Рис 13 4 Схематическое описание Р. Байаржон развития знаний младенцев об устойчивости объектов [Baillargeon, 1999].
Рис 13 5 Схема экспериментов Р Байаржон и А Агуар с экранами [Baillargeon, 1999]
Глава 13. Когнитивное развитие
один за другим или один в другом, выступают как разные категории и раз- виваются в разное время.
В работе К. фон Хофстена с коллегам [К. von Hofstein et al., 1994] и по- казаны возможности прослеживания и схватывания движущего объекта по законам инерции. Младенцы в возрасте 6 мес действуют в соответствии с законами инерции при управлении поворотами головы и схватывании дви- жущегося объекта. Э. Спелке [Spelke et al., 1992; In-Kyeong Kim, Spelke, 1999] не обнаружила значимых различий в наблюдении возможных и не- возможных событий, подчиняющихся законам гравитации или инерции в младенчестве. Исследования показали, что сензитивность к инерции раз- вивается между 7 мес и 2 годами, а сензитивность к гравитации — после 3-х лет. Это означает, что знания о законах движения объекта в детском возрасте развиваются медленно.
Возможно, различия в результатах исследования инерции (организация целенаправленного действия на основе закона инерции и понимание при- чинности по закону инерции) объясняются функциональным различием между системами репрезентации и выполнения действия. Подобные раз- личия были обнаружены у пациентов с неврологическими проблемами [Goodale, Milner, 1992] в поведенческих и электрофизиологических опы- тах на обезьянах.
Планирование и контроль поведения должны предшествовать его вы- полнению. Данный тезис подтверждается при рассмотрении случаев дей- ствия с движущимися объектами. Для этого необходимо обработать вход- ную перцептивную информацию об объекте и характере его движения, спланировать направленные на объект действия, послать соответствующие команды к эффекторам и активизировать мышцы, которые выполнят дей- ствие. Весь этот процесс требует нескольких десятков миллисекунд. По- этому осуществить эффективные действия с движущимися объектами мож- но лишь при одном условии: необходимо предвидеть будущую позицию объекта движения. А такое предвосхищение возможно только в том слу- чае, если учитываются основные конструкты организации физического мира: непрерывность, субстанциональность, гравитация и инерция. Их ис- пользование может лежать в основе антиципирующего действия. Приме- няют ли младенцы эти принципы при взаимодействии с движущимися объектами?
Дети с первых дней жизни чрезвычайно сензитивны к характеристи- кам движения, отражающим конструкт непрерывности. Условия непре- рывного движения являются оптимальными для эффективного предвос- хищения перемещения объекта. Наши исследования показали, что пред- восхищение непрерывного движения объекта наблюдается уже у младен- цев трехнедельного возраста и их возможности значительно возрастают в процессе развития [Сергиенко, 1992]. Подобное предвосхищающее дви- жение требует интеграции пространственно-временных параметров пе- ремещения объекта. Результаты сравнительных исследований непрерыв- ного и периодического движения подтвердили приоритетную роль непре- рывности в эффектах антиципации у самых младших детей за счет обес-
Познание физического мира в первые два года жизни
печения наибольшей связанности, когерентности пространственно-вре- менных характеристик. Когда в поле зрения появлялась преграда (экран), за которой скрывался непрерывно движущийся объект, младенцы уже двухмесячного возраста демонстрировали понимание принципа непре- рывности в организации физического движения, причем с учетом как пространственно-временных характеристик видимого и невидимого дви- жения, так и метрики пути движения.
Проведенные нами исследования [Сергиенко, 1996, 1998] младенцев от 8- до 28-недельного возраста с использованием электроокулографической записи движений глаз показали, что изначально выполнение задачи на прослеживание с учетом невидимого участка объектных перемещений за экраном не является однотипным, а представляет собой ряд разнообраз- ных глазодвигательных стратегий: скачок через ширму и продолжение про- слеживания по заданному пути движения; скачок через ширму и возвра- щение скачком к месту исчезновения объекта (возвратный скачок); ска- нирование саккадами пространства около ширмы, за которой исчезает объект; прослеживание движения объекта без учета преграды. Разные ис- полнительные стратегии могут быть отражением различных аспектов ре- презентации движущегося объекта.
Скачок через ширму — это детальное выполнение условий задачи с уче- том характеристик преграды, скорости движения объекта, т.е. простран- ственно-временных атрибутов движения. Это характеристика детального предвосхищения событий. Возвращение к месту исчезновения объекта (возвратный скачок) интерпретируется как поиск объекта в месте его ис- чезновения, а не по траектории движения. Данное поведение предполага- ет доминирование факта исчезновения над фактом продолжения движе- ния. Саккадическое сканирование пространства вокруг экрана также от- ражает подобное представление. Прослеживание движения объекта без видимого учета наличия экрана встречается в основном при высоких ско- ростях движения и размерах экрана, меньших, чем объект (это означает наименьший разрыв в пространственно-временных характеристиках дви- жения). В таких условиях сам факт движения выступает на первый план в восприятии целостной задачи.
К стратегиям, обеспечивающим экстраполяцию невидимого движения, можно отнести скачок через ширму (детальное выполнение задачи), воз- вратный скачок и саккадическое сканирование (общее выполнение зада- чи). Интересным представляется то, что различные стратегии встречают- ся в пределах одного исследования. Соотношение ответов антиципации и запаздывания при различных размерах ширмы показывает, что репрезен- тация пространственно-временных характеристик движущегося объекта с возрастом становится менее зависимой от условий задачи. Даже при ис- пользовании больших ширм (в 2 раза превышающих размер объекта), огра- ничивающих условия восприятия движения до 1/3 общей траектории, чис- ло случаев предвосхищения у детей в возрасте 22—28 недель становится больше (рис. 13.6).
Очень важным, на наш взгляд, является факт использования исполни-
Глава 13. Когнитивное развитие
Рис. 13.6. Эксперимент Е.А. Сергиенко с ширмами разных размеров, за которыми исчезал дви- жущийся объект, на младенцах 8—28 недель |Сергиенко, 1992, 1996]. Соотношение возмож- ности антиципации появления объекта из-за ширмы изменяется с возрастом и зависит от ус- ловий задачи.
тельных действии в виде различных глазодвигательных стратегии в зави- симости от конкретных перцептивных условий задачи. Чем более дискрет- но представлена задача (большой экран закрывает видимую траекторию движения), тем больше дискретных стратегий используют младенцы, на- чиная с восьминедельного возраста (рис. 13.7).
Данная тенденция характерна для всех исследованных возрастов. Из- меняется только эффективность: наблюдается увеличение случаев предвос- хищения в очень короткий возрастной диапазон — за несколько месяцев. Предвосхищение движения объекта и возможности анализа простран- ственно-временных характеристик его исчезновения позволяют сделать предположение о наличии способности младенцев уже двухмесячного воз- раста иметь общую репрезентацию метрики пространства движения объек- та через интеграцию его составляющих. Дополнительным доказательством данного положения могут служить эксперименты с боковой ширмой, огра- ничивающей лишь одну из крайних позиций в траектории движения. Толь- ко наличие представлений о метрике траектории движения может объяс-
Познание физического мира в первые два года жизни
Рис. 13. 7. Младенцы демонстрируют разные стратегии прослеживания объекта в задаче с шир- мами разных размеров в зависимости от задачи [Сергиенко, 1992, 1996, 1998].
нить факт предвосхищающего поиска и ожидания исчезнувшего объекта [Сергиенко, 1992].
Детальный анализ динамики исполнительных действий у младенцев (в виде глазодвигательных стратегий) приводит к мысли о том, что, по всей вероятности, существует хотя бы «сырая» репрезентация пространства, ос- нованная на способности интегрировать пространственно-временные от- ношения. Наличие врожденной или очень рано возникающей способнос- ти к репрезентации пространства не означает ее жесткую запрограммиро- ванность и неизменность. Это, скорее, направленная готовность к интег- рации; более точная настройка производится самой задачей. Репрезента- ция целостности пространства является важной составляющей понимания физического мира на основе использования закона непрерывности.
Приведенные данные подвергают сомнению заключение Пиаже, что безуспешный поиск невидимого объекта свидетельствует об отсутствии репрезентации объекта у ребенка. Эксперименты показывают, что младен- цы в возрасте 4 мес понимают, почему объект перемещается в соответствии с законами непрерывности и субстанциональности.
Столь раннее понимание некоторых законов существования физического мира подтверждается данными о возможности новорожденного имитировать
Глава 13. Когнитивное развитие
выражение лица взрослых (печаль, радость, удивление, гнев) и повторять их жесты в возрасте от 12 до 21 дня после рождения (движение пальцем, откры- вание рта, высовывание языка, вытягивание губ) [MeltzofT, Moore, 1977]. Мно- гократно подтвержденные опыты с имитацией младенцев заставляют согла- ситься, что задолго до восьмимесячного возраста, оцененного Пиаже как пер- вый этап сенсомоторной интеграции, младенцы демонстрируют способ- ность к интегративным действиям, предполагающим наличие репрезента- ции. Дж. Баттерворт и Б. Хопкинс [Butterworth, Hopkins, 1988], исследуя коор- динацию рот—рука у новорожденных, обнаружили, что рот открыт с антици- пацией к приближающейся руке, но движения руки не управляются зрением.
Основой активной репрезентации являются интермодальные взаимо- действия. Анализ этой проблемы в раннем периоде младенчества показы- вает изначальные возможности интеграции восприятия и действия, т. е. возможности репрезентации [Сергиенко, 1995]. Врожденно слепые мла- денцы отстают в моторном развитии именно из-за задержки становления представлений о постоянстве объектов.
Обобщая приведенные факты и предположения, сформулируем неко- торые гипотетические тезисы о природе знаний человека. Младенцы са- мого раннего периода развития имеют активную репрезентацию некото- рых аспектов существования физического мира. При этом их способность представлять и интерпретировать физический мир развивается, опережая способность активно действовать в нем. В 3—4-месячном возрасте младен- цы не способны говорить об объекте, делать локомоции вокруг него и ак- тивно манипулировать с ним. Они даже видят объекты с невысокой раз- решающей способностью. В то же время младенцы этого возраста могут представлять объекты, исчезающие из поля зрения, интерпретируют их скрытые перемещения, знают о пространстве их существования.
Младенцы представляют объекты и причинность их движения в соответ- ствии с такими свойствами поведения материальных тел, как непрерывность и субстанциональность. Данные, полученные авторами многих исследований, опровергают тезис Пиаже, что физическое знание зависит от интериориза- ции сенсомоторных структур и возрастает постепенно по мере становления координации восприятия и действия (подробнее см.: [Сергиенко, J996J).
Младенцы с самого рождения обладают способностью сравнения неко- торого множества объектов, что является основой будущих знаний о чис- лах. Так, Энтелл и Китинг [Antell, Keating, 1983] продемонстрировали, что новорожденные способны отличать «два» от «трех», а иногда «три» от «че- тырех», когда им предъявляют набор объектов. Они использовали метод привыкания. Младенцам многократно предъявляли картинку с некоторым количеством объектов, а затем, когда произошло привыкание, им показы- вали другую картинку, на которой было либо то же самое количество объек- тов, либо другое. Младенцы смотрели значительно дольше на новую кар- тинку в том случае, если на ней было нарисовано другое число объектов по сравнению с картинкой с прежним числом объектов. Знание, которое позволяет детям различать числа вплоть до четырех, не ограничено визу- альным восприятием. Дети способны устанавливать соответствие между
Познание физического мира в первые два года жизни
Рис.13.8. Схема экспериментов Винн на способность младенцев понимать последовательность событий 1 + 1 = 1 или 2 [Wynn, 1992].
числом стимулов, которое они видят, и числом звуков, которые они слы- шат. Стэрки, Спелке и Гельман [Starkey, Spelke, Gelman, 1983] проигры- вали детям 6—9 мес пленку с двумя или тремя ударами барабана, а затем показывали две картинки с двумя или тремя объектами. Дети предпочита- ли рассматривать картинку, на которой число объектов соответствовало числу ударов барабана.
В недавних исследованиях Винн [Wynn, 1992] показано, что младенцы также понимают, что если один объект добавить к другому, получится два объекта, а если из двух объектов удалить один, то останется только один. Винн тестировала 5-месячных младенцев. Она показывала им игрушку, ко- торая скрывалась за экраном, затем механическая рука помещала за экран другую фигурку. Затем детям предъявлялись два события: возможное и не- возможное с точки зрения арифметики. Экран открывался, и дети видели либо две игрушки, либо одну. Дольше всего дети смотрели на невозмож- ное событие, когда за экраном оставалась одна фигурка. Они демонстри- ровали тем самым понимание принципа сложения: если к одной игрушке добавить еще одну, то станет две (рис. 13.8). Подобная картина наблюда-
Глава 13. Когнитивное развитие
лась и при вычитании, когда за ширмой рука извлекала одну фигурку из двух, дети были удивлены, что при падении ширмы они видели опять две фигурки (невозможное событие)
Способность к определению относительной численности малых чисел — до четырех — исходит из способности к одномоментному схватываю (subitising). Энтелл и Китинг показали, что младенцы могут различать ко- личество точек в двух рядах при условии, что их количество не будет пре- вышать четырех. Эта способность одномоментно оценивать численность без пересчета сохраняется и у маленьких детей, пока они не научаться счи- тать. Эстес и Комбс (по: [Butterworth, Harris, 2000]) показали, что дети 3—4 лет склонны делать сравнительные оценки численности на основе обоб- щенного размера и плотности. Если их попросить сравнить два множества, каждое из которых содержит равное число точек, то они скажут, что два множества отличаются, если точки одного множества занимают большее пространство по сравнению с пространством другого множества.
