Думают ли животные? - Вернер Фишель

Изобретательный американский психолог Б. Скиннер задался вопросом, можно ли определенные движения или действия обусловить так, чтобы они приносили животному некое вознаграждение. Скажем, мы обусловливаем поведение собаки, которая дает нам лапу, вознаграждением, состоящим в поглаживании или просто в приветливом слове, звучание которого доставляет собаке удовольствие. Опытные собаководы предлагали вообще говорить не о вознаграждении животного, а лишь об удовольствии, которое оно получает при определенных условиях. В отношении людей под вознаграждением понимается нечто большее, чем просто приятное чувственное раздражение.

Рис. 9. Схема ящика Скиннера. Нажав на расположенную вверху подвижную дощечку, крыса получает пищу в кормушке

Теперь, пожалуй, ясно, что имеется в виду под понятием «обусловливание». Скиннер стремился обусловить такое поведение животного, которое оно способно вырабатывать самостоятельно, а не такое, которое явилось бы результатом принуждения или дрессировки. Для этой цели он построил ящик, показанный на рис. 9. Сейчас такой ящик известен и широко используется во всем мире под названием «ящик Скиннера». К его узкой стороне крепится на шарнирах горизонтальная дощечка, которая может быть легко опущена вниз, а затем возвращена пружиной в исходное положение. Под дощечкой находится нечто вроде чашки-кормушки. Снаружи за стенкой расположен сложный механизм, функции которого состоят в том, что после каждого нажатия на дощечку в кормушку падает корм в виде шарика. Все сооружение напоминает торговый автомат.

Для исследований в ящике Скиннера наиболее пригодны крысы. Как только крысу сажают в ящик, она начинает все усердно обнюхивать и карабкаться на стенки. При этом она однажды совершенно случайно нажимает на дощечку, в результате в кормушку падает шарик корма. Обычно животное этого не замечает. Продолжая обнюхивать все вокруг, крыса находит и пожирает пищу, что доставляет ей удовольствие. Она опять начинает возиться в клетке, вновь случайно нажимает на дощечку и постепенно обнаруживает зависимость между определенным движением — нажатием на дощечку — и результатом этого движения. Как только временная связь между поведением и его результатом закрепится, крыса начинает в быстром темпе нажимать на работающую наподобие рычага дощечку и наедается досыта. Решающее движение животного было названо операцией. Оно обусловлено, так как пищу животное получает только при условии совершения «операции».

Рис. 10. График научения крысы в ящике Скиннера

Интересно отметить такую подробность. Современный ящик Скиннера оборудован автоматическими счетчиками, которые регистрируют каждое нажатие на рычаг. Поскольку одновременно записывается и время, результат наблюдений легко представить в виде кривой. На рис. 10 приведен пример такой кривой. Нетрудно заметить, что вначале крыса нажимает на рычаг очень редко, затем число нажатий начинает медленно расти. После примерно 140 минут число нажатий вдруг возрастает очень быстро. Очевидно, именно в этот момент окончательно закрепилась временная связь между решающим движением и следующим за ним поощрением в виде выпадения шарика корма. В этом случае уже можно сказать, что операция обусловлена. Теперь, надеюсь, читателю стало понятно название данного раздела книги.

Рис. 11. Нажатием на дощечку крыса по желанию впускает либо теплый, либо холодный воздух.

Мне бы хотелось обратить ваше внимание на характер подъема в конце кривой научения крысы. Животное научается благодаря результатам совершенных им случайных действий в ходе обследования клетки. Подобный характер кривых научения был известен уже давно. Еще тогда ученые обращали внимание на крутой подъем в конце кривой. Они связывали начало подъема с тем, что животное наконец поняло зависимость между движением и его результатом. Таким образом, мы опять встречаемся с проблемой понимания, и это будет повторяться еще не один раз. Люди способны понять значение иностранных слов, найти решение математической задачи или постигнуть мораль басни о лисе и вороне. Во всех этих случаях обычно говорят о правильном понимании сути, как если бы речь шла об одинаковых процессах. Однако на самом деле это, разумеется, не так, ссылка на понимание с научной точки зрения недостаточно состоятельна. Но вот для обусловливания (и только для него) можно сказать, в чем, собственно, заключается такое понимание — это временная связь между поведением и его последствием.

В ящике Скиннера крысы могут самостоятельно не только решить, как правильно вести себя, но усвоить, какую пользу приносит такое поведение. На рис. 11 показан ящик, на узкой стороне которого, так же как и в ящике на предыдущем рисунке, имеется дощечка, способная опускаться вниз при нажатии на нее. Впрочем, обычно используется не дощечка, а тонкий стержень-рычаг, на который крысе удобно ставить свои передние лапки. Над дощечкой находится излучатель тепла, под действием которого температура в клетке постепенно повышается и животному становится жарко. Если теперь крыса нажмет на рычаг, сработает находящееся снаружи устройство, которое выключает ток, идущий к излучателю тепла. Одновременно через зарешеченное окошко (на рисунке справа) начинает поступать холодный воздух, от которого крысе вскоре становится не по себе. Если теперь она опять нажмет на рычаг, поток холодного воздуха прекращается и включается обогреватель. Крыса, заметившая, к чему приводит нажатие на рычаг, начинает самостоятельно регулировать температуру в клетке. Следует также отметить, что для ученого работать с ящиком Скиннера очень удобно. Достаточно посадить подопытное животное в клетку, и можно заниматься другой работой. Через несколько часов считывают со счетчиков число нажатий на рычаг и переносят результаты на график.

У этой установки есть очень важная особенность. В основных экспериментах И. П. Павлова вначале действовал условный раздражитель (скажем, звук), а затем безусловный (например, вкусовой раздражитель). Эксперименты такого типа мы называем классическим обусловливанием. Оперантное обусловливание в одном отношении существенно отличается от него. Нагревание кожи, если оно слишком сильное, во всех случаях для крысы неприятно, то есть является безусловным раздражителем. Напротив, условным раздражителем является то, к чему приводит действие с рычагом, так как крыса нажимает на него, только когда ей слишком жарко или, наоборот, слишком холодно. При разработанном Скиннером методе обусловливания сначала действует безусловный, а затем условный раздражитель.

Суть временных связей и образуемых на их основе условных рефлексов объяснена нами здесь достаточно полно. Под рефлексом понимают реакцию, вызванную каким-либо раздражителем; она может быть такой простой, как спугивание мухи со щеки, или такой сложной, как сосание молока новорожденными животными или детьми. Необходимым для этого движениям рта, гортани и грудной клетки не выучиваются — они врожденные. Но вызывающие их раздражители могут действовать на условнорефлекторной основе, как это уже было показано на примере со щенками. Итак, говоря о поведении животных, следует поставить вопрос, является ли оно врожденным или приобретено в результате научения. С этой проблемой мы познакомимся в следующей главе.

Врожденное и приобретенное поведение животных

Роющие осы

Мы все хорошо знакомы с осами; во множестве они вьются вокруг спелых фруктов, атакуют сладости, когда мы празднуем на открытом воздухе свой день рождения, и, что особенно неприятно, умеют очень больно жалить. Всю группу этих важных насекомых наука относит к отряду перепончатокрылых, а упоминавшихся ос — к весьма распространенному у нас виду Vespa germanica — оса германская.

Но сейчас мы займемся другим видом, который относится к роющим осам. Известный французский энтомолог, сельский учитель Жан Анри Фабр (1823–1915) тщательно изучал этих ос, и его наблюдения за ними и другими насекомыми были опубликованы в десятитомном труде «Энтомологические воспоминания». Одним из наиболее часто наблюдаемых им объектов исследования была роющая оса песчаная аммофила (Ammophila sabulosa). Живет эта оса на открытой местности и людям не надоедает, длина ее стройного тела достигает 28 миллиметров. Часы, проведенные в наблюдениях за ней, я считаю одними из самых прекрасных и поучительных в моей научной работе.

В конце мая у роющих ос наступает брачная пора. В солнечный летний день самка начинает облет поросшего вереском луга, пока не найдет открытый участок песчаной почвы; она садится и выкапывает отвесную норку с расширяющейся на конце камерой. Затем, заложив камешками или комочками песка вход в это «гнездо», она опять начинает летать над лугом. И тут происходит нечто весьма примечательное. Заметив зеленую гусеницу, аммофила подлетает к ней, обхватывает ее задней частью тела и жалит (все это хорошо видно на рис. 12) в расположенный снизу нервный узел. Яд только парализует гусеницу, но не убивает ее. Затем оса тащит свою добычу к гнезду, кладет ее у входа, открывает отверстие, забирается в гнездо как бы для проверки, вылезает и, пятясь, втаскивает туда гусеницу. На положенную в норку гусеницу оса откладывает яйцо, вновь выбирается на поверхность и приносит еще одну добытую таким же способом гусеницу, и так до тех пор, пока гнездо не будет заполнено провиантом для будущего потомства — восемь еще живых гусениц. Через некоторое время из яиц появятся личинки, которые осенью окуклятся, а следующей весной уже полностью развитые осы будут вести себя точно так же, как их родители.