Язык животных
- Подробности
- Категория: Биология
Документальные учебные фильмы. Серия «Биология».
Большинство исследователей считают, что наличие языка - это уникальное свойство человека. По выражению Д. Деннета (Dennet), животные могут делать все то же, что и человек, кроме одного: использовать язык, чтобы рассказать о результатах своей деятельности или чтобы поставить вопрос. Даже если представить себе животных-“рассказчиков”, то по мнению К. Мак-Глинна (McGlinn) их рассказ не мог бы выйти за рамки так называемой ограниченности познания (cognitive closure): пауки не могут рассуждать об ужении рыбы, а цапли о плетении паутины.
Членораздельная речь - это одна из форм существования языка: способность использовать слова (у глухонемых - знаки) и складывать из них фразы, чтобы передать другим понятия, существующие у говорящего в мозгу. Речь служит чрезвычайно эффективным средством общения, особенно - передачи абстрактных понятий. Мыслительная экономичность языка позволяет формировать все более сложные представления и, пользуясь ими, мыслить на таких уровнях абстрагирования, которые иначе были бы недостижимы. Любое слово (например, “отвертка” или “демография”) включает сразу различные представления, ощущения, понятия.
Для развития речи, видимо, необходимо умение заранее представлять и различать свои действия, создавать и классифицировать мысленные представления о предметах, событиях и связях. Уместно заметить, что в последние годы существует тенденция объединять чтение и письмо в единую часть коммуникативной системы человека, однако овладение этими процессами существенно отличается от овладения речью. У многих современных примитивных народов чтение и письмо отсутствуют, как это было и 100 тысяч лет назад (заметим, что тогда мозг человека в целом уже сформировался как мозг вида Homo sapiens). Помимо речи существуют также языковые средства, которые рассматривают как вспомогательные - азбука Морзе, языки тамтамов, сигналы дымных костров, свистов и семафоров.
Коммуникация составляет сущность любого социального поведения. Трудно представить себе общественное поведение без обмена информацией или же систему передачи информации, которая не была бы в каком-то смысле общественной. Когда животное совершает некое действие, изменяющее поведение другой особи, можно говорить о том, что имела место передача информации. Под такое широкое определение подходят и те случаи, когда, например, спокойно кормящееся или, наоборот, тревожно насторожившееся животное лишь своей позой воздействует на поведение других членов сообщества. Поэтому этологи, изучающие процесс коммуникации, задаются вопросом, “намеренно” ли передается сигнал или он лишь отражает физиологическое и эмоциональное состояние животного? Могут ли такие социальные животные, как обезьяны, дельфины, волки или муравьи, передать друг другу точные сведения о том, например, в какой точке пространства находится источник пиши и как этой точки удобнее достичь?
Язык до сих пор многими исследователями считается уникальным свойством человека. Так, У. Юргенс (Jurgens) в статье “Эволюция языка” говорит о том, что Homo sapiens - единственный вид из ныне живущих, который обладает языком в прямом смысле этого слова, т.е. коммуникативной системой, приобретенной в результате социального опыта, состоящей из произвольных знаков, которые представляют внешний и внутренний мир, организованной согласно грамматическим правилам и открытой, т.е. допускающей неограниченное расширение репертуара. Известный нейрофизиолог Д. Кимура (Kimura) считает, что с поведенческой точки зрения язык является системой самопроизвольных движений, состоящих из определенных единиц, которые могут произвольно определять объекты, события и намерения. Под это определение подходят членораздельная речь и жестовый символический язык глухих.
Тенденция определять язык как исключительную привилегию Homo sapiens заранее вносит некоторые предубеждения в исследования. В принципе определений языка так много, что только их перечислению посвящена вся первая глава книги известного американского психолингвиста (Chomsky, 1972) Н. Хомски «Язык и сознание». Как отмечает в учебнике «Поведение животных» Д. Мак-Фарленд, определить понятие языка с объективной точки зрения очень нелегко, поскольку он характеризуется многими необходимыми признаками. Например, мы можем согласиться с тем, что язык - это средство коммуникации, но очевидно, что не все средства коммуникации являются языком. Человеческий язык обычно существует в форме речи, но это далеко не всегда так. Язык использует символы, но символичны и некоторые аспекты коммуникации у пчел. Язык люди осваивают в течение специфического чувствительного периода развития, но то же самое наблюдается у некоторых птиц, научающихся песне своего вида. При помощи языка можно передавать информацию не только о сиюминутных ситуациях, но и о таких, которые оказываются удаленными и во времени и в пространстве. Но некоторые сигналы тревоги у животных обладают теми же свойствами. Даже такие аспекты языка, которые, казалось бы, явно выделяют его из коммуникативных систем животных, как использование грамматических правил.
Многие исследователи, интуитивно чувствуя, что социальным животным есть что сказать друг другу, делали попытки составить что-то вроде словарей, т.е. расшифровать их сигналы.
Самым выдающимся достижением в области декодирования сигналов животных можно считать символический “язык танцев” у медоносной пчелы. Автор открытия К. фон Фриш (Frisch, 1923) был к тому времени известен исследованием цветового зрения пчел, начатым в 1912 г. Открытие “языка танцев” имеет длительную и драматическую историю.
Все исследования фон Фриша, а он прожил долгую и на редкость плодотворную жизнь (1886—1983) были сконцентрированы на вопросе о том, каким образом животные получают информацию об окружающем мире. Еще школьником он опубликовал свои данные о световой чувствительности актиний. Его научная работа была организована таким образом, что зимой он работал в лаборатории, изучая поведение рыб, а летом исследовал поведение пчел. Получалось так, что все его открытия противоречили представлениям, господствующим в то время в науке, и вызывали много возражений. Это относится к открытию цветового зрения у рыб и их способности воспринимать подводные звуковые волны, а также выделять феромоны тревоги. До исследований фон Фриша считалось, что пчелы слепы в цветовом отношении. Он показал, что пчелы действительно не реагируют на длину световой волны, когда вылетают из улья, спасаясь от опасности, но они реагируют на цвет, когда разыскивают пищу. Во время своих опытов фон Фриш обнаружил, что достаточно одной “разведчицы”, которая появится на цветном блюдечке с сиропом, выставленном на открытом воздухе, чтобы вскоре после ее возвращения в улей к этому блюдечку прилетело множество пчел.
Это наблюдение привело исследователя к открытию у пчел сложной системы коммуникации, которая по ряду признаков близка к символическому языку. После первых результатов фон Фриш, его ученики и последователи проводили эксперименты еще в течение десятилетий, получая новые удивительные результаты. Однако дискуссии по поводу этого открытия длились и после того, как в 1973 г. фон Фриш получил за свое открытие Нобелевскую премию. Решающим экспериментом, практически закрывшим дискуссию, явилось создание в 1990-е годы действующей пчелы-робота.
Предположение о том, что пчелы-разведчицы каким-то образом сообщают пчелам, находящимся в улье, о местах массового цветения растений, было высказано еще Аристотелем. В научной литературе это предположение впервые зафиксировано Шпитцнером в 1788 г. Трудно было объяснить, как пчелы это осуществляют. Дело в том, что способность к передаче информации абстрактного характера - так называемое дистанционное наведение - видимо, является у животных редчайшей. Феномен дистанционного наведения описан у дельфинов (Evans, Bastian, 1969), шимпанзе (Menzel, 1974), муравьев (Резникова, 1985).
Фом Фриш впервые исследовал явление дистанционного наведения у пчел именно как “язык”. Он наблюдал поведение пчел в специально сконструированном улье со стеклянными стенками и обратил внимание на то, что возвращающиеся в улей пчелы-сборщицы совершают движения, привлекающие других пчел. Он выделил два типа танца: круговой и виляющий. Сначала он думал, что круговой танец сообщает о наличии нектара, а виляющий о наличии пыльцы, но позднее понял, что это неверно. Оказалось, что виляющие танцы, которые исполняют пчелы-разведчицы по возвращении от источников пиши, находящихся на разном расстоянии и в различных направлениях от улья, отличаются друг от друга. Пчелы исполняют танец на вертикальных сотовых пластинах в темноте улья. Угол, составленный осью танца и вертикалью, соответствует углу между направлением на пищу и направлением на солнце. По мере того как солнце продвигается на запад, ось танца поворачивается против часовой стрелки. Скорость виляющей фазы танца соответствует расстоянию между пищей и ульем. Круговой танец - это упрощенный виляющий танец, который показывает, что пища находится настолько близко, что никакие виляния не нужны.
Схема виляющих танцев медоносной пчелы:
А - танец иногда выполняется непосредственно на горизонтальной поверхности перед летком Линия виляюшего пробега указывает “прямо" на источник ниши,
Б - танец исполняется в темноте улья На вертикальных сотах внутри улья угол отклонения виляющей линии от вертикали равен углу между направлением на Солнце и на источник пиши; В - танец прямо вниз по сотам обозначает направление точно от Солниа, а прямо вверх - направление точно к Солнцу
Вернувшаяся разведчица привлекает других рабочих пчел при помощи определенной демонстрации, во время которой она машет крыльями и издает “феромон привлечения”. Но это происходит только в том случае, если обнаружен действительно ценный источник пищи. Эту ценность разведчица определяет по расстоянию от улья и по качеству пищи. Чем дальше пища от улья, тем слаще она должна быть, чтобы заставить пчелу танцевать и привлечь других пчел. Разведчица приносит в улей следы пахучего вещества с цветов, которые она посетила. Другие рабочие пчелы собираются толпой вокруг танцующей пчелы и запоминают этот запах, чтобы потом использовать память об этом запахе, когда они окажутся вблизи того места, где находится пища.
В более поздних исследованиях фон Фриша было выяснено, что расстояние до источника корма коррелирует с II параметрами танца, например с его продолжительностью, темпом, количеством виляний брюшком, с длительностью звуковых сигналов. Последователи фон Фриша выявили много новых фактов, касающихся коммуникации у пчел, и не только у медоносных.
Зачатки мобилизации на источник пищи при помощи танцев были обнаружены у безжальных пчел. Исследовали 10 видов пчел родов Trigona и Melipona (Lindauer, Kerr, 1958). У них процесс пищевой сигнализации включает три этапа: зигзагообразные движения сборщиц на соте внутри гнезда, сопровождаемые звуковым сигналом, маркировку пути между источником корма и гнездом и наведение "сигнальщицей" мобилизованных пчел на нужное место. Однако точность сигналов у безжальных пчел невелика, и мобилизация новичков возможны только при нахождении источника корма на расстоянии не более 10-20 м от гнезда, тогда как у медоносных пчел это расстояние может быть до 10 км!
Танец медоносной пчелы во многих отношениях является символическим. Так, точное соотношение между скоростью виляющего танца и расстоянием до нужного пчелам места определяется местными договоренностями. По-видимому, различные географические расы пчел используют разные "диалекты”. Один и тот же элемент виляющего танца обозначает примерно 75 м у немецкой пчелы, около 25 м у итальянской и всего 5 м у пчелы из Египта. Если все пчелы в семье придерживаются данной договоренности, не имеет значения, какому именно расстоянию соответствует элемент их танца. Танец можно рассматривать как пример произвольного соглашения, поскольку вместо солнца в качестве точки отсчета пчелы могут использовать, например, направление на север (Gould J., Gould С., 1982). Танцу присуще также свойство перемещаемости, так как пчелы сообщают не только об источниках, удаленных в пространстве, но и о тех, которые пчелы посетили несколько часов назад. В течение всего этого времени пчела-разведчица сохраняет психический образ траектории движения солнца и в соответствии с этим корректирует свой танец. Кроме того, пчелиный танец является, хотя и в ограниченном плане, но открытой системой, т.е. обладает продуктивностью.
Так, М. Линдауэр (Lindaucr, 1961) показал, что танец используют не только “разведчицы” при поисках пиши, но и “квартирмейстеры” при указании подходящего места для жилья во время роения. Многим, наверное, знакома неприятная для пчеловодов картина висящего роя, “клубка” пчел, которые собираются переселяться на новое место. “Квартирмейстеры” танцуют прямо на поверхности такого роя, это всегда самые старые пчелы; во время своего виляющего танца они используют множество вибрирующих движений, резко отличающих эту форму танца от других. Кроме того, пчелы используют танец для того, чтобы направить членов семьи к воде или к прополису (особым древесным выделениям, используемым для замазывания отверстий в улье), а также, возможно, и для передачи других сообщений.
Вместе с тем есть примеры, свидетельствующие об ограниченности пчелиного языка. Так, фон Фриш отметил, что в этом языке нет слова “вверх” (“...цветы не растут в небесах”) и пчелы могут передавать информацию только о перемещении кормушки в горизонтальной плоскости. Он установил это в опыте, когда улей находился внизу радиобашни, а кормушка наверху. Ее показали пчелам-разведчицам, но они не смогли мобилизовать сборщиц.
Расшифровка языка пчел до сих пор не завершена. Новые исследования в этой области приносят интересные результаты, но они же ставят и новые вопросы.
Представим, например, повседневную задачу, с которой сталкиваются хорошо знакомые всем рыжие лесные муравьи (те, что строят в лесу большие муравейники). Для того чтобы обеспечить семью углеводной пищей, они собирают капли сладкой пади, выделяемой тлями и другими сосущими насекомыми. Каждый может наблюдать сотни муравьев, устремляющихся в крону дерева (березы, например) и спешащих обратно с наполненными брюшками, которые на солнце кажутся прозрачными. Лишь недавно мы выяснили, что в кроне муравьи не бродят беспорядочно по всем веткам и не отталкивают друг друга. Каждая небольшая рабочая группа использует свой листок с колонией тлей. А это уже непростая задача - найти свой листок в огромной кроне дерева или сообщить о вновь найденной колонии тлей на новом листке.
Среди разных видов муравьев есть муравьиные “приматы”, которые строят муравейники высотой до полутора метров, с миллионным населением, и есть очень большое число видов, у которых гнездо представляет собой скромный земляной холмик, а то и вовсе норку, а численность семьи у них от нескольких десятков до нескольких сотен особей. Чтобы обеспечить такую семью, иногда нет необходимости удаляться от гнезда дальше, чем на 2-3 м, а на таком расстоянии прекрасно действует и пахучий след. У таких муравьев разведчики, найдя пищу, мобилизуют из гнезда целую толпу так называемых пассивных фуражиров, которые могут бежать к цели по пахучей тропе. Такой процесс называется массовой мобилизацией. Кроме массовой мобилизации существует и такой способ привлечения других членов семьи к нужному месту как муравьиные тандемы: один из фуражиров пристраивается “в хвост” другому и так, не теряя контакта, постоянно касаясь антеннами брюшка впереди идущего, доходите ним до самой цели. Есть вариант одиночной фуражировки: немногочисленные активные фуражиры быстро бегают и собирают пищу с довольно большой территории вокруг гнезда. Таковы, например, муравьи-бегунки рода Cataglyphis.
Способы мобилизации членов муравьиной семьи для достижения цели весьма многообразны. Вот как выглядят, например, действия пустынного муравья-жнеца рода Messor, который обнаружил полянку с большим количеством подходящих семян. Вернувшись в гнездо, разведчик уже находит там толпящихся у входа пассивных фуражиров, которые в определенное время суток выходят из гнезда и ожидают на поверхности. Разведчик, совершив несколько кругов среди толпящихся фуражиров, увлекает их за собой, указывая направление к источнику пищи. Свита пассивных фуражиров сопровождает разведчика до обнаруженного им района сбора семян.
Г.М. Длусский (1981) обобщил и систематизировал сведения, касающиеся способов передачи информации муравьями, которые обнаружили богатый источник пищи. Мобилизация им определяется как процесс, в результате которого разведчик направляет фуражиров к конкретному участку, где он нашел что-либо достойное внимания фуражиров.
Выделяются следующие способы мобилизации у муравьев.
1. Мобилизация тандемом (один муравей приводит другого, который движется почти вплотную, касаясь ведущего антеннами; явно это не самый эффективный способ мобилизации - был один муравей, стало два).
2. Мобилизация с помощью кинопсиса. Кинопсис - это реакция одних животных на возбужденные действия других. У муравьев разведчик своими возбужденными движениями привлекает внимание фуражиров, они смотрят, откуда разведчик приносит пищу, а затем сами идут в этом направлении.
3. Мобилизация приводом группы: разведчик приводит к пище цепочку фуражиров. Здесь муравьи используют ту же технику, что и при движении тандемом, группа движется “гуськом”, касаясь друг друга, как слепцы на картине Брейгеля.
4. Мобилизация по следу: фуражиры самостоятельно отыскивают источник пищи по пахучему следу, оставленному разведчиком.
5. Дистанционное наведение: разведчик определенными движениями или иными способами передает фуражирам информацию о координатах источника пиши, а мобилизованные особи самостоятельно находят его, пользуясь этими данными. Этот способ указывается Дпусским лишь как гипотетически возможный для муравьев-жнецов. Позже мы вернемся к вопросу о дистанционном наведении у муравьев.
Задача исследователя, занимающегося коммуникацией муравьев, осложняется тем, что системы коммуникации у них довольно мобильны и включают как наследственные компоненты, так и составляющие, связанные с обучением. Система коммуникации, которую используют муравьи, тесно связана со способами ориентации, которые они предпочитают. В лабораторных экспериментах было показано, что одна и та же семья может использовать в темноте пахучий след, а на свету - зрительные ориентиры. При разных условиях муравьи могут предпочитать то ориентацию по пахучему следу, то по цепочке вех, то по точечному источнику света. У африканского муравья-портного выявлено пять систем мобилизации членов семьи из гнезда: мобилизация на источник пищи с использованием пахучего следа, обмена пищей и тактильных стимулов; мобилизация на новую территорию (пахучий след и удары антеннами); мобилизация на переселение, которая начинается с того, что пассивных членов семьи складывают в так называемую “позу чемоданчика” и уносят; ближняя мобилизация на врагов, с использованием пахучего следа; дальняя мобилизация на врагов, которая обеспечивается сочетанием химических и тактильных стимулов и приводом особей в нужное место.
Если муравьи мобилизованы из гнезда на источник пиши, то интенсивность этого процесса зависит от многих факторов. Например, у зерноядных муравьев-жнецов рода Pogonomyrmex интенсивность мобилизации определяется параметрами самого источника пищи (расстояние до него, количество и величина семян), а также от присутствия враждебных семей и расстояния до них. Мобилизация может осуществляться при помощи нескольких систем сигнализации одновременно. Так, у Monomorium venustum разведчики, для того чтобы заставить фуражиров выйти из гнезда, устраивают демонстрацию, состоящую из особых движений - виляний из стороны в сторону, толчков головой, ударов усиками, судорожных пробежек. Таким “многоканальным" путем разведчик привлекает внимание пассивных фуражиров к оставленному им пахучему следу. По мере иссякания источника корма демонстрация упрощается: сначала отпадает виляние, затем удары усиками и, наконец, пробежки.
Муравьи могут использовать различные способы коммуникации, если они нашли пищу на разном расстоянии от гнезда. Это было выяснено мною в полевых экспериментах, проведенных в степях Тувы с муравьями-древоточцами Camponotus saxatilis. Эти крупные черные муравьи, хотя и называются древоточцами, но в степях живут в подземных гнездах. Оказалось, что если разведчик нашел пищу в периферийной зоне кормового участка (10-15 м от гнезда), он не пытается привлечь к ней фуражиров и действует самостоятельно. Если пища находится на расстоянии 7—10 м, разведчик приводит к ней группы фуражиров “гуськом”. В течение одного периода суточной активности (в жаркой каменистой степи это 3-4 часа) он успевает привести две группы, в каждой из которых до шести особей. Если же пища находится на расстоянии до 6-7 м от гнезда, разведчик производит массовую мобилизацию по пахучему следу, но действует при этом оригинально: оставляет след не на ровной поверхности, а метит концом брюшка отдельно стоящие травинки (как собака метит столбики).
Такой способ оставления следа был выявлен у муравьев впервые. Для того чтобы это проверить, проводился следующий эксперимент: на прямоугольнике 2,5 х 5 м, в дальнем конце которого располагалась кормушка, была удалена вся растительность, а вместо нее густо расставлены спички. Когда разведчик возвращался от кормушки в гнездо, каждую спичку, на которую он взбирался, заменяли новой, а спички, предположительно помеченные разведчиком, расставляли в ложном направлении. Тогда активированные разведчиком фуражиры, выйдя из гнезда, идут туда, куда ведут спички.
Обратим внимание на то, что исследователи пытались расшифровать антеннальный код, не имея представления о том, могут ли вообще муравьи передавать информацию дистанционным путем. Между тем, как уже говорилось выше, муравьи в своей жизни часто сталкиваются с невозможностью использовать такие сравнительно простые способы коммуникации, как пахучий след или привод фуражиров к найденному источнику пиши. Такие ситуации могут возникнуть, если источник пиши найден далеко от гнезда или находится в достаточно сложно организованной среде например в кроне дерева.
Существование дистанционного наведения у муравьев было впервые выявлено в серии лабораторных экспериментов, проведенных в 1970 г. с муравьями-древоточцами Camponotus herculeanus. Муравьи жили в искусственном гнезде на лабораторной арене, разделенной на две части: в меньшей помешалось гнездо, а в большей, скрытой от муравьев высокой загородкой, 10 одинаковых искусственных “деревьев”, каждое из которых имело 12 “веток”, укрепленных в горизонтальной плоскости веером на одном “стволе”. На конце каждой “ветки” помешалась кормушка, но только одна из 120 содержала сироп. Передать информацию о координатах этой единственной “правильной ветки” можно было только путем дистанционного наведения. Действие пахучего следа исключали, протирая спиртом все “ветки”, которые посещали муравьи.
Сначала на рабочую часть арены пропускали первую группу муравьев, а остальных не допускали, убирая мостики, соединяющие жилую и рабочую части арены. Затем к поискам допускали только тех муравьев, которые контактировали с первыми “разведчиками”, но сами на установках раньше не были. Для того чтобы узнавать муравьев “в лицо”, их метили с помощью капель краски. Опыты, повторенные много раз с разными муравьями и варьированием положения “ветки” с кормушкой показали, что муравьи могут осуществлять дистанционное наведение. Так был продемонстрирован сам факт возможности передачи муравьями информации абстрактного характера дистанционным путем. Функциональные возможности муравьиного “языка”, основанного на дистанционном наведении, были выявлены позднее при помощи принципиально нового подхода.
Теоретико-информационный подход к исследованию языка животных.
Суть этого подхода в том, что в экспериментах испытуемым животным предлагается передать заранее известное экспериментатору количество информации, при этом измеряется время, затраченное на ее передачу, т.е. оценивается скорость передачи информации.
Свойства языка - такие, как продуктивность, символичность, перемещаемость, язык должен обладать еще одним: размер сообщения должен быть пропорционален количеству информации в нем.
Поясним это требование. После введенного К. Шенноном в конце 1940-х годов строгого понятия “количество информации” были исследованы многие естественные языки человека и обнаружено, что во всех этих языках длина сообщения пропорциональна количеству информации, в нем содержащейся. Это, в частности, означает, что на двух страницах книги можно разместить в два раза больше сведений, чем на одной.
Что же такое информация по Шеннону? В опыте “орел или решка” возможны два равновероятных исхода: подброшенная монета падает вверх либо гербом, либо цифрой. Если кто-нибудь сообщит нам результат такого опыта, он передаст 1 бит информации (бит - единица измерения информации). Вообще, если опыт имеет n равновероятных исходов и нам сообщают его результат, то мы получаем log2n битов информации.
На рассмотренном понятии информации основана современная теория и практика построения систем связи (основополагающая работа Шеннона так и называлась “Математическая теория связи”). В дальнейшем оказалось, что эта же величина играет фундаментальную роль в психологии, лингвистике и других областях (Шеннон, 1963).
Исходя из этих представлений, система коммуникации животных исследовалась нами как средство передачи информации - конкретной, количественно измеримой величины. Объектом исследования служили муравьи - чрезвычайно удобный объект для исследования социального поведения.
В описываемых опытах муравьи могли получить пищу лишь в том случае, если они передавали друг другу заданное экспериментатором количество информации. В частности, когда муравьи в одном из опытов, дистанционным путем должны были передать информацию об одной из 120 “веток”, они передавали log 120 = 7 битов информации.
В новой серии опытов муравьям предлагали пищу в специальном лабиринте, названном “бинарным деревом”. В простейшем случае он состоял из одной развилки, а на концах двух “листьев” находились кормушки: одна пустая, другая с сиропом. Чтобы найти ее, муравьи должны сообщить друг другу сведения “иди налево” или “иди направо”, т.е. 1 бит информации. Максимальное число развилок в опытах доходило до 6, и соответственно число конечных “листьев” было 26. Только на одном из них находилась кормушка с сиропом, остальные были пустыми. В таких опытах муравьи могли быстро отыскать корм, если получали сведения о последовательности поворотов типа “ЛПЛППЛ” (налево,направо и т.п.). При 6 развилках в лабиринте им необходимо было передать 6 битов информации.
В экспериментах, чтобы знать муравьев “в лицо”, их метили индивидуальными цветными метками. Оказалось, что при решении сложных задач среди муравьев выделяются постоянные по составу рабочие группы, состоящие из одного разведчика и 4-7 фуражиров. Было также обнаружено, что каждый разведчик, найдя пишу, вступает в контакт только со своей группой. В опытах измеряли длительность контактов каждого разведчика с фуражирами в прозрачном гнезде, когда разведчик возвращался после удачного похода за сиропом. В это время лабиринт заменяли тождественным, но свежим, лишенным каких бы то ни было следов. Таким образом исключалось использование пахучей тропы, которую мог бы оставить муравей в лабиринте. Фуражиры, пообщавшись с разведчиком, были вынуждены действовать самостоятельно: разведчика изымали пинцетом и временно отсаживали в баночку.
В опытах с бинарным деревом количество информации (в битах), необходимое для выбора правильного пути в лабиринте, равно числу развилок. Оказалось, что у трех видов муравьев с групповой организацией доставки пищи зависимость между временем контакта разведчика с фуражирами и количеством передаваемой информации (числом развилок) близка к линейной и описывается уравнением t = ai + Ь, где t - время контакта, а - коэффициент пропорциональности, равный скорости передачи информации (число битов в минуту), а b — константа, введенная нами потому, что муравьи могут передавать информацию, не имеющую прямого отношения к поставленной задаче, например сигнализировать “есть пища”. Отметим сразу, что скорость передачи информации у муравьев по крайней мере в 10 раз ниже, чем у человека, - около 1 бита в минуту.
Одной из важнейших характеристик языка и интеллекта его носителей следует считать способность быстро подмечать закономерности и использовать их для кодирования, “сжатия” информации. Тогда размер сообщения о некотором объекте или явлении должен быть тем меньше, чем они проще, т.е. чем больше в них закономерностей. Например, человеку легче запомнить и передать последовательность поворотов на пути к цели “ЛП ЛП ЛП ЛП ЛП ЛП ЛП” (налево - направо и так 7 раз), чем более короткую, но неупорядоченную последовательность “ПЛЛПППЛП”. Оказалось, что “язык” муравьев и их интеллект позволяют им использовать простые закономерности “текста” для его сжатия (здесь “текст” - последовательность поворотов на пути к кормушке).
Здесь, пожалуй, уместно вернуться к человеку и вспомнить, что нейрофизиологи считают одной из основных функций речи так называемое когнитивное сжатие - то, что помогает расчленять окружающий мир, сводить с помощью языка множество понятий в одном символе. Конечно, здесь это не более, чем аналогия.
Итак, выяснилось, что муравьи способны передавать друг другу довольно много различных сообщений, а время передачи сообщения пропорционально количеству информации в нем. Более того, оказалось, что эти насекомые способны подмечать закономерности и использовать их для “сжатия” информации.
Последующие опыты, построенные потому же принципу, но с несколько измененной методикой, в которых муравьи должны были передавать сведения о номере планочки с приманкой (экспериментальная установка напоминала длинную гребенку, установленную в разных вариантах вертикально, горизонтально или замкнутую в круг), выявили у муравьев даже некую систему счисления, сходную с архаичными системами счисления у человека (когда информация о числе передавалась по типу “палец, палец, палец...”). В последние годы была разработана и проведена серия экспериментов, позволивших исследовать способность муравьев к сложению и вычитанию.
Видимо, такую развитую коммуникативную систему можно назвать “языком”, используя аналогию с символическим языком танца медоносных пчел. У муравьев возможности их коммуникативной системы, видимо, еще больше, чем у пчел. Заметим, однако, что среди огромного числа видов муравьев подавляющее большинство не нуждается в развитом языке. У многих видов в естественных условиях используется система одиночной фуражировки. Немногочисленные фуражиры ведут активный поиск добычи на кормовом участке, справляясь со всеми задачами в одиночку. Другая довольно большая группа видов использует пахучий след, при помощи которого немногочисленные разведчики, найдя пищу, мобилизуют массу пассивных фуражиров из гнезда. И лишь немногие муравьиные “приматы" достигли высшего уровня социальной организации и максимально возможного для этой группы биологического прогресса. Только представители этих видов продемонстрировали в наших опытах “языковые” способности. Муравьи других видов старались привлекать фуражиров пахучим следом, а когда по условиям опыта это оказывалось невозможно, переходили к одиночной фуражировке.
Отметим, что теоретико-информационный подход к исследованию языка животных может быть применен не только к муравьям, но и к другим общественным животным - дельфинам, обезьянам, термитам. При этом, разумеется, техника экспериментов должна быть изменена с учетом особенностей поведения и размеров объектов исследования.
