Навыки геометрического мышления у обезьян сопоставимы с навыками дошкольников

Фото из открытых источников

Способность распознавать геометрически идентичные формы, даже при их вращении, часто оказывается полезной для людей, но, как оказалось, мы не единственные животные, способные на это. Когда речь заходит о понимании геометрии, отсутствие формального образования может быть одним из немногих факторов, сдерживающих развитие наших родственников-приматов.

Ученые из Университета Карнеги-Меллона возглавили группу исследователей, чтобы выяснить, насколько наше понимание форм отличается от понимания форм у других приматов. Результаты исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Полученные результаты основаны на экспериментах с участием восьми взрослых обезьян – четырех макак-резусов (Macaca mulatta) и четырех оливковых бабуинов (Papio anubis), 55 детей дошкольного возраста (3-6 лет) из США и 77 взрослых добровольцев из числа коренного населения Цимэйн, имеющих минимальное формальное образование.

Они также использовали подмножество данных из предыдущего исследования, включавшего бабуинов, французских дошкольников и первоклассников, а также взрослых французов и коренных жителей племени химба, и анализировали его параллельно.

«Изучая взрослых, получивших неформальное образование в области геометрии, наряду со взрослыми, которые формализовали геометрическое образование (как в США), а также детей и обезьян, мы могли бы выяснить, какие аспекты геометрического мышления возникают естественным образом, а какие укрепляются именно благодаря образованию», — сказала нейробиолог-исследователь Джессика Кантлон.

Возможно, обезьяны не обладают таким же символическим пониманием геометрических фигур, как мы, но их способность распознавать повернутые треугольники, прямоугольники, трапеции и другие фигуры в ряд практически не уступает человеческому разуму.

Участникам всех возрастов и видов было предложено выполнить задание на сопоставление с помощью сенсорного экрана. Цель заключалась в том, чтобы найти среди множества геометрических фигур пары фигур с одинаковой геометрией (например, два прямоугольных треугольника), которые можно было бы немного по-разному повернуть или масштабировать до разных размеров.

Участникам практически не давали инструкций относительно задания, и им было предложено «разобраться в нем» методом проб и ошибок. Правильные ответы сопровождались приятным звуком «бинг», после чего приматы и дети получали награду. В случае с обезьяной это была хлопья для завтрака; для детей — наклейка.

«Самый удивительный вывод заключается в том, что маленькие дети, еще не получившие формального математического образования, испытывают трудности с этой задачей так же, как и обезьяны», — сказал соавтор исследования Цзялинь Ли. «Мы обнаружили, что степень совпадения между детьми и обезьянами почти такая же, как между детьми и взрослыми».

Для успешного решения такой задачи требуется абстрактное понимание геометрических особенностей, которое когда-то считалось уникальным для человека, — но теперь это уже не так.

«Когда мы с вами смотрим на эти фигуры, совпадения кажутся очевидными, но маленьким детям и обезьянам приходится серьезно задумываться о геометрических свойствах, потому что совпадающие фигуры имеют разные размеры и ориентации», — поясняет Кантлон. «Результаты показывают, что абстрактное мышление — это не способность по принципу «всё или ничего», внезапно появившаяся у людей. Вместо этого, некоторые когнитивные основы математического мышления, по-видимому, являются общими для всех приматов, а человеческое образование и культура строятся на основе этих древних биологических способностей».

Для взрослых людей эта задача оказалась намного проще, вероятно, из-за их способности в большей степени опираться на символические особенности каждой фигуры, такие как симметрия, длина сторон, параллельность сторон и степень углов.

Действительно, анализ данных показал, что дети и обезьяны, как правило, больше полагались на интуитивную обработку информации, в то время как взрослые в большей степени опирались на символический подход, бессознательно абстрагируя основные геометрические правила, определяющие сходные формы.

Это позволяет предположить, пишут авторы, что более активное использование символических представлений усваивается, возможно, в процессе формального образования, а не является врожденным качеством человеческого интеллекта.

Возможно, учёным придётся начать записывать обезьян на уроки геометрии, чтобы раскрыть их истинный потенциал.

«Наше исследование показывает, что формальное образование укрепляет символическое геометрическое представление, но у людей уже существуют абстрактные геометрические интуиции — интуиции относительно метрических свойств и углов, — которые присущи и другим приматам», — говорит Кантлон. «Вместо того чтобы создавать математическое мышление с нуля, школьное образование может совершенствовать и расширять древние когнитивные способности, которые эволюция формировала на протяжении миллионов лет».