусской академии наук, стал Вольфганг Кёлер. С 1914-го до 1917 года он исследовал «разумное поведение» человекообразных обезьян и решил выяснить, не могут ли эти животные подобно людям иметь в какой-либо ситуации свою точку зрения и решать проблемы через своего рода мышление. В самой известной своей работе он исследовал использование орудий у шимпанзе. Одним из первых он применил для документирования полученных результатов фотосъемку. В одном из экспериментов снаружи от вольера, в котором находилась группа шимпанзе, положили банан. Животные заметили фрукт и попытались дотянуться до него через прутья клетки, но банан лежал слишком далеко. В вольере находилось несколько полых палок, которыми шимпанзе время от времени играли. Внезапно Султан, самый умный из шимпанзе Кёлера, взял две разные палки, вставил более тонкую в более толстую и направился к прутьям решетки. Он целенаправленно использовал получившуюся длинную палку в качестве орудия и подтянул к себе банан. Очевидно, он осознал проблему и решил ее благодаря сознательному поведению.

Что он действительно был в состоянии это сделать, показал второй эксперимент. Кёлер подвесил в вольере банан так высоко, что шимпанзе не могли его достать. Животные тем не менее первым делом попытались до него допрыгнуть. Из этого ничего не получилось. В вольере лежало несколько ящиков разного размера. И снова именно Султан взял один из ящиков, поставил его прямо под бананом и забрался на него. Поняв, что высоты ящика не хватает, он притащил туда еще один ящик и еще один, затем, поставив один на другой, забрался на всю эту шаткую конструкцию и, подпрыгнув, достал банан. И в этом случае Султан достиг своей цели благодаря разумному действию, направленному на решение проблемы. Оглядываясь назад, мы видим, что работы Вольфганга Кёлера стали началом изучения когнитивных способностей животных. Впервые было продемонстрировано, что животные в принципе в состоянии учиться не только методом проб и ошибок, но и иcпользуя сознание.

Однако эти факты долгое время игнорировались, и потребовались десятки лет для того, чтобы к их изучению присоединились другие ученые. В 1960-х годах выводы Кёлера наряду с другими специалистами убедительно подтвердили Бернхард Ренш из Университета Мюнстера и его коллеги. В своих остроумных экспериментах они продемонстрировали, что самка шимпанзе Юлия была способна действовать целенаправленно, по заранее намеченному и продуманному плану. В ходе одного из экспериментов Юлия сначала научилась бросать железный жетон в прорезь автомата, который выдавал ей в качестве поощрения кусочек банана, виноград либо печенье. Затем ее посадили перед лабиринтом, на котором сверху лежала стеклянная пластинка. В лабиринте находился тот самый железный жетон для «пищевого» автомата. Юлия быстро сообразила, что с помощью магнита жетон можно подтянуть через ходы лабиринта к одному из боковых выходов, где его можно будет взять. Проделав все это, она побежала к автомату с едой, бросила туда жетон и получила в награду лакомство. На следующем этапе опыта перед Юлией был лабиринт, составленный из двух симметрично подогнанных друг к другу, многократно закрученных ходов, причем лишь один из них имел боковой выход, а второй заканчивался тупиком. Юлия какое-то время рассматривала лабиринт, затем взяла магнит, выбрала правильный путь и подтянула жетон к боковому выходу.
Шаг за шагом ученые усложняли и совершенствовали лабиринт, добавляя в него все новые ответвления, запутанные ходы, ведущие в тупики, и выходы, из которых, однако, только один годился для того, чтобы достать через него жетон. Для каждого нового захода использовали новый лабиринт с новой системой ходов, так что Юлии каждый раз приходилось строить новый план. Результаты были просто поразительные: перед тем как приступить к делу, Юлия всякий раз рассматривала лабиринт не более минуты. Затем хватала магнит и ловкими движениями пыталась подтянуть жетон к выходу. При этом в 86 из 100 усложненных лабиринтов она выбрала правильный путь.

Тот же самый эксперимент Бернхард Ренш и его коллеги провели с шестью студентами. Стоит заметить, что их результаты были не намного лучше, чем у Юлии. По некоторым показателям шимпанзе даже опередила отдельных студентов.
В последние десятилетия когнитивным способностям животных посвящено множество исследований. Они убедительно подтверждают выводы Кёлера и Ренша и доказывают, что и другие виды животных способны на разумные действия. Так, в одном гениально простом исследовании орангутанам дали плексигласовую трубку длиной 25 см и 5 см в диаметре, на четверть заполненную водой. На поверхности воды плавал арахис — очень ценное с точки зрения животных лакомство. Вытащить орех из трубки пальцами не получалось. Однако все пятеро участвовавших в эксперименте животных спонтанно нашли решение проблемы: они подходили к стоящей неподалеку поилке, набирали в рот глоток жидкости, выплевывали его в трубку и повторяли это до тех пор, пока уровень жидкости не поднимался настолько, чтобы оттуда без проблем можно было вынуть арахис.

Сегодня ни один исследователь поведения уже не сомневается в том, что звери с высокоразвитым мозгом, такие как обезьяны, хищные млекопитающие, слоны или киты, способны учиться благодаря разумному планированию. Они умеют спонтанно оценивать ситуацию, мысленно осуществлять необходимые действия и затем целенаправленно их реализовывать. Иначе говоря, эти животные умеют думать!

Источник