Попытки изучения эволюции речи наталкиваются на известное препятствие: гортань - часть дыхательной системы, содержащая голосовой аппарат человека - в ископаемом состоянии практически не сохраняется. Наши читатели, возможно, знают об исследованиях подъязычной кости гоминид, которая по небольшому числу находок всё-таки известна в ископаемом виде.
Строение этой подковообразной косточки, связанной с мускулами горла и языка, служит косвенным (хотя и не бесспорным!) «маркером» того, мог или не мог ее обладатель членораздельно говорить.
Автор статьи, опубликованной только что на сайте журнала Journal of Human Evolution, задался целью разобраться в эволюции другой структуры, связанной с гортанью. Речь идет о так называемых горловых (или гортанных) мешках (air sacs, в российских СМИ этот термин почему-то перевели как «легочная альвеола»…).
Горловые (гортанные) мешки - парные выпячивания слизистой оболочки гортани, которые встречаются у многих млекопитающих, в том числе у всех гоминоидов (человекообразных обезьян), кроме людей. Логично предположить, что они были и у предков человека, но утрачены в процессе эволюции. Может быть, потеря горловых мешков связана с возникновением и развитием речи?
Горловые мешки у человекообразных обезьян находятся в речевом тракте выше голосовых складок и ниже ложных голосовых складок, проходя между щитовидным хрящом и подъязычной костью. У горилл, шимпанзе и бонобо подъязычная кость в месте соединения с горловыми мешками имеет характерное чашкообразное вздутие – поэтому по его наличию на подъязычной кости ископаемых гоминид можно судить, обладали ли они горловыми мешками.
Итак, Australopithecus afarensis, судя по строению подъязычной кости (известной по находке девочки-австралопитечки Селам), более 3 млн. лет назад еще имел вполне развитые горловые мешки; а вот Homo heidelbergensis около 600 тысяч лет назад и тем более Homo neanderthalensis 60 тысяч лет назад уже эти мешки утратили. Если предположить, что редукция горловых мешков связана с развитием речи – значит, афарский австралопитек еще не мог, а гейдельбергский человек уже мог членораздельно говорить.
Барт де Бур (Bart de Boer), лингвист из Университета Амстердама (Нидерланды), автор упомянутой статьи, занимается изучением акустических эффектов, связанных с горловыми мешками.
Какую функцию выполняют горловые мешки?
Какой-то толк от них точно должен быть, поскольку естественный отбор до сих пор не отбраковал сию особенность строения гортани приматов, несмотря на то, что мешки эти могут воспаляться и вызывать серьезные заболевания. А на что годятся горловые мешки, кроме издавания звуков? Однако опыты по удалению этих мешков у обезьян приводили к противоречивым результатам.
Для надежной проверки гипотез нужна физическая модель! – решил де Бур.
Предполагается, что «вокализации» у древних гоминид, как и у большинства обезьян, производились путем колебаний голосовых связок, а характеристики издаваемых звуков определялись главным образом тем, на каких частотах резонировал речевой тракт.
Анализ показал, что при наличии таких, как у обезьян, горловых мешков, оригинальный рисунок звука претерпевает 3 главных изменения (см. Рис.2).
Во-первых, горловой мешок резонирует, и создает усиление звука на определенной частоте (т.е. у звука появляется дополнительный низкочастотный резонанс).
Во-вторых, частоты оригинальных резонансов речевого тракта смещаются.
В-третьих, эти частоты сдвигаются ближе друг к другу. Кроме того, на более высоких частотах появляются еще дополнительные резонансы и анти-резонансы. Причем эти эффекты возникают независимо от производимой артикуляции.
В результате издаваемый звук содержит больше резонансов, и более насыщен на низких частотах. Возможно, это помогает животному производить впечатление на других представителей своего вида (особь, издающая более низкий звук, кажется крупней, чем она есть на самом деле); кроме того, такой звук может распространяться на большее расстояние среди плотной листвы.
Однако помогали или мешали горловые мешки, когда гоминиды стали пытаться говорить?
Эффект, аналогичный эффекту горлового мешка, может возникать, если говорить «в нос». Ведь носовая полость также создает боковое ответвление речевого тракта, чем-то напоминающее горловой мешок. Вы можете убедиться, что собеседника с заложенным носом бывает непросто понять… Конечно, аналогия тут непрямая. Необходим эксперимент.
Итак, исследователь разработал упрощенную модель «базового речевого тракта», воспроизводящую звук [a] (примерно как первый гласный звук в английском “father”). Модель состоит из двух пластиковых трубок - узкая трубка изображает голосовую щель, а примыкающая к ней широкая трубка такой же длины - это ротовая полость.
Кроме того, была создана модель речевого тракта, производящего звук [?] (как в английском “the”) – также из двух труб, только на этот раз обе трубы одинакого диаметра.
Еще одна модель – широкая трубка, соединенная с узкой - издавала звук [y] (как во французском “tu”).
По словам автора, эти модели соответствуют простым артикуляционным действиям человеческого речевого аппарата. Третья трубка, присоединяемая перпендикулярно двум остальным, имитировала горловой мешок.
С помощью таких незатейливых устройств, путем постукивания ладонью по концу трубки, генерировались звуковые импульсы обоих типов - с "мешком" и без "мешка". Звуки записывались, оцифровывались, и затем воспроизводилась короткая пульсирующая последовательность таких звуков с частотой, понижающейся от 160 до 100 Гц (дабы сымитировать «интонацию»). Получалось действительно довольно похоже на человеческий голос (убедитесь – к статье де Бура прилагаются аудиофайлы с примерами звуков).
Исследователь обратил внимание, что при использовании моделей с «горловым мешком» звук становился неестественно глухим.
Теперь предстояло проверить, насколько разборчивые сигналы получились. Сможет ли человек различить звуки в обоих вариантах (без «горлового мешка» и с «мешком»), если воспроизводить их на фоне однородного шума?
Суть эксперимента
Опыты проводили на группе из 22 человек (13 женщин, 9 мужчин, все – носители нидерландского языка, студенты университета, возрастом от 18 до 30 лет).
Каждому испытуемому надевали наушники и просили определить, какой из двух возможных звуков он слышит - в одной серии опытов [a] либо [?], в другой серии – [a] либо [y]. Если испытуемый затруднялся с ответом, он выбирал вариант “я не знаю”. В зависимости от ответов испытуемого, с каждым последующим воспроизведением доля шума в сигнале увеличивалась или уменьшалась. В результате для каждого слушателя определяли, при каком среднем соотношении «сигнал / шум» он дает 75% правильных ответов.
Опыты показали, что при наличии горлового мешка звуки действительно становятся менее разборчивыми, так как испытуемые могли их различать при существенно меньшем уровне шума. При этом как с горловым мешком, так и без оного, отличить [a] от [?] оказалось сложней, чем [a] от [y] (что вполне естественно, т.к. звук [?] ближе к [ а], чем звук [y]).
Таким образом, подтвердилось предположение, что горловые мешки, создавая дополнительные резонансы, уменьшают «дистанцию» между звуками, делая их более похожими друг на друга, а речь - нечленораздельной. Чтобы говорить, существу с таким устройством речевого тракта потребуется больше артикуляционных усилий.
Де Бур признается: безусловно, можно объяснить результаты опыта и тем, что звуки без горлового мешка больше похожи на человеческие, привычны для нас, и поэтому слушателям проще их различать. Однако сами звуки, создаваемые устройством с «горловым мешком», четко интерпретировались испытуемыми как звуки речи…
Интересно – какой результат дали бы опыты, если бы среди испытуемых были не нидерландцы, а, например, китайцы или бушмены?
Увы, полностью исключить такой эффект (лучшего распознавания «знакомых» звуков) сложно. В конце статьи де Бур пишет, что готовит новый эксперимент, лишенный данного недостатка. Что ж, описанный в статье опыт - пусть несовершенная, но всё же попытка (чуть ли не первая!) экспериментально проверить, как могла звучать речь древних гоминид…
После возникновения вербальной и невербальной коммуникации из довербальной, как в моем представлении могла бы идти эволюция: формируются и совершенствуются системы акустических сигналов с одной стороны, а с другой – формируется и накапливается информация. Эволюцию можно представить в виде «зебры».
Как в 1922 году Алексей Николаевич Северцов описал эволюцию руки: рука хомо хабилиса с трудом может схватить, как-то делает несуразный чоппер, но при этом постоянно делая орудие, эта рука развивается. Формируется захват, формируется определенная группа мышц. Деятельность формирует новую руку, которая способна делать более сложное каменное орудие – рубило. Делая рубило, рука еще более совершенствуется и т.д.
Здесь так же: накапливается определенный объем информации, который животное передать не может, это способствует тому, что совершенствуются сигналы для передачи этой информации. Как только животные справились с передачей, информация снова усложняется: каждая особь обладает уже не только своей информацией, но и информацией соседа. Новая информация снова толкает к тому, чтобы совершенствовались коды для передачи этой информации.
Накапливается определенный объем информации, который животное передать не может, это способствует тому, что совершенствуются сигналы для передачи этой информации.
Философ Дубровский предложил информационную теорию: информация может быть не только атрибутивной (как мы раньше читали: любой предмет независимо от нашего сознания обладает определенной информацией), но и функциональной. Через определение информации Дубровский дает нам понимание того, как могла формироваться речь.Он дает понятия с одной стороны – психики, с другой – сознания, но, скорее всего, это и не психика и не сознание, это информация. 4 пункта:
Информация – есть результат отражения окружающей действительности самоорганизующейся системой, под которой Дубровский понимал живой организм, грубо говоря, мозг. Это очень близко к определению психики психологами.
Функциональная информация не может существовать вне материального кода носителя, сама же информация идеальна. Я с этим согласен. Наш разговор имеет вполне материальный код-носитель, это сплошная физика: колебание, звуковая волна – барабанная перепонка – косточки – кортиев орган- нервный импульс, в голове нервные импульсы, проходя колонки Бехтеревой, где формируются новые цепочки нейронов, если через них пропустить ток определенной частоты, всплывает определенное понятие. Все это коды, информация без них существовать не может.
Несмотря на то, что информация не может существовать вне материального кода носителя, она от него не зависит, инвариантна по отношению к коду носителю. Любым кодом можно передать одну и ту же информацию, или одним кодом можно передать разную информацию. Как примеры – жесты, разные языки нашей планеты.
Информация не только является отражением окружающей действительности, но может и управлять окружающей действительностью. Этот дуализм (как и у сознания – идеальное и материальное) заложен в передаче информации: код-носитель и сама информация, которую передаем друг другу. Она может быть, если мы говорим о речи как о коммуникации, как звуковая волна, и если говорим о речи, как о мышлении, как нейродинамические коды по Бехтеревой.
Такое понятие информации дает представлении о возможном формировании речи в процессе эволюции: как совершенствование нейро-динамических кодов толкало к совершенствованию звуковых кодов и наоборот. Взаимное дополнение этими процессами друг друга постепенно приводило к тому, что я называю «накопление словарного запаса».
В эволюции речи совершенствование нейро-динамических кодов толкало к совершенствованию звуковых кодов и наоборот.
Я полагаю, что уже австралопитековые формы вполне могли воспроизводить артикуляционные звуки, если шимпанзе это может, и вполне могли использовать их в охоте для передачи информации на расстоянии. Когда появляются первые слова как сочетание нескольких звуков для обозначения чего-либо? Думаю, на эректоидной стадии они уже были. Но словарный запас был небольшой, достаточный для их жизни; чем сложнее становилась жизнь, тем больше становился словарный запас, и тем интенсивней развивалась речевая функция.
Есть странные исследователи, утверждающие, что человек современного типа (Homo sapiens) победил неандертальца, потому что пришел в Европу из Африки и уже обладал речью, а у неандертальцев речи не было, они были дикие и поэтому проигрывали. Это ничем не подтверждаемые фантазии: способы передачи информации существовали и у тех, и у других.
Человек научился обманывать, а обезьяны умеют обманывать?
Трудно сказать. В лобных долях находятся ассоциативные поля, связанные с контролем над эмоциональным состоянием и которые контролируют нашу лимбическую систему. У млекопитающих (собак, кошек) этого нет, есть ли это у шимпанзе, трудно сказать. Но мне приходилось видеть, как они обманывают друг друга и экспериментатора. Они могут прятать. Что самое удивительное, как рассказывают многие экспериментаторы, шимпанзе чувствуют обман и человеку трудно их обмануть. Видимо, мы мало обращаем внимание на то, что у нас сейчас стало невербальной коммуникацией. Чаще всего мы не обращаем внимания ни на жесты, ни на позу, ни на мимику, обращаем внимание на смысловую часть, которую передаем. А они только на невербальную коммуникацию и обращают внимание. Видимо, человек волей-неволей, пытаясь обмануть, чем-то – жестами, мимикой - выдает себя, и животные это чувствуют.
Когда мы говорим о происхождении речи, нет никаких сложностей с тем, как формируются понятия, они формируются легко. Очень много было экспериментов в Йельском приматологическом центре, когда шимпанзе обучали языку глухонемых, потом отправляли в стадо, и они учили других, и стадо начинало общаться на этом языке.
Прибрам учил шимпанзе по имени Сара при помощи магнитной доски и разноцветных фигурок – понятий разной формы. Она складывала целые сложносочиненные предложения, которые дети трех лет не говорят, и практически освоила синтаксис.
Эволюция голосового аппарата
Вопрос в том, как формировалась акустическая сигнализация, связанная с анатомическими особенностями голосового аппарата. Я здесь не вижу сложностей, т.к. предки встали на две ноги и угол прикрепления головы изменился: затылочное отверстие сместилось немного вниз и вперед. Естественная, не связанная с речью грацилизация черепа шла в эволюции и являлась тоже своего рода преадаптацией. Грацилизация не была связана с тем, чтобы человек научился говорить. Это другой процесс, но он способствовал формированию речевых структур. Еще Бунак писал о том, что при грацилизации нижняя челюсть становится меньше, это и есть некоторая преадаптация к речевой функции, не более того.
Как эволюция будет идти дальше, что будет с человеком?
Мне кажется, что эволюция на морфологическом уровне уже маловероятна. В эволюции человека с верхнего палеолита, а может быть, и раньше, существенную роль стал играть уже социальный фактор, а не естественная среда. Сейчас человек, по-моему, больше существо социальное, чем биологическое. Эволюция пойдет под воздействием социальных факторов, от которых будет меняться его социальность, не биология. Мне кажется, человечество подходит к определенному рубежу, когда звуковая сигнализация уже не удовлетворяет потребности человека. Информации гораздо больше, а звуковая передача информации имеет много минусов: она линейна, энергозатратна, длительна по времени.
Сейчас накопилось такое количество информации, что она должна натолкнуть человека на развитие новых систем для передачи этой информации. Что-то должно произойти, речь изживает себя. Мы всю жизнь учимся из-за того, что речь несовершенна. Должна появиться новая система сигналов для передачи информации.