Грамматическая рекурсия в виде вложенных выражений — обычное явление для человеческих языков, но крайне тяжелое для понимания животными. Только обезьяны смогли освоить такую рекурсию, да и то лишь после отдельного обучения. Вороны оказались умнее — им даже обучение не понадобилось.
Вороны демонстрируют изобретательность и многоступенчатое мышление в попытках достать пищу / © Кембриджский университет
Немецкие биологи из Тюбиненгского университета обнаружили у ворон способность к грамматической рекурсии, на которой построены почти все человеческие языки. В серии простых экспериментов черные вороны (Corvus corone) смогли выявить такую рекурсию в примерах и использовать ее для построения новых «фраз». Причем статистика результатов говорит о том, что рекурсивные «фразы» вороны создают неслучайно и не по ассоциациям, сообщили ученые в журнале Science Advances.
Грамматическая рекурсия — не совсем то же самое, что математическая, а только частный ее случай. Под грамматической рекурсией подразумевают способность языка генерировать вложенные фразы и конструкции. Типичный пример — предложение вроде «Катя сказала Саше, что Маша съела пирожное, которое он купил». Здесь предложение ссылается на свою же часть — вложенную фразу «Маша съела пирожное», которая, в свою очередь, ссылается на вложенную фразу «которое он купил» со вложенными ссылками на Сашу и пирожное.
Такие вложенные конструкции — нормальное явление для человеческих языков, без которого люди просто не смогли бы строить сложные фразы. Впрочем, и у человека способность к грамматической рекурсии ограничена: после некоторой глубины вложений он теряет контекст и не может понять, «кто на ком стоял». Поэтому даже подготовленные люди медленно и внимательно читают тексты с длинными и сложными предложениями.
У других живых видов с грамматической рекурсией все еще хуже. Вплоть до недавнего времени ученые считали, что рекурсивное мышление доступно только человеку. Остальным животным для этого, грубо говоря, не хватает глубины памяти на нейробиологическом уровне.
В 2020 году американские биологи впервые пошатнули это убеждение, поставив несложные эксперименты с людьми и обезьянами. Роль фраз в них играли последовательности скобок разной формы. Испытуемым показывали случайные пары скобок и просили за вкусную награду выложить их в рекурсивные «фразы» вроде { ( ) } или ( { } ), где внутренние скобки одной формы означают вложенную конструкцию, а наружные скобки другой формы — собственно, саму вложенность.
Взрослые люди легко справлялись с этой задачей, а вот дети трех-четырех лет ошибались почти в половине случаев. Самое интересное, что взрослые обезьяны проявили себя примерно на уровне этих детей. Хотя обезьян пришлось обучать правилам эксперимента дольше, чем детей (потребовался дополнительный сеанс), это все же указывает, что не только человек способен понять суть грамматической рекурсии.
Биологи из Тюбиненгского университета решили провести похожий эксперимент с черными воронами. Испытуемым птицам показывали беспорядочные последовательности скобок, а те должны были ударами клюва выстроить скобки в рекурсивные «фразы». К удивлению ученых, воронам даже не понадобилось дополнительное обучение: после стандартного ознакомления всего с несколькими образцами эти птицы правильно выстраивали «фразы» типа { ( ) } или ( [ ] ) в 40% случаев.
Такой показатель говорит, что вороны действительно понимают отличие рекурсивных конструкций от других, а не просто группируют скобки как придется. Иначе вороны выдавали бы рекурсивные «фразы» не чаще перекрестных вроде { ( } ) и обособленных вроде [ ] ( ). Можно еще допустить, что вороны ориентируются исключительно на форму скобок, предполагая, что открывающие скобки всегда должны идти первыми, а закрывающие — последними. Но тогда птицы строили бы перекрестные и неправильные «фразы» типа { [ ) ] и ( [ } ) так же часто, как рекурсивные, чего ученые не наблюдали.
Впрочем, не все специалисты согласились с выводами американского эксперимента 2020 года. Французский когнитивный психолог Арно Рей указал, что сам дизайн эксперимента позволяет животным «сжульничать» и выдать нужные ответы, используя простые ассоциации. Чтобы нивелировать эту возможность, немецкие биологи усложнили эксперимент: добавили этап с трехуровневой рекурсией в виде «фраз» типа { [ ( ) ] }. Если бы вороны не понимали суть грамматической рекурсии и генерировали нужные ответы какими-то другими способами, частота выдачи рекурсивных «фраз» снизилась бы еще сильнее. Но этого тоже не произошло: вороны хорошо справились и с трехуровневыми конструкциями.
Кажется, в расстановке скобочек по довольно простой закономерности нет ничего сложного с точки зрения интеллекта и мышления. Но на самом деле связать между собой символы, которые расположены в строке на расстоянии друг от друга, — нетривиальная задача, с которой могут справиться далеко не все животные. И то, что в перечень таких животных попали вороны, ставит ряд интересных вопросов перед наукой.
Эволюционная ветвь птиц давным-давно отошла от ветви, из которой развились приматы. У птичьего мозга даже нет неокортекса (новой коры), с которым связывают сложное мышление у людей и других приматов. А значит, способность к пониманию рекурсии лежит где-то в глубоких и древних слоях мозга — или же она сформировалась у птиц независимо от приматов.
Комментарии
А значит, способность к пониманию рекурсии лежит где-то в глубоких и древних слоях мозга — или же она сформировалась у птиц независимо от приматов.
Или находится за пределами мозга
Озарение свыше имеете в виду? На душу намекаете?..
А что, чем черт не шутит?..
Слишком сложная гипотеза :)
Да и мракобесием попахивает.
Любая вера в сверхестественное естественно предполагает веру в мрак и в бесов...
Тогда как раз рекурсивное мышление должно быть сыойственно всем животным, а этого не наблюдается. А про "за пределами мозга" и говорить нечего. Гораздо более вероятно независимое возникновение у разных видов.
Вороны - одни из немногих птиц, способных пройти "зеркальный тест". Правильное расположение скобок - зеркальное. Может, дело не "рекурсии" (как-то это слишком уж нетривиально), а в том, что вороны используют свое представление о зеркальности?
Самое лучшее во всем этом - то что на странице со статьей о рекурсии есть ссылка на эту же статью о рекурсии, сразу после статьи, это видимо пасхалка.
Не проще ли предположить, что вороны обладают некоторым представлением о симметрии и способностью к подражанию?..
Тут суть в том, что это, в общем-то, равноценные явления, что заметили авторы исследования в оригинальной статье, и о чём я упомянул в конце новости. Да, кажется, что это ерунда-вопрос: просто выстроил символы симметрично относительно центра, и всё :) Но для животных (кроме человека, приматов и, как выяснилось, ворон) это неподъёмная задача, т.к. для этого нужно удерживать в голове порядок символов на некоторую глубину. И по сути это то же самое, что построение рекурсивной фразы: вам для этого (и для понимания такой фразы при чтении) тоже нужно удерживать в голове контекст на некоторую глубину. Нельзя (по крайней мере, в этом эксперименте) просто посмотреть на первый символ и симметрично поставить последний, посмотреть на второй и симметрично поставить предпоследний, т.к. построение фразы выполняется логически, последовательным тыканьем в символы. Физически символы остаются в беспорядке.
То есть, выстраивание "просто симметричных" последовательностей символов и выстраивание рекурсивных фраз задействует один и тот же нейробиологический механизм. Примитив мышления, если угодно.
Тогда вороны и каркать должны уметь рекурсивно. Например, "каар-кр-кр-каар!")
Чую простор для будущих исследований)
Интересно проверить всех этих рекурсивных на тест кики-буба. Вот тут точно бомба будет, если отзеркалят точно так же как и человек)
Однажды на тк "Культура" лет десять тому назад показывали видеозапись исследования быстроты реакции на раздражители приматов. Там шимпанзе раз в десять быстрее человека выполняли тест на "гашение" на экране огоньков определенной формы или цвета.
Простая линейная симметрия по левому-правому, либо по верхне-нижнему подобию графических образов не слишком сложная мыслительная задача.
Задача в степени 2 это построение плоской матрицы симметрии сразу в горизонтальном (левое-правое) и вертикальном (верх-низ) отображении симметрии подобных по форме образов с поворотом на 90 и на 180 градусов.
Задача в степени 3 это это построение симметрии сразу в горизонтальном (левое-правое), вертикальном (верх-низ) и дистанционном (перёд-зад) отображении симметрии подобных по форме образов с поворотом на 90 и на 180 градусов в плоскости и отражением в плоскости, перпендикулярной матрице плоскости вертикали и горизонтали. Как вариант - это гексаэдр (кубик), на каждой из 6 граней которого отображены графические фигуры. Но ведь может быть задача распределения разных подтипов образов с учётом принадлежности их к базовым типам в пределах хотя бы только матрицы вертикальной и горизонтальной шкал.
Сможет ли ворона выстроить графические формы букв алфавита Симметрица в Матрицу из 6 типов форм в каждом из 5 уровней вариантов типовых форм, как это представлено в моей иллюстрации? Здесь есть 2 осевые формы графических форм, симметричные только в верхне-нижней симметрии, относительно двух центральных, не имеющих симметричных подобий, симметричных к самим себе во вертикали или горизонтали.
Любопытно, кто-нибудь проводил эксперименты по обучению животных иероглифическим языкам? Гугл ответа на этот вопрос не знает...
Иероглифика ни в малейшей степени не отражает последовательность сонорных, глухих и звонких щелевых, глухих и звонких взрывных согласных и гласных звуков устной речи любого языка и мысленных образов звуков устной речи. Иероглифы отражают смысл, только смысл-понятие, фактически трансформированный в мало похожую или совсем непохожую на оригинал - каракулю составленной из одной или нескольких относительно длинных, укороченных, коротких черт, почти точек), символизирующую какой-то образ (оптический, звуковой, сенсорный, мысленный...).Наверное, китайцы, японцы, корейцы... проводили эксперименты по исследованию интеллекта обезьян, ворон и других животных, предъявляя им иероглифы их письменности. И получился полный облом! Афишировать этот казус не стали.Кстати, один из правителей Кореи заказал своим учёным разработать простую систему письма, которую смогут освоить простолюдины. Учёные разработали алфавит ХАНГЫЛЬ. Действительно, получась простая для запоминания и применения система графических символов. Но корейские аристократы презрительно отказывались от изучения и применения знаков хангыля. Именно из-за непозволительной его простоты, достойной освоению и применению только примитивным холопам-простолюдинам! То ли дело иероглифика, тысячи и тысячи которых надо десятилетиями упорно зазубривать. Такой тяжкий труд как раз достойное дело корейских сверхчеловеков-аристократов! Юнеско ложно называет хангыль самым совершенным алфавитом на Земле, хотя даже кириллица намного совершеннее, хотя и далека от совершенства.У японцев есть даже два своих вариантов буквенного письма: слоговые алфавиты хирагана и катакана.
Вопрос в том, что если просто посчитать вероятность случайной постановки из 4-х символов [ ] ( ) однлй из двух последовательностей ([]) или [()] составляет 2/3х1/2=33,3 %
Не 40, конечно, но это если вообще "никак и ни о чем не думать". А там может быть масса каких то "побочных мотивов". Так что очень сомнительный с научной точки зрения эксперемент.
Насколько я понимаю, кол-во возможных перестановок для 4-х неповторяющихся символов будет 4!=24. Из них 2 верных, т.е. вероятность случайного угадывания 2/24=8,33%. Так что 40% - это много.