Mów do mnie, delfinie

W Sekcji Archeo w pulsarze prezentujemy archiwalne teksty ze „Świata Nauki” i „Wiedzy i Życia”. Wciąż aktualne, intrygujące i inspirujące.

Na północ i wschód od wyspy Wielka Bahama – jednej z większych w archipelagu Bahamów – leży Mała Ławica Bahamska. To rozległa płycizna, gdzie głębokość wody nie przekracza 20 m. Wbrew nazwie nie jest wcale taka mała. Ciągnie się bowiem na długości ponad 200 km i ma szerokość około 100 km. Sama w sobie jest geologicznym cudem natury – to zanurzona w morzu platforma skalna o grubości wielu kilometrów, którą przez 100 mln lat wznosiły mozolnie koralowce i inny rafotwórczy drobiazg. Dziś dno Małej Ławicy Bahamskiej pokrywa biały jak cukier piasek, który porasta głównie trawa morska. Sto kilometrów stąd w kierunku zachodnim znajduje się zatłoczona Floryda, zamieszkana przez 20 mln ludzi. Jednak płycizna to inny świat – mimo plażowiczów licznie przybywających na okoliczne wyspy dzika przyroda wciąż ma się tu dobrze. Nad krystalicznie czystymi wodami unoszą się chmary ptactwa, a w rozgrzanym morzu mieszkają niezliczone gatunki ryb oraz ssaki morskie.

Jednym z mieszkańców tych wód jest delfinek plamisty (Stenella frontalis). Zamieszkuje on wyłącznie Atlantyk i jak większość jego kuzynów preferuje raczej ciepłe środowisko. Swoją nazwę zawdzięcza plamkom na grzbiecie i brzuchu. Osiąga długość około 2 m, a zatem rozmiarami ustępuje popularnemu butlonosowi, z którym jest czasem mylony. Delfinki plamiste należą do wyjątkowo towarzyskich ssaków morskich i chętnie pływają z ludźmi. Jak wszystkie właściwie delfiny żyją w stadach. Jedno z nich, liczące około 100 osobników, zamieszkuje od pokoleń zachodnią część Małej Ławicy Bahamskiej, położoną najbliżej Florydy. Tu właśnie od ponad trzech dekad swoje badania prowadzi Denise Herzing, światowej sławy znawczyni życia delfinów.

Herzing trafiła na Małą Ławicę Bahamską na początku lat 80. XX w. Przyjechała zaraz po studiach biologicznych przekonana, że jej powołaniem jest prowadzenie obserwacji delfinów żyjących na wolności, w naturalnym środowisku. Chciała zgłębić prawdziwe życie społeczne tych ssaków, obyczaje, umiejętności poznawcze i sposoby komunikowania. Misji tej pozostała wierna do dziś. W zeszłym roku upłynęło 30 lat od uruchomienia przez nią programu badawczego o nazwie Wild Dolphin Project, na którego prowadzenie sama zdobywa fundusze, nie chcąc na stałe wiązać się z żadną dużą instytucją badawczą. Wśród delfinków plamistych z Małej Ławicy Bahamskiej przebywa średnio przez 100 dni rocznie. Wyliczyła ostatnio, że spędziła z nimi w wodzie łącznie około 1500 godz. Zna wszystkich członków stada, właściwie sama niemal się do niego zalicza. Większość osobników rozpoznaje na pierwszy rzut oka, resztę potrafi wskazać w rodzinnym albumie. Wie, kiedy przyszły na świat, kiedy zostały najpierw rodzicami, a potem dziadkami.

Ów rodzinny album składa się nie tylko ze zdjęć. Herzing posiada też olbrzymią bazę filmów oraz odgłosów swoich ulubieńców – tych wszystkich gwizdnięć, klekotów i pisków, za których pomocą komunikują się delfiny. W ciągu 30 lat poznała złożony świat ich wzajemnych relacji. Widziała, jak młode samce formują grupy, które potem rozrabiają na wodach płycizny niczym gangi młodocianych przestępców. Obserwowała, jak młode samice uczą się od starszych opieki nad dziećmi. Podglądała amory delfinków, zawsze chętnych do uciech miłosnych, podczas których o wierności z pewnością nie może być mowy. Napisała na ten temat dziesiątki artykułów naukowych i kilka książek. Nic dziwnego, że w końcu Herzing postanowiła nawiązać ze zwierzętami kontakt nie tylko wizualny, ale także „werbalny”.

Co powie butlonos po LSD?

Badań, w tym eksperymentów wskazujących, że delfiny potrafią wchodzić w interakcje z ludźmi, przeprowadzono wiele. W latach 70. XX w. wyjątkowo bystry butlonos Akeakamai z ośrodka oceanograficznego Kewalo w Honolulu na Hawajach nauczył się odczytywać kilkadziesiąt gestów ludzi. To było jeszcze w erze przedtabletowej, bo ostatnio w eksperymentach, których celem jest nawiązanie komunikacji z delfinami z oceanariów, wykorzystywane są nawet iPady. Dwie dekady temu także Herzing zaczęła uczyć delfinki plamiste z Małej Ławicy Bahamskiej rozpoznawania i wskazywania rozmaitych obiektów za pomocą dźwięków, a także symboli na klawiaturze. Było jej trudniej, bo próbowała tej sztuki ze zwierzętami dziko żyjącymi. W końcu jednak uznała, że nie tędy wiedzie droga do komunikacji międzygatunkowej. Chciała, żeby ludzie i delfiny zaczęli ze sobą rozmawiać, żeby był to dialog, w którym każda ze stron posługiwałaby się własnym językiem, a komputer zajmowałby się tłumaczeniem jednej mowy na drugą.

Pomysł wydawał się szalony. Ale Herzing nie była pierwszą osobą, która doszła do wniosku, że te wszystkie gwizdnięcia, klekoty i piski delfinów mogą się składać na spójny system mowy (język mówiony). Idea, że delfiny są wodnymi odpowiednikami żyjących na lądach ludzi i że obie grupy łączy w związku z tym jakaś specjalna więź, ma od dawna swoich zwolenników. W 1961 r. w obserwatorium astronomicznym Green Bank w amerykańskim stanie Wirginia Zachodnia spotkało się 12 osób, w tym trzech laureatów Nagrody Nobla, a także znani astrofizycy Carl Sagan i Frank Drake oraz ekscentryczny neurobiolog John Lilly. Rozmawiali o sposobach nawiązania kontaktu z obcą cywilizacją, aby ostatecznie dojść do wniosku, że trzeba zacząć od próby zrozumienia języka delfinów. Taką konkluzję podsunął Lilly. Przekonał resztę, że skoro nie umiemy dogadać się z innymi ssakami, z którymi dzielimy sporą część historii ewolucyjnej, to trudno nam będzie zrozumieć istoty z innych światów. Spotkanie zakończyło się utworzeniem na poły tajnego Zakonu Delfina, którego głównym celem miało być uruchomienie prac nad stworzeniem systemu komunikacji z pozaziemską inteligencją opartego na wynikach badań nad delfinami.

Lilly był zafascynowany delfinami. Uważał, że są inteligentniejsze od ludzi i mają własny język. Kupił dom na wyspie Saint Thomas należącej do Wysp Dziewiczych Stanów Zjednoczonych, a następnie za pieniądze otrzymane z NASA zaczął eksperymenty z butlonosem o imieniu Peter, którego postanowił nauczyć języka angielskiego. Dokładnie rzecz biorąc, nauczycielką była Margaret Howe, która przebywała z delfinem przez całą dobę. Margaret i Peter nawiązali bliską więź, a delfin coraz lepiej naśladował sposób mówienia swojej opiekunki. Jednak angielskiego się nie nauczył, mimo że Lilly uciekał się do coraz bardziej kontrowersyjnych metod nauki, np. wstrzykiwał zwierzęciu LSD, mając nadzieję, że narkotyk zniesie barierę w komunikacji międzygatunkowej. Ale gdy te i inne niekonwencjonalne pomysły nie przyniosły rezultatu, zarzucił badania nad delfinami na rzecz innego projektu, w którego ramach zaczął sam eksperymentować z LSD. Wtedy oczywiście NASA zaprzestała z nim współpracy.

Podwodny tłumacz

– Lilly był wizjonerem, wyprzedzał swoje czasy, ale potem zaczął robić rzeczy mające niewiele wspólnego z nauką. W efekcie przez kolejne dwie dekady nikt nie chciał rozwijać jego idei z obawy, że sam zostanie uznany za stukniętego. Dziś jednak wiemy znacznie więcej o tym, jak komunikują się delfiny. Wiemy też, że mają wielkie mózgi, bardzo złożone życie społeczne, nadają sobie imiona i zapewne są świadome własnego istnienia. To dobry moment, by spróbować nawiązać z nimi dialog. Szczególnie że dziś mamy pod ręką technologie informatyczne, których nie miał Lilly – mówi Herzing.

Rzeczywiście, dzięki rozwojowi informatyki możliwe stało się choćby automatyczne przetwarzanie mowy. Takie systemy są dziś wykorzystywane do sterowania urządzeniami, dyktowania tekstów, uzyskiwania dostępu do baz danych. Herzing postanowiła poszukać kogoś, kto zbuduje jej podwodny komputer, za którego pomocą mogłaby nawiązać dwukierunkową komunikację z jej znajomymi z Małej Ławicy Bahamskiej.

Tym kimś okazał się Thad Starner, twórca słynnych google glass, a na co dzień szef Wearable Computing Lab w Georgia Institute of Technology w Atlancie. Jego zespół zbudował dla Herzing urządzenie, które nazwano CHAT (skrót od ang. cetacean hearing and telemetry). Było to aluminiowe pudło wielkości laptopa z procesorami w środku oraz z klawiaturą, dwoma hydrofonami i głośnikiem na zewnątrz. Hydrofony miały służyć do rejestrowania odgłosów delfinów, natomiast głośnik – do emitowania sztucznie wygenerowanych przez komputer delfinich gwizdów. Poszczególne gwizdy odpowiadały konkretnym wyrazom, które nurkujący wystukiwaliby na klawiaturze.

Najważniejszym elementem zestawu był program sztucznej inteligencji, nad którym Starner z zespołem pracował przez ponad rok. Odpowiednie algorytmy miały pozwolić komputerowi na identyfikację delfinich gwizdów dzięki analizie zwanej rozpoznawaniem wzorców (ang. pattern recognition). Owe wzorce mogą dotyczyć wielu zjawisk i procesów: dźwięków, obrazów, finansów, zachowań ludzi czy stanu zdrowia człowieka. W tym przypadku program miał się nauczyć identyfikowania gwizdnięć delfinów odpowiadających na gwizdy generowane przez komputer. Tak zacząłby się międzygatunkowy dialog.

Zapraszamy do zabawy

Próby rozpoczęto pięć lat temu. Na początek Herzing wybrała kilka obiektów, którymi delfinki plamiste z Małej Ławicy lubią się bawić z ludźmi, takich jak lina, chusta czy gronorost (glon morski z rodzaju Sargassum). Odpowiednie angielskie słowa przyporządkowano gwizdom przypominającym naturalne, ale stworzonym przez komputer. Odgłosy miały być łatwe do nauczenia się przez delfiny. Założono, że w pewnym momencie zwierzęta zaczną używać tych nowych „słów” na określenie konkretnych zabawek. Oprogramowanie miało rozpoznawać gwizdy i od razu tłumaczyć je na odpowiednie angielskie słowa, które badacz słyszałby w słuchawkach. – Natychmiastowe tłumaczenie i szybka reakcja człowieka na mowę delfina są kluczowe. Co nam z tego, że po dobie zidentyfikujemy gwizd. Komunikacja musi się odbywać w czasie rzeczywistym i odnosić do konkretnej sytuacji. Inaczej nie ma dialogu – tłumaczy Herzing.

Podczas pierwszej fazy badań dwóch nurków miało się bawić konkretnym przedmiotem, np. gronorostami, a z głośników byłby emitowany przyporządkowany do niego gwizd. Delfiny tak jak dzieci uczą się poprzez obserwację i uczestnictwo. Badacze mieli więc nadzieję, że któreś ze zwierząt przyniesie własną zabawkę i zaprezentuje ją ludziom, wydając nowo przyswojony gwizd. W kolejnym, znacznie trudniejszym etapie badań naukowcy chcieli skupić się na odnajdywaniu – jak to określili – „fundamentalnych jednostek” mowy delfinów. – Gdyby udało nam się rozpoznać te fundamenty, moglibyśmy je wykorzystać do prawdziwego komunikowania się z nimi. To byłoby coś niesamowitego – mówi Starner.

Pogadać z delfinem? Czy to w ogóle realne? Biolog Justin Gregg z konkurencyjnego programu Dolphin Communication Project uważa, że nawet gdyby takie bazowe segmenty delfiniego języka udało się zidentyfikować, to ustalenie ich znaczenia, a następnie ich użycie we właściwym kontekście wydaje się zadaniem niewykonalnym. – Zgadzam się, że delfiny to niezwykłe zwierzęta, rzeczywiście najprawdopodobniej przywołują się imionami i potrafią informować towarzyszy o swoich zamiarach i emocjach. Ale wątpię, aby posługiwały się złożonym i bogatym semantycznie systemem komunikacji podobnym do ludzkiej mowy. W każdym razie nie ma na to żadnych dowodów – mówi Gregg. Zwraca też uwagę na bariery natury technicznej. Delfiny mogą nadawać na częstotliwościach dziesięciokrotnie wyższych od tej, którą rejestruje nasz słuch. W dodatku są bardzo gadatliwe, a poza gwizdami wydają też całą masę klekotów i innych dźwięków, z których analizowaniem i generowaniem nie poradzi sobie komputer, a to właśnie w nich mogą być ukryte owe „fundamentalne jednostki” delfiniej mowy.

Gaduły rozwiązują problem

Tymczasem badania Herzing i Starnera przynoszą niespodzianki. Ostatnio CHAT zarejestrował pod wodą gwizd, który natychmiast przełożył na angielski. W słuchawkach zabrzmiało słowo „gronorost”. – To niezwykłe uczucie. Nagle rozumiesz, co powiedziało zwierzę pływające w pobliżu ciebie – mówi Herzing. Niestety, do tej pory usłyszano ten dźwięk tylko raz.

Za to w zeszłym roku dzięki nowym algorytmom Starnera udało się w próbce obejmującej kilkadziesiąt odgłosów delfinów wyróżnić aż osiem powtarzających się segmentów. Filmy wideo pokazały, że niektóre z tych komponentów pojawiały się tylko podczas interakcji zachodzących pomiędzy matką i dzieckiem. Jakby między nimi wywiązała się rozmowa. Baza gwizdnięć, klekotów i pisków delfinów z Małej Ławicy z roku na rok szybko się powiększa. – W tych nagraniach, które przeanalizowaliśmy, widać pewną regularność. Najwyraźniej system komunikowania się delfinów ma swoją strukturę wewnętrzną. Czy to już język, nie wiem. Czasami jednak ta struktura jest na tyle czytelna, że na podstawie wyników analizy ścieżki dźwiękowej potrafimy przewidzieć, co zobaczymy na filmie. Jesteśmy na tropie nowych odkryć dotyczących mowy delfinów – opowiada Starner. Jego zdaniem kluczową rolę mogą odegrać nowe osiągnięcia teorii informacji oraz zaawansowane badania nad sztuczną inteligencją.

Zbliżone wnioski płyną z innych badań. Kilka miesięcy temu Holli Eskelinen z University of Southern Mississippi i jej współpracownicy opisali w czasopiśmie „Animal Cognition” eksperyment z udziałem butlonosów żyjących w oceanarium Dolphins Plus w Key Largo na Florydzie. Do wody wrzucono im pojemnik z żywnością, którego szybkie i łatwe otwarcie wymagało współpracy dwóch osobników. Jednej z par udało się rozwiązać problem w ciągu minuty, przy czym prawdziwą niespodzianką były nagrania wyjątkowo ożywionych „rozmów” prowadzonych w tym czasie przez zwierzęta. Wyglądało to tak, jakby butlonosy uzgadniały ze sobą, co który ma robić. Wydawały przy tym bardzo szybkie serie klekotów. „Coś takiego widzieliśmy po raz pierwszy: wspólnemu rozwiązywaniu zadania towarzyszyła niezwykle intensywna wymiana komunikatów” – napisali badacze. Wniosek sam się nasuwa: delfiny rozmawiały i nawet wiadomo o czym. Ale Eskelinen jest ostrożna: – Wciąż nie jest to dowód, że delfiny mają swój język lub coś, co my definiujemy jako język.

Tu jednak pojawia się pytanie, czy wobec delfinów, z którymi nasze drogi rozeszły się 90 mln lat temu, powinniśmy stosować identyczne kryteria języka jak wobec ludzi? Te kryteria są bardzo wyśrubowane. Na przykład jedną z cech ludzkiego języka jest składnia, czyli szereg zasad rządzących zależnościami pomiędzy jednostkami mowy. Czy zatem delfiny także powinny posługiwać się pełnymi zdaniami, w których jest podmiot, orzeczenie i dopełnienie? Czy są wśród nich wybitni oratorzy, formułujący złożone wypowiedzi? Nawet jeśli tak, udowodnienie tego może się okazać zadaniem niewykonalnym. Z tego punktu widzenia Herzing i Starner od początku stoją na straconej pozycji.

Może jednak nie jest to właściwe podejście? Może nie da się wskazać wyraźnej granicy pomiędzy tym, co już jest językiem, a tym, co nim jeszcze nie jest? Badacze dziejów ludzkiej mowy byliby w nie lada kłopocie, gdyby ich poprosić o wyznaczenie takiej cezury w odniesieniu do nas samych. A skoro tak, to może nie należy być aż takim wymagającym wobec zwierząt? Herzing wierzy w to, że mowę delfinów, czy jakkolwiek nazwiemy tę ich umiejętność porozumiewania się, najwyraźniej nieźle rozwiniętą, da się w końcu złamać niczym szyfr. – Nie zdziwiłabym się, gdyby się okazało, że delfiny, i zapewne też inne zwierzęta, są zdolne do rzeczy, o jakich nam się nie śniło nawet dekadę temu. Potrzebujemy kreatywnych narzędzi, które pchną takie badania do przodu. Przecież wszyscy wiemy, że delfiny są bystre. Nie wiemy tylko jak bardzo. Sprawdźmy więc to – mówi badaczka.