Ngựa Hans (Clever Hans) là con ngựa ở Berlin đầu thế kỷ 20 nổi tiếng vì gõ móng trả lời đúng các phép tính, cho tới khi nhà tâm lý học Oskar Pfungst chứng minh năm 1907 rằng nó không làm toán mà đọc những cử động rất nhỏ, vô thức của người hỏi. Hans không phải trò lừa: không ai cố ý ra hiệu cho nó. Chính vì thế nó thành bài học nền tảng về thiết kế thí nghiệm, đến nay vẫn được nhắc trong nghiên cứu loài vật, tâm lý học và cả trí tuệ nhân tạo.
Con ngựa "biết làm toán"
Chủ của Hans là Wilhelm von Osten, một thầy giáo dạy toán đã nghỉ hưu ở Berlin, tin chắc rằng loài vật có thể học như trẻ em nếu được dạy đúng cách. Ông dạy Hans, một con ngựa giống Orlov, suốt nhiều năm bằng bảng số, bảng chữ, cà rốt và kiên nhẫn. Đến khoảng năm 1904, Hans gõ móng trả lời được phép cộng, trừ, nhân, chia, cả phân số, cho biết ngày trong tháng, nhận ra nốt nhạc và đánh vần từ bằng bảng chữ cái đánh số.
Von Osten biểu diễn miễn phí ở sân nhà. Báo chí Đức và thế giới đưa tin rầm rộ. Điều làm Hans khác các con vật xiếc là nó trả lời đúng cả khi người khác, không phải von Osten, đặt câu hỏi. Có vẻ như không thể có mánh.
Uỷ ban năm 1904 và câu hỏi chưa ai đặt
Tháng 9 năm 1904, một uỷ ban mười ba người được lập để xem xét Hans. Trong đó có nhà tâm lý học Carl Stumpf, một giám đốc vườn thú, một người huấn luyện thú làm xiếc, các sĩ quan kỵ binh, bác sĩ thú y. Họ quan sát kỹ và kết luận: không có dấu hiệu gian lận hay ra hiệu cố ý.
Kết luận ấy đúng — nhưng chưa đủ. Uỷ ban trả lời câu hỏi "có ai lừa không?" mà chưa trả lời câu hỏi "con ngựa thật sự đang dựa vào cái gì?". Stumpf giao việc đi tiếp cho trợ lý trẻ của mình, Oskar Pfungst.
Pfungst đã làm gì
Pfungst không tranh luận về con ngựa. Ông thay đổi từng điều kiện một, mỗi lần một thứ, để xem điều kiện nào làm Hans hỏng.
| Điều kiện thử | Hans làm thế nào | Suy ra |
|---|---|---|
| Người hỏi biết đáp án, Hans nhìn thấy người hỏi | Đúng phần lớn số lần | Điều kiện bình thường |
| Người hỏi không biết đáp án (ví dụ hai người mỗi người nói một số, không ai biết tổng) | Sai gần như toàn bộ | Hans cần ai đó biết đáp án |
| Hans đeo miếng che mắt, không thấy người hỏi | Sai, và cố xoay đầu để nhìn | Hans dựa vào thị giác |
| Người hỏi đứng xa | Kém dần theo khoảng cách | Tín hiệu rất nhỏ, cần nhìn rõ |
Rồi Pfungst tìm ra tín hiệu. Khi đặt câu hỏi, người hỏi hơi cúi đầu nhìn xuống chân ngựa — Hans bắt đầu gõ. Khi số lần gõ đến đúng đáp án, người hỏi vô thức hơi ngẩng đầu, thả lỏng người, có khi lông mày nhích lên — Hans dừng. Những cử động ấy nhỏ đến mức chính người hỏi không biết mình làm, và không giấu được dù cố.
Pfungst còn làm ngược lại. Ông tự đóng vai Hans trong phòng thí nghiệm: người tham gia nghĩ một con số, ông gõ tay và dừng theo cử động của họ. Phần lớn người tham gia ra hiệu cho ông mà không hề hay biết. Kết quả công bố năm 1907 trong cuốn Das Pferd des Herrn von Osten (Der Kluge Hans), bản tiếng Anh in năm 1911.
Von Osten không chấp nhận kết luận. Ông mất năm 1909. Hans về tay một người khác tiếp tục huấn luyện ngựa "biết tính" ở Elberfeld; số phận sau cùng của nó không rõ.
Hans khôn ở chỗ nào
Kể chuyện Hans như chuyện "con ngựa ngốc bị vạch mặt" là kể sai. Hans làm được một việc rất khó: đọc những thay đổi chỉ vài milimét trong tư thế của một con người, hết lần này đến lần khác, với nhiều người lạ. Ngựa là con mồi trong tự nhiên, sống trong đàn, và tổ tiên chúng sống sót nhờ nhận ra cử động nhỏ nhất của bạn đàn và kẻ săn. Hans dùng đúng năng lực ấy để lấy cà rốt.
Cái sai nằm ở người: người ta hỏi Hans một câu hỏi của loài người — "bảy cộng năm bằng mấy?" — và cho rằng câu trả lời phải đến từ năng lực của loài người. Con ngựa giải một bài toán khác, bài toán của loài ngựa, và giải rất giỏi.
Bài học cho thiết kế thí nghiệm
Từ Hans, khoa học có tên gọi "hiệu ứng ngựa Hans" (Clever Hans effect): khi người thử vô tình truyền đáp án cho đối tượng được thử. Ba nguyên tắc được rút ra và nay là chuẩn mực:
- Người làm thí nghiệm không được biết đáp án khi trực tiếp tiếp xúc với đối tượng (thử mù).
- Tốt hơn nữa, cả người thử lẫn người ghi kết quả đều không biết nhóm nào là nhóm nào (thử mù đôi) — nay là chuẩn của thử nghiệm thuốc.
- Thay đổi từng điều kiện một để tìm ra con vật thực sự dựa vào cái gì, thay vì chỉ hỏi "có ai gian lận không".
Năm 1963, Robert Rosenthal và Kermit Fode cho sinh viên huấn luyện chuột chạy mê cung, nói với một nửa rằng chuột của họ là giống "khôn", nửa kia là giống "đần" — dù chuột được chia ngẫu nhiên. Chuột "khôn" chạy tốt hơn. Kỳ vọng của người huấn luyện, qua cách cầm nắm, chăm sóc, đã đổi kết quả. Đây là họ hàng gần của hiệu ứng ngựa Hans.
Những "ngựa Hans" thời nay
Chó nghiệp vụ
Năm 2011, Lisa Lit và cộng sự ở Đại học California, Davis công bố trên Animal Cognition một thí nghiệm với 18 đội người dẫn và chó phát hiện ma tuý, chất nổ. Người dẫn được báo rằng một số phòng có giấu mẫu và có đánh dấu bằng giấy đỏ — thật ra không phòng nào có mẫu. Các đội vẫn báo phát hiện rất nhiều lần, và báo nhiều hơn ở đúng chỗ người dẫn tin là có. Tín hiệu của người đã lọt sang chó.
Máy học
Năm 2019, nhóm của Sebastian Lapuschkin và Wojciech Samek công bố trên Nature Communications một phân tích về các hệ thống nhận dạng ảnh. Một hệ thống được cho là nhận ra ảnh ngựa rất giỏi; khi soi xem nó dựa vào đâu, nhóm phát hiện nó chủ yếu nhìn dòng ghi bản quyền nhỏ ở góc nhiều ảnh ngựa trong bộ dữ liệu. Họ gọi những hệ thống như vậy là "dự đoán kiểu ngựa Hans": đúng đáp án vì một lý do sai.
Góc nhìn hôm nay: tự làm một phép thử Pfungst ở nhà
Nếu bạn tin con chó nhà mình hiểu tên từng món đồ chơi, có thể kiểm tra theo đúng tinh thần của Pfungst:
- Để các món đồ chơi ở phòng bên, nơi chó không thấy bạn.
- Nhờ một người khác xếp đồ chơi theo thứ tự mà bạn không biết.
- Đứng yên ở phòng này, gọi tên một món và bảo chó đi lấy.
- Ghi lại kết quả qua nhiều lần, so với lần bạn đứng cạnh đồ chơi và nhìn vào nó.
Nếu kết quả tụt hẳn khi bạn không thấy và không biết, con chó của bạn đang làm một Hans — vẫn là một con chó rất giỏi đọc chủ. Nếu kết quả vẫn tốt, bạn vừa làm một thí nghiệm đúng kiểu mà các nhà nghiên cứu chó Chaser đã làm (có bài riêng trong danh mục này). Cách nghĩ ấy dùng được rộng hơn chuyện thú cưng: mỗi khi thấy một kết quả quá đẹp, hỏi "nếu người đo không biết đáp án, kết quả có còn vậy không?".
Câu hỏi thường gặp
Ngựa Hans có thật biết làm toán không?
Không. Năm 1907, Oskar Pfungst chứng minh Hans trả lời đúng nhờ đọc những cử động vô thức rất nhỏ của người hỏi, như cái nghiêng đầu khi số lần gõ đã đủ. Khi người hỏi không biết đáp án hoặc Hans không nhìn thấy người hỏi, nó trả lời sai.
Hiệu ứng ngựa Hans là gì?
Là hiện tượng người làm thí nghiệm vô tình truyền đáp án cho đối tượng được thử, khiến đối tượng tưởng như có năng lực mà thật ra chỉ đọc tín hiệu. Nó là lý do khoa học dùng thử mù và thử mù đôi.
Chủ của ngựa Hans có lừa đảo không?
Không. Wilhelm von Osten tin thật rằng ngựa của mình biết tính, và uỷ ban năm 1904 không tìm thấy gian lận. Cả ông lẫn những người hỏi khác đều ra hiệu cho Hans mà không hề biết.
Ai là người phát hiện bí mật của ngựa Hans?
Oskar Pfungst, trợ lý của nhà tâm lý học Carl Stumpf ở Berlin. Ông thay đổi từng điều kiện thử, như che mắt ngựa hay để người hỏi không biết đáp án, rồi công bố kết quả trong một cuốn sách năm 1907.
Ngày nay còn hiệu ứng ngựa Hans không?
Có. Nghiên cứu năm 2011 cho thấy chó phát hiện ma tuý báo sai nhiều hơn ở chỗ người dẫn tin là có mẫu, và năm 2019 người ta phát hiện có hệ thống nhận dạng ảnh ngựa thực ra dựa vào dòng ghi bản quyền trên ảnh.
