Обезьяны мыслят геометрически почти как люди: учёные нашли «нить преемственности» в абстрактном мышлении приматов

Обезьяны используют те же базовые ментальные стратегии, что и люди, чтобы воспринимать абстрактные отношения между формами. Это открытие бросает вызов представлению о том, что человечество пересекло резкую эволюционную границу, когда научилось распознавать такие геометрические свойства, как симметрия, параллельные линии и прямые углы.

«Хотя люди действительно придумывают геометрические описания более абстрактные, чем те, на которые способны животные, всё же существует некоторое совпадение, определённое сходство в типах геометрических интуиций, которые вы наблюдаете у людей и у приматов, — рассказала Live Science соавтор исследования Джессика Кэнтлон, профессор возрастной нейробиологии и психологии Университета Карнеги-Меллона. — Таким образом, существует нить преемственности, проходящая через геометрическое мышление человека и животных».

Взлом геометрического кода без слов

Исследование, опубликованное 20 июля в журнале PNAS, добавляет аргументов в многолетний научный спор о том, обладают ли люди совершенно уникальными формами абстрактного мышления или же у нас — лишь необычайно изощрённые версии способностей, встречающихся повсюду в животном царстве. «Десятилетиями когнитивисты искали тот самый «особый ингредиент», который отличает человеческий интеллект от интеллекта других животных, — отметила в письме Live Science Элизабет Брэннон, профессор психологии Пенсильванского университета, не участвовавшая в исследовании. — Эта работа предоставляет убедительные доказательства того, что, по крайней мере в том, что касается геометрического мышления, разница между людьми и другими приматами скорее количественная, чем качественная». Иными словами, павианы и макаки не лишены способности рассуждать о геометрии — они просто не так искусны в этом, как люди, а значит, человек не выработал какой-то абсолютно новый, уникальный навык понимания форм.

Исследователи протестировали восемь взрослых обезьян: четырёх макак-резусов и четырёх оливковых павианов. Павианы участвовали через Primate Portal — систему с сенсорным экраном, установленную в зоопарке Сенека-Парк в Рочестере, штат Нью-Йорк. Один павиан по кличке Каламата проявил особенное рвение: он ежедневно приходил к экрану, сидел и работал по два-три часа подряд, выполняя тысячи попыток. Затем результаты животных сравнили с показателями 58 американских дошкольников в возрасте от трёх до шести лет и 79 взрослых из народа цимане — коренного сообщества фермеров-собирателей в Боливии, члены которого практически не получали формального образования. В параллельном эксперименте с вращающимися фигурами участвовал также 21 взрослый американец.

Время на размышление и «бонк» за ошибку

Во всех группах участники играли в игру «подбери пару к образцу». Сначала они видели фигуру-образец, например квадрат, затем касались её, чтобы подтвердить внимание, после чего слева и справа появлялись две фигуры на выбор, из которых нужно было указать совпадающую с образцом. Чтобы участники не решали задачу простым сравнением размеров или количества пикселей, варианты ответа делали вдвое меньше образца. В другой версии теста фигуры-кандидаты поворачивали, заставляя испытуемых опознавать базовую форму независимо от ориентации.

Правильные ответы приносили обезьянам фруктовые злаковые гранулы, дошкольники получали наклейки для последующего обмена на призы, а взрослым давали словесную обратную связь. Неверный ответ сопровождался звуком «бонк» и короткой паузой в игре. Взрослые, несмотря на ограниченное образование, справлялись с заданием легко, но обезьянам и детям приходилось изрядно думать над выбором. «Мы часто полагаем, что задача на сопоставление будет сверхлёгкой для людей, — пояснила первый автор исследования Цзялинь Ли, докторант Карнеги-Меллона. — Но на самом деле маленьким детям было трудно различать фигуры, что делало их более похожими на обезьян». В конечном счёте и дети, и обезьяны находили соответствия, но только после долгого обдумывания.

Символы без правил: что показала компьютерная модель

Учёные построили несколько компьютерных моделей, чтобы понять, какие визуальные свойства лучше всего предсказывают решения участников. Одна модель фиксировала простые детали — края и линии, другая представляла более сложную информацию об общей форме объекта, а третья кодировала дискретные геометрические свойства, такие как равные стороны, равные углы, симметрия и параллельность. Этот подход исследователи назвали «символическим», однако само слово не означает, что обезьяны мысленно применяли правила вроде «у квадрата четыре равные стороны». Значительная часть кажущегося символического эффекта объяснялась способностью узнавать фигуру независимо от её ориентации — тем, что называется инвариантностью к повороту.

Если бы абстрактная геометрия зависела от уникально человеческой символической системы, только люди демонстрировали бы использование такого мыслительного процесса. Вместо этого и обезьяны, и люди, судя по всему, опирались на смесь сложной визуальной информации и символических черт. Взрослые люди в целом справлялись лучше всех, за ними следовали дошкольники и обезьяны, но их результаты перекрывались. Это говорит о количественных, а не качественных различиях — люди просто лучше справляются с тем же базовым типом геометрического мышления, а не обладают каким-то совершенно особым даром. Примечательно, что обезьяны опирались на символическую модель примерно в три раза сильнее, когда фигуры были повёрнуты, чем когда они оставались в исходной ориентации.

Эволюционные корни геометрии

Брэннон отметила, что один из самых интригующих выводов исследования заключается в том, что кажущееся уникальным для человека символическое мышление в геометрии, возможно, вырастает из гибких, абстрактных способов представления информации, общих для людей и других приматов. При этом она предостерегла от поспешных заключений: «Человеческое математическое мышление простирается далеко за пределы распознавания геометрических закономерностей — оно включает язык, формальные доказательства, рекурсивное мышление и культурную передачу знаний». Исследование скорее показывает, что некоторые строительные блоки математической мысли имеют более глубокие эволюционные корни, чем считалось раньше.

Джорджо Валлортигара, профессор нейробиологии из Университета Тренто в Италии, пояснил, что особенность этой работы в том, что она демонстрирует способность животных рассуждать о геометрических свойствах отдельных объектов, а не только ориентироваться в геометрии окружающего пространства, что изучалось ранее. Сравнение видов может помочь проследить происхождение геометрии до того, как в неё вмешались язык и произвольные символы, а также выяснить, опираются ли сходные способности на механизмы, унаследованные от общего предка, или развились независимо у животных с разной нервной системой.

Разобранная геометрия и школьный класс

Ли и Кэнтлон сейчас раскладывают формы на составляющие — углы, длины сторон, количество сторон, — чтобы выяснить, какие свойства труднее всего даются и обезьянам, и людям. Этот следующий этап Кэнтлон называет «деконструированной геометрической задачей». Результаты могут пригодиться и педагогам: понимание того, с какой геометрической интуицией дети приходят в класс, позволит выстраивать уроки, опираясь на уже имеющиеся способности, а не обучать геометрии с чистого листа. Как резюмировала Брэннон: «Эволюция редко изобретает совершенно новые механизмы с нуля. Гораздо чаще она дорабатывает, перекомбинирует и расширяет уже существующие».

Источники:
Li, J., Boni, I., Sandwick, L. R., Sanford, E. M., DeLong, C. M., Wenjie, L., Henderson, M. M., Piantadosi, S. T., & Cantlon, J. F. (2026). Continuity in geometric intuition between humans and monkeys. Proceedings of the National Academy of Sciences, 123(30), e2532934123. Комментарии Элизабет Брэннон (Университет Пенсильвании) и Джорджо Валлортигары (Университет Тренто) предоставлены Live Science.