第三章 学习和条件反射
心理学在学习和条件反射方面已经拥有了一系列为数众多的优秀研究,这些研究关注的是动物和人的学习过程。心理学史上一些最著名的人物——不论他们是否属于行为科学领域,如巴甫洛夫、华生、斯金纳和班杜拉等——都在该领域中作出了最具影响力的贡献。尽管从心理学的这一分支中选取一些最有影响的研究绝非易事,但本章所选的内容几乎都可以在所有的入门心理学教材中找到,并且对这些科学家的巨大成就来说也极具代表性。
首先,要谈谈巴甫洛夫,我们将追溯到一百多年前,去重温他用狗、节拍器、唾液分泌装置所做的研究,以及他对条件反射的发现;其次是华生,以诸多贡献而闻名于世(或者说是声名狼藉?),最有名的大概就是他在20世纪早期用小艾尔伯特做的极具伦理挑战性的实验,该实验首次证明了人的情绪是环境的产物,而不仅仅是内在的过程;本章第三个研究讨论了斯金纳对鸽子迷信行为的著名解释和论证,以及人类是如何以同样的方式变得迷信的解释;最后,介绍了著名的“波比娃娃研究”,通过该实验,班杜拉指出儿童的攻击性行为是通过模仿成人的暴力行为而习得的。
研究9 不只限于分泌唾液的狗
Pavlov, I.P.(1927).Conditioned reflexes.London: Oxford University Press.
当你走进牙医诊所时,那里的消毒水气味是否曾令你感到牙疼?如果有,这可能是由于这种气味引发了你的某种联想,即该气味和以前看牙医的经历之间在你的大脑中形成的一种条件反射。当你听到美国国歌《星条旗永不落》在奥林匹克运动会上奏响时,你是否会感到心跳加速?大多数美国人都会这样。当你听到意大利国歌的时候,是否会发生同样的状况?除非你是在意大利长大的,否则你的心跳一般不会加快。这是因为你已经条件性地对一首国歌作出反应,而对其他国歌则不会。当你在某些人身边吹气球时,为什么他们会眯着眼且变得很紧张?很显然,这是因为他们已经把膨胀的气球和一些可怕的事情(如一声巨响)联系在了一起。上述行为只是无数由“经典条件反射”形成的人类行为中的几个例子。
关于学习的经典条件反射理论,是在大约一百年以前,由心理学史上最著名的人物之一——俄国的伊万·彼德维奇·巴甫洛夫(Ivan Petrovich Pavlov,1849年~1946年)提出并发展起来的。与本书中提到的大部分研究不同,巴甫洛夫的名字及其联想学习的基本观点在流行文化中被广泛接受(甚至在一首20世纪70年代滚石乐队的歌中也唱到“我像巴甫洛夫的狗一样流着口水”)。然而,人们大多并不清楚巴甫洛夫完成这一里程碑式发现的过程,也不理解其工作的真正意义。
虽然巴甫洛夫对心理学作出了重要贡献,但他并不是一名心理学家,而是研究消化过程的俄国著名生理学家。1904年,他因在消化方面的研究而获得诺贝尔奖,而那些使他的职业生涯和心理学史发生巨大改变的重要发现却始于偶然。值得注意的是,在19世纪末,心理学还是一门十分年轻的科学,而且很多人认为它不是真正的科学。因此,对巴甫洛夫来说,从更可靠、更令人信服的生理科学转向心理学是一种很冒险的激进转变。他在20世纪初曾写下了生理学家在转行去研究大脑和行为时所面临的两难境地:
从逻辑上讲,生理学家对生物行为的分析应该建立在更先进、更精确的科学,即物理和化学的基础上。但是如果要研究心理科学……我们将会把上层建筑建立在这门并不精确的学科上……事实上,心理学是否是一门自然科学,或者是否可以被看作一门科学,仍是一个值得探讨的问题(P.3)。
回顾巴甫洛夫的科学发现,他冒着这种风险并作出了激进性的转变。这对于心理科学的进步和对人类行为的理解来说,都是一种幸运。
巴甫洛夫的生理学研究主要是以狗为被试,研究唾液在消化中的作用。他和他的助手把各种可食用或不可食用的东西放入狗的嘴里,以观察唾液分泌的比例和数量。为了科学地测量唾液量,他们在狗身上做了个小手术,即在狗的面颊上划一小口,插入一根导管,用来收集唾液。通过这一研究,巴甫洛夫得到了很多崭新而有趣的发现。例如,他发现当一只狗得到流质食物后,只有少量唾液分泌;相反,当研究者给狗喂干性食物时,就会有大量唾液产生。在这些条件下,分泌唾液被巴甫洛夫称为“反射”,它是一种对特定刺激自动发生的反应,不需要任何学习。对人来说,分泌唾液也是一种纯粹的反射。假如你在读这句话时,我要求你尽可能多地分泌唾液,你一定做不到。但是,如果你饿了,并发现面前有诱人的食物时,不管你愿意与否,你都会分泌唾液。
随着研究的继续,巴甫洛夫开始注意到一些完全出乎意料的现象。狗在食物放入嘴里之前,甚至在闻到食物的气味之前,就已经开始分泌唾液。一段时间以后,在没有任何消化刺激时,狗有时也会分泌唾液。这种分泌唾液的反射行为会随着狗在实验室中的某种经历而改变:“即使只给狗呈现喂食的容器,也足以引起它的完全消化反射(分泌唾液);而且,狗看到喂食的人或者听到他的脚步声,也会产生这种反射”。(P.13)
这对巴甫洛夫来说,是面临抉择的重要关头。他观察到与消化似乎并无关系的刺激引起了消化反射,用纯生理学理论无法解释这种现象。问题的答案只能到心理学中去找。
理论假设
巴甫洛夫提出,在实验室中,狗从经验中学会了在某种信号出现之后,期待食物的出现。这些“信号刺激”并不会自然地引起唾液分泌,但狗却把它们和食物联系起来,并且作出唾液分泌的反应。因此,巴甫洛夫认为一定存在着两种类型的反射。
“无条件反射”是先天的、自动的,无需学习,并且对同一物种的所有成员而言都大体相同。食物进入口中时,人会分泌唾液;听到巨大的声音时,人会跳起来;灯光熄灭后,人的瞳孔会放大,等等,这些都是无条件反射的例子。条件反射则正好相反,它是通过经验或学习获得的,并在同一物种的不同成员间可能存在很大的差异。狗在听到脚步声时分泌唾液,或者当你闻到牙科诊室的气味时,你会感到牙疼等,这些都是条件反射。
无条件反射的形成是无条件刺激(UCS)引起无条件反应(UCR)。在巴甫洛夫的研究中,无条件刺激(UCS)是食物,无条件反应(UCR)是唾液分泌。条件反射的形成是条件刺激(CS),如脚步声,引起条件反应(CR),如唾液分泌。你可能注意到这两个例子中的反应都是唾液分泌,但若唾液分泌的原因是听到脚步声的话,便是一种条件引起的反应,这是一种学习,不是狗的本能。
巴甫洛夫试图解决的问题是:条件反射既然不是先天性的,那么它究竟是怎样获得的呢?他认为当给狗喂食时,如果在狗所处的环境中经常出现一种特定刺激,那么在狗的大脑中,这种刺激将与食物建立联系,从而成为食物即将要到来的信号。在食物与刺激建立联系之前,这种环境刺激不产生任何重要反应。换言之,对于狗来说,它是一种中性刺激(NS)。当狗一旦进入实验室时,虽然实验人员的脚步声可能使狗产生一种好奇反应(巴甫洛夫称它为“是什么”反应),但是它并不能引起狗的唾液分泌,此时的脚步声为中性刺激。然而一段时间后,因为每天狗被喂食前都听到同样的脚步声,它们就开始把这种声音与食物联系起来。根据这种理论,最终,仅仅出现脚步声也能引起狗的唾液分泌。所以,依照巴甫洛夫的观点,表3—1列出了中性刺激转变成条件刺激的过程。
表3—1 中性刺激转变成条件刺激的过程
这样巴甫洛夫就有了一套理论来解释他所观察到的现象,于是他便开始着手进行一系列实验,来证明这种理论的正确性。我们通常认为,在巴甫洛夫实验中,狗是听到铃声而分泌唾液的,这在后续的实验中被证明是正确的。但是正如你将看到的,在早期实验中,他使用的是节拍器。
方法和结果
巴甫洛夫得到了“一位热心而有公益精神的莫斯科商人”的资助,在彼得格勒(后来成为列宁格勒,现在又改成了它最早的名字——圣彼得堡)的医学实验研究中心建立了一个特殊的实验室。这个隔音实验室能够使被试与实验者及实验过程中的所有额外刺激完全隔离开。因此,在那里可以使用一种特定的刺激,并且在记录反应时,可排除实验者和动物直接接触而产生的影响。
在建立了这种严格控制的实验环境之后,实验程序就相当简单了。巴甫洛夫选择食物作为无条件刺激。正如前面所提到的,食物将引起唾液分泌这一无条件反应。然后,巴甫洛夫需要寻找一种对狗来说是与食物毫不相干的中性刺激。为此,他选择了节拍器的声音。在几次建立条件反射的试验中,狗听到节拍器的滴答声后,就会立即得到食物。“一种中性的刺激被强加在先天的消化反射行为之上。我们观察到,这种刺激的组合在重复了几次以后,节拍器的声音就具有了能刺激唾液分泌的属性”(P.26)。换句话说,对于分泌唾液这种条件反应来说,节拍器的声音已经成为它的一种条件刺激。
巴甫洛夫和他的助手通过使用不同的无条件刺激和中性刺激来详细说明这种初步发现。比如,在把一种柠檬汁之类的溶液倒入狗的嘴里之前(无条件刺激),向狗呈现香草的气味(中性刺激)。果汁无疑会引起狗的大量唾液分泌(无条件反应)。这种组合大约重复呈现20次后,即使只呈现香草的气味,狗也会分泌唾液。在一个视觉实验中,主试在给狗喂食之前先旋转一个物体,这种组合在重复5次以后,仅出现旋转的物体(条件刺激)就能引起狗的唾液分泌(条件反应)。
巴甫洛夫工作的重要性和应用性不仅限于对狗分泌唾液的研究。他的经典条件反射理论解释了人类行为的很多方面,并有助于推动心理学成为一门真正的科学。
研究发现的意义
经典条件反射理论(也称巴甫洛夫条件反射学说)被人们普遍接受,并且这一理论自巴甫洛夫的研究之后,一直未曾改变。它可以解释和说明许多人类行为,包括:恐惧症从何而来;你为何不喜欢某种食物;什么是你情绪的来源;广告是如何发生作用的;为何在面试或考试前你会感到焦虑;是什么引起你的性欲,等等。下面将讨论几项有关这一理论的研究。
经典条件反射关注反射行为:这些行为不为意识所控制。任何一种中性刺激都可用于形成条件反射。通过建立经典条件反射,你会在听到门铃声时眨左眼,看到蓝色闪光时心跳加快,或是吃草莓时产生性欲冲动。门铃、蓝光和草莓都是与条件反应无关的中性刺激,直到它们与无条件刺激配对联系起来时才成为条件刺激。这些条件反应即眨眼(如对着眼睛吹气)、心率加快(如突然一声巨响)和性冲动(如浪漫的拥抱)。
为了直观地体验经典条件反射的过程,你可以在自己身上进行以下这个实验。你所需要的只是一只铃铛、一面镜子和一间关灯后一片漆黑的房间,这个房间就是你的临时实验室。你的瞳孔会由于灯光亮度的变化而产生放大和缩小的反应。你无法随意地控制瞳孔变化,而且你也不必去学怎样控制它。如果我对你说“现在请你放大瞳孔”,你是无法做到的。然而,当你走进漆黑的剧场,你的瞳孔会立即扩大。因此,光线的减弱对瞳孔放大来说就是一种无条件刺激,能产生无条件反应。在临时实验室里按响铃,随即关上灯,在黑暗中等待大约15秒后再打开灯,再等15秒后重复这一过程:响铃……关灯……等待15秒钟……开灯……将中性刺激(铃声)和无条件刺激(黑暗)构成的组合重复10到20次,确保铃声只在突然的黑暗前出现。现在,打开灯,靠近镜子仔细观察自己的眼睛,铃响后你将看到即使没有灯光的变化,你的瞳孔也会有轻微的放大!于是,铃声变成了条件刺激,瞳孔放大变成了条件反应。
相关研究和近期应用
本书中还有另外两个实验应用了巴甫洛夫的经典条件反射理论。在下一篇文章中,约翰·华生运用了与巴甫洛夫训练狗分泌唾液的同样原理,使11个月大的小艾尔伯特条件反射性地对白鼠(以及其他有毛的动物)产生恐惧。通过这种方法,华生证明了情绪(如恐惧)产生的过程。在此之后,约瑟夫·沃尔普(Joseph Wolpe,参见第9章中的研究34心理治疗)应用经典条件反射的概念,找到了一种治疗强烈恐惧(恐惧症)的方法。他的研究依据的理念是,只有打破条件刺激和非条件刺激之间的联系,才能减少恐惧反应。
关于经典条件反射与恐惧这一方面的研究一直持续到现在。例如,一些研究发现,如果父母对某种事物感到恐惧,比如害怕蛇和蜘蛛,儿童无需直接接触这种事物,只需通过从父母那里得到的“替代性”条件反射,就能产生对同样事物的恐惧(Fredrikson,Annas,& Wik,1997)。在心理学和医学文献中,应用巴甫洛夫理论的例子不计其数,这里无法将它们一一罗列。因此,接下来我们将选取几项著名的研究成果加以讨论。
有一个普遍困扰全世界牧场主的问题,那就是狼和土狼等食肉动物经常会捕食他们的家畜。20世纪70年代初,人们进行了一项无需杀死食肉动物,而是运用巴甫洛夫条件反射技术来解决狼和土狼吃羊的研究(参见Gustafson等人,1974)。首先,给狼和土狼吃一些含有少量氯化锂的羊肉(非条件刺激),这种化学物质摄入体内后,可使动物感到不适。这些动物吃了羊肉以后,便感到头晕、恶心,并开始呕吐(非条件反应)。待痊愈之后,把这些饥饿的食肉动物与活羊放入同一围栏中。狼和土狼起初攻击羊群(条件刺激),但它们一闻到猎物身上的气味,便停止攻击,并尽可能地远离羊群。当围栏的门被打开时,这些狼和土狼竟然迅速地逃了出去!根据这项研究和其他相关的研究,现在牧场里普遍采用这个方法,即运用经典条件反射理论就可使狼和土狼远离牧群。
应用经典条件反射理论的一个潜在的重要研究领域是行为医学。有证据显示,应用巴甫洛夫原理可以改变免疫系统的活动。阿德和库恩(Ader & Cohen,1985)给白鼠提供一种含有糖精的水(白鼠喜欢这种水)。随后,他们将这种糖水与一种可减弱老鼠免疫系统能力的药物注射建立联系。然后,再给这些建立了条件反射的白鼠提供这种糖水,这时尽管不给它们注射药物,白鼠也会表现出免疫力抑制的征兆,即一种免疫力减弱的反应。当前人们正在着手研究反向过程是否也能行得通,即是否可以通过建立经典性条件反射,形成提高免疫力的行为反应(主要涉及心理学中的心理神经免疫学分支)。总的来说,研究显示,利用经典性条件反射来提高人类的免疫系统反应的前景是非常光明的(Miller & Cohen,2001)。可以设想一下,在将来的某一天,我们只需通过把人置于非药物条件刺激中,就可以提高人对疾病的抵抗力。比如,假如你着凉了或得了流感,便可以播放“能提高自己免疫系统反应的音乐”——特定的经典条件刺激。随着音乐响起,你的抵抗力会对音乐刺激作出条件反应,即免疫力得到增强,从而战胜疾病。
巴甫洛夫的发现对当今心理学研究仍具有巨大影响,这一点可以从以下方面得到证实。自2000年以来,已有一千多篇科学研究引用了巴甫洛夫的理论。最近一项尤其引人注目的研究发现,个体在建立和消除条件反射时的心理状态对治疗经典条件性的非理性恐惧(恐惧症)会产生影响(Mystkowski等,2003)。研究者运用脱敏技术对害怕蜘蛛的被试进行治疗,其中一些被试在摄取咖啡因后接受治疗,而另一些则在摄取安慰剂后接受治疗。一周后,所有的被试接受重测——一些被试摄取咖啡因,而另一些被试摄取安慰剂。那些在治疗阶段摄取安慰剂而在后测中服用咖啡因的被试,以及那些在治疗阶段服用咖啡因而在后测中服用安慰剂的被试,均再次表现出恐惧反应。换言之,刺激特性的改变,减小了消除症状的效果。然而,对于那些在治疗阶段和后测阶段中都处于相同药物条件下(咖啡因或安慰剂)的被试来说,他们对蜘蛛的恐惧反应则持续降低。这项研究意味着,即使一个经典条件反射行为已经消失,但当这种条件刺激在一个新的、不同的情景中出现时,该条件反应会再次出现。
结论
通过这些实例,可以清楚地看到巴甫洛夫的影响在心理学界是多么广泛。很少有科学家在某一学科有如此大的影响,特别是对于心理学家而言。经典条件反射理论是支撑现代心理学发展的基础理论之一。如果没有巴甫洛夫的贡献,在经过数十年后,其他行为科学家也许还是会发现这些原理中的绝大部分。但如果巴甫洛夫没有下定决心冒险地改变了职业,没有进入19世纪那未经验证且饱受质疑的未知心理学领域,那么如此衔接密切、完善而又十分明晰的条件反射理论就不可能诞生。
Ader, R., & Cohen, N.(1985).CNS-immune system interactions: phenomena.Behavioral and Brain Sciences, 8, 379-394.
Fredrikson, M., Annas, P., & Wik, G.(1997).Parental history, aversive exposure, and the development of snake and spider phobias in women.Behavior Research and Therapy, 35(1), 23-28.
Gustafson, C.R., Garcia, J., Hawkins, W., & Rusiniak , K.(1974).Coyote predation control by aversive conditioning.Science,184, 581-583.
Miller, G., & Cohen, S.(2001).Psychological interventions and the immune system: A meta-analytic review and critique.Health Psychology, 20, 47—63.
Myskowski, J., Mineka, S., Vernon, L., & Zinbarg, R (2003).Changes in caffeine states enhance return of fear in spider phobia.Journal of Consulting and Clinical Psychology, 71, 243-250