В переводе на человеческий

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?

Валентина Пахомова, Елена Кудрявцева

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».

Косатки общаются свистом и криками, состоящими из слогов — устойчивых модуляций. Это около 10 разных звуков (их называют диалектами), которые свойственны представителям одной семьи.

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.

Дельфинье слово

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

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.

Как устроен язык касаток

— 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.

Искусственный интеллект анализирует записи и вылавливает из большого массива информации звуки, относящиеся к «речи» животного. Так в начале этого года биологи Вашингтонского университета создали «переводчик» с мышиного — программу DeepSqueak.

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.

Чего ждать человечеству от океанских глубин

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.

В переводе на обезьяний

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

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.

Шифры и насекомые

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.

Как любовь к домашним животным стала эволюционным преимуществом

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.