Песни зубатых китов: у кашалотов есть язык, и его можно расшифровать
Команда исследователей, включающая зоологов, лингвистов и специалистов по искусственному интеллекту, приступила к составлению учебника по китовому языку. Начали с алфавита.
«— А ты знаешь, что дельфины разговаривают? — Знаю, не знаю только о чем. — О торговых караванах, о морях и океанах, где какая рыба и почем» — пелось в песне на слова Юлия Кима из старого советского фильма «Точка, точка, запятая». Фильм вышел больше полувека назад, и уже тогда способность китообразных к какой-то коммуникации была, видимо, хорошо известным фактом. К сожалению, за 52 года зоологи узнали о дельфиньих (а также китовых, касаточьих и кашалотьих) беседах не так уж много нового: разговаривают, да, но о чем — неизвестно. Возможно, недавняя статья в Nature сдвинет дело с мертвой точки, потому что на этот раз исследователи взялись за дело всерьез. Они подслушивали разговоры клана кашалотов, обитающего в Карибском море, и обнаружили, что их система коммуникации куда сложнее, чем считалось раньше.
Как киты пели для хиппи
Видимо, стоит начать с предыстории. За несколько лет до того, как опальный Юлий Ким под псевдонимом Михайлов сочинял тексты для песен к фильму «Точка, точка, запятая», зоолог Роджер Пейн вместе со своей тогдашней женой Кейти записал на магнитофон песни горбатых китов. Эти «песни» — люди, лишенные музыкальных задатков, называют «воем», на что имеют определенные основания, — в 1972 году вышли в виде альбома, который тотчас взлетел на вершину чартов и с успехом продавался до конца 1990-х. На дворе стояла эпоха нью-эйджа, и уроженцы тех времен, вроде автора этих строк, чего только под эти китовые песни ни делали, даже вспоминать не хочется. Но альбом принес человечеству несомненную пользу, поскольку вызвал интерес к китам и в конце концов породил всевозможные инициативы по их охране.
Между тем Роджер Пейн прожил длинную красивую жизнь, посвятив ее охране живой природы (он умер меньше года назад, в июне 2023-го). А в 2020-м профессор Пейн присоединился в качестве консультанта к одному любопытному проекту. Основал проект биолог по имени Дэвид Грубер. Тоже в своем роде примечательная научная биография — Дэвид начинал как микробиолог, а затем пошло по нарастанию размера: кораллы, медузы, акулы… и наконец, закономерно, киты. В 2020 году Грубер основал проект под названием CETI. Похоже на SETI («Поиск внеземных цивилизаций»), и сходство это намеренное, но расшифровка другая: Cetacious Translation Initiative, «Инициатива перевода с китового»). Грубер полагает, что развитие технологий машинного обучения наконец-то позволяет подойти к решению масштабной задачи: научиться понимать китов. Уж конечно, Роджеру Пейну такое пришлось по душе.
В апреле этого года проект породил первую сенсацию: ученым удалось поговорить с горбатым китом. На самом деле разговор был не слишком содержательным: исследователи записали «персональный зов» горбатого кита — видимо, таким способом киты представляются друг другу — и проиграли его самке с детенышем у побережья Аляски. Самка ответила. Ответ остался непонятым, но вряд ли он был содержательнее, чем «приветственная реплика» исследователей. Это, конечно, было очень мило и привлекло внимание мировых медиа, но ученые ясно понимали, что такой путь не слишком продуктивен. Во-первых, идея вступать с китами в разговоры сама по себе сомнительная: китобои уже давно ищут способы приманивать китов, и меньше всего зоологам хотелось бы им в этом помогать. Говорит участник проекта Саманта Блейкман: «Нам, наверное, надо поменьше говорить и побольше слушать. Если ты ученый, тебе следует избегать предвзятости: надо научиться сокращать себя из уравнений». А во-вторых, у песен горбатых китов есть одна техническая сложность: слишком уж они аналоговые, и их совсем непросто оцифровать.
Тут-то на сцене и появляется кашалот — неважный певец, зато прекрасный телеграфист.
Алфавит, словарь, разговорник
Кашалоты общаются с помощью щелчков вроде азбуки Морзе. Вернее, они используют короткие последовательности щелчков, которые называются «коды». Продолжительность одной коды — до двух секунд, и в ней может быть от трех до (в редких случаях) тридцати щелчков, а продолжительность всего разговора — нередко с участием нескольких кашалотов — исчисляется минутами. Всего у кашалотов по всему миру описано больше двух сотен разных «код», но, как и у людей, в разных регионах планеты слова разные, и у кашалотов восточной части Карибского моря в ходу всего 21 тип код. Например, такие:
. . . (один щелчок, затем два)
. . . . (четыре через равные интервалы)
. . .. (четыре в ускоряющемся темпе)
.. . . . (два подряд, потом еще три с паузами)
……. . . (семь, один и еще один)
…и многие другие. А узнают друг друга члены этого клана по фирменной подписи:
. . … (1+1+3).
Итак, двадцать одна кода. Для словаря маловато, особенно если вспомнить, что речь идет о животном с самым большим мозгом на планете Земля, сложнейшим поведением и развитой социальностью. А вот для алфавита более чем достаточно, примерно такой был у древних римлян. Вообще, аналогии с буквами и словами хоть и заманчивы, но сомнительны — вот, например, язык пчел: где там буквы, где слова? Одни повороты и виляния брюхом. Однако информация, передаваемая таким образом, может быть довольно сложна.
Важный вывод из опубликованных результатов состоит в том, что коды кашалотов все-таки ближе к алфавиту — в том смысле, что в их языке есть еще как минимум два уровня усложнений, в результате которых информационная емкость увеличивается в несколько раз.
Во-первых, «орнаментация». Так исследователи назвали дополнительный щелчок в конце коды, после небольшой паузы. В чем-то похоже на точку в конце фразы, или, если искать аналогии в устной речи, «Вот так — и точка!». Возможно, в таком «переводе» есть доля истины, потому что, по наблюдениям исследователей, в разговоре нескольких кашалотов после реплики с «орнаментацией» часто случаются перемены: один или несколько участников замолкают. В «речи» одного кашалота орнаментация часто встречается в начале или в конце серии код. Так и подмывает предположить, что это главный тезис, за которым либо следуют логические аргументы, либо, наоборот, аргументы предшествуют выводу.
Вторую особенность кашалотской речи ученые назвали «рубато». Термин заимствован из музыки: так называются замедления и ускорения темпа, с помощью которых исполнитель имитирует томные вздохи и томления страсти. Кашалоты тоже это делают — точнее, темп исполнения код на протяжении разговора нескольких животных плавно меняется, нарастая и/или снижаясь. При этом перемены темпа воспроизводят все участники переговоров, то есть они как минимум слышат их, и это для них что-то значит.
На чей-то вкус это довольно странный способ передавать информацию. Хорошо, а что вы скажете о повторении той же последовательности звуков, но с увеличивающейся к концу частотой (вернее, одной из частот в спектре)? Сложно, странно и непонятно? Между тем сейчас я описал черту большинства человеческих языков: один собеседник что-то утверждает, а другой не расслышал и переспрашивает, и именно об этом сигнализирует повышающаяся интонация. Наш язык, наверное, тоже непросто будет расшифровать, особенно для кашалотов, не говоря уже о пчелах.
Вот для того, чтобы выявлять подобные непривычные черты, ученым и понадобилось машинное обучение и искусственный интеллект. И из того, что им удалось узнать, следует очень важный вывод, который авторы даже не побоялись вынести в заголовок статьи: язык кашалотов, как и человеческие языки, комбинаторный и контекстуальный. Первое слово означает, что сочетание единиц речи («код») несет больше информации, чем просто сумма информационного содержания каждой из них. А второе слово значит, что эта информация еще и зависит от окружения — тех слов, которые были сказаны участниками диалога до и после. Человеческие языки именно таковы, а вот у животных подобные случаи, видимо, исчезающе редки (язык пчел, кстати, некоторые считают одним из таких примеров). А это значит, что к кашалотам имеет смысл прислушаться, а возможно, и перекинуться парой слов.
Перспективы разговора
Пока участники проекта CETI проявляют осторожность: в их статье принципиально отсутствуют какие бы то ни было спекуляции насчет того, о чем переговариваются кашалоты своими орнаментированными кодами с рубато («Где какая рыба и почем?»). Более того, в статье намеренно упоминается только речевой «контекст» (реплики животных анализируются в зависимости от соседних реплик в диалоге) и начисто игнорируется поведенческий (то есть что кашалоты при этом делают). До понимания смысла дело, видимо, дойдет не очень скоро, и ученые не хотят забегать вперед. Кроме того, понять, «что кашалоты делают», ничуть не проще, чем вникнуть в их язык, а требуемое техническое оборудование на порядок сложнее. Звуки можно просто записать и отдать компьютеру на растерзание, а вот уследить за кашалотом в толще океана мало какой технике под силу.
Один из очевидных путей будущих исследований — проигрывать животным записи их переговоров и смотреть, как изменится их поведение. Однако пока ученые, как и советует Саманта Блейкман, слушают кашалотов молча и не встревают. В разговоре с кашалотом всегда есть опасность поставить себя в глупое положение (это поймет каждый, кто пытался коммуницировать с кошкой, подражая ее мяуканью). Но есть и другая опасность, куда более серьезная: участники проекта CETI очень боятся навредить. Все виды китообразных, и кашалоты в том числе, находятся под угрозой, причем угроза эта исходит главным образом от человеческой цивилизации. Загрязнение вод, истощение запасов рыбы, хищнический промысел, шум судовых двигателей, любознательные туристы в поисках вирусных селфи. Не хватает только зоологов с неуместными репликами на ломаном кашалотском.
Ну и, конечно, прежде чем начинать разговоры с кашалотами, неплохо бы обдумать, какими именно мыслями и чувствами нам стоит с ними поделиться. Эта домашняя работа может занять некоторое время. Зато она наверняка принесет пользу — даже в том случае, если у исследователей CETI ничего не получится и диалог так и не состоится. Хотя они, похоже, всерьез верят в успех.