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.
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.
Автор: Oleg A. Chagin
Заглавное фото из открытых источников
