Китовьи песни, жестовый язык муравьев и гаджеты для общения с мышами… Что мы реально знаем о языке животных и готов ли человек к диалогу с ними?

Протяжные звуки, разносящиеся под водой, одновременно похожи на пение расстроенной виолончели, тоскливый крик и скрип гигантской несмазанной двери. Так жутковато звучат песни горбатого кита, которые давно интересуют специалистов. Международная группа ученых проанализировала пение морского гиганта (а эти завывания у них зовутся именно песней) и выяснила: оказывается, киты, приплывшие из разных мест, поют разные песни! Более того, попав на новую территорию, они включают в язык некоторые элементы песен «местных», почти так, как мы начинаем напевать мотив навязчивых куплетов. Из этого следует, что, если сравнить песни китов, можно узнать, откуда они приплыли и где именно проходили маршруты их миграции. Большая статья с подробным анализом аудиозаписей опубликована в престижном научном журнале Royal Society Open Science. Значит ли это, что теоретически мы скоро сможем понять и то, о чем они поют? Как тут не впасть в эйфорию — ведь от умения различать китовые диалекты до улавливания их смысла, кажется, рукой подать… Специалисты, впрочем, с выводами советуют не торопиться.

— Расшифровать язык горбатых китов сложно по ряду причин,— предупреждает «Огонек» старший научный сотрудник кафедры зоологии позвоночных биологического факультета МГУ Ольга Филатова. — Прежде всего нам до сих пор непонятно, зачем они поют. Ясно, что киты издают очень сложные разнообразные звуки в период размножения, но в этот момент самки к ним не подходят. Мы не знаем, есть ли там какая-то информация иного рода. Возможно, это просто набор красивых звуков для самопрезентации, как у певчих птиц.

Ольга Филатова участвует в изучении морских млекопитающих на юго-востоке Камчатки — исследования здесь ведутся уже лет двадцать. Она изучает диалекты косаток, родственников горбатых китов, которые имеют более сложную социальную структуру и более развитую «речь».

Семьи с одним общим диалектом объединяют в клан, а похожие по диалекту кланы называются племенем.

Косатки вообще разговорчивы. Так как видимость в воде не очень, а расстояния могут быть в несколько километров, то она постоянно идентифицирует себя и зовет членов своей семьи. По словам Ольги Филатовой, это напоминает наше «Ау!» в лесу или крики «Петров здесь!», «Иванов здесь!». Интересно, что так ведет себя косатка, которая охотится на рыбу, ведь та не слышит всей этой высокочастотной кутерьмы. А вот плотоядные косатки, чья добыча тюлени, отличаются большей молчаливостью.

— Мы до сих пор не знаем, можно ли вообще говорить о семантическом значении их криков,— говорит Ольга Филатова.— Сопоставить поведение косаток с их звуками очень сложно — ведь они почти все время находятся под водой, и мы не видим, что они там делают, когда кричат.
На самом деле ученые до сих пор очень мало знают о языке этих морских гигантов. Несколько лет назад пытались отпугивать косаток с помощью их же криков опасности, записанных на магнитофон. Дело в том, что косатки создают большие проблемы рыболовному промыслу, воруя палтус. Эту рыбу ловят с помощью ярусов — длинных, в несколько километров рыболовных снастей, увешанных крючками. Палтус живет очень глубоко, поэтому косаткам проще стащить его с крючков. Но метод с криком, который хорошо зарекомендовал себя с грызунами и птицами, в данном случае не срабатывал.

Косатки особенно интересны ученым, потому что они, как и люди, учат язык, а не знают набор звуков с рождения, как другие животные. Если, например, кошка или собака никогда в жизни не увидит представителя своего рода, она все равно будет мяукать или лаять. А вот косатка, как и человек, учится говорить, взаимодействуя с окружающим миром. Поэтому китовый язык интересен как модель зарождения человеческой речи. Кроме того, семьи косаток весьма стабильны, так что диалект в них почти не меняется со временем и передается детям, внукам, правнукам.

Впрочем, морские гиганты — не единственный интересный объект для науки. Язык и коммуникация как таковая сегодня считаются наиболее сложной и перспективной областью изучения. При этом само понятие «язык животных» давно шире собственно звуковой системы, поэтому ученые изучают не только «язык» собак, обезьян или слонов, но и способы коммуникации гусениц, комаров, муравьев и иных существ, которые «говорят» не столько звуками, сколько жестами, телом и запахами. При изучении «языка» животных используют самые разные подходы. Самый очевидный — пытаться напрямую соотнести звуки, которые издает животное, с каким-либо значением. Ученые пытаются понять, есть ли у дельфинов или волков отдельные слова, а если есть, можно ли их сложить в фразы. Пока доказано, что у дельфинов есть свист, который означает их имя, этот звуковой автограф они придумывают себе в течение всей жизни и с удовольствием повторяют. У волков, по сути, тоже «расшифрован» один набор звуков, который означает «я остался один». Все остальные сложные последовательности звуков остаются пока для нас недоступными.

— Попытки прямой расшифровки сигналов хороши тем, что речь идет о естественных способах коммуникации,— рассказывает «Огоньку» заведующая кафедрой сравнительной психологии Новосибирского государственного университета и лабораторией поведенческой экологии сообществ Института систематики и экологии животных СО РАН, один из ведущих в мире специалистов в области исследования поведения и коммуникации животных профессор Жанна Резникова.— Однако, как и в задаче расшифровки незнакомого человеческого языка, мы не можем ничего сделать без «ключа», как это было, скажем, с египетскими иероглифами на известном Розеттском камне. То есть чтобы прочесть текст, нужно понимать значение хотя бы отдельных слов из этого текста, например при помощи языка, который мы знаем. В случае коммуникации животных таким «ключом» служат повторяющиеся ситуации, сопровождаемые одними и теми же хорошо различимыми сигналами. Например, мартышки-верветки издают совсем разные сигналы при появлении разных хищников — змеи, орла и леопарда. А самый сложный и до сих пор непревзойденный пример расшифровки коммуникации — это «язык танцев» медоносных пчел, открытый нобелевским лауреатом 1973 года Карлом фон Фришем. Сегодня ученые используют этот подход? чтобы беседовать… с насекомыми. Энтомологи, которые исследуют поведение жуков или муравьев, неплохо понимают и могут предсказать поведение насекомых на основе разных движений, поз и «жестов». Другое дело, что такого эмоционального контакта, как с собакой, нам не достичь, ведь с насекомыми мы живем в «разных измерениях».

С появлением технологий машинного обучения этот метод лег в основу целого ряда гаджетов и компьютерных программ для общения с животными.

Она может автоматически идентифицировать, обрабатывать и сортировать писк мышей и крыс. Сложность изучения мышиного в том, что животные общаются в основном в ультразвуковом диапазоне, который мы не слышим. Более того, их сложно вычленить даже благодаря специализированным микрофонам. Нейронная сеть блестяще справилась с этой задачей, и сейчас разработчики накапливают «библиотеку мышиной речи», чтобы затем создать алгоритм для общения с животными. Впрочем, в данном случае ученые хотят не просто поболтать с мышами, а узнать, как меняется их поведение, в том числе коммуникационное, во время различных исследований. Ведь, как известно, именно грызуны дают человечеству львиную долю открытий в биологии.

Еще более амбициозны заявления профессора университета в Северной Аризоне Кона Слободчикова, который в течение 30 лет изучал коммуникации луговых собачек и других животных, а теперь взялся за разработку переводчика для общения с собаками. Попытки сделать доступный переводчик для хозяев домашних питомцев уже были: в начале 2000-х были очень популярны японские переводчики Meowlingual и Bowlingual, но их эффективность и точность остались недоказанными. А умный ошейник Catterbox, судя по отзывам, вообще подбирает перевод бессистемно. В свою очередь, Кон Слободчиков утверждает, что создал библиотеку звуков собачьей «речи», с помощью которой может передать буквально любую информацию — от сообщения о присутствии поблизости другого хищника до сведений об одежде хозяина. Профессор уже объединил усилия с коллегами по компьютерным наукам, чтобы на основе накопленных данных создать инструмент машинного перевода. На этом уже специализируется некая компания Zoolingua: через несколько лет, обещают ее представители, достаточно будет навести смартфон на домашнего питомца, чтобы понять, что он нам говорит.

— Мы создаем устройства, которые помимо звуков голоса животного будут читать и язык его тела, а затем, используя технологию искусственного интеллекта и облачных вычислений, переводить всю эту речь на человеческий,— сказал профессор Слободчиков в одном из недавних интервью.— Сейчас в США каждый год подвергают эвтаназии от 2 до 3 млн собак, главным образом из-за того, что у них возникают проблемы с поведением. Но если собаки смогут своевременно поведать нам о своих потребностях, мы сможем избежать ненужной жестокости.

Впрочем, к заявлениям профессора Слободчикова и его оптимистов-единомышленников научное сообщество в целом относится сдержанно. Никто не отрицает, что в системе коммуникации некоторых видов животных есть сигналы для обозначения отдельных предметов и явлений. Но вот появление новых обозначений или объединение существующих в какую-то новую смысловую конструкцию у животных удается обнаружить очень редко. А это значит, что говорить о языке животных как системе символов мы все-таки не можем. Возможно, пока.

Наиболее продуктивным в непосредственном общении человека с животным сегодня считается другой метод, связанный с языком-посредником.

— Начало этой научной революции в наших взглядах на язык и интеллект животных было положено в 1960-е, когда человекообразных обезьян научили использовать жесты и графические символы для общения с человеком,— рассказывает профессор Жанна Резникова.— Сейчас уже и с собаками так общаются. Мы узнали чрезвычайно много о лингвистическом и интеллектуальном потенциале животных. Недостаток этого метода в том, что нам остаются неизвестными пределы возможностей их естественной коммуникации.

Речь идет о знаменитых работах биологов Алена и Беатрис Гаpднеp, которые обучили приматов американскому варианту жестового языка глухонемых. Многолетняя работа с обезьянами доказала, что эти животные способны использовать предложенный человеком язык-посредник на уровне примерно 4-летних детей, что является чрезвычайно высоким результатом.

Например, знаменитая горилла Коко (она умерла в прошлом году в возрасте 46 лет) таким образом освоила 1000 жестовых слов и могла сносно выражать свои мысли и даже использовать шутки и образы.

Например, указав на голубя, она говорила, что Коко — птица и тоже может летать. А потом добавляла, что пошутила, так как это весело. Как-то раз увидев, как ассистент промывал в тазике большую линзу, Коко прокомментировала: «Глаз пьет воду». Интересно, что Коко всегда причисляла себя к людям, как и первая шимпанзе, освоившая язык-посредник, Уошо, которая клала свою фотографию в стопочку с изображением людей, а остальных обезьян называла «грязными тварями».

— На языке-посреднике люди уже давно вступили в диалог с животными и выяснили захватывающе интересные подробности их представлений о мире, себе и нас,— говорит профессор Резникова.— Мы знаем, что шимпанзе и гориллы могут шутить и ругаться, скорбеть о потерях и предвидеть будущее, что серый попугай жако детально описывает свойства и характеристики предметов и делится эмоциями и что для фокстерьера лучше играть с хозяином, чем грызть кость, но приоритетно — гоняться за кошками. Что касается использования естественных сигналов животных, то уже древние охотники подманивали дичь, подражая ее звукам.

Совсем новый подход в изучении языка основан на теории информации. Его профессор Жанна Резникова предложила вместе с известным специалистом по теории информации и криптографии Борисом Рябко из Института вычислительных технологий СО РАН.
— Суть подхода в том, что мы не пытаемся расшифровать сигналы, а создаем ситуацию, в которой животные должны передать друг другу заранее заданное нами количество информации, измеряемое, как известно, в битах,— поясняет профессор Жанна Резникова.— Например, в сообщении о том, налево ли нужно повернуть или направо, заключен один бит информации. В наших экспериментах на муравьях создается ситуация, когда насекомые, чтобы привлечь своих сородичей к пище, должны передать сведения о последовательности поворотов на пути к цели. Число бинарных выборов на этом пути и будет соответствовать количеству информации в передаваемом сообщении: скажем, четыре развилки — это четыре бита. Если при этом измерить время, затраченное на передачу сообщения, можно оценить скорость передачи информации, а также такие важные характеристики коммуникации, как способность улавливать закономерности в передаваемом «тексте» и оптимизировать свои сообщения.

Разработанный метод ученые применили к самому умному виду муравьев — рыжим лесным муравьям. Всего у муравьев около 12 тысяч видов, самые «недалекие» из них общаются с помощью запахов, выкладывая путь к пище дорожкой из феромонов, а вот интеллектуалы способны сообщать о цели, удаленной в пространстве, используя, подобно медоносным пчелам, что-то вроде языка жестов.

— Общаться с пчелами датские ученые научились еще в 1990-е, создав пчелу-робота, которая программируется компьютером и, не покидая улья, сообщает пчелам на их же «языке танцев» координаты кормушки, находящейся на расстоянии до четырех километров,— говорит Жанна Резникова.— Можно представить себе и муравья-робота, только вот нам неизвестно, какие именно сигналы надо заставить его передавать, ведь «язык жестов» муравьев вряд ли будет расшифрован в ближайшее время.

Тем не менее ученые впервые в мире выявили в коммуникации муравьев черты сходства с языком человека. Прежде всего это прямая зависимость между длиной сообщения и количеством информации. Кроме того, количество потенциальных сообщений в «языке» муравьев оказалось весьма велико. Более того, ученые исследовали одну из важнейших характеристик «языка» животных и интеллекта его носителей, а именно: способность быстро подмечать закономерности и использовать их для кодирования, сжатия информации. Так, «умные» муравьи, как и люди, чтобы сообщить, где находится пища, будут «говорить» не «налево-направо-направо-налево-налево», а скажут «иди налево, и так 5 раз». Наконец, в отдельных сериях экспериментов было показано, что муравьи способны передавать информацию о количестве, и система их коммуникации пластична, а это один из основных критериев языка и интеллекта.

— Применение метода изучения языкового поведения, основанного на идеях и методах теории информации, открывает новые перспективы не только в исследовании поведения и эволюции социальных животных, но также в лингвистике и робототехнике,— говорит Жанна Резникова.— Некоторые принципы коммуникации, характерные для наших муравьев-разведчиков и групп фуражиров (муравьи, специализирующиеся на доставке добычи в семью.— «О»), могут использоваться для планирования координированных действий роботов.

Так сможем ли мы в итоге говорить с животными на равных? Здесь ученые однозначно говорят нет: для развития речи необходимо заранее представлять и различать свои действия, создавать и классифицировать мысленные представления о предметах, событиях и связях. Частично это животные делать могут, но членораздельная речь все-таки считается, по крайне мере на данный момент, отличительным даром человека как вида.

Правда, это совсем не означает, что мы не можем общаться с животными. Тем более что эксперименты показывают: чем больше мы разговариваем с нашими соседями по планете, тем более «человечные» черты у них проявляются. И тем лучше мы понимаем друг друга.

Источник: https://www.kommersant.ru/doc/4094756