пулярных книгах, в том числе у Роберта Сапольски в “Биологии добра и зла” (Сапольски, 2019).
Успешное использование компьютерных турниров в изучении дилеммы заключенного вдохновило Лаланда и его коллег организовать аналогичный турнир для выяснения вопроса о том, как выгоднее учиться новым способам поведения. В этом турнире компьютерные программы соревновались, какая из них сумеет лучше приспособиться к стабильной или переменчивой среде, подстраивая свое поведение под текущую обстановку (Rendell et al., 2010). Текущая обстановка (состояние окружающей среды) задавалась неким числом из заранее предопределенного набора (например, можно предусмотреть 100 возможных состояний среды). Переменчивость условий определялась тем, насколько часто это число сменялось другим числом из того же набора (например, в среднем раз в 10 или 100 лет). Соревнующиеся игроки (компьютерные программы) могли выбирать тот или иной способ поведения, который тоже задавался в виде числа из заранее установленного набора (например, можно предусмотреть 50 возможных способов поведения). При этом для каждого способа поведения было заранее задано, насколько он выгоден при каждом из возможных состояний среды. Выгодность поведения выражалась в количестве ресурсов, получаемых игроком.
Чтобы выбирать оптимальное поведение, подстраивая его под меняющуюся среду, каждый игрок во время каждого хода мог использовать либо метод проб и ошибок (то есть попробовать какой-нибудь способ поведения наугад, чтобы выяснить, насколько он выгоден), либо социальное обучение – подсмотреть, как ведет себя другой игрок. При этом подсматривающий ничего не узнавал о том, насколько выгодно это поведение для другого игрока. Подсмотренное или апробированное в эксперименте поведение можно было в дальнейшем (начиная со следующего хода) использовать для получения ресурсов из среды. Выигрывала, естественно, та стратегия, которая позволяла добыть больше всего ресурсов.
Условия среды в ходе игры могли в любой момент измениться (с какой-то заданной вероятностью, которую можно было менять от игры к игре). При смене условий менялась и степень выгодности разных вариантов поведения. Предсказать, как именно и в какой момент изменится обстановка, игроки не могли, хотя у них была возможность на основе своего “жизненного опыта” прикинуть, как часто в среднем происходят изменения.
Оба способа обучения (запоминание чужого поведения и “инновация”, то есть метод проб и ошибок) были дорогостоящими: нужно было потратить ход, чтобы осуществить акт обучения любым из двух способов. В первом случае игрок узнавал лишь, что какой-то другой игрок X использует поведение Y, но не получал никакой дополнительной информации о выгодности поведения Y. Во втором случае игрок получал на основе собственного опыта точную информацию о выгодности определенного поведения (Z) в текущих условиях. Каждый раз игрок должен был решать, на что ему потратить свой ход: на обучение одним из двух способов или на то, чтобы применить выбранный способ поведения для получения ресурсов из среды.
Ученые ожидали, что самыми выигрышными окажутся стратегии, при которых для обучения будут со сравнимой частотой использоваться оба подхода, то есть социальное обучение (копирование) и асоциальное обучение (инновация). Например, можно было предположить, что если условия среды меняются часто, то более выигрышными окажутся стратегии, предпочитающие инновацию, а если редко, то выгоднее будет больше полагаться на копирование.
Результаты турнира удивили исследователей. Оказалось, что в широком диапазоне входных параметров (в том числе при разной степени переменчивости условий среды) в долгосрочной перспективе уверенно побеждают стратегии, полагающиеся в обучении почти исключительно на копирование чужих действий. По сумме преимуществ и недостатков инновации оказались плохой идеей по сравнению с копированием[52].
Задним числом, конечно, можно сказать, что результат этот очевидный и ожидаемый. Ведь все игроки постоянно пытаются оптимизировать свое поведение. Если отдача от привычного, то есть с успехом применявшегося в прошлом, поведения вдруг уменьшилась, то это, скорее всего, означает, что поведение пора менять. Любая сколько-нибудь конкурентоспособная стратегия должна реже менять поведение, если дела идут хорошо, и чаще – если плохо. Если все игроки меняют свое поведение, когда оно дает низкую отдачу, то сам факт того, что кто-то из ваших соседей ведет себя так, а не иначе, кое о чем говорит. А именно о том, что в текущих условиях с большой вероятностью данное поведение является выигрышным. Конечно, вам может не повезти. Вы можете подглядеть поведение неудачника, который даже не доживет до следующего хода. Но вероятность этого все же меньше, чем шанс наткнуться на негодный вариант поведения, действуя методом проб и ошибок. Логика здесь примерно такая же, как при сравнении случайного мутирования с горизонтальным переносом генов. Внося случайную мутацию в один из своих генов, вы сильно рискуете – ведь новую мутацию еще никто не проверял на совместимость с жизнью. Если же вы заимствуете чужой ген и аккуратно заменяете им свой собственный, похожий, то рискуете меньше, потому что чужой ген все-таки принадлежал какому-то живому существу, чьи предки успешно прошли через фильтр естественного отбора.
Хорошие способности к социальному обучению могут привести к появлению в популяции культурных традиций – способов поведения, устойчиво передающихся от одних особей к другим и сохраняющихся в ряду поколений. Как уже говорилось, многие специалисты допускают, что социальное обучение и постепенно развивающаяся культура сыграли ключевую роль в антропогенезе. Мы постараемся развить эту важную мысль. Но сначала познакомимся с некоторыми новыми фактами, касающимися социального обучения и культурных традиций у животных.
Социальное обучение черепах и культурные традиции синиц
Очевидная тенденция последних десятилетий состоит в том, что круг животных, у которых задокументировано социальное обучение, непрерывно расширяется. Социальное обучение наблюдали у многих млекопитающих, птиц, рыб и даже насекомых. Обычно оно обнаруживается у животных, ведущих общественный образ жизни или как минимум практикующих активные контакты между родителями и детенышами, в ходе которых могут передаваться полезные знания (илл. XXII на цветной вклейке). До какого-то момента этологи полагали, что способность к социальному обучению развивалась в различных ветвях эволюционного дерева животных исключительно как адаптация к социальной жизни. С другой стороны, способность учиться у других может оказаться еще древнее, если исходно она развивалась не как специальная адаптация общественных животных, а как удобный и довольно-таки универсальный способ оптимизации собственного поведения, эффективный вне зависимости от того, какой образ жизни – общественный или одиночный – ведет животное. Например, в компьютерном турнире, о котором мы говорили в разделе выше, соревнующиеся алгоритмы не изображали из себя социальных животных. Скорее они вели себя как одиночки. При этом копировать чужое поведение им было все равно очень выгодно.
На птицах и млекопитающих идею о досоциальных корнях социального обучения проверить трудно, поскольку и птицы, и млекопитающие заботятся о своем потомстве, то есть живут группами хотя бы в период выращивания детенышей. Даже если группа состоит только из матери и ее отпрыска, все равно это некий коллектив, жизнь в котором может способствовать развитию специфических адаптаций, в том числе склонности учиться у других.
Чтобы выяснить, действительно ли социальное обучение неразрывно связано с социальностью, необходимы эксперименты с животными, у которых контакты с сородичами сведены к минимуму. Этому условию вполне удовлетворяют сухопутные угольные черепахи, Geochelone carbonaria, обитающие в Центральной и Южной Америке. Они не только ведут одиночный образ жизни, но и о потомстве не заботятся: самка откладывает яйца в ямку в земле и бросает их на произвол судьбы, а детеныши потом сами выкапываются и расползаются в разные стороны.
В 2010 году этологи из Венского университета экспериментально показали, что угольные черепахи способны извлекать полезную информацию из наблюдений за сородичами (Wilkinson et al., 2010). В опытах использовали восемь черепах, которых разделили на две равные группы – “наблюдатели” и “контроль”. Эксперименты проводились в комнате, посередине которой была установлена прозрачная загородка в виде буквы V. В углу, образованном двумя стенками загородки, помещалось лакомство. Чтобы до него добраться, черепаха должна была обойти одну из стенок, причем для этого требовалось какое-то время двигаться прочь от приманки.
Задача оказалась непосильной для необученных (контрольных) черепах. Они видели угощение, подходили к углу загородки, но что делать дальше – не знали. Понять, что нужно сначала уйти от лакомства, чтобы потом до него добраться, бедные рептилии не смогли. Каждой из четырех контрольных черепах было предоставлено по 12 попыток, и все они оказались безуспешными.
Затем одну из контрольных черепах научили решать задачу, воспользовавшись стандартным учительским приемом: начали с упрощенного варианта, а потом постепенно усложняли задание. После 30 уроков черепаха уверенно справлялась с этим нелегким делом, причем обходила она загородку всегда справа – так ее научили.
Когда “демонстратор” был обучен, начались опыты с четырьмя оставшимися черепахами – “наблюдателями”. Наблюдателя сажали в небольшую клетку, откуда он видел, как демонстратор добирается до угощения. Затем демонстратора убирали из комнаты, за загородкой ставили новую порцию пищи, а наблюдателя выпускали из клетки (рис. 11.1).
Рис. 11.1. Схема эксперимента по выявлению способностей к социальному обучению у черепах.
Каждому наблюдателю, как и контрольным черепахам, было предоставлено по 12 попыток. Из четырех наблюдателей один справился с заданием все 12 раз, второй – 11 раз, третий – 3 раза, четвертый – 2 раза. В общей сложности, таким образом, было зарегистрировано 28 успешных попыток из 48. В контрольной группе, как мы помним, все 48 попыток были неудачными. Это статистически значимое различие, которое свидетельствует о том, что черепахи действительно сумели извлечь полезное знание из наблюдений за сородичем.