Дети в возрасте 4 лет уже используют алгоритмы сортировки для решения задач.

Ранее считалось, что дети младше 7 лет не способны находить эффективные решения сложных задач, но новые исследования показывают, что гораздо раньше дети могут наткнуться на известные алгоритмы сортировки, используемые специалистами по информатике.

Дети уже в возрасте четырёх лет способны находить эффективные решения сложных задач, например, самостоятельно изобретать алгоритмы сортировки, разработанные специалистами по информатике. Ученые, стоявшие за этим открытием, утверждают, что эти навыки появляются гораздо раньше, чем считалось ранее, и должны заставить переосмыслить психологию развития.

Эксперименты, проведённые швейцарским психологом Жаном Пиаже и получившие широкую популярность в 1960-х годах, предполагали, что дети должны будут физически рассортировать палочки по длине. Пиаже назвал эту задачу «сериацией». Его тесты показали, что примерно до семи лет дети не применяли никаких структурированных стратегий; они подходили к задаче неорганизованно, методом проб и ошибок.

Однако новое исследование Хуэйвена Алекса Янга и его коллег из Калифорнийского университета в Беркли показывает, что лишь меньшинство даже четырехлетних детей способны разрабатывать алгоритмические решения для той же задачи, а к пяти годам на то же самое способны более четверти из них.

«Возможно, мы не уделяли детям достаточного внимания», — говорит Ян. «Нам нужно глубже разобраться в том, что дети на самом деле делают, в их способности к рассуждению».

В ходе эксперимента команда попросила 123 детей в возрасте от 4 до 9 лет отсортировать серию цифровых изображений кроликов по росту. Изначально дети могли видеть кроликов в группе и сравнивать их рост напрямую, и все дети смогли относительно легко правильно их упорядочить.

Но позже высота всех кроликов стала скрыта, и единственным способом сравнить их было выбирать по два за раз. При выборе кроликов детям сообщалось, расположены ли они уже в правильном порядке или в неправильном, и в этом случае кролики автоматически менялись местами после того, как их видели. Это заставило детей придумать новую стратегию для упорядочивания, не имея возможности видеть всю группу сразу.

Исследователи искали доказательства того, что дети применяли известные решения, анализируя последовательность сравнений на предмет использования существующих алгоритмов. Команда обнаружила, что в целом дети всё ещё показывали результаты, значительно превышающие случайные – более того, они независимо друг от друга открыли как минимум два эффективных алгоритмических решения задачи сортировки, разработанной в области компьютерных наук: сортировку выбором и сортировку шейкером.

В 34% тестов дети использовали последовательность сравнений, которая предполагала, что они использовали – по крайней мере, временно – известный алгоритм сортировки. В 110 из 667 проведённых тестов Дети использовали сортировку выбором, а в 141 тесте — сортировку шейкером. В 21 тесте использовалась комбинация двух алгоритмов. В общей сложности 67 из 123 детей использовали как минимум один распознаваемый алгоритм, а 30 детей использовали обе стратегии на разных этапах эксперимента.

Однако количество детей, использовавших алгоритм для решения задач, определённо зависело от возраста. Только 2,9% четырёхлетних детей использовали узнаваемый алгоритм, тогда как среди пятилетних этот показатель вырос до 25,5%, а среди шестилетних — до 30,7%. К девяти годам уже более 54% детей использовали узнаваемый алгоритм.

«Существует долгая история опровержения Пиаже», — говорит Эндрю Бремнер из Бирмингемского университета в Великобритании. Бремнер считает Пиаже гением, который произвел революцию в психологии развития и определил этапы, через которые проходят дети, познавая мир, но признаёт, что тот «не был выдающимся экспериментатором» и часто разрабатывал плохие тесты без должного контроля. «Люди начали указывать, что дети могут делать то, что, по его словам, им не под силу, гораздо младше».

По сути, в последние десятилетия постепенно стало ясно, что Пиаже имел верное представление о развитии детей, но был несколько пессимистично настроен относительно возраста, в котором дети проходят этот процесс. И это новое исследование лишь усиливает эту доказательную базу. Примечательно, что оно сосредоточено на сериализации, которая, по словам Бремнера, была одним из последних сохранившихся и самых трудно поддающихся исследованию экспериментов Пиаже, применимых к детям младше, чем считалось ранее.

«Дети могут продемонстрировать успех в этом задании в данном конкретном контексте гораздо раньше, чем мы могли бы предположить», — говорит Бремнер. «Таким образом, они не просто воспринимают мир как чистый лист, но и применяют стратегические подходы к решению проблем».

Сэм Васс из Университета Восточного Лондона (Великобритания) говорит, что Пиаже считал, что детям необходимо сформировать полное понимание сложных систем, прежде чем они смогут разрабатывать стратегии работы с ними, но это все чаще рассматривается как ненужное.

«Это исследование — часть большого течения в психологии, которое бросает вызов идее о том, что для создания поведения, которое выглядит сложным, необходимы сложные мысли и понимание, лежащие в их основе», — говорит Уосс. « На самом деле, как показывает это исследование, можно создавать поведение, которое выглядит сложным, основываясь на гораздо более простом наборе правил».

Природа Поведение человека DOI: 10.1038/s41562-025-02302-6

Источник: www.newscientist.com