В настоящее время в физиологических лабораториях наиболее распространенным способом выведать тайны мозга является изучение его биоэлектрических реакций. Для этого каждому животному вживляют в мозг несколько электродов – тоненьких серебряных или нихромовых проволочек в надежной изоляции. Слабенькие электрические реакции мозга усиливает и записывает на бумаге специальный прибор – осциллограф. Его пять–десять, а то и пятнадцать писчиков вычерчивают на быстро бегущей бумажной ленте замысловатые зигзаги, регистрируя величину электрических потенциалов в том месте мозга, где находятся кончики каждого из электродов.
Обычно, когда собака спокойна, писчики вырисовывают вязь мелких неприметных зубчиков. Но вдруг хлопнула дверь, вспыхнул свет. Наконец, просто кошка пробежала перед носом оторопевшего пса, и тотчас писчики отметят увеличение электрической активности мозга, на бумаге возникнут высокие зубцы. Однако пройдет минута-другая, собака успокоится, смирится с присутствием кошки, и электрические реакции ее мозга постепенно войдут в привычное русло.
Ученые обычно не ограничиваются изучением электрических реакций спокойного, бездеятельного мозга, а дают ему какую-нибудь психическую нагрузку, серию коротких световых вспышек или звуков и записывают ответные реакции мозга до тех пор, пока животное не привыкнет к новому раздражителю и его мозг не перестанет на него реагировать.
Обычно используют длинные серии и совершенно не заботятся о том, чтобы количество вспышек было всегда одинаковым. Когда впервые начали применять короткие серии с постоянным числом раздражителей, ученых ожидал сюрприз. При изучении электрических реакций мозга на короткую серию из пяти одинаковых звуков было обнаружено, что уже после нескольких ее применений только первый звук серии сохранял способность вызывать сильную электрическую реакцию. На второй, третий и четвертый звук электрическая реакция становилась незначительной, писчики осциллографа вырисовывали крохотные зубцы. Собственно, так и должно было произойти, это подмечали и раньше. Неожиданной оказалась реакция на пятый звук. Она опять значительно возрастала.
Почему так происходит, ученым пока не понятно. Интересно другое. Если пятый звук всегда вызывает значительную электрическую реакцию, значит, собачий мозг каждый раз подсчитывает звуки. Попробовали применить серии из другого количества раздражителей – тот же результат. Если их было три, писчик на третий звук чертил большой зубец, если десять – на десятый. Значит, собака способна считать, и, смотрите, не до шести-семи, как галки и попугаи, а даже до десяти. В общем, это понятно, собаки должны быть умнее птиц.
Самые развитые животные нашей планеты, несомненно, – обезьяны. Американский ученый X. Фестер решил выяснить, какие из них могут получиться математики, способны ли они осуществлять точную количественную оценку окружающих предметов. В его лаборатории жили шимпанзе Деннис, Элизабет и Марджи. Обезьянам было по три года. Для шимпанзе это уже юношеский возраст, самая пора для школьных занятий. Из трех учеников сносные математические способности обнаружились лишь у Денниса и Марджи. Элизабет за систематическую неуспеваемость пришлось сначала оставить «на второй год», а затем и вовсе исключить из школы.
Занятия в обезьяньей школе сводились к тому, чтобы научить шимпанзе подсчитывать количество нарисованных предметов: кружочков, треугольников, квадратиков и «записывать» результат подсчета. Почему-то Фестер решил, что десятичная система чисел, которой обычно пользуемся мы, будет слишком сложна для обезьян, и решил обучить их двоичной системе, на которой осуществляют математические операции электронно-счетные машины. В двоичной системе лишь две цифры – 0 и 1, – потому ее и называют двоичной. Первоклассники уже через несколько недель отлично пишут палочки и нолики. Обезьян этому научить трудно. Пришлось прибегнуть к хитрости. Шимпанзят научили зажигать и гасить лампочки. Зажженная лампочка означала единицу, выключенная – ноль. Вот как выглядят числа в двоичной системе и в «записи» обезьян с помощью горящих и выключенных лампочек. На рисунке горящие лампы обозначены светлыми кружочками, выключенные – черными.
В обезьяньей школе было пять классов. В первом классе шимпанзе учились узнавать числа и пользоваться ими. На парте перед обезьяной размещены три группы лампочек, по три лампы в каждой. Выключателей к ним здесь нет, они в кабине экспериментатора. Ученый включает одну, две или три лампочки средней группы, а потом точно такую же комбинацию набирает для одной из боковых групп, а для другой подбирает иную, новую комбинацию. Теперь нажатием ручки общего рубильника ученый подает ток на среднюю группу, и заранее включенные лампочки загораются. Остальные два рубильника у обезьяны на парте. С их помощью она должна подать ток на лампочки правой и левой групп, а когда они зажгутся, сравнить их с лампочками средней группы и выбрать ту, которая с ней совпадает. Она останется гореть, другую обезьяна должна выключить. За правильное решение задачи ученице давали пищу. Чтобы шимпанзе учились прилежнее, их кормили только во время урока: сколько заработают, столько еды и получат.
Во втором классе обезьянам объясняли связь между количеством предметов и числом, записанным с помощью двоичной системы. Теперь на парте вместо средней группы лампочек появлялась картинка с нарисованными кружочками, квадратиками или треугольниками. Нажимая на рубильники под боковыми группами, обезьяны зажигали заранее подготовленные комбинации лампочек, то есть как бы записывали два числа, а потом должны были выбрать из них то, которое соответствовало числу предъявленных картинок.
В третьем и четвертом классах шимпанзе обучали составлять числа, зажигая и гася каждую лампочку по отдельности. Наконец, в старшем классе их учили считать предметы на картинке и «записывать» их число, составив его, зажигая по отдельности соответственно расположенные лампы.
Шимпанзе считали предметы так, как это делают очень маленькие дети, дотрагиваясь до каждого из них пальцем. Затем, зажигая и гася расположенные на парте лампы, они «записывали» соответствующее число. Обезьяна имела возможность проверить правильность решения. Когда число предметов было «записано», она нажимала еще на один выключатель. Если задача была решена правильно, над картинкой вспыхивала лампочка. Убедившись, что задание выполнено, обезьяна отправлялась получать заработанную порцию пищи.
Обучение шимпанзе шло трудно и длилось долго. Однако в результате Деннис и Марджи благополучно закончили пятый класс, научившись считать до семи. Большему их не учили. Весьма вероятно, что они могут сосчитать и гораздо большее число предметов.
Таким образом, зачатками математические способностей обладают многие животные. Лабораторные исследования убедили ученых, что они действительно способны производить оценку количества самых различных предметов. Интересно, часто ли им приходится пользоваться своим дарованием, когда они живут в лесу.
Певцы, художники, архитекторы
По мере продвижения вверх по эволюционной лестнице животные нашей планеты умнели. Этот процесс кажется абсолютно закономерным и не вызывает удивления. Действительно: если бы психика животных не совершенствовалась, откуда бы взялась та основа, на которой формировался человеческий ум? И для самих животных умнеть было выгодно, умным легче выжить, чем глупым. Другое дело – развитие художественного вкуса. Кажется, зачем он им. Между тем самые различные животные постоянно демонстрируют нам, что они не чужды пониманию прекрасного. Можно не сомневаться, что многие из них обладают определенными музыкальными способностями, а некоторые обнаруживают задатки художников.
Мелодичные, чарующие песни птиц делают нашу северную холодную и неласковую весну по- настоящему праздничным временем года. Было бы, однако, величайшей ошибкой считать, что в них отражен восторг певца перед весенним расцветом природы или его любовью к избраннице. Песни птиц имеют вполне определенное, но куда более прозаическое предназначение. Это широковещательное заявление о претензиях певца на земельную собственность для гнездового участкаи недвусмысленное предупреждение возможным соперникам, что владения будут самоотверженно защищаться. Песня –
