Обезьяны показали способности к геометрии, которые раньше считались уникальными для людей

Способность человека распознавать одинаковые геометрические фигуры, даже если они повернуты под другим углом или имеют иной размер, долгое время считалась одной из особенностей развитого человеческого мышления. Об этом сообщает Science Alert.

Однако новое исследование показало, что в основе таких навыков могут лежать гораздо более древние способности, которые разделяют люди и другие приматы. Ученые из Университета Карнеги — Меллона провели серию экспериментов и пришли к выводу, что отсутствие формального образования может быть одним из главных факторов, который отличает математические способности человека от возможностей его ближайших родственников в животном мире.

Исследователи выяснили, что обезьяны способны распознавать геометрически одинаковые фигуры, даже если они представлены в разных положениях или отличаются по размеру. При этом их результаты оказались сопоставимы с результатами людей, которые не получили специального обучения геометрии.

Команда ученых изучала способности восьми взрослых приматов — четырех макак-резусов (Macaca mulatta) и четырех гамадрилов (оливковых павианов, Papio anubis). Для сравнения в исследовании участвовали 55 американских детей дошкольного возраста от трех до шести лет, а также 77 взрослых представителей коренного народа цимане из Боливии, которые имели минимальный опыт формального школьного образования.

Кроме того, ученые использовали часть данных из предыдущего исследования, в котором участвовали павианы, французские дошкольники и первоклассники, а также взрослые жители Франции и представители народа химба из Намибии. Эти результаты были проанализированы параллельно.

«Изучая взрослых людей с неформальным математическим опытом вместе со взрослыми, которые получили систематическое образование в области геометрии, а также детей и обезьян, мы смогли понять, какие элементы геометрического мышления возникают естественным образом, а какие формируются именно благодаря обучению», — объяснила нейробиолог развития Джессика Кантлон.

Участникам эксперимента предлагали выполнить задание на сенсорном экране. Перед ними появлялся набор различных геометрических фигур, среди которых нужно было найти пары одинаковых по форме объектов. Например, участникам требовалось сопоставить два прямоугольных треугольника, даже если один был повернут относительно другого или имел другой масштаб. Среди множества фигур могли находиться треугольники, прямоугольники, трапеции и другие геометрические объекты. При этом участникам почти не давали инструкций. Им предлагали самостоятельно разобраться с задачей методом проб и ошибок.

За правильный ответ дети и обезьяны получали награду. Для приматов это были зерновые гранулы, а для детей — наклейки. Верные решения сопровождались положительным звуковым сигналом. Обезьяны показали способности, сопоставимые с детьми.

Главным открытием исследования стало то, что маленькие дети без специального обучения математике выполняли задание примерно так же, как обезьяны. «Самый удивительный результат заключается в том, что дети младшего возраста, которые еще не получили формального математического образования, испытывают такие же трудности с этой задачей, как и обезьяны», — рассказал исследователь психологии Джиалин Ли, один из первых авторов научной работы. По его словам, совпадение результатов между детьми и обезьянами оказалось почти таким же большим, как сходство между детьми и взрослыми людьми.

Чтобы успешно выполнить задание, участникам необходимо было использовать абстрактное понимание геометрических свойств фигур. Ранее считалось, что такая способность является исключительно человеческой особенностью. Однако эксперимент показал, что базовые элементы такого мышления могут быть общими для разных видов приматов. «Когда мы с вами смотрим на эти фигуры, сопоставление кажется очевидным. Но для маленьких детей и обезьян им действительно приходится анализировать геометрические свойства, потому что одинаковые фигуры могут отличаться размером и ориентацией», — отметила Кантлон.

При этом взрослые люди справлялись с заданием значительно лучше детей и обезьян. Ученые считают, что причина заключается в способности взрослых использовать более сложный символический подход к геометрии. Люди с математической подготовкой могут автоматически обращать внимание на абстрактные признаки фигур: симметрию, длину сторон, наличие параллельных линий, величину углов и другие характеристики. Анализ данных показал, что дети и обезьяны чаще опирались на интуитивное восприятие фигур, тогда как взрослые использовали более формализованный способ анализа.

По мнению исследователей, развитое символическое представление о геометрии не является врожденным свойством человеческого интеллекта, а формируется благодаря обучению и культуре. «Наше исследование показывает, что формальное образование укрепляет способность использовать символические геометрические представления, но при этом у людей уже существуют базовые абстрактные геометрические интуиции, понимание метрических свойств и углов, которые разделяются с другими приматами», — сказала Кантлон.

Авторы работы считают, что школьное обучение не создает математическое мышление с нуля, а развивает и усложняет когнитивные механизмы, которые формировались у приматов на протяжении миллионов лет эволюции. «Вместо того чтобы создавать математическое мышление с нуля, обучение может совершенствовать и расширять древние когнитивные способности, которые эволюция формировала миллионы лет», — подчеркнула Кантлон.

Stanislav Cema / Shutterstock / Fotodom