Элементы поведения животных
Около полутора миллионов видов организмов демонстрирует огромное разнообразие животного мира. Несмотря на это чрезвычайное разнообразие, мы знаем, что среди живых существ можно обнаружить основные закономерности.
Так, например, очень важна закономерность, которая существует между, веществами, , составляющими тела животных и растений. Организмы животных и растений состоят из клеток, большую часть которых составляет протоплазма. Все равно, идет ли речь о земляном черве или о человеке, протоплазма их клеток по существу одинакова: она состоит из молекул одних и тех же элементов.
Орган равновесия медузы.
Все это нам известно уже около ста лет. Менее известным фактом является то, что поведение всех видов животного мира, особенно сухопутных животных (к ним биологически относится и человек!) осуществляется одними и теми же способами.
Почему остается в одном и том же положении колыхающаяся в море студенистая масса медузы? Это становится возможным благодаря очень простому устройству. По краю зонта медузы расположены маленькие пузырьки величиной с булавочную головку. Внутри этих пузырьков имеются мельчайшие известковые шарики, которые могут передвигаться в жидкой студенистой массе. Они всегда располагаются в самой глубокой части пузырька. В зависимости от того, в какую сторону (вперед или назад) качнется в воде животное, шарики прижимаются к стенке пузырька каждый раз в другом месте. Соприкосновение известковых шариков со стенкой пузырька [31] раздражает ее и вынуждает медузу делать такие движения, которые обеспечивают ей восстановление соответствующего положения.
Под действием магнита рак, у которого в органах равновесия находятся железные опилки,
поворачивается животом вверх.
Без особого труда можно лишить медузу этих маленьких органов, в результате чего нарушится прежнее положение равновесия.
Не следует, однако, думать, будто это устройство является только особенностью медуз. Очень похожее устройство обеспечивает равновесие и у раков. Только у них вместо известковых шариков имеются песчинки. Время от времени раки линяют, в этот период песчинки выпадают из их органов равновесия и теряются. Когда новая кожа рака затвердеет, он клещами вставляет вместо потерянных новые песчинки.
Известно, что если в это время на дно водоема, где живут раки, насыпать железные опилки, то раки могут набить ими органы равновесия. При этом легко доказать, что положение животных в пространстве регулируется положением (направлением давления) песчинок (опилок). [32]Достаточно приблизить к таким ракам магнит, и они в воде повернутся животом в его сторону, стремясь занять такое положение, чтобы в органах равновесия направление давления было нормальным.
Поскольку рак является организмом гораздо более развитым, чем медуза, можно предполагать, что его равновесие обеспечивается не только этим устройством.
Почти всегда солнечный луч проникает в воду вертикально, поскольку косые лучи либо отражаются от поверхности, либо преломляются так, что их направление к поверхности воды становится почти перпендикулярным. Рак, как и другие животные, обитающие в воде, использует этот фактор для сохранения равновесия.
Интересно, как была открыта роль света в обеспечении состояния равновесия раков. Это произошло в Неаполе, в биологическом институте, пользующемся мировой известностью. Исследователь Будденброкк удалил органы равновесия у раков. Чтобы раки не могли восполнить недостатки этого устройства своим зрением, их накрыли двойным колоколом, и в промежуток между двумя стеклянными стенками колокола налили жидкость, окрашенную в красный цвет. Раки при красном свете становятся совершенно слепыми. Они, следовательно, видны, но сами ничего не видят, то есть находятся как бы в полной темноте.
Случилось неожиданное: подвергшиеся операции раки, лишенные органов равновесия, как по мановению волшебной палочки легли на спину. Что же могло произойти?
Исследователь вначале не был в состоянии объяснить этот случай, но, наконец, догадался, что под нижним краем колокола проходят солнечные лучи и, таким образом, под колокол снизу попадает не красный свет, а белый. Когда же край колокола накрыли черным покрывалом, поведение раков изменилось: их ориентировка на свет прекратилась.
Из приведенных опытов можно сделать два вывода. Во-первых, животные благодаря специальным органам действуют согласно влияющим на них раздражениям, например земному притяжению. Во-вторых, на положение тела самых различных животных действует не только земное притяжение, но и другие факторы, например направление световых лучей, воспринимаемое с помощью органов зрения. [33]
В случае с раками земное притяжение влияет на них сильнее, чем свет; они опрокинулись в результате поступления света снизу, но сначала их нужно было лишить органов равновесия. Постоянное направление земного притяжения и света позволяет животным сохранять определенное положение своего тела.
Теперь возникает другой вопрос. Как передвигается животное по прямой линии?
Сохранение прямого направления при передвижении не является само собой разумеющейся способностью как у человека, так и у животных. Много людей погибло оттого, что в тумане или во время пурги, думая, что идут прямо, они на самом деле ходили по кругу. Свет является одним из тех факторов окружающей среды, которые своим прямолинейным распространением определяют прямолинейный путь движения большинства живых существ. Докажем это.
Путь божьей коровки в темноте и при свете.
На лист, покрытый сажей, сажают божью коровку. Сажа нужна для того, чтобы на ней остались следы насекомого. В темноте божья коровка идет то в одну, то в другую сторону, делает всевозможные петли. Но если вдруг зажигается свет, то положение сразу меняется, и жучок идет вперед строго прямолинейно.
В связи с ориентировкой по свету мы упомянем здесь еще один пример, чтобы снова подчеркнуть тот факт, что поведение животных ограничивается «строгими правилами». [34]
Можно добиться, чтобы жук следовал всегда в одном направлении по отношению к источнику света. После этого жука поднимают с земли или с пола и кладут в коробку. Спустя несколько минут жука вынимают из коробки и кладут на спину. Жук размахивает лапками, встает на них, затем поворачивается или вправо, или влево до тех пор, пока не найдет то направление, в каком он следовал до этого.
В какую же сторону он поворачивается? Направо или налево?
Предшествующее направление и положение точно определяют поворот жука.
Можно подумать, что жук мог повернуться в любую сторону и что он в конце концов нашел бы верное направление. Однако это не так. Природа не предоставляет ему даже такой свободы. Жук всегда поворачивается в сторону меньшего угла с прежним направлением, совершая наиболее короткий путь. Только в том случае, если он поставлен задним концом своего тела точно в прежнем направлении, он может повернуться как вправо, так и влево. Такие «строгие правила» определяют движение жука.
Загадки ориентировки.
Следовательно, поведение животных подчиняется строго определенным законам, основой которых являются соответствующие условия окружающей среды, например земное притяжение, свет и т. д.
Каждый из живущих ныне видов животных в ходе своего развития, длившегося сотни миллионов лет, приобрел органы чувств, с помощью которых он воспринимает отдельные изменения окружающей среды. В течение этого длительного периода времени у животных сформировались ответные движения и другие реакции на раздражения. Различные факторы окружающей среды приобрели [35]определенное значение для разных животных. Однако нельзя думать, будто из бесконечного многообразия факторов окружающей среды каждое животное отбирает те, которые замечаем и мы, люди. Часто трудно установить, какие раздражители окружающей среды дают ключи к пониманию поведения отдельных животных.
Однако некоторые исследователи с идеалистическим уклоном предполагают, что животные обладают таинственными, кажущимися даже сверхъестественными способностями. Их поведение кажется людям непонятным. Однако в действительности это не так. Рано или поздно всегда удается найти естественнонаучное, материалистическое объяснение поведению животных, которое прежде казалось поразительным, но для этого надо подходить к вопросу с большим терпением и вдумчивостью. Приведем здесь несколько известных примеров.
Для того чтобы раскрыть секрет ориентировки летучих мышей, потребовались исследования, проводившиеся в течение добрых полутора столетий. Первые опыты были проделаны еще Спалланцани в конце XVIII в. Этот чрезвычайно многосторонний ученый — священник, лингвист, историк — был одним из основателей экспериментального естествознания.
Спалланцани впустил летучих мышей в темное помещение, в котором повсюду были натянуты веревки с привязанными к ним маленькими колокольчиками. Летучие мыши летали в темном помещении, не задевая ни одну из веревок. Спалланцани подумал, что летучие мыши видят в темноте, и выколол им глаза. Но слепые летучие мыши с такой же ловкостью продолжали свои полеты, как и прежде.
Работа исследователя застопорилась, он начал было подозревать существование у летучих мышей каких-то сверхъестественных способностей. В это время один из друзей сообщил ему из Женевы, что летучие мыши обходят все препятствия благодаря своему слуху. Действительно, когда Сналланцани залил уши этих животных воском, они, утратив свою замечательную способность ориентироваться, налетали на натянутые веревки. (Эти летучие мыши, впрочем, с большим трудом решались подняться в воздух.)
На этом завершились исследования Спалланцани. Позже распространилось мнение известного биолога Кювье, утверждавшего, что у летучих мышей чрезвычайно [36]развито осязание и что именно этим объясняются их поразительные способности.
Наконец, в 1941 г. Галамбошу и Гриффину удалось раскрыть загадку способности летучих мышей ориентироваться в темноте. В настоящее время уже общеизвестно, что летучие мыши ориентируются при помощи ультразвука. Летучие мыши улавливают звуки, достигающие 100 000 колебаний в секунду. Человеческое ухо, воспринимающее звуки, имеющие около 16000—20000 колебаний в секунду, конечно, не слышит ультразвуков. Однако летучие мыши способный издавать подобные «коротковолновые» звуки. Во время полета они непрерывно издают, если можно так выразиться, крики, состоящие из ультразвуков. Особенностью этих звуков является то, что они отражаются даже от самых мельчайших предметов так же, как отражаются электромагнитные волны радарных установок. Они слышат эхо издаваемых ими ультразвуков, недоступных нашему слуху, а эти отраженные звуки как бы обрисовывают форму предметов.
Можно ли слышать форму предметов?
Форму предметов на больших расстояниях мы узнаем в результате отражения электромагнитных волн (света), а вблизи — на ощупь. Следовательно, существует два способа осязания, которые дают нам возможность непосредственно воспринимать размеры предметов. Размеры предметов — это свойства, находящиеся вне нас. Также независимо от нас существует в окружающей среде свет, то есть электромагнитные колебания. Когда мы на ощупь определяем форму предмета, то молекулы поверхности нашего тела приходят в непосредственное соприкосновение с молекулами предметов. Когда мы воспринимаем отражение световых лучей от предметов, то получаем косвенное представление об их поверхности. С принципиальной точки зрения все равно, использует ли организм отражение света, или же, например, отражение ультразвука. Своеобразный слух летучих мышей не представляет собой сверхъестественного явления, но подобный способ получения сведений о форме предметов недоступен человеку.
Научные исследования установили, что летучие мыши с помощью ультразвука обнаруживают летающих ночных бабочек. Бабочки слышат «ультразвуковые» крики летучих мышей. Ультразвук как бы парализует бабочек, и они падают вниз, спасаясь от своих преследователей. [37]
Изучение поведения летучих мышей помогло людям раскрыть определенные свойства ультразвука. Изучение поведения пчел раскрыло значение поляризованного света для ориентации некоторых животных.
Из обширного мира насекомых одомашнены только шелкопряд и пчела. Жизнь пчел представляет собой одно из интереснейших явлений животного мира. Их поведение чрезвычайно сложно, но особенности их жизни в настоящее время уже в значительной мере изучены. Для нас теперь особенно интересно то, что пчелы способны не только собирать пищу в улей, но могут указать другим пчелам место, где обнаружена пища, и побудить их принять участие в накоплении большего ее количества. Метод, с помощью которого они «передают свой опыт», называется «танцем» пчел.
«Танец» пчелы.
Одна из форм этого танца состоит в том, что пчела бегает по полу улья так, как конькобежец-фигурист, выписывающий «восьмерку». Она делает один круг, затем рядом с этим кругом — второй, а потом вновь возвращается к прежнему кругу и т. д., то есть движется по контуру восьмерки. Середина этой восьмерки представляет собой прямую линию, являющуюся линией соприкосновения [38] двух похожих па окружности замкнутых кривых (нельзя считать, что это два соприкасающихся точных круга, скорее это две кривые, которые похожи на контур двух булочек, приложенных друг к другу нижней частью). Направление этой прямой линии обозначает, как выяснилось, направление к обнаруженному источнику питания по отношению к солнцу (см. рис.)
Откуда знает, однако, пчела, прилетевшая на «место танца», в каком направлении от нее расположен источник питания? В случае танца по горизонтальной плоскости пчела только тогда может установить это направление, если снаружи на нее падает хотя немного света. Для нее достаточно, если виднеется кусочек синего неба.
Следовательно, пчела может использовать синеву неба для определения направления. Верно ли это?
С экспериментальной целью в улей, повернутый к северу, зеркалом отразили синеву западной части неба. После этого направление танца пчел внезапно изменилось. Следовательно, пчелы действительно в состоянии каким-то образом ориентироваться по синеве неба. С помощью опытов удалось объяснить это явление. Выяснилось, что пчелы чувствуют поляризованный свет, а отраженный от неба свет имеет примесь поляризованного света.
Мы знаем, что свет — это электромагнитные волны. В обычном неполяризованном свете колебания бывают различных направлений. В поляризованном свете колебания — одного направления, поэтому при отражении, т. е. при преломлении, он ведет себя иначе, чем простой свет. Человеческий глаз без соответствующих оптических приборов не может различить простой и поляризованный свет. Теперь у нас достаточно этих сведений и мы можем вернуться к затронутому вопросу.
Процент поляризованного света и его направление на разных участках небосклона связаны с положением солнца, и, таким образом, при помощи поляризованного света по голубым участкам неба можно сделать вывод о положении солнца. Для пчел этот процесс настолько же прост, как для нас — различение цвета. С точки зрения восприятия пчел, это явление очень простое, но если мы попытаемся перевести его на язык физики, то все станет довольно сложным.
Из всего сказанного особенно важно то, что исследование явлений, связанных с ориентацией пчел, и других [39]особенностей их поведения, кажущихся непонятными, привело науку к познанию роли поляризованного солнечного света у животных. Выяснилось, что и птицы способны, не видя солнца, чувствовать с помощью поляризованного света положение солнца.
Конечно, и это было выяснено с помощью опытов. Опыты были проведены над скворцами, т. е. над птицами, которые осенью улетают. В период отлета скворцы, содержащиеся в большой клетке, начинают собираться в той ее части, которая соответствует направлению перелета птиц, находящихся на воле[5]. Как устанавливают скворцы соответствующее направление?
Выяснилось, что куда бы мы ни переносили клетки с этими птицами, достаточно было им увидеть маленький кусочек неба, как они тут же перемещались в указанную часть клетки. Способность птиц ориентироваться основывается на свойствах поляризованного света точно так же, как это происходит у пчел. Если около клетки поставить зеркало, в котором отражен небосклон, т. е. если птицы увидят природу «наизнанку», то они немедленно перемещаются в противоположном направлении.
Упомянем еще об одном-двух фактах, связанных со способностью птиц ориентироваться во время перелета, которые кажутся загадочными. Птицы, оставляя места гнездования, совершают во время своего перелета в теплые края путь в несколько тысяч километров, а весной снова возвращаются назад. Поразительной является, например, способность почтовых голубей возвращаться домой, пролетая многие сотни километров.
Недавно выяснилось, что перелетные птицы ориентируются днем по солнцу, а ночью по звездам. Этому способствует опыт, накопленный и переданный десятками и сотнями тысяч птичьих поколений. Можно доказать, например, способность птиц ориентироваться по звездам. Известно, что перелетные птицы, живущие в больших клетках, осенью концентрируются в южном конце клетки, а весной — в северном. [40]
Расположение полукружных каналов.
На сводчатой крыше клетки воспроизводили, как на экране, картину ночного неба с точным расположением звезд. В течение некоторого времени птицам показывали по ночам картину неба, соответствовавшую привычному пути осеннего перелета, и птицы располагались в клетке согласно направлению их перелета. Затем внезапно восстановили картину небосвода, которая существовала до начала опыта. Это привело птиц в полное смятение, но очень быстро они переместились в том направлении, которое соответствовало направлению их перелета.
Следовательно, птицы способны изменять свое расположение в зависимости от расположения звезд на небе. Совершенно ясно, что эта способность является основой для ориентации во время перелета.
Что же касается способности почтовых голубей ориентироваться, то и здесь ученые во многом разобрались. Раньше, однако, нам необходимо познакомиться с так называемыми полукружными каналами, являющимися органами равновесия и составляющими часть внутреннего уха у позвоночных. В височной кости позвоночных с обеих сторон расположены по три маленьких канальчика. Это и есть полукружные каналы, которые располагаются [41]очень своеобразно: два из них лежат всегда в одной и той же плоскости, т. е. шесть полукружных каналов располагаются в трех плоскостях. В свою очередь три плоскости пересекают друг друга под прямым углом. Эти особенности и обеспечивают деятельность полукружных каналов.
Действие полукружных каналов.
В полукружных каналах содержится жидкость. Каждый полукружный канал имеет выпуклую часть, в которой расположена поперечная перегородка. Куда бы ни повернулась голова животного, эта жидкость в силу инерции следует за поворотом головы только с опозданием и оказывает давление на перегородку. Это и производит раздражение[6]. Давление жидкости на перегородку в спаренных полукружных каналах меняется в зависимости от того, в какую сторону происходит поворот головы и куда повернется животное. Если почтовый голубь летит прямо, необходимо лишь, чтобы он неподвижно держал голову, тогда всякое отклонение от прямого курса раздражает полукружные каналы. Голубь, у которого удалены оба горизонтальных полукружных канала, летать может, он даже двигается вперед, но делает при этом большие крюки то вправо, то влево.
Принцип обратной связи.
Если бы опытному и способному конструктору поручили создать такую машину, самолет или ракету, которые должны двигаться по определенному пути, как бы он приступил к своей задаче?
Он установил бы на своей машине такие приборы, по которым можно было бы определять направление движения. [42]Эти приборы должны указывать по карте путь следования машины. В современном судоходстве и в авиации для определения местонахождения судна или самолета используются радарные лучи, и полученные данные переносятся на географическую карту. Таким образом, приборы фиксируют действительное местонахождение машины на географической карте.
Другие приборы должны показывать намеченное направление. Самым простым прибором такого рода является компас. Теперь необходимо, чтобы действовало устройство, которое постоянно сравнивало бы фактические данные с заданными, например фактический курс с намеченным направлением. Это устройство должно так направлять механизм машины, ее рулевое управление, чтобы в конечном итоге ликвидировать расхождения между фактическим и заданным направлениями. Такие технические задачи относительно легко разрешить, и соответствующие приборы в настоящее время широко применяются.
Принцип, о котором идет речь, называется принципом обратной связи. Это означает, что обнаружение различия между соответствующими заданными и фактическими данными в конечном итоге ведет к ликвидации этих различий. Поэтому такой принцип иначе называют принципом отрицательной обратной связи.
Принцип обратной связи осуществляется в электрическом холодильнике. Если ртуть термометра опускается ниже дозволенной границы, прерывается прохождение тока, и охлаждение прекращается. После этого температура в холодильнике снова поднимается, поднимается и ртутный столбик термометра, что в конечном итоге включает ток, и холодильное устройство вновь начинает функционировать. Этот пример делает понятным процессы, происходящие в нервной системе животных и проявляющиеся в их поведении. Когда животные благодаря своим «внутренним часам» ориентируются по астрономическим данным, т. е. по движению солнца или звезд, то в их поведении проявляется принцип отрицательной обратной связи. Этот принцип действует и тогда, когда летучая мышь благодаря отражению ультразвука изменяет направление полета в погоне за своей жертвой.
Конечно, одно дело техника, другое — живой организм. Как же протекает деятельность живого организма?[43]
Рефлексы.
Раздражения, поступающие из окружающей среды и достигающие организма, улавливаются органами чувств. Глаза улавливают свет, уши — звуковые колебания, полукружные каналы — ускорения, связанные с вращением, и т. д. Органы чувств воспринимают различные влияния окружающей среды. Их чувствительность означает, что они воспринимают внешние раздражения и превращают их в нервные процессы.
Свет, падающий на человека, воздействует не только на наши глаза, но и на нашу кожу. Однако глаза гораздо более чувствительны к свету, чем кожа. Чувствительные клетки глаза воспринимают даже самые малые различия интенсивности света. Лучи света, достигающие глаза, вследствие сложной и тонкой работы чувствительных клеток (колбочек и палочек) становятся раздражителями нервных клеток, находящихся в глазу. По нерву, связывающему глаз с мозгом, пробегают электрические разряды — характерные серии нервных импульсов. В нервное возбуждение превращается и всякое раздражение, доходящее до уха. Соответствующие разряды пробегают и по нервам, идущим от коленного сухожилия к центральной нервной системе, когда при испытании коленных рефлексов врач внезапным ударом молоточка напрягает сухожилие.
Следовательно, рефлексы начинаются с деятельности органов чувств. Свет, звук, удар, холод, запах и т. д. возбуждают чувствительные клетки. Эти чувствительные клетки соприкасаются с нервными клетками, которые воспринимают раздражение чувствительных клеток и путем разрядов, пробегающих вдоль длинного отростка нервного волокна, передают их дальше в центральную нервную систему. Нервные клетки центральной нервной системы связаны с другими нервными клетками. Самая простая форма такой связи — передача нервными клетками раздражения чувствительных клеток и возбуждение других нервных клеток, которые связаны, например, с мышечным [44] волокном. В таких случаях вторая нервная клетка, получив разряд и передав его дальше, вызывает раздражение мышечного волокна, которое при этом сокращается.
Рефлекс коленных мышц.
Удар молоточка растягивает коленное сухожилие. Чувствительные органы, имеющие форму веретена, попадают под удар и вступают в действие. Под их воздействием вдоль чувствительных нервов пробегают электрические разряды от колена до спинного мозга. В спинном мозгу «моторные нервные клетки» воспринимают раздражение, и через их длинные отростки (нервные волокна) разряды доходят до мышц бедра, где мышечные волокна сокращаются, и пациент невольно вскидывает ногу.
Этот сложный процесс представляет собой один из самых простых рефлексов.
Органы чувств связаны со множеством нервных центров, с миллиардами нервных клеток центральной нервной [45]системы. Нервные центры постоянно руководят всеми органами и клетками многоклеточных организмов.
Как отстает современная наиболее сложная по конструкции машина от многоклеточного живого организма!
Взять хотя бы хорошо известное нам одноклеточное животное — инфузорию-туфельку. Какую удивительную [46]согласованность в действиях проявляет ее вёсла-реснички. Если бы эти реснички двигались не одновременно, то инфузория была бы совершенно беспомощна в воде. Одновременность движений ресничек обеспечивается их взаимосвязью. Насколько же сложнее действия более высокоразвитых живых существ, состоящих из несметного множества клеток! Не удивительно поэтому, что строение нервной системы чрезвычайно сложно.
Нервная система, несмотря на сложность строения и деятельности, состоит из относительно простых элементов. Основной ее элемент — нервная клетка, т. е. нейрон с мельчайшими древовидными разветвлениями (дендритами) и длинными осевыми отростками (аксонами). Они-то и образуют пути, по которым раздражения идут от органов чувств к органам передвижения. Основным принципом деятельности нервной системы является рефлекс — возбуждение, передающееся по этим путям. Это значит, что движения организма вызываются его структурными изменениями, наступающими вследствие воздействия окружающей среды.
Нервная клетка. Разрыв нервного волокна показывает, что на рисунке изображена только его начальная и конечная части
Принципиально это относительно простое явление, однако рефлексы — результат довольно сложной деятельности организма, не говоря о том, что отдельные рефлексы могут вызвать за собой целую их цепь.
Наука, занимающаяся поведением животных и насчитывающая всего лишь несколько десятилетий, накопила многочисленные наблюдения о цепях рефлексов в поведении животных.
Для примера рассмотрим, как протекает спаривание (нерест) колюшек. Самец сначала выбирает себе участок. Причина, вызывающая у самцов стремление выбрать участок, по-видимому, заключается в изменяющейся деятельности желез внутренней секреции. Это зависит от воздействия внешних условий. Не случайно, что многие животные размножаются именно весной. У отдельных позвоночных можно доказать влияние температуры окружающей среды на деятельность половых желез. Следовательно, внутренняя причина выбора участка кроется в изменившейся деятельности желез внутренней секреции рыбы, особенно половых желез[7], а внешняя причина — в окружающей обстановке, служащей наследственным раздражителем.
Окружающая среда стимулирует самца колюшки к устройству гнезда, которое он строит, главным образом, из растений. В длинной цепи рефлексов первым звеном и является постройка гнезда. Только после этого может наступить очередь следующего звена этой цепи. Внешним раздражителем его является появление такой самки,[48]раздутый живот которой указывает на то, что она готова метать икру. Под влиянием вида такой самки самец начинает характерно плавать, делая зигзаги. До тех пор, пока самец строил гнездо, его окраска сливалась с окружающей средой. В тот момент, когда самец замечает самку, он приобретает блестящую окраску брачного периода. Окраска самца и зигзагообразное плаванье привлекают самку, она приближается к нему. Завидев приближающуюся самку, самец направляется к своему гнезду. Самка следует за ним: самец «ведет» ее. Это тоже рефлекс. В этот момент самец указывает самке вход в гнездо, просовывая в него голову. Следующий этап: самка проникает в гнездо. Если сейчас самца забрать отсюда, то цепь рефлексов самки прервется, и она не станет метать икру. В естественных условиях в это время самец начинает трястись, и в ответ самка мечет икру в гнезде. Затем самец оплодотворяет икру.
В этом сложном процессе поведение самца и поведение самки определяются рефлексами. Отдельные рефлексы взаимосвязаны между собой как звенья единой цепи: каждое отдельное звено подготавливает появление следующего звена.
Отдельные фазы нереста у самца (♂) и самки (♀) колюшек.
Как известно, «исходной точкой» отдельных рефлексов является соответствующее раздражение окружающей среды. Значение этого факта хорошо иллюстрируется [49]следующим примером. Исследователь Тинберген изготовил модели рыб, которые воздействовали на самца колюшки таким же образом, как живые рыбы. Выяснилось, что даже незначительные факторы определяют поведение животных. Например, самец принимает каждую модель рыбы, если она окрашена снизу в красный цвет, за самца и готовится к нападению (см. рисунок на стр. 50).
Животные наследуют довольно большое количество относительно сложных рефлексов и способов поведения, и каждый из них имеет характерный, вызывающий его раздражитель. Не всегда легко понять, что же это за раздражитель. Тем более, что отдельные рефлексы представляют собой часть общей цепи и могут вступить в действие только после соответствующих предпосылок.
Модели рыб: верхняя, больше всех похожая на самца, но не имеющая нерестовой окраски, не привлекает внимание самца во время нереста, нижние, относительно бесформенные модели, но с красным «животом», побуждают самца, охраняющего свое гнездо и готового к нересту, принять позу готовности к нападению.
Говоря о сложных взаимодействиях, мы вновь обращаемся к примеру колюшек. Вылупившихся из икры мелких рыбешек самец бдительно охраняет. Он следит даже за тем, чтобы рыбешки по неосторожности не заплыли слишком далеко. Если та или иная из них отплывает далеко от гнезда, то заботливый отец стремительно кидается вслед и, взяв рыбешек в рот, возвращается к гнезду.
В этом проявляется строгая закономерность, в чем можно убедиться из следующего. Большинству рыб необходимо глотнуть немного воздуха, чтобы начал действовать их плавательный пузырь (он должен наполниться газом, выделяемым из крови). Таково положение и у колюшек. Если этим рыбкам в раннем возрасте воспрепятствовать подниматься на поверхность для заглатывания воздуха, их плавательный пузырь никогда не будет функционировать. Рефлекс отца-колюшки по уходу за своим потомством заключается в том, чтобы догнать своих деток, отплывающих слишком далеко, и вернуть их на свой участок, чтобы они не стали добычей других рыб. Однако отцовский рефлекс был бы вреден для малышей, если бы в результате его действия рыбешки не могли бы подняться на поверхность, чтобы глотнуть воздуха. Когда маленькие колюшки направляются вверх, к поверхности воды, то их обычно медленный темп плавания внезапно настолько ускоряется, что колюшка-отец не может их догнать [8]. [50]
Передвижение маленьких колюшек вверх, следовательно, совершенно отличается от их обычного плавания. Это тоже рефлекс.
В настоящее время наши сведения о тех моментах, из которых слагается цепь рефлексов поведения животных, еще относительно малы. Мало мы знаем также и о тех раздражениях, без которых не может протекать каждый отдельный рефлекс. Не выяснено окончательно, какое влияние оказывает соприкосновение с атмосферой на деятельность плавательного пузыря рыб.
Известно, что крысята, появившиеся на свет путем кесарева сечения и немедленно отделенные от матери, не в состоянии мочиться. Для того чтобы рефлекс мочеиспускания вступил в действие у этих животных, они нуждаются в раздражении, которое получается, когда мать облизывает их после рождения и надавливает на мочеполовые органы. Еще неизвестно, для чего необходимо это раздражение крысам. Обезьяны и собаки, например, отлично обходятся без него.[51]
Созревание.
Существуют такие формы поведения, такие цепи рефлексов, которые образуются сразу после того, как на животное воздействовали определенными раздражителями хотя бы один раз в жизни. С другой стороны, имеются и такие рефлексы, которые появляются лишь на определенной стадии развития, т. е. нуждаются в созревании.
Известно, что значительная часть животных не сразу достигает половой зрелости, вернее, что их половая деятельность начинает проявляться по прошествии определенного времени после рождения. В других формах поведения животных также имеется ряд явлений, которые проявляются после созревания. В качестве примера можно привести поразительный, но общеизвестный факт.
Как начинают летать молодые голуби? Совершенно ясно, что для того чтобы у молодых голубей в полете появилось унаследованное рефлекторное движение крыльев, необходимо определенное время для их развития. Вначале молодые голуби очень неловки в полете, но затем они начинают летать все лучше и лучше.
Вполне естественно предполагать, что голубь приучается к полету в результате приобретаемой практики. Науке же свойственно сомневаться. Все суждения следует проверять, даже если они кажутся понятными. Не следует жалеть времени на проверку суждений, основанных на фактах, какими бы убедительными они ни казались.
Громан произвел опыты с молодыми голубями. Группу птенцов он воспитывал в обычных условиях. Эти птенцы летали изо дня в день все лучше и лучше. Другие птенцы такого же возраста были помещены в проволочные клетки, имеющие форму узкой трубы, где они не имели возможности даже .расправить свои крылья. Когда птенцы первой группы уже умели летать так же хорошо, как и взрослые, были выпущены на свободу птенцы второй группы. Оказалось, что голуби обеих групп летали с одинаковой ловкостью. Отсюда был сделан вывод, что в определенный период развития птенцов ловкость в полете [52] приобретается не вследствие практики, а благодаря созреванию!
Для выяснения значения процесса созревания приведем опыты Гесса. У цыплят есть наследственный рефлекс — стремление подбирать и поедать мелкие блестящие предметы. Если в мягкую глину вставить гвоздь с блестящей шляпкой и рядом поместить однодневных цыплят, то через некоторое время в глине вокруг шляпки гвоздя появятся характерные следы клювов цыплят. Повторяя ежедневно этот опыт, можно заметить, что цыплята с каждым днем становятся все более меткими. Об этом будут свидетельствовать следы от ударов клювов, все более приближающиеся к шляпке гвоздя. Чем это объяснить: практикой или созреванием?
Через призму цыпленок видит предметы сдвинутыми.
Следующий опыт дает ответ на заданный вопрос. Цыплятам надели специальные очки, сделанные из призм, благодаря которым изображение предметов (в данном случае шляпки гвоздя) сдвигалось. Следы от ударов клювов цыплят также соответственно сдвигались.
Очки цыплятам были оставлены на несколько дней (о питании позаботились особо, ибо в очках они не могли клевать зерно). О практике здесь речи быть не могло. [53]И все же после снятия очков следы от склевывания, оставляемые этими цыплятами в глине, также концентрировались на все меньшей площади вокруг шляпки гвоздя, как и у цыплят, остававшихся без очков. Следовательно, увеличение точности попадания у цыплят объясняется также не практикой, а созреванием!
Впечатление, что улучшение получается благодаря практике, является, следовательно, лишь видимостью. Однако часто и созревание является кажущимся. Видимость созревания может быть вызвана также и запоздалым проявлением уже готовой формы поведения. Этим, вероятно, можно объяснить известные в медицине случаи, когда вследствие нарушения нормальной согласованности действия гормонов (в результате развития опухоли) у 4—5-летних детей наступает преждевременное половое созревание. В таких случаях не только тело ребенка становится таким, как у взрослого, но и все его поведение. Можно предположить, что уже в раннем возрасте и у нормального ребенка рефлексы, связанные с половой жизнью, подготовлены, однако состояние развития организма не дает возможности этим рефлексам себя проявить[9]. В патологических же случаях эти рефлексы проявляются раньше времени.
На основании сказанного можно сделать вывод, что каждая фаза поведения животных тесно связана с окружающей средой. Ведь рефлексы — это унаследованные виды поведения, унаследованные действия организма, являющиеся ответами организма животных на определенные воздействия.
Эти ответы при определенных условиях «целенаправленны». Естественный отбор всегда сохраняет особенности и формы поведения животных, дающие наибольшие преимущества в борьбе за существование: именно они и передаются по наследству потомкам. [54]
Поведение животных, возникшее в определенных условиях, может показаться неискушенному наблюдателю выше человеческого понимания. Как узнают птицы, что время приближается к осени, что в теплых краях они смогут укрыться от невзгод сурового климата? Откуда они узнают, в каком направлении им надо лететь, и т. д.?
Мы видели, что в подобной деятельности животных участвуют унаследованные рефлексы (цепи рефлексов). Если искусственно изменить те условия, к которым приспособлено унаследованное поведение животных, то деятельность, бывшая ранее такой целеустремленной, станет бессмысленным автоматизмом. В действительности же поведение животных не уподобляется бессмысленному автоматизму. Наоборот, оно удивительно гибко следует за изменениями окружающей среды.
Ниже мы подробнее познакомимся с вопросом о приспособлении к изменяющимся условиям. Самое важное для нас — выяснить, как удается животным столь гибко приспособляться к изменениям окружающей среды. Этот вопрос не следует обходить и тогда, когда речь идет об обучении.
Обучение является очень сложным понятием. В связи с вопросом о созревании уже говорилось о существовании таких унаследованных рефлексов, которые появляются в жизни не сразу после рождения, а через определенный период времени. В этом случае нельзя говорить об обучении. Хотя при обучении и появляются новые привычки, однако они находятся в неразрывной связи с предыдущим опытом индивида, в то время как унаследованное поведение не зависит от опыта. [55]
Практика создает мастера.
Многие думают, что обучаться способны лишь животные высокоорганизованные. Чтобы рассеять это предвзятое мнение, приведем пример с инфузориями-туфельками.
Сосуд, в который были помещены инфузории, вследствие их быстрого размножения вскоре стал им настолько тесен, что стало трудно передвигаться. Инфузории были вынуждены при движении лавировать и поворачиваться. Было измерено время, требующееся туфельке, чтобы повернуться. Выяснилось, что с течением времени инфузории стали поворачиваться быстрее.
Здесь мы имеем дело с таким явлением, в котором основную роль сыграло обучение. Инфузории-туфельки сохраняли умение быстрее поворачиваться еще некоторое время в тех случаях, когда их из тесного сосуда перемещали в более просторный, где они имели возможность передвигаться совершенно свободно. Способность обучаться, приспосабливаться к изменяющимся условиям можно, следовательно, наблюдать уже у одноклеточных животных.
Одной из простейших форм обучения является изменение поведения животных, приспособление их к новым условиям. К обучению следует причислить также способность животных прекращать определенные формы прежней деятельности. Для примера возьмем простое животное, чтобы подчеркнуть возможность распространения понятия обучаемости на весь животный мир.
Актинии (морские анемоны) — хищные морские животные, похожие на цветки. Щупальцы, вооруженные стрекательными пузырьками, хватают и парализуют попавшуюся жертву, например маленькую рыбку. Затем актиния наполняет этим трофеем свой «полостной желудок», в котором он и переваривается.
Если бросать в аквариум кусочки бумаги, актинии жадно хватают обрывки бумаги, расположенные вблизи. [56]Однако этот опыт нельзя проводить долго. Животное не дает себя долго обманывать. Через некоторое время движение ее щупальцев при приближении обрывка бумаги прекращается.
На этом примере видно, что животное научилось прекращать свое привычное ответное движение. У актиний новое состояние длится 8—10 дней, и затем восстанавливается прежнее состояние при условии, если в течение этого времени не проводить опыты с обрывками бумаги.
Против утверждения, что это явление представляет собой вторую форму обучения, называемую в науке привыканием (хабитацией), можно возразить. Здесь имеет место не обучение, а просто усталость. Ключ для понимания разницы между прекращением ответа животного в результате обучения и в результате усталости дают исследования Павлова.
Не все изменения окружающей среды могут воздействовать на животных. Мы уже видели, что летучие мыши воспринимают такие звуки, которые не улавливает человеческое ухо. Собаки также воспринимают звуки высокого тона, которые человек уже не слышит. Имеются специальные свистки, звуки которых человеческое ухо не улавливает, а собака слышит. Собаку можно приучить к такому свистку. Во время первой мировой войны приученные к свистку собаки несли караульную службу. С помощью таких звуков им давались сигналы-команды.
Животные способны воспринимать изменения, происходящие в окружающей их среде, посредством органов чувств. Какие же из воздействий окружающей среды, воспринимаемые органами чувств животных, влияют на них и какие нет. Одни изменения, воздействующие на органы чувств животных, являются унаследованными раздражителями определенных рефлексов. Другие же изменения окружающей среды вначале не действуют на животных, являются нейтральными. Если, однако, такое нейтральное изменение среды несколько раз подряд происходит одновременно с раздражителем, то это первоначально нейтральное изменение становится раздражителем[10].
Например, когда хозяйка хочет накормить кур, она зовет их словами «цып-цып». Куры, услышав этот зов, [57]сразу сбегаются. Слова «цып-цып» — это звуки, которые воздействуют на кур. Значение они приобрели в силу того, что всегда предшествовали кормлению кур; и эта группа звуков в их мозгу оказалась прочно связанной с процессом кормления.
Всякое изменение окружающей среды, действующее на органы чувств, в виде нервного возбуждения доходит до центральной нервной системы и вызывает в ней непродолжительное возбуждение. Возбуждения, которые неоднократно предшествуют возбуждениям, являющимся следствием действия унаследованного раздражителя, вступают в постоянную связь с рефлексом, вызываемым этим раздражителем.
Таким образом, в дальнейшем не только наследственно действующий раздражитель, но и связанное с ним, ранее нейтральное изменение среды вызывает указанный рефлекс. В этом, собственно, и состоит обучение. Поведение животных управляется, следовательно, двумя видами воздействий, идущих из окружающей среды.
Одни воздействия имеют унаследованные ответы, или безусловные рефлексы, не связанные с опытом, приобретенным животным в жизни, другие — вызывают безусловные реакции при условии, что нейтральные изменения окружающей среды несколько раз будут предшествовать проявлениям безусловных рефлексов. Второй вид воздействий Павлов назвал условными раздражителями, а вызываемые ими ответы — условными рефлексами.
Следовательно, возбудителем условного рефлекса может стать любой раздражитель, если он действует на животных через их органы чувств; точно так же безусловный раздражитель действует лишь в том случае, если организм животного находится в соответствующем физиологическом состоянии. Сытое животное, например, не возбуждается пищей. В соответствии с этим наиболее простой способ обучения состоит в образовании условного рефлекса. При более сложном виде обучения особое значение приобретают раздражители, обычно не влияющие на животное. Разберем один из опытов Павлова.
У собаки выработан условный рефлекс. Безусловное возбуждение вызывается слабым раствором кислоты. Если в рот собаке попадает слабая кислота, то у нее выделяется слюна так же, как у человека, когда он ест лимон. Это безусловный рефлекс. [58]
За действием слюнных желез собаки очень легко проследить: необходимо лишь определить количество слюны, выделяющейся каплями из выводного протока железы. Павлов вывел на кожу щеки и подбородка собаки выводные протоки ее больших слюнных желез и собирал в сосуд выделяемые капли.
К коже исследуемой собаки прикрепляли небольшой пневматически действующий аппаратик — «чесалку», который почесывал животное. Этот аппаратик приводили в действие каждый раз перед тем, как вливать в рот собаке кислоту, и некоторое время спустя кожное раздражение приобретало такое же действие, как и кислота. Так был образован условный рефлекс.
Что произойдет, однако, если применить одновременно кожное раздражение в виде чесания и другое очень слабое кожное раздражение, например действие холодом?
Но прервем здесь на минутку ход мыслей. Нам следует показать, что случится, если условный раздражитель не подкреплять, т. е. не сопровождать безусловным возбуждением. В таком случае условный рефлекс угасает. Это так называемое гаснущее торможение. Изменение среды, служившее в качестве условного раздражения, вновь становится нейтральным, за ним не следует рефлекторного ответа.
Однако это раздражение, ставшее нейтральным вторично, нейтрально совершенно иначе, чем первоначально. Возникшая связь между безусловным и условным возбуждением уже не прекращается, а лишь затормаживается.
Как это доказать?
Это явление можно доказать следующим фактом: если прекратить опыты, то через некоторое время оживится старая связь, т. е. условное раздражение, ставшее уже бездейственным, вновь вызывает рефлекс, соответствующий безусловному раздражению. Условный рефлеке, следовательно, не прекращался в то время, когда бездействовал, он был лишь заторможен.
Здесь вновь возникает возражение: не является ли прекращение действия условного раздражителя результатом усталости? Усталость, однако, характеризуется тем, что эффект раздражителя уменьшается именно вследствие его действия. Например, следствием усталости является случай, когда при длительном или слишком частом повторении безусловного раздражителя получается все меньший [59]и меньший ответ. В случае же торможения безусловное раздражение не следует за условным, и поэтому ответного действия организма не возникает.
Усталость можно отличить от торможения с помощью опыта, произведенного Павловым. На кожу собаки действуют одновременно два условных раздражителя: один сильный, а другой настолько слабый, что самостоятельного действия он не производит.
Вернемся к нашему вопросу о результатах применения двух раздражителей.
Опыт производился так, что слабое раздражение (действие холодом) систематически давалось собаке отдельно, и после него не производилось подкрепление, то есть не вливалась в рот собаке слабая кислота. Слабое раздражение никогда не вызывало выделения слюны. Сильное же раздражение — раздражение чесалкой — всегда сопровождалось подкреплением. Следовательно, в ходе опыта не производилось систематического подкрепления, казалось бы, совершенно безразличного фактора.
Но когда после этого сильное раздражение было дано одновременно со слабым, казалось бы не действующим раздражением, то произошло поразительное изменение. Действие сильного раздражения прекратилось, выделения слюны не было. Этому факту можно дать лишь одно объяснение. Из слабого раздражения удалось выработать условный тормоз, который стал настолько сильным, что уничтожил действие сильного раздражения. Об усталости в данном случае и речи быть не может. При отдельном применении сильное раздражение всегда продолжает давать большой эффект, в то время как при усталости сила эффекта раздражения все уменьшается по мере его применения. Какое отношение имело бы к усталости не подкрепляемое, самостоятельно не действующее слабое кожное раздражение, применяемое совместно с сильным раздражением? Выпадание системы, связанной с чувством осязания, также не могло бы следовать за действием системы, чувствительной к температуре (к холоду), вследствие усталости, так как здесь речь идет о двух различных системах.
Прежде чем идти дальше, заметим, что для психологии в старом понимании это явление совершенно необъяснимо. Безнадежно добиваться изучения восприятия собаки. Кто знает, чувствует ли собака что-нибудь или [60] нет, когда раздражают ее кожу. Если же эти чувства существуют, какова их сила? Открытие Павлова показало, что легко измеряемая деятельность слюнных желез может быть связана с раздражением органов чувств, оно дало необозримый простор для развития сравнительной психологии.
Возникла возможность опытным путем уточнить, какие раздражения действуют на отдельные виды животных. Ясно, что условные связи возникают лишь в том случае, если соответствующие изменения среды воспринимаются животными. Так удалось выяснить, что собаки слепы на цвета, что слух у них более острый, чем у людей, что рыбы не глухи, и т. д.[11].
Наука методом Павлова как бы вынудила заговорить животных. Анализ поведения животных, следовательно, раскрыл те факторы среды, которые действуют на животных.
Мы поставили вопрос: думают ли животные? Но пока еще не вполне ответили на него. Однако на основе павловского учения уже можно ответить на вопрос, о чем думают животные, если они думают.
Итак, если животные думают, то они могут думать лишь о таких предметах, о которых имеют сведения. На основании опытов теперь можно уже точно определить, насколько распространяются возможности восприятия животных. [61]
Известно, что солнечный свет, проходя через стеклянную призму, преломляется, в результате чего цвета, из которых состоит солнечный свет, располагаются в определенном порядке. В одном конце получаемого таким образом спектра расположен красный, в другом — фиолетовый цвет. Между этими двумя цветами находятся все цвета радуги. За фиолетовым и красным кончается видимый для нас свет, однако за этими цветами следует продолжение спектра в виде электромагнитного излучения. Если за красную часть спектра поместить термометр, он укажет более высокую температуру. Следовательно, термометр облучается, но эти лучи не действуют на наш глаз. За фиолетовым цветом глаз человека также не видит продолжения спектра. Однако его видят насекомые, например муравьи и пчелы, что подтверждается опытами. Экспериментально доказано, что пчелы видят меньше оттенков цветов, чем человек. Большую долю красной части спектра пчелы не видят, желтый и зеленый цвета для них одинаковы. Они не различают также синевато-зеленый, синий и фиолетовый цвета. Пчелы не могут отличить друг от друга полоски красного, желтого и зеленого цвета. Эти три цвета для них одинаковы.
Спектр. Белый цвет распадается на ультрафиолетовый. (1), фиолетовый (2), темно-синий (3), голубой (4), зеленый (5), желтый (6), оранжевый (7), красный (8), инфракрасный (Р).
Великий английский мыслитель XVII в. Локк, один из пионеров материализма, в свое время подчеркивал, что «нет ничего в интеллекте, чего не было бы в чувствах». Если мы тоже встанем на эту позицию, то опыты, основанные в первую очередь на методах Павлова, уже ответят нам на вопрос, что может через восприятие животных попасть в их мозг. Этим мы приблизимся к ответу на вопрос о мышлении животных.[62]
Запечатление.
Свойства, появляющиеся в процессе созревания, как это уже было показано, человек готов рассматривать как способность, которая приобретается обучением. Созревание, однако, необходимо отличать от обучения. Точно так же необходимо отличать обучение от другого процесса, идентичного на первый взгляд с обучением. Речь идет о запечатлении.
Запечатление — поразительное явление.
Имеются животные (в большинстве случаев птицы и млекопитающие), которые вскоре после рождения становятся самостоятельными. Только родившиеся или выведенные из яйца, эти животные сразу начинают свободно бегать. Самостоятельность их, однако, неполная. Кто не наблюдал, как неотрывно цыплята следуют за наседкой?
Сколько же в поведении цыплят унаследованного и сколько чего-то другого?
Поразительно, что у значительной части животных не определен объект, к которому должна относиться данная форма поведения. В этих случаях мы как бы имеем дело с фотографиями, сделанными ярмарочным фотографом. Фоном для снимка служит нарисованная в красках картина: на горячем коне сидит ковбой с пистолетом на ремне. Лицо ковбоя на картине вырезано, чтобы клиент с романтическими наклонностями мог вставить в этот вырез свое лицо. Затем, получив снимок, он может поместить полученную карточку в семейный альбом.
Запечатление в какой-то мере напоминает только что приведенный пример. Объект, «вставляемый» в «фон» унаследованного поведения новорожденного животного (которое заставляет малыша непременно следовать за каким-нибудь объектом), является наследственно неопределенным, и выбор его иной раз поражает наблюдателя своим исключительным несоответствием. Вот пример. Оставленная матерью маленькая зебра, увидев случайно проезжавшую по дороге автомашину, последовала за ней и сопровождала ее так же, как раньше свою мать. Были [63]примеры, когда только что выведенные из яиц птенцы относились к футбольному мячу точно так же, как к матери.
Следовательно, в жизни животного есть короткий период, когда решается, кто или что будет «предметом его привязанности». Таким «предметом» может быть человек, животное или даже вещь, оказавшаяся в это время поблизости, которая и запечатлевается в нервной системе, становясь на некоторое время постоянным раздражителем этой формы его поведения.
Что же это — обучение?
Да, в том смысле, что опыт, приобретенный в индивидуальной жизни, затем решающим образом воздействует на поведение маленького животного. Но все же это явление отличается от обучения.
Познакомимся более подробно с процессом запечатления. Рассмотрим опыты с дикими утками.
Выведенных из яиц утят помещали вблизи модели утки и исследовали по часам, на каком возрастном этапе и с какой силой проявляется у них запечатление. Искусственную утку перемещали по кругу. Увидев утку, утята начинали следовать за ней. Силу запечатления измеряли, определяя, сколько времени утенок следует за моделью.[64]Запечатление оказалось наиболее сильным через 13—16 часов после вылупления. Сила запечатления не зависела от того, сколько времени утятам давали смотреть на утку. Однако сила запечатления увеличивалась, если во время запечатления утенку приходилось физически напрягаться, например преодолевать препятствия.
Те утята, которые после вылупления первыми увидят не утку, а человека, в результате запечатления будут следовать за этим человеком всюду, куда бы он ни пошел. Ягненок, вскармливаемый искусственно молоком из бутылки, привязывается к обслуживающему его человеку и не отходит от него, даже если тот проходит через стадо овец.
В естественных условиях в результате запечатления маленькие животные привязываются к матери. Связь, возникшая посредством запечатления, часто впоследствии накладывает отпечаток на половую жизнь животных, на выбор пары.
Никого не удивит способность животных быстро замечать детали окружающей среды. Это особое свойство запоминать окружающие детали играет большую роль в способности птиц и насекомых ориентироваться.[65]
Обобщение и различение.
Ученые, в первую очередь философы, уже тысячи лет занимались вопросом о закономерностях мышления. В результате этого логика оформилась как наука. Одна из важнейших проблем логики — отношение между частным и общим. Общее выделяется из индивидуальных явлений как единство определенных черт.
Общая форма множества собак, которых видит человек, существует лишь как логическая отвлеченность. Собака, взятая в общем смысле, есть лишь понятие, в то время как наша собака, собака соседа является живой действительностью. Отношение между действительностью и понятием, отношение между конкретным и абстрактным в течение длительного времени было отвлеченной проблемой логики.
В результате развития естественных наук в наше время в каждом вопросе обнаруживаются широкие связи с естествознанием. По логической проблеме обобщения и различения выяснилось, что та деятельность нервной системы, которая ведет к возникновению условных рефлексов, к так называемому различительному, или дифференцировочному, торможению, вместе с тем приводит к практике обобщения и различения.
Всякое возбуждение, которое сочетается с возбуждением какого-нибудь безусловного рефлекса, как известно, со временем становится условным возбуждением. Если перед кормлением собаки систематически давать определенный сигнал (нажимая клавишу пианино), то со временем этот звук самостоятельно будет вызывать выделение слюны у собаки, в то время как подобное явление наблюдалось раньше лишь после кормления. Следовательно, звук стал условным раздражителем. Однако вначале таким раздражителем оказывался звук, издаваемый не определенной клавишей, а любой клавишей пианино. На первой стадии образования условного рефлекса мы являемся свидетелями такого обобщения раздражителей. Все изменения окружающей среды, примерно похожие на [66]условный раздражитель, действуют на собаку так же, как он.
Если в дальнейшем процессе образования условного рефлекса действовать так, что из всех похожих раздражителей только один сопровождать систематическим подкреплением, а остальные нет, то возникнет новое явление. Действие неподкрепляемых раздражителей начнет, гаснуть. Те звуки, которые вначале вызывали действие (но их не сопровождало безусловное подкрепление), затормаживаются.
Так после обобщения раздражителей образуется процесс различения. Наибольшая часть обобщенных раздражителей затормаживается, и активным остается лишь подкрепляемый раздражитель. Обобщение и различение, известные до сих пор логически, т. е. бывшие лишь абстракцией, теперь воплотились в нервные процессы. Точно так же проявляется факт обобщения и различения в самом поведении животных.
Известный пример обобщения — опыт, проделанный с щукой в семидесятых годах прошлого столетия. Эту хищную рыбу держали в аквариуме, в котором за стеклянной перегородкой плавали рыбки-гольяны. Щука, не видя стекла, неоднократно наталкивалась на него при попытке схватить гольяна.
Каждый раз она сильно ударялась о стеклянную перегородку и, наконец, совсем перестала пытаться хватать гольянов. В духе павловского учения об условных рефлексах это явление может быть объяснено следующим образом. Вид гольяна стал условным раздражителем безусловного болевого раздражения от удара о стеклянную перегородку. Затем стеклянная перегородка была удалена из аквариума, но щука не нападала на гольянов: их защищал оборонительный условный рефлекс щуки.
Переводя все это на язык логики, можно сказать, что опыт, приобретенный щукой во время безуспешных нападений на каждого отдельного гольяна, был ею обобщен и распространен на всех гольянов.
Что это — мышление?
Если в вопросе о мышлении довольствоваться фактом обобщения, проявляющимся в действиях щуки, то обобщение щуки нам следует рассматривать как следствие мышления.[67]
Из опытов Павлова известно, что за обобщением, выражающимся в поведении, стоят такие процессы нервной системы, для которых также характерно обобщение.
Прекрасный пример мышления, проявляющегося в поведении, наблюдался Дарвином. Являясь одной из крупнейших фигур всего современного естествознания, Дарвин играл значительную роль и в обосновании современной сравнительной психологии. Он доказал, что в поведении животных проявляется умение отличать общее от частного.
Дарвин неоднократно замечал, что поведение его собаки совершенно изменялось, когда она замечала в отдалении другую собаку. Ее поведение говорило о том, что она опознавала приближение собаки. По мере приближения посторонней собаки поведение собаки Дарвина внезапно вновь изменялось: выяснялось, что приближается не какая-нибудь собака, а хорошо известная собака соседа. Иначе говоря, собака Дарвина давала знать своим поведением, что она отличила данную собаку от собаки вообще[12].
Мы вновь позволим себе сослаться на Павлова: основа такого поведения проявляется при образовании всякого условного рефлекса. Первый шаг — грубое обобщающее связывание возбуждения органа чувств с рефлексом. Второй шаг — уточнение этой связи, отделение действительно эффективных раздражителей от идентичных раздражителей окружающей среды, которые становятся неэффективными вследствие торможения.
Органы чувств определяют, может ли стать раздражителем какое-либо изменение окружающей среды. По определению английского философа Локка, от действия органов чувств зависит, что вообще попадет в разум. Подкрепление, сочетание с безусловным рефлексом есть приобретение опыта, после чего животное начинает различать раздражители, вызывающие возбуждение его органов чувств. В результате факторы окружающей среды, действующие на органы чувств, разделяются на две группы: одни [68]оказывают воздействие на животное, другие — нет. Число раздражителей в результате обобщения вначале относительно велико, затем дифференцировочное торможение сужает их круг. Таким путем в нервной системе животного элементы окружающей обстановки отделяются друг от друга.
На основании работ Павлова можно проследить за тем, как действуют окружающие условия на животных; при этом раскрывается та логика естественных взаимосвязей, которая проявляется в период индивидуального приспособления животных к окружающей среде.
В процессе приспособления создаются связи, разграничивающие деятельность животных: возникают общие связи, проявляется противоречие между общим и частным. Все это можно определить по поведению животных и проконтролировать на опытах: одновременно эти данные являются доказательством мышления животных.
В давние времена мышлением в логике считалось только то, что выражалось словами людей. Конечно, мысли можно узнать и по действиям людей. По-разному действует осмотрительный, вдумчивый и легкомысленный человек. Однако раньше считали, что за деятельностью скрывается мышление, всегда выражаемое словами. Больше того, полагали, что мышление в словах первично по отношению к действиям.