4月2021

子どもの統計と確率

赤ちゃんが白と赤の球の入った箱から、各々の球が出てくる様子を見て、意外なものの方を見つめる様子を見て、赤ちゃんが可能性の確立を理解しているということが考えられました。次に、科学者がしているように、確率パターンから因果関係を推測することはどうなのか?ということですが、結論から言うと、赤ちゃんは確率パターンから因果関係を推測することができるようです。しかも、それは遅くても二歳半、もしかするともう少し前から、確立に基づいた因果推論ができるようになるようです。

 

この検証には以前、紹介した「ブリケット探知機」を使います。改めてこの装置の説明をすると、この装置は特定のブロックを載せると光がついて音楽が鳴りますが、決まったもの以外のブロックを載せたときは反応しないといったものです。まずは、このブリケット探知機において、ブロックの置き方と装置の作動状況をいろいろな組み合わせで見せます。つまり、様々な例を子どもに提示します。そのうえで、装置を作動させるのはどのブロックかということ、装置はどうすれば止まるのかということを子どもに答えてもらいます。

 

この実験では2回実験を行います。1回目は白のブロックを載せると音が鳴り、黒のブロックでは音が鳴りませんでした。白と黒両方載せると音が鳴ります。2回目では白のブロックを載せると音が鳴ります。黒を載せるだけでは音が鳴りません。しかし、2度黒のブロックを載せると音が鳴ります。この2つの実験を見て子どもたちがどのようにブリケットを見つけるかを見ます。2回の実験では、微妙に違いがあり、1回目では白と黒とを一緒に置かなければ装置は作動しません。つまり、白ブロックという要因を取り除いて考えないと断定できないのです。結果はどうだったかというと、3歳、4歳、時に2歳の子でも、白という要因を取り除くという判断ができました。1つ目の実験では白がブリケットで、2つ目の実験では白も黒もどちらもブリケットだと正しく答えたのです。つまり、科学者が喫煙とがんの関連を調べるときのように統計に基づいて行う因果推論を行うことができたのです。

 

次の実験では子どもたちは覚えた知識を使って世界に変化を起こせるかです。これも2回の実験を行います。1回目は黒のブロックを載せたときは音が鳴りません。ブロックが乗っていないと音はなりません。白のブロックを載せます。すると音が鳴ります。つづいて、白と黒のブロックを載せると音が鳴ります。2回目は黒のブロックを載せると音が鳴ります。部録がなければ音はなりません。次に白のブロックを載せます。すると音が鳴ります。黒と白のブロックを載せると音が鳴ります。といった2つの実験です。そして、子どもたちに白と黒のブロックが乗った状態で、子どもに「音を止めて」と頼みます。つまり、一つ目の実験では白を取り除くと音が止まります。2回目だと白と黒を取り除かなければいけません。

子どもたちはこの実験においても、装置を止めるところを見ていないにもかかわらず、止めることができました。つまり、因果推論を働かせ、装置の停止という小さな変化を起こさせたのです。

 

他にもブリケット探知機を使った実験では、幼児が無意識のうちに確率計算をしていることも分かったそうです。あるブロックで装置が6回中2回、別のブロックでは4回中2回作動するところを子どもに見せます。すると簡単な足し算もできない4歳児が後のブックの方が装置がよく動作すると答えたのです。

 

子どもたちは何もできない存在ではなく、実に緻密に世の中を見ているのですね。

赤ちゃんの統計学

赤ちゃんが言葉を習得していく過程の中で、「馴れ」というものにジェニー・サフランは注目しました。赤ちゃんは音節と音節の組み合わせのパターンの出現確率が分かってくると前回出てきて例でいうと「プリ」と「ティ」はセットであること「ティ」と「ベイ」がセットでないことを理解していたのです。そこには「馴れる」といった「馴化」という現象があるのではないかというのです。赤ちゃんが馴れたものより新しいものに関心を持つという心理傾向を利用したのです。

 

この実験では、たとえば、赤ちゃんに同じ音を何度も聞かせると、そのうちに飽きてそっぽを向いてしまいます。ところが、新しい音を聴かせると再び耳を傾けるようになります。サフランはこの原理を使って、赤ちゃんが確率パターンに反応するかどうかを調べました。

 

たとえば、様々な音節を意味も切れ目もなく羅列してものを赤ちゃんに聞かせます。一つの例では「ガ」は必ず「バ」の直後、「ダ」はいろいろな音節に続くようにし、「ダ」の前が「バ」である確率は3分の1としました。そして、赤ちゃんに様々な無意味な「言葉」、「バダ」「バガ」などを単発的に聞かせます。すると、「バガ」よりも「バダ」のほうに強く反応したのです。この「馴化」といった現象は言語の習得だけに限らず、音階や目に見える物体においても、8か月の赤ちゃんは同じように確率パターンを判別したのです。

 

また、ブリティッシュ・コロンビア大学のフェイ・シューの実験によって、9か月の赤ちゃんはいくつかの重要な統計学的概念を理解できることを示しました。まず、赤白をまぜたピンポン球が入った透明な箱を赤ちゃんに見せます。球はほとんどが白で赤はわずか、またはほとんど赤で白がわずかにしています。次に箱の側面を覆い、中が赤ちゃんに見えないようにします。それから実験者は箱から5つの球を連続して取り出します。取り出す球は赤4つに白1つか、白4つに赤1つになるようにします。白の多いほうの箱から赤が4つも出るというのは、意外な結果ということになります。

 

赤ちゃんも同じように思うようで、白の多い箱から赤が4つ出たときの方が、同じ箱から白が4つ、あるいは赤が多い箱から赤が4つ出たときよりも実験者を見つめている時間が長かったのです。これは9か月の赤ちゃんでも、可能性の確率を考えていたということが分かります。

 

9か月の赤ちゃんが統計学の基本である確率パターンの判別ができるということが分かりました。次に、確率パターンから因果関係を推定することも赤ちゃんはできるようになるようです。ゴプニックはそのことについて、紹介しています。

因果マップと統計

これまでの内容を踏まえると、因果マップを持っていることで、様々な予測を可能にすることができます。つまり、因果マップをいくつか描くことで、そのうちのどれが正しいかを判断するにはどうしたらよいのかを判断します。因果マップはつぎにどんなことが起こりやすいかが示されているからです。そのため、どちらが正しい判断になるのか、実験や大掛かりな調査をすることで新たな証拠を集める必要があります。こういった証拠集めを行っていく中で、どの因果マップが予測に合致する証拠を携え、正しい確率が高いのかが分かってきます。つまり、因果マップによって予測を立て、その予測を立て、その予測を実際に得られた証拠と突き合わせることで、もとのマップのうち、どれが正しい可能性が高いかを統計的に判定するのです。現在こういったことはロボット工学において、研究されています。複雑な因果的つながりを学べるプログラムは開発がされています。

 

一見難しいように感じますが、人間は意識的にやろうとしてもできない複雑な作業を、直観的に行っていることが多々あります。例えば、自動車を運転する時に、無意識のうちに道路の状況について複雑な計算をしながら、アクセルやハンドルを操作します。文章を読むときには、複雑な音声や構文を無意識のうちに統計処理しています。では、乳幼児はどうなのでしょうか。ゴプニックは乳幼児も、優秀な科学者やNASAのコンピューターと大差ない方法で統計処理をし、実験をし、他人の実験を参考にして世界の因果構造を学習しているということが分かってきました。

 

1996年科学雑誌『サイエンス』にジェシー・サフランが生後8か月の赤ちゃんが統計的パターンに感受性を持つことを示す論文を発表しました。それは、その後の赤ちゃんの学習能力に関する研究の端緒になったのですが、その論文の中でサフランは赤ちゃんの言語習得法に注目します。例えば、赤ちゃんに対し「プリティ・ベイビー」というのを言ったとします。話ことばであると、「プリティ」と「ベイビー」には区切りがありますが、「プリティベイビー」と単語と単語が切れ目なくつながって聞こえます。では、その言葉が「プリティ」と「ベイビー」といった単語がつながったもので、「ティべ」といった単語は含んでいないと赤ちゃんはどうやって理解していくのでしょうか。

 

それは音節の出現パターンによって理解するのではないかと言います。生後8か月の赤ちゃんは「プリ」の後に「ティ」、「ベイ」の後に「ビー」が来るパターンを何度も聞きます。しかし、「ティ」の後に「ベイ」が来るパターンは聞くことがありません。こうして音節と音節の組み合わせパターンの出現確率がわかってくると、赤ちゃんは「プリ」と「ティ」はセットであり、「ティ」と「ベイ」がセットでないことを理解するのです。

 

そのため、サフランは赤ちゃんにとって「馴れる」ことによって学習が行われるのではないかと考えます。

ごっこ遊びの必要性

子どもが自由に因果マップを描き、反事実を探求していることに比べ、大人は空想世界と現実世界を区別していること。区別することで有益な活動に空想世界を活かすということを大人は行っているという差があることをゴプニックは言っています。このような差は幼い自分と大人の自分とで一種の役割分担をしているのではないだろうかというのです。

 

こうした役割分担は、大人と子どもの特性に、まだこれ以外にも違いをもたらしているようです。その一つが「自制する力」です。赤ちゃんと幼児、子どもと大人では、抑制すること、つまり衝動的な行動を自制する力に大きな違いがあります。大人が大きな目的のために目先の楽しみを我慢できるのはこの自制する力があるからですし、子どもが遠慮しらずと言われるのはこの力が弱いからです。この力は脳の前頭前野の変化と関連があるということが分かってきていますが、ゴプニックはこの自制の力がないからこそ、子どもは大人よりもより探求するのではないかと言います。

 

「自制心がない」というのは日常生活をうまくこなすという意味では欠陥として捉えられます。しかし、この欠陥として捉えられる「自制心のなさ」は逆に言えば、子どもが架空の世界での想像において、役に立ちそうな可能性に限らず、どんな可能性でも探求することに制約がないことにも繋がります。それに比べ、大人は現実世界との兼ね合いを考えると差し迫った未来の反事実を重視します。要は実益に伴ったものを想像してしまうことがほとんどでしょう。このように大人と子どもではその想像する幅の広さや探求の意味というものがちがってきます。人類はこういった限りない探求を許すことで、子どもが大人よりも多くを学べるように進化してきたのではないかとゴプニックは言うのです。

 

もちろん、子どもたちはごっこ遊びをするにあたって「世界や他人のことを学んでいる」といった自覚はないでしょう。しかし、「子ども期」におけるごっこ遊びをするということは非常に重要な活動であり、仕事でもあるのです。

 

このように考えると、ごっこ遊びの環境を保育の中に環境として用意しておくことの重要性を感じます。子どもたちはただ単に様々な役割を楽しんでいるというのではなく、役割を通して、その社会を学び、探求しているのだということが見えてきます。そして、そこで起きることの見通しや段取り、コミュニケーションといったものにも反事実や心の因果マップが利用されます。人と関わる遊びというのはそれだけ想像力を求められます。相手の気持ちを察することや思いやりを持つことは心の因果マップを持っているからだということが分かります。

 

「遊びは学び」とひとえに話すことが多かったのですが、こうやって理論を含め、その遊びの意味を探求していくことは非常に意味のあることということを強く感じます。

子どものごっこ遊び

私たちが物理的世界で何かの課題に取り組むとき、なにより大切なのは現実世界の因果マップと理論であって、これらをもとに青写真が描かれるように思います。これに対し、心の世界の問題を考えるときは、反実仮想、青写真、フィクションの方に大きな比重が置かれるようです。

 

子どもたちもごく幼いころからごっこ遊びというフィクションに没頭します。その点は大人の作家や読者と変わりません。むしろ、自由奔放な反事実の探求に大人以上に熱心なのは興味深い点だとゴプニックは言います。大人にとってのフィクションは現実世界についてくるおまけですが、子どもたちにとって、架空の世界は一種のぜいたく品だというのです。その点、大人は生活において行うものなので、未来予測も現実的でなければなりません。空想の世界も、実世界に向けて行うことが主です。しかし、幼児にとっては、空想の世界も本物の世界も同じように重要で魅力的なものです。これは、以前考えられていたように、幼児に空想と現実の区別がつけられないというわけではないようです。なぜなら、以前紹介したようにハリスやテイラーが研究した子どもたちにおいて、空想の友だちが実在しないことを知っていたことが分かったからで、幼い子どもには空想世界ではなく、本物の世界で生きなければならない理由がないだけだとゴプニックは言っています。

 

架空の世界に夢中になっている子どもを見て、大人は「また遊んでる」と言いますが、実はここに大事な真実があると言います。普通の大人の生活では、食事の支度や橋を架けるといった行動は有益な活動です。その一方で、小説を読むことや映画に行くといったものは「楽しみ」や「娯楽」として区別されます。では、幼児はどうでしょうか。幼児にとっては大人のような有益な活動は含まれていませんし、そういったことを求めてするものでもありません。だから、大人から見ると「遊んでいる」と思われるのです。大人とは違い有益な活動としてではなく、ひたすらごっこ遊びに没頭し、架空の反事実を次から次へと思いついていく過程の中で、子どもたちは最高に洗練された人間らしい重要な能力を発揮しているとゴプニックは言っています。

 

ここに幼児期のごっこ遊びの本当の大切さがあります。そして、幼い自分と大人の自分では一種の役割分担をしているというのです。幼いときは、現実世界だけでなく、反事実の世界もできるだけ多く探求するのが仕事です。この時期に自由に因果マップを描き、反事実を探求していくのです。そうすることで、大人になったときに子言うして育てた物理的な世界と心の世界の因果マップや、別の世界を思い描く能力が、本物の未来の可能性ということを思い描くことにつながるのです。

 

つまり、幼児期にしっかりとごっこ遊びや空想遊びなどをしっかりと行うことで、大人になった時の因果マップを描くことにより大きな意味を持たせることができるのです。そして、そこには大人が介入することよりも、子どもが思い描くことをより活発にできるように大人が支援していくことが重要になってくるのです。大人ができることというのは結局のところ、支援くらいのことしかできないのかもしれませんし、それが結果として子どもにとって大切な環境なのかもしれませんね。