Individuální mravenec nezáří žádnou zvláštní inteligencí, je to obyčejný biorobot. Ale mraveniště se ukazuje být schopné činností, které jsme považovali pouze za naši výsadu, určovanou vědomou činností. 100 milionů let předtím, než se objevil Sapiens, mravenci ovládli chov zvířat (pravděpodobně by bylo správnější říci chov mšic) a zemědělství, přišli s válkami o zdroje a otroctví, kastovním systémem a drogovou závislostí. Máme podezření, že musí existovat něco, co ovládá miliony mravenců a organizuje jejich společné aktivity, a tomu říkáme kolektivní inteligence.
Skutečnost, že existuje kolektivní inteligence, lze snadno ověřit pohledem do zrcadla. Náš mozek, který je kolektivem neuronů, má mnohem pokročilejší inteligenci než samotné buňky. A existuje podezření, že stejné mraveniště může mít něco podobného. Jak ale tento pojem formulovat, není jasné.
Problémem jsou jako vždy nejasné definice. Nemáme jasnou představu o tom, co je to inteligence, natož o konceptu kolektivní inteligence. Pojem mysli můžeme nahradit pojmem inteligence, kterou lze teoreticky měřit. Jak ale aplikovat IQ test na mraveniště (obzvláště proto, že je diskutabilní, zda dostatečně popisuje inteligenci Sapiens)? Jako vždy nám pomůže kybernetika.
Definujme inteligenci jako schopnost budovat logické řetězce, stejné if () pak (). Čím více řádků kódu je zapotřebí k popisu schopnosti organismu interagovat s okolní realitou, tím vyšší je jeho inteligence. Vezměme si například bakterii. Pokud se jídlo dotkne jeho receptorů, musí se sníst. Kód bude podle toho:
POKUD (dát) TAK (vzít)
Pokud se receptorů dotkne molekula, která může zničit membránu, přidá se další řádek:
POKUD (stisknout) PAK (spustit)
Podle toho se inteligence našich bakterií rovná dvěma. Samozřejmě je těžké mluvit o inteligenci bakterií a správnější by bylo použít nějaký jiný termín, ale myslím, že princip je jasný. Není těžké zobecnit na jakoukoli úroveň organizací nebo organismů. Včetně na osobu. Pokud se člověk dobře vyzná v jakémkoli předmětu a nezáleží na tom, který z nich, pak je k popisu jeho znalostí potřeba mnoho řádků kódu, pak je jeho inteligence vysoká. Například mistrně hraje na housle. Kolik řádků kódu je potřeba k naprogramování digitálního procesoru? Myslím, že ani trochu. Nebo člověk umí mistrně hrát na nervy, to také není snadný úkol, je potřeba i vyvinutý intelekt, i když skutečný kód bude jiný. Nebo naopak, jsem si jistý, že každý narazil na zástupce Sapiens, jejichž život je určován stejnou dvojicí jednoduchých pravidel, jako jsou výše popsané bakterie; jejich inteligence je jednoduchá a často se rovná právě dvěma.
Nyní můžete zkusit vyhodnotit inteligenci mravence a mraveniště a zjistit, zda existují rozdíly. Důležitou vlastností mravenčí kolonie je existence specializovaných kast. Proces formování mravence začíná dlouho předtím, než se narodí. V závislosti na potřebách mraveniště v larválním stádiu se krmí vhodnou potravou. Pokud je larva agresivní, pak z ní vyroste voják, pokud je naopak klidná, je z ní vypěstován dělník. No, zvědi jsou intelektuální elitou mraveniště (jak mravenci určují úroveň inteligence larev, je otevřená otázka). Všichni mravenci, i přes vizuální rozdíly v kastě, jsou geneticky identičtí. Rozdílů je dosaženo odlišným režimem krmení (děti jedí kaše). Rozdíly v kastách jsou patrné nejen vizuálně, ale výrazněji se projevují v mozku mravenců. Analytická ganglia vojáků nejsou příliš vyvinutá, ale jejich motorická ganglia jsou velmi dobře vyvinutá. U zpravodajských důstojníků jsou naopak analytická ganglia hypertrofovaná.
Mravenci různých kast jsou natolik specializovaní, že vyvíjejí různé reakce na stejné podněty. Když se například objeví signál nebezpečí, vojáci vyběhnou ven zaútočit a dělníci naopak vajíčka a larvy popadnou a odvlečou do bezpečí. A to je zásadně důležitá vlastnost mraveniště, na rozdíl třeba od hejna sarančat. Při popisu inteligence jednoho kobylky nebo celého roje nebude žádný rozdíl. Všechny kobylky se chovají stejně a jednají víceméně stejně. Například v případě nebezpečí mají všichni stejný kód:
POKUD (zásah) PAK (skok)
Stejný kód popisuje hejno sarančat, takže kvantita se nepromítá do kvality. K popisu mraveniště ale budete potřebovat více kódu, protože si budete muset zapsat všechny možné reakce na každý vnější vliv, někdy úplně opačné. Pokud je například kód pro pracovníka:
POKUD (stisknout) PAK (spustit)
Reakce mraveniště je mnohem složitější:
POKUD (zasáhne), PAK voják (zaútočí)
chůva (zachraňte děti)
Co znamená mraveniště nejen hromadu mravenců, ale něco složitějšího. Složitosti je dosaženo specializací, která je předpokladem kolektivní inteligence. Ale ne dost.
Hlavním komunikačním prostředkem mravenců jsou feromony, existuje několik desítek různých. Ve skutečnosti je každý mravenec samostatný mobilní procesor, který přijímá a vydává signály (prostřednictvím feromonů). Mravenci se zase sjednotí v mraveniště, obdobu vícejádrového procesoru. Jen velmi chaotické, nejen kvůli pohybu mravenců, ale také proto, že neustále umírají a stále se rodí noví s nulovou osobní zkušeností. Představili jste obrázek? Máme vícejádrový počítač běžící v N-bohatém kódu (N se rovná počtu typů feromonů). Existuje procesor, který tiskne nové procesory (děloha). Existují procesory, které vybrousí nové procesory, aby vyhovovaly aktuálním potřebám (chůva mravenci). Procesory, které provádějí průzkum; zpracovatelé, kteří se zabývají zemědělstvím; zpracovatelé, kteří chovají zvířata (dobře, ne zvířata, ale mšice); zpracovatelé, kteří jdou do války a zajímají otroky; procesory jsou otroky. Počet procesorů může dosáhnout několika milionů kusů a všechny neustále spěchají tam a zpět a neustále si mezi sebou vyměňují informace. A tento podivný počítač existuje už sto milionů let a svou sítí pokrývá celou planetu. Myslím, že není pochyb o tom, že demiurg naší reality má rozvinutou představivost.
Mravenci si mohou předávat informace, ale nemohou si vyměňovat znalosti. Každý má osobní zkušenost, která je smrtí mravence nenávratně ztracena. Je tu ale něco, co všechny mravence spojuje – společná paměť, která je tvořena strukturou a rozložením feromonů po celém mraveništi. Právě kolektivní paměť, oddělená od jednotlivých nositelů, je dostatečnou podmínkou pro přítomnost kolektivní inteligence. Pohyb mravenců v mraveništi i mimo něj odpovídá pohybu auta na navigátoru. Mravenec se neptá kolemjdoucích na cestu, stahuje data doslova z oblaku pachů. Kolektivní paměť se neustále mění a upravuje pod vlivem pohybu mravenců a přidává jejich záznamy do obecného mraku. Například zraněný mravenec vleze do mraveniště a šíří nebezpečný feromon. V závislosti na jejich stavu reagují mravenci na pach různě. Ošetřovatelé mravenci chytají larvy a vajíčka a táhnou je hlouběji, ale vojáci se naopak na základě pachu řítí vpřed k nepříteli. Přidejte své feromony k pachu zraněného a přetřete ho. Pokud byl počáteční zápach slabý, vleze dovnitř několik vojáků. Pokud je signál silný, bude jich více. To znamená, že struktura mraveniště určuje architekturu inteligence mraveniště. A rozložení feromonů v něm je dáno jeho pamětí.
Inteligence mraveniště tedy není jednoduchým součtem inteligence mravenců. Není nutně inteligencí nad každým z nich, ale je jiný, má vlastní paměť a vlastní reflexy. Může kolektivní mysl vyvinout složité reakce na vnější vlivy, podobné podmíněným reflexům? Vzpomeňme na kurz školní biologie a Pavlovovy psy. Jak může vypadat vývoj podmíněného reflexu v mraveništi? Například na určitém místě mraveniště tleskáme a na jiném dáváme jídlo. Pokud se po nějaké době po tlesknutí mravenci již řítí k potravě v předstihu, reflex se vyvinul.
Vzhledem k tomu, že paměť je distribuována po celé struktuře mraveniště, měl by být vznik reflexu spojen se změnou feromonové mapy pro konkrétní efekt. Nejjednodušší možnost: musí existovat mravenci, kteří po obdržení signálu zvenčí začnou vytvářet signál odezvy uvnitř mraveniště, aplikují požadovaný pach do vhodného směru nebo předávají informace příslušným mravencům. To znamená, že musí existovat spouštěcí mravenci, kteří po obdržení podnětu (bavlna) distribuují potravinový feromon požadovaným směrem.
Podle nedávných studií jsou v mraveništích pozorováni nečinní mravenci, kteří nikdy nechodí ven a nevykonávají žádnou práci uvnitř mraveniště. Jen jedí a potulují se po mraveništi a komunikují se svými příbuznými. A je jich značné množství, může dosahovat až 25 % celé populace mraveniště. Možná tito flákači vůbec nejsou flákači, ale jen spouštěčem mravenců, kteří požadovaným způsobem mění paměť mraveniště. Upřímně řečeno, nenašel jsem žádné potvrzení své verze, takže dost možná jde o mé plané spekulace odborníka na křesla.
To však nepopírá skutečnost, že mraveniště vytváří reakce a znalosti, které se liší od schopností jediného mravence. Mraveniště není jen hromada mravenců, stejně jako náš mozek není jen sbírka buněk. Můžeme tedy s jistotou říci, že mraveniště má kolektivní mysl. Nezbytnými a postačujícími podmínkami pro utváření kolektivní mysli je specializace jednotlivců a společná paměť, oddělená od stejných jednotlivců.
Mechanismus poskytující tuto paměť navíc není důležitý. Každý z nás je kolektivem specializovaných neuronů, které sdílejí společnou paměť. A my sami jsme zase částicemi superorganismu zvaného civilizace. To druhé vzniklo poměrně nedávno spolu s psaním, kdy se od nás oddělila naše paměť a naše znalosti. Formace mraveniště a naší civilizace nejsou vzdálenými analogiemi, ale jsou projevy stejného principu – kolektivní inteligence.
Naše civilizace, která vznikla teprve před 10 000 lety, se již rozrostla na internet a AI. V tomto smyslu je naše kolektivní mysl mnohem před mravenčí myslí. Kam se náš superorganismus vyvine v blízké budoucnosti, a ještě více za pár milionů let, je zajímavá, ale těžko předvídatelná otázka. Ale myslím, že stojí za to se na mravence podívat blíže; možná odrážejí naši ne tak vzdálenou budoucnost.
- mravenci
- mravenčí algoritmus
- Umělá inteligence
- umělá inteligence
- feromon
- biologický počítač
Ve vědě existuje velké množství definic jazyka. Všechny se více či méně scvrkávaly na skutečnost, že jazyk je znakový systém používaný pro komunikaci, analýzu, strukturování, ukládání a přenos informací. Dříve se věřilo, že jazyk je vlastní pouze lidem, i když Aristoteles také předpokládal, že skautské včely jsou schopny předávat včelám v úlu informace o místech hromadného kvetení rostlin. V posledních desetiletích vědci, kteří studují komunikační praktiky zvířat, ptáků a hmyzu, nalézají stále více důkazů, že také používají jasné znakové systémy k zapamatování a přenosu nejen konkrétních (nebezpečí, připravenost k páření), ale i abstraktních informací.
Hrdinové „Kyberiády“, díla spisovatele sci-fi Stanislawa Lema, zkoumající procesy ve vesmíru, vytvořili jednu po druhé drobné civilizace a při změně podmínek vývoje pozorovali jejich vzestup a pád pod mikroskopem. Žádný fantazijní model však nemůže nahradit skutečnou, nepředvídatelnou a tajemnou „civilizaci“ na laboratorním stole, kterou lze studovat kladením stále složitějších otázek a získáváním stále zajímavějších odpovědí, pokud jen ovládáte umění komunikace s mravenci.
Tato malá, šestinohá stvoření, pokrytá chitinovou schránkou a hledící na svět složenýma očima, čelí ve svém životě mnoha problémům, společným všem vysoce společenským druhům, včetně toho našeho. Problémy vzájemného porozumění a koordinace společných aktivit totiž vyžadují spolehlivé systémy komunikace, zpracování informací a dělby práce mezi členy komunity.
Na obálce mé knihy Animal Intelligence: From Individual to Social Cognition (Cambridge University Press, 2007) se skupina mravenců pohybuje bludištěm „binárního stromu“ s několika vidličkami. Faktem je, že vydavatel žádá autory, aby na obálku umístili ilustraci experimentu, na který jsou nejvíce hrdí. V binárním stromě si mravenci vybírají cestu na každém rozvětvení (vlevo nebo vpravo) v souladu s „pokyny“ obdrženými od zvěda. Toto je ilustrace informačně-teoretického přístupu ke studiu zvířecí komunikace, vyvinutého ve spolupráci se slavným informačním teoretikem a specialistou na kryptografii Borisem Ryabkem, který nám umožnil popsat symbolický jazyk mravenců. List The Independent on Sunday označil jeho objev za jeden z nejvýznamnějších výsledků v biologii druhé poloviny XNUMX. století.
Komunikační systém mravenců, jak se ukazuje, jim umožňuje přenášet abstraktní informace – souřadnice bodu v prostoru.
Nesnažili jsme se dešifrovat signály mravenců, ale studovali jsme jejich komunikaci jako prostředek přenosu informace – konkrétní, kvantitativně měřitelné hodnoty. Množství informací, které musí předávat, si nastavuje sám experimentátor. To je podstatou informačně-teoretického přístupu, který je univerzální a v budoucnu může umožnit bez použití dekódování signálů prozkoumat potenciální komunikační schopnosti nejen mravenců, ale i jiných společenských zvířat.
Při řešení složitých problémů se mezi mravenci rozlišují stálé pracovní skupiny skládající se z jednoho zvěda a čtyř až sedmi hledačů
Když se budeme dále dohadovat o vlastnostech našeho přístupu, měli bychom říci toto. Většina definic zvířecího jazyka se shoduje na požadavku, že jazyk má velkou, prakticky neomezenou zásobu potenciálně možných frází a sdělení. Domníváme se, že kromě této vlastnosti by měl mít jazyk ještě jednu: velikost zprávy by měla být úměrná množství informací v ní. Měření množství informace navrhl zakladatel teorie informace, americký matematik Claude Shannon: bit je množství informace potřebné k rozlišení dvou stejně pravděpodobných možností (například „hlavy“ nebo „ocasy“). Zpráva, která vám říká, zda odbočit doleva nebo doprava, obsahuje jeden bit informace. V našich pokusech vzniká situace, kdy mravenci, aby přilákali své příbuzné k potravě, musí předat informaci o sledu zatáček na cestě k cíli. Počet binárních voleb podél této cesty bude odpovídat množství informací v přenášené zprávě: řekněme čtyři větve jsou čtyři bity. Pokud měříte čas strávený přenosem zprávy, můžete odhadnout rychlost přenosu informací.
Kanál Animal Planet označil mravence za nejlepší matematiky v živočišné říši a Discovery poznamenal, že mravenci jsou v matematice lepší než britští páťáci.
Po mnoho let jsme zkoumali vlastnosti a potenciál mravenčí řeči v laboratorních arénách pomocí bludiště binárních stromů. Pro experimenty byli vybráni „mravenčí primáti“ – červení lesní mravenci, kteří si v lese staví velká mraveniště s populací až milion jedinců. Každá rodina ovládá území o průměru až 100 m a kolonie příbuzných mravenišť může „vlastnit“ celý les. Když si vzpomenete na pohádku Vitalyho Bianchiho „Jak mravenec spěchal domů“, můžete si představit svět mravence a ocenit, jak těžké je najít určitý bod v trojrozměrném prostoru stromu. Binární strom obecně tento problém formalizuje. V nejjednodušším případě se strom skládá z jedné vidličky a na koncích dvou „listů“ jsou podavače: jeden je prázdný, druhý se sirupem. Aby mravenci sdělili svým příbuzným informace o tom, jak je najít, musí být schopni si navzájem dávat pokyny „jdi doleva“ nebo „jdi doprava“, to znamená sdělit 1 bit informace. V našich experimentech se počet vidliček měnil, dosahoval až šesti. Jak se ukázalo, v takových rozvětvených labyrintech mohli mravenci rychle najít potravu pouze tehdy, pokud dostali od zvěda informaci o pořadí tahů typu „LLPPLPL“ (vlevo, vpravo atd.). Se šesti vidličkami potřebovali zvědové předat šest bitů informací a v tomto případě se minimální počet zpráv v mravenčím jazyce rovnal počtu konečných „listů“, tedy 2 6 = 64.
Labyrinty byly instalovány v příkopech naplněných vodou z plastových lišt, do kterých mohli mravenci vstupovat po odnímatelném můstku z obytné části arény. V pokusech byli mravenci označeni jednotlivými barevnými fixy a pozorováni v průhledných laboratorních hnízdech. Ukázalo se, že při řešení složitých problémů tvoří mravenci stálé pracovní skupiny složené z jednoho slídiče a čtyř až sedmi sháněčů. Každý skaut, který našel jídlo, přichází do kontaktu pouze se svou skupinou. Tyto kontakty jsou doprovázeny rychlými pohyby antén (antény) a nohou mravenců. V každém experimentu, kdy se skaut po úspěšném výletu pro sirup vrátil do hnízda, jsme měřili dobu jeho kontaktů s krmnými zvířaty, která byla považována za odpovídající době přenosu informace. V této době byl labyrint nahrazen „čerstvým“, bez jakýchkoli stop. Už tam nebyl ani sirup, všechna krmítka obsahovala vodu. Tím se vyloučilo použití pachové stopy, kterou by mravenec mohl v bludišti zanechat, stejně jako vůně samotného jídla. Sběratelé, kteří komunikovali se zvědem, byli nuceni jednat nezávisle: zvěd byl odstraněn pomocí pinzety a dočasně odstraněn.
Ukázalo se, že u několika vysoce sociálních druhů mravenců, mezi které patří mravenci rudí lesní, je vztah mezi dobou kontaktu mezi slídičem a hledači a množstvím přenášených informací blízko lineární, stejně jako u lidí. Ale rychlost přenosu informací u mravenců je nejméně desetkrát nižší než u nás: asi 1 bit za minutu. To však není málo a schopnosti komunikačního systému tohoto hmyzu jsou skutečně působivé.
Druhy mravenců s jednodušším životním stylem a menšími rodinami, jak ukázal náš výzkum, nejsou schopny využívat dálkový přenos abstraktních informací. Pokud budou zbaveni možnosti využívat pachovou stopu, nebudou moci na krmítko přilákat své příbuzné.
Naučili jsme se využívat mravenčí komunikační mechanismy ke studiu obecných vlastností zvířecí inteligence. Jde o to, že různé druhy zvířat mohou vykazovat známky velmi vysoce vyvinutých kognitivních schopností v poměrně úzkých oblastech. Sojky a veverky si například dokážou zapamatovat umístění tisíců skrýší, ve kterých ukrývaly potravu, ale to neznamená, že dokážou, řekněme, najít cestu ze složitého bludiště úspěšněji než krysa. Ale krysa v tomto umění daleko předčí lidi, ale není jí dána schopnost individuálně rozpoznat a zapamatovat si stovky svých příbuzných tak, jak to dělají primáti (včetně lidí) a sloni. Holubi mají vynikající klasifikační schopnosti, což jim umožňuje rozpoznat obrazy umělců pracujících v různých stylech, a novokaledonské vrány jsou „géniové“ činnosti nástrojů: tito ptáci jsou lepší než šimpanzi ve své schopnosti rychle transformovat různé předměty a používat je k řešení složitých problémů. prostorové problémy. Náš dlouhodobý výzkum nám dává důvod věřit, že vysoce sociální druhy mravenců jsou „komunikační géniové“: dokážou vyřešit problémy, které dokáže jen málo živočišných druhů, ale zdá se, že tato dovednost je omezena na situace, kdy si potřebují zapamatovat a efektivně předávat informace. o bohatém zdroji potravy pro své příbuzné.
Pomocí labyrintu „binárního stromu“ jsme jako první na světě prozkoumali jednu z nejdůležitějších vlastností zvířecí řeči a inteligenci jejích mluvčích, konkrétně: schopnost rychle si všimnout vzorců a použít je ke kódování a komprimaci informací. . Při komprimaci by měla být velikost zprávy o určitém předmětu nebo jevu menší, čím je jednodušší, to znamená, že je v nich snazší detekovat vzory. Například je pro člověka snazší zapamatovat si a předat sled zatáček na cestě k cíli „LP LP LP LP LP“ („doleva-doprava“ a tak dále sedmkrát), než kratší, ale neuspořádaná sekvence. „PLLPPPPLP“. Uvažujeme-li posloupnost obratů jako jakýsi „text“, pak vidíme, že jazyk mravenců a jejich inteligence jim umožňují používat jednoduché vzorce „textu“ k jeho komprimaci. Mravenci tak strávili několikanásobně méně času vysíláním zprávy „LLLLLL“ („pětkrát doleva“) než vysíláním informace o náhodné sekvenci stejné délky.
V experimentech s jinými experimentálními zařízeními jsme odhalili schopnost mravenců počítat a dokonce provádět jednoduché aritmetické operace. Mravenci čelili potřebě sdělit svým příbuzným informace o umístění návnady, která byla umístěna buď v jednom z bodů různě zakřivených souřadnicových sítí, nebo na jedné z desítek „větví“ vybíhajících z přímé, horizontální nebo vertikální „kmen“. V hlavní sérii experimentů měla instalace podobu vodorovně umístěného „hřebenu“ se 40 „zuby“ (použili jsme názvy „kmen“ a „větve“) o délce 10 cm, na každém z nich byl podavač , ale pouze jeden z nich obsahoval sirup a zbytek – voda. Mravenci se dostali do výchozího bodu „kmene“ po mostě. Aby mravenci dostali potravu, potřebovali sdělit informaci o tom, na které „větvi“ se krmítko nachází. Stejně jako u pokusů s binárním stromem se měřila doba kontaktu mezi slídičem vracejícím se z krmítka a skupinou krmičů. Poté byl zvěd dočasně izolován a skupina hledala podavač na vlastní pěst. Instalace byla nahrazena novou, s vyloučením použití pachové stopy.
Poprvé na světě jsme studovali jednu z nejdůležitějších vlastností zvířecí řeči a inteligenci jejích mluvčích, totiž: schopnost rychle si všimnout vzorců a použít je ke kódování a komprimaci informací.
Analýza doby trvání „zpráv“ zvěda naznačovala, že on (přesněji ona: mravenci dělnice, jako včely, jsou dívky) předával informace o čísle „větve“ sběračům. Ukázalo se, že závislost doby přenosu informace na čísle „větve“ je téměř lineární. Hypoteticky by mravenci mohli přenášet informace ne o počtu „větve“, ale řekněme o vzdálenosti k ní nebo o některých dalších parametrech – například o počtu kroků mravence ke krmítku. I když je tento předpoklad pravdivý, vyplývá z toho závěr, že mravenci operují s kvantitativními charakteristikami a předávají si o nich navzájem informace. Abychom to otestovali, v četných sériích experimentů jsme měnili tvar a orientaci samotné instalace (například „hřebenový“ labyrint nebyl umístěn v horizontální, ale vertikální poloze nebo byl ohnut do tvaru kruhu) , a také změnila jak délku „větví“, tak i vzdálenost mezi nimi. Ve všech případech byla závislost doby přenosu zprávy t na čísle „větve“ stejně dobře popsána empirickými rovnicemi ve tvaru t=ai+b, kde i je počet forků, a je koeficient úměrnosti rovný rychlost přenosu informace (počet bitů za minutu) a b je konstantní. Zavádíme to, protože mravenci mohou přenášet informace, které nesouvisejí s daným úkolem, například signalizovat „je tu jídlo“. V tomto případě jsou hodnoty parametrů aab blízké pro všechny možnosti a nezávisí na délce „větví“ ani na jiných parametrech nastavení. Ukázalo se, že doba, za kterou mravenci „vyslovili“ číslo 20, byla přibližně 2krát delší než číslo 10 a 10krát delší než číslo 2.
V moderních lidských jazycích je situace úplně jiná. Délka zápisu kladného celého čísla i v desítkové číselné soustavě je přibližně rovna log10(i) . Ale lidé ne vždy používali desítkovou číselnou soustavu. V archaických jazycích tedy mohla být délka psaní (a vyslovování) čísla úměrná jeho délce – jako u mravenců! Například číslo 1 odpovídalo slovu „prst“, číslo 2 odpovídalo „prst, prst“, číslo 3 odpovídalo „prst, prst, prst“ atd. Systém desítkových čísel se objevil jako výsledek dlouhého a složitého rozvoj.
Je možné rozluštit signály mravenců, jak se to podařilo u včel?
„Taneční řeč“ včel je založena na pohybech včelky, která letí z rozkvetlého stromu nebo mýtiny. Podle počtu „osmiček“, které zvěd popíše na povrchu plástu, mohou shánějící se včely posoudit vzdálenost ke zdroji nektaru a osa „osmičky“ udává směr, kterým letět. Za objev včelího jazyka dostal německý vědec Karl von Frisch v roce 1973 Nobelovu cenu.
To však ještě nesvědčí o primitivnosti mravenčí řeči. Předpokládá se, že délka slova v jazyce koreluje s frekvencí jeho použití. Právě na této vlastnosti je založen návrh našich experimentů, které prokázaly aritmetické schopnosti mravenců. Faktem je, že v moderních lidských jazycích vyžaduje psaní čísel určité aritmetické operace. To je zvláště zřejmé při použití římských číslic. Například při psaní „šest“ ve tvaru VI vypočítáme: VI = V + I, podobně XII = X + II, IX = X–I atd. V experimentu jsme speciálně vyvinuli „číselnou soustavu“ u mravenců , připomínající „římský“ způsob reprezentace čísel. Experiment se skládal ze tří fází. V první fázi, stejně jako předtím, byl podavač umístěn nejprve na jedné nebo druhé „větvi“ v náhodném pořadí. Ve druhé fázi jsme prudce zvýšili potřebu používat dvě zprávy: „podavač na větvi 10“ a „podavač na větvi 20“, instalaci podavače na každou z těchto „větví“ s pravděpodobností 1/3 a na každou ze zbývajících 28 „větví“ – s pravděpodobností 1/84. Po sérii experimentů o několika desítkách iterací mravenci výrazně zkrátili čas potřebný k přenosu zprávy „podavač na větvi 10“ a „podavač na větvi 20“ ve srovnání s první částí experimentu, kdy byla podavače instalována na kteroukoli z 30 „větví“ se stejnou pravděpodobností. To znamená, že hmyz změnil svůj komunikační systém a zkrátil dobu přenosu dvou často se vyskytujících zpráv. Ve třetí fázi bylo opět se stejnou pravděpodobností zvoleno číslo „větve“ s návnadou v rozsahu od 1 do 30, tedy stejně jako v první fázi. Ukázalo se, že závislost doby přenosu (t) informace, že podavač je na čísle „větve“ i ve třetí fázi, je zcela jiná než v první: doba přenosu informace o čísle „pobočky“ byla v průměru kratší, čím blíže se nacházel na jedné ze „speciálních“ dříve přidělených – 10 nebo 20, nebo na začátku instalace. Takže například v první fázi mravenci strávili 11–70 sekund předáním zprávy, že podavač byl na „větvi“ 82, a 8 až 12 sekund předáním zprávy o první „větvi“. Ve třetí fázi trvalo předání zprávy o „větvi“ 11 5–15 sekund. (pamatujte na římské číslice: XI=X+I). Analýza doby přenosu zprávy naznačuje, že ve třetí fázi experimentu se zprávy skauta skládaly ze dvou částí: informace o tom, ke které ze speciálních „větví“ se „větev“ s podavačem nachází blíže, a poté – vzdálenost od speciální „větve“ k „větvi“ „s podavačem. Jinými slovy, mravenci zjevně předali „jméno“ speciální „větve“ nejblíže krmítku a pak číslo, které je třeba přidat nebo odečíst, aby našli „větev“ s krmítkem. Komunikační systém mravenců se tedy ukázal být natolik flexibilní, že mohli zavést zvláštní označení pro ty „větve“, na kterých se návnada podle vůle experimentátorů objevovala častěji než na jiných.
Poté, co jsme s Borisem Ryabkem v roce 2011 publikovali v časopise Behavior článek o matematických schopnostech mravenců, kanál Animal Planet označil mravence za nejlepší matematiky ve světě zvířat a Discovery poznamenal, že mravenci umí lépe matematiku než britští páťáci.
V roce 2017 vydal Springer mou knihu „Studying Animal Language without Translation: An Insight from Ants“ – o tom, jak vám studium jazyka mravenců může pomoci porozumět a dokonce používat jazyky jiných zvířat. Jde o to, že jsme byli první, kdo využil vlastnosti jejich vlastní komunikace ke studiu inteligence zvířat. Mnoho studií věnovaných schopnostem včel medonosných řešit různé kognitivní úlohy, zejména porozumění vzorcům relativních poloh geometrických obrazců, tedy nevyužívá schopnosti jejich úžasného a složitého jazyka a bylo provedeno na jediném hmyzu. Právě vyšel článek o schopnosti včel odečíst a přidat jedničku k množství v rozmezí pěti a opět v experimentálním uspořádání hmyz pracuje sám. Aplikace našeho experimentálního designu, založeného na potřebě předávat informace o potravě příbuzným jedincům stejného druhu, by mohla přispět k jasnosti porozumění jak přirozené komunikaci, tak matematickým schopnostem různých druhů společenských zvířat, zejména šimpanzů a dalších primátů.
Zhanna Reznikova, doktorka biologických věd, profesorka, vedoucí katedry srovnávací psychologie NSU, vedoucí Laboratoře behaviorální ekologie komunit na Ústavu systematiky a ekologie zvířat SB RAS
- Časopis “Kommersant Science” č. 13 ze dne 23.04.2019. října 31, strana XNUMX
