Czego uczą nas małpy uczone języka?

Niewiele jest w nauce sporów o tak długiej historii i tak burzliwym przebiegu, jak ten, na czym polega językowa komunikacja i czym właściwie są słowa. Śladów tego sporu można by szukać u starożytnych Greków, ale najciekawsze pomysły narodziły się dopiero w kilkunastu ostatnich dekadach. Od połowy wieku XX przez wiele lat dyskusję na ten temat zdominowali zwolennicy Noama Chomsky’ego, który uznał, że język opiera się na systemie reguł formalnych, dokładnie określających wszystkie możliwe sposoby użycia poszczególnych słów. Koncepcja Chomsky’ego, z punktu widzenia nauk formalnych imponująca, ma jedną zasadniczą wadę – nie przemawiają za nią argumenty biologiczne.

Chomsky przyjął całkowicie ad hoc, że te reguły (nazywane Gramatyką Uniwersalną, w skrócie UG) są zakodowane w mózgach ludzkich, w postaci biologicznego Modułu Akwizycji Języka (Language Acquisition Device, LAD). Właśnie obecność tego modułu ma tłumaczyć fakt, że dzieci bez wysiłku uczą się dowolnego języka ojczystego – słuchając dorosłych, automatycznie „dostrajają” parametry UG do reguł właściwych dla języka społeczności, w której się wychowują. W późniejszych latach Chomsky wielokrotnie zmieniał zdanie co do tego, które elementy języka tworzą UG, ale on sam i jego zwolennicy nigdy nie przestali wierzyć, że tylko taka siatka pojęciowa pozwala wyjaśnić fenomen języka.

Zanim teoria Chomsky’ego zaczęła tracić zwolenników – przede wszystkim za sprawą Georga Lakoffa i programu językoznawstwa kognitywnego – wywarła olbrzymi wpływ na kierunek wielu badań. Między innymi tych, których celem była odpowiedź na pytanie, czy zwierzęta (zwłaszcza naczelne) posługują się językiem w środowisku naturalnym i czy są w stanie nauczyć się języka zaprojektowanego przez człowieka.

Teorie czy fakty

W czasach, gdy Chomsky popularyzował swoje poglądy, przedpole do prowadzenia eksperymentów z uczeniem zwierząt języka było już oczyszczone. Wprawdzie Jane Goodall dopiero rozpoczynała swoje słynne obserwacje w Gombe i nikt nie zdawał sobie sprawy, jak złożone życie społeczne wiodą w naturalnym środowisku szympansy, a przede wszystkim jak bogaty jest ich system komunikacji, to jednak pierwsze próby nauczenia małp mówienia po angielsku były już przeprowadzone. Oczywiście bez powodzenia. Brak postępów małp w nauce mówienia po angielsku tłumaczono anatomicznymi różnicami w budowie krtani ludzi i szympansów (obecnie wiemy, że rola tych różnic była przeceniana). I skoro nie wyszło z mową, spróbowano uczyć małp Amerykańskiego Języka Migowego (American Sign Language, ASL).

Bohaterem najgłośniejszego eksperymentu w tym nurcie, prowadzonego w latach 70., był Nim Chimpsky, szympans, którego imię w oczywisty sposób nawiązywało do Chomsky’ego. Edukacją Nima kierował Herbert Tarrace, wielki zwolennik teorii Chomsky’ego. Po sześciu latach badań, mimo początkowego optymizmu, Tarrace ogłosił, że cały projekt zakończył się fiaskiem. Nie dlatego, że Nim nie nauczył się żadnych gestów ASL – w istocie opanował ich ponad 120. Nim posługiwał się jednak głównie jednoelementowymi wypowiedziami, a jego „rekordem” było stwierdzenie: „give orange me give eat orange me eat orange give me eat orange give me you”. Przeprowadzający eksperyment naukowcy nie dopatrzyli się jednak w wypowiedziach Nima żadnych struktur gramatycznych. Wyciągnęli wniosek, że szympans pozbawiony jest LAD – i nigdy nie nauczy się języka. Na podstawie wyników tych badań wpływowy lingwista Thomas Sebeok ogłosił, że wszelkie doniesienia o posługujących się językiem zwierzętach są efektem „nieświadomej stronniczości, samooszukiwania się, magicznych sztuczek i przedstawień cyrkowych”. Niektórym badaczom zarzucił wręcz celowe oszustwa i defraudacje pozyskiwanych grantów. W jaki sposób Sebeok uzasadniał swoją skrajną opinię? Zapytany, jakie fakty przekonałyby go do tego, że małpy potrafią nauczyć się czegoś zbliżonego do ludzkiego języka, odparł: „Nie fakty mnie przekonują, a teorie”.

Najbardziej przekonująco w tamtym czasie wyglądała teoria autorstwa Noama Chomsky’ego, z której wynikało, że do posługiwania się językiem potrzebna jest wrodzona gramatyka, a tej Nimowi ewidentnie brakowało. Nowe fakty pokazały jednak, że to z teorią Chomsky’ego – a nie z małpami – jest coś nie tak.

Magia leksygramów

Z początkiem lat 70. na Uniwersytecie Emory’ego w Atlancie wystartował projekt LANA (od LANguage Analogue), opierający się na nowej formie symboli. Kierował nim psycholog porównawczy Duane Rumbaugh.

W LANA zamiast gestów ASL zaczęto stosować abstrakcyjne obrazki – leksygramy, będące (podobnie jak gesty) odpowiednikami całych słów (patrz aplikacja „Jak rozmawiać z małpami”, s. 96). Słownik leksygramów zawiera symbole będące nazwami czynności, obiektów, zwłaszcza żywności, prostych własności (np. duży, mały, zielony, ale również zły i dobry), relacji przestrzennych i czasowych czy nazw własnych (imion małp i opiekunów, miejsc). Język leksygramów – Yerkish, nazwany tak na cześć Roberta Yerkesa, pioniera prymatologii – posiada pewne reguły gramatyczne: inne kolory symboli odpowiadają czasownikom, inne rzeczownikom, jeszcze inne przymiotnikom. Gramatyczność Yerkish to oczywisty wpływ teorii Chomsky’ego, ale prawdopodobnie nie ma ona większego znaczenia praktycznego lub filozoficznego – małpy mogą inaczej niż ludzie przetwarzać znaczenia leksygramów (w pewnych przypadkach mogą na przykład widzieć czynności tam, gdzie ludzie widzą rzeczy, i vice versa). Pierwszą małpą, którą uczono Yerkish, była szympansica Lana. Nauczyła się korzystać z leksygramów do wykonywania poleceń i osiągania własnych celów, jednak jej umiejętności bardziej przypominały używanie zaklęć niż językową komunikację. Potrafiła na przykład wybrać sekwencję znaków [PLEASE – MACHINE – GIVE – M&M’S – PERIOD] – która oznaczała „Proszę Maszyno, daj M&M’S – kropka (koniec zdania)”, co skutkowało tym, że specjalnie zaprogramowany komputer nagradzał Lanę cukierkiem M&M’S. Wszystkie poprawne (wywołujące jakiś efekt) sekwencje miały specjalną „gramatyczną” konstrukcję – np. leksygram [PLEASE] pełnił funkcję początku zdania, a [PERIOD] – końca. Po jakimś czasie, gdy do tablicy dodawane były kolejne leksygramy, Lana nauczyła się łączyć różne sekwencje dla osiągania nowych celów. Jednak ludzie inaczej wykorzystują symbole językowe – raczej odnosimy je do stanów mentalnych drugiego człowieka, nie staramy się nimi wywoływać efektów fizycznych (częściej po prostu rozmawiamy, niż rzucamy zaklęcia). To z tego powodu trudno uznać, że Lana nauczyła się języka. Raczej po prostu osiągnęła biegłość w wywieraniu zmian stanu fizycznego (manipulowaniu komputerem – „rzucaniu zaklęć”). Rumbaugh wprawdzie wspomina o kilku rozmowach pomiędzy Laną a badaczami, w jednej z nich szympansica rzekomo miała celowo odmówić wykonania polecenia (użycia kodu, który sprawia, że otwarte zostaje okno), ale równie dobrze mogła po prostu nie zrozumieć opiekunów.

Mimo wszystko Lana zdobyła pewne zdolności składające się na językową komunikację. Bez specjalnego treningu zaczęła używać „parafraz” do proszenia o przedmioty, którym nie został jeszcze przypisany pojedynczy leksygram. I tak dla kreatywnej szympansicy ogórek stawał się „bananem, który jest zielony” [BANAN – KTÓRY-JEST – ZIELONY], a pomarańcza – „piłką, która jest pomarańczowa” [PIŁKA – KTÓRY-JEST – POMARAŃCZOWY]. Co więcej – spontanicznie zaczęła używać leksygramu [TO] w odniesieniu do obiektów, których nazw jeszcze nie poznała.

Jak prosić o jedzenie

W 1975 roku do projektu Duane’a Rumbaugha dołączyła jego późniejsza żona, Sue Savage-Rumbaugh. Od początku nieufnie podchodziła do wyników i wniosków uzyskiwanych przez członków zespołu. Uważała, że będący pod wpływem teorii Chomsky’ego naukowcy niepotrzebnie wymagają od małp posługiwania się całymi zdaniami, w których miałyby się odbijać wrodzone reguły gramatyczne. Zdaniem Sue istotą komunikacji jest coś innego: „zdolność do przekazania innej jednostce czegoś, czego on lub ona jeszcze nie wiedziała”. A do tego wystarczają nawet pojedyncze słowa, jeżeli oczywiście padną w odpowiednim kontekście.

Uważając, że Duane Rumbaugh zbyt łatwo uznał, że jego małpy posługują się językiem, Sue Savage-Rumbaugh postawiła następujące pytanie: co to znaczy, że małpa potrafi wskazać odpowiedni leksygram, jeżeli zobaczy jakiś obiekt X? Teoretycznie może to być: 1) proszenie o X, 2) nazywanie go, 3) komentowanie faktu, że X znajduje się w danym miejscu. Inny problem dotyczy rozumienia: 4) czy małpa zdaje sobie sprawę z tego, w którym z tych celów ktoś inny posługuje się odpowiednim leksygramem? I uznała, że musi nauczyć swoje szympansy wszystkich tych czterech aspektów komunikacji, by można było stwierdzić, że posługują się one leksygramami, tak jak ludzie słowami.

Dr. Savage-Rumbaugh rozpoczęła pracę z dwoma kolejnymi szympansami: Shermanem (dwuipółletnim samcem) i Austinem (półtorarocznym samcem). Małpy podczas nauki korzystały z elektronicznych tablic, na których wyświetlane były leksygramy. Symbole przy każdym uruchomieniu urządzenia zmieniały położenie, by małpy po prostu nie uwarunkowały się na naciskanie odpowiedniego miejsca na tablicy. Początkowo Shermana i Austina uczono wybierania odpowiedniego leksygramu po pokazaniu im jakiegoś jadalnego obiektu, którym były nagradzane za poprawną odpowiedź. Na tym etapie nie można jeszcze rozstrzygnąć, czego właściwie uczy taka procedura. Później sytuacja uległa zmianie: małpy nadal miały wybierać odpowiedni leksygram po zaprezentowaniu im jakiegoś jadalnego przedmiotu, ale tym razem w nagrodę za poprawną odpowiedź otrzymywały coś innego (przedmioty, które miały nazywać, były plastikowymi atrapami, by małpy zrozumiały, że to nie dla nich rozwiązują wymagające zadania). Oba szympansy początkowo były mocno skonfundowane zmianą, ale ostatecznie pogodziły się z nią. Eksperyment przeprowadzono z trzema różnymi przedmiotami – słodkim ziemniakiem, bananem i cukierkiem M&M’S. Po krótkim szkoleniu małpy dokonały generalizacji poznanej procedury na wszystkie pozostałe znane im symbole. W efekcie Sherman i Austin nauczyły się prosić o konkretne jedzenie, kiedy tylko miały na to ochotę, oraz poprawnie nazywać przedmioty prezentowane im na obrazkach – zarówno spontanicznie, jak i na prośbę zespołu badaczy.

Zobacz również: Łukasz Kwiatek, Czego uczą nas małpy uczone języka - wykład z cyklu "Granice Nauki"

Małpie konwersacje

Większym wyzwaniem było nakierowanie małp na to, co oznacza użycie przez kogoś innego danego leksygramu (rozumienie języka). Pierwsze testy sprawdzające tę zdolność wypadły katastrofalnie – ani Sherman, ani Austin w ogóle nie były zainteresowane tym, co pokazywał ktoś inny. Należało zatem stworzyć takie warunki, w których „słuchanie” staje się istotne.

W przykładowym eksperymencie jeden z szympansów obserwował schowanie jakiegoś przysmaku w jednym z kilku metalowych pojemników, z których każdy mógł być otwarty wyłącznie przy pomocy określonego narzędzia – m.in. klucza, klucza francuskiego, dźwigni czy magnesu. Szympans, który wiedział, gdzie ukryte zostało jedzenie, nie miał dostępu do narzędzi – w przeciwieństwie do drugiego szympansa, który z kolei nie posiadał wiedzy o ukrytym jedzeniu. Pierwszy szympans musiał zatem poprosić drugiego – za pomocą leksygramów – o odpowiednie narzędzie. Jeżeli udało im się porozumieć, pojemnik mógł zostać otwarty i zwierzęta dzieliły nagrodę. Jeżeli drugi szympans podawał nieodpowiednie narzędzie, pierwszy próbował go poprawić za pomocą leksygramów, gestów i wokalizacji. Kto wie, czy takimi eksperymentami Savage-Rumbaugh nie zrekonstruowała warunków, w jakich język wyewoluował u ludzi – jako narzędzie do komunikacji, niezbędne przy realizacji wspólnych celów.

Bardzo pouczające są błędy, jakie Sherman i Austin popełniały w proszeniu o narzędzia – Austin najczęściej mylił leksygramy oznaczające klucz francuski ze zwykłym kluczem, a Sherman klucz ze strzykawką. Pomyłki z całą pewnością nie były wynikiem podobieństwa poszczególnych leksygramów. Jak zauważa Savage-Rumbaugh: „Wydaje się, że szympansy organizują własne doświadczenia z narzędziami pod względem ich funkcji. Innymi słowy dla Austina czynność przekręcania, czy to kluczem, czy kluczem francuskim, była najważniejsza, podczas gdy dla Shermana nadrzędną była czynność wtykania – czy to klucza, czy strzykawki. To było tak, jakby szympansy używały symboli jako czasowników, a nie rzeczowników, jak planowaliśmy”. Sugeruje to, że małpy mogą inaczej niż ludzie postrzegać pewne symbole, niekoniecznie jako nazwy klas obiektów (rzeczowniki), a raczej klas akcji (czasowniki).

Kanzi – szympans geniusz

Przełom nadszedł na początku lat 80., gdy zwolennicy teorii Chomsky’ego ciągle byli w ofensywie. Dokonał go Kanzi, półtoraroczny szympans bonobo. Zwierzę właśnie miało rozpocząć naukę Yerkish. Zdumieni naukowcy zauważyli jednak, że Kanzi już zna wiele leksygramów. Niemal od narodzin przebywał on w laboratorium, czas spędzał na zabawach w pomieszczeniach, w których inne szympansy uczestniczyły w językowych eksperymentach. W efekcie Kanzi języka nauczył się zupełnie spontanicznie, podobnie jak dzieci – dzięki przysłuchiwaniu się (i podglądaniu) niemal od urodzenia komunikujących się dorosłych. Po latach dalszej edukacji Kanzi poznał setki różnych leksygramów, rozumie również wiele wypowiedzi mówionego języka angielskiego (naukowcy formułują wypowiedzi zarówno za pomocą leksygramów, jak i słów). Ze skutecznością przewyższającą typowe dwuipółroczne dziecko Kanzi wykonuje usłyszane polecenia typu: wykonaj czynności A z obiektem B w miejscu C (włóż butelkę do lodówki, wynieś telewizor na zewnątrz itd.). Świetnie radzi sobie również z pozajęzykowymi zadaniami – gra w proste gry komputerowe (np. Pac-Mana), rozpoznaje siebie nie tylko w lustrze, ale i na ekranie telewizora, używa skomplikowanych narzędzi, np. zapalniczki. Przejawia pewne cechy teorii umysłu (zdaje się rozumieć, że ludzie mają pragnienia, emocje, intencje, dostęp do określonej wiedzy), choć trudno rozstrzygnąć, czy potrafi snuć refleksje na temat własnego umysłu (innymi słowy – czy ma samoświadomość).

Od symboli do gramatyki

Istnieją znaczne różnice pomiędzy używaniem Yerkish przez małpy, w tym przez Kanziego, a ludzką komunikacją językową. Już kilkuletnie dzieci posługują się językiem na więcej sposobów niż dorosłe małpy – np. zadają pytania i snują różne opowieści. Rozumieją różnice w znaczeniu powodowane gramatyką – wiedzą np., że „Małpa je banana” i „Banan je małpę” to zdania o zupełnie innym znaczeniu. Dorośli ludzie operują ponadto pojęciami abstrakcyjnymi i metaforami.

Szympansy uczone Yerkish takiego stopnia komunikacji nie osiągnęły, być może są do tego wszystkiego biologicznie niezdolne. Ale raczej nie dlatego, że brakuje im poszukiwanego przez zwolenników Chomsky’ego LAD. Choć z Kanzim nie porozmawia się o polityce czy sporcie, można zapytać go, jak chciałby spędzić czas albo opowiedzieć mu, co robią w drugim pokoju inne małpy, a on będzie w stanie wykorzystać tę wiedzę.

Wyniki doświadczeń z językiem Yerkish potwierdzają, że komunikacja możliwa jest nawet za pomocą prostych symboli (pojedynczych słów czy gestów), jeżeli tylko ktoś ma pewną wiedzę o stanach mentalnych rozmówcy (potrafi „wyobrazić sobie”, o czym myśli rozmówca). Najwidoczniej ewolucja wyposażyła małpy w mózgi zdolne do pewnego rodzaju takich operacji. Prawdopodobnie dzięki nieco bardziej „elastycznym” mózgom nasi przodkowie, wychodząc od prostego systemu komunikacji, „wynaleźli” gramatykę, która zwiększa precyzję wypowiedzi, i rozbudowali swój słownik również o pojęcia abstrakcyjne – takie jak: język, symbol, wiedza czy wyobraźnia.