第二节
第一位有系统地研究经典条件作用的是俄国生理学家巴甫洛夫(Ivan Pavlov)。巴甫洛夫证实由刺激引起的反射行为(例如分泌唾液)可由原本无关的刺激引发。图3—3为巴甫洛夫的实验设置,有导管连于狗的唾液分泌腺,测量唾液的分泌量。
图3—3巴甫洛夫经典条件作用的实验设置
实验开始时,食物引起的唾液分泌被称为非条件反应,因为唾液分泌是不必学习就能产生的。食物则被称为非条件刺激。食物伴随灯光出现多次后,灯光就会引发唾液分泌,巴甫洛夫称此为精神性分泌。灯光能引起唾液分泌是有条件的,那就是非条件刺激的伴随出现多次。灯光被称为条件刺激,而条件刺激所引发的反应则称为条件反应(见表3—1)。灯光原本是一个中性的刺激,所谓中性是就不能引发唾液分泌而言(灯光可引发竖耳、注视等定向反射)。当灯光引发唾液分泌时,说明狗已受了灯光的条件作用,或者说狗对灯光敏感了,起了致敏作用。这样的学习历程称为经典条件作用。
表3—1经典条件作用的刺激与反应
非条件刺激伴随中性刺激出现,使条件反应增强的过程称为习得。严格地说,当中性刺激能引起类似非条件反应的反应时,中性刺激才被称为条件刺激,而引起的反应则称为条件反应。例如,早期的一项人类眼睑条件作用实验(Trapold & Spence,1960),以眼侧的气流吹袭作为非条件刺激,引发的眨眼反应为非条件反应,中性刺激为灯光(或铃声)。图3—4是练习次数与条件反应的关系,称为学习曲线。条件反应出现的百分数是反应强度的指针。A组被试接受130次以强劲气流作为非条件刺激,条件反应逐次增强,经过50次的练习后,已到达最大的强度,这个极限称为渐近线。
图3—4练习次数与眼睑条件反应的关系
资料来源:Trapold & Spence,1960.
由图3—4可见,渐近线的反应强度约为55%。B组被试于第91次练习时,非条件刺激强度减弱,条件反应渐近线下降至30%,说明了非条件刺激越强,学习速度越快,学得的条件反应越强劲。
眼睑条件作用与小脑的功能有密切关系,正常被试的小脑后叶灰质的体积,与习得眼睑条件反应的速率有显著关系;而小脑皮质退化,眼睑条件反应就显著较弱(Dimitrova,et al.,2008)。眼睑条件反应的缺陷是胎儿酒精综合征(因母亲怀孕期间酒精中毒,导致胎儿脸部和头颅畸形、智力低下)患者特有的症状,可作为该症的生物指标(Jacobson,et al.,2008)。
条件刺激与条件反应的联结是通过非条件刺激强化的,所以非条件刺激被称为强化物或强化媒介。如果非条件刺激所引起的反应是合意的趋近反应,则非条件刺激为正性强化物,起了正性强化作用。如果以电击作为非条件刺激,那么它引起的是害怕的逃避反应,电击为负性强化媒介,而不少非理性的恐惧都是通过负性强化作用习得的。
强化物可在每次练习中出现,称为连续强化或全部强化;若只在部分练习中出现称部分强化。连续强化下习得快,但条件反应容易减弱;部分强化下学得慢,但条件反应不易减弱。
学习完成后,如果多次只呈现条件刺激,不呈现非条件刺激,则条件反应会逐渐减弱,这个过程称为削弱,削弱先快后慢。通过部分强化建立的条件反应,较难削弱。条件反应削弱一段时间后,再呈现条件刺激时,条件反应又恢复出现,但强度较弱,这种现象称为自发恢复。经过数次的削弱后,自发恢复才不再出现。自发恢复不再出现后,若重新学习,速度比先前快,意味着削弱后的条件反应仍然潜伏着。一旦受过条件作用,是动物也好,是人也好,无论如何都不再是从前的自己了。图3—5是经典条件作用的基本现象。
图3—5经典条件作用的基本现象
学习完成后,条件刺激可作为另一个学习情境的强化物,称为次级强化物。例如当铃声能引起害怕的条件反应后,让红色卡片与条件刺激先后出现多次,红卡也会引起害怕反应,这样的条件作用,称为次级条件作用。不过在次级条件作用的过程中,次级强化物本身正经历着削弱过程,而强化功能逐渐减弱,所以一般情况下,较难进行多级的条件作用。
学习完成后,与条件刺激相似的刺激也能引起类似条件反应的反应,这种效应称为刺激泛化作用,或泛化作用。Hovland(1937)以音调的中央C作为条件刺激,电击作为非条件刺激,学习成功后,接近中央C的音调也能引起害怕(以肤电反应作为指标)。距离中央C越近的音调,越能引起害怕反应,距离越远,泛化反应越小,形成了泛化梯度。图3—6横坐标的0代表条件刺激,正负值分别代表比条件刺激高和低的音调。
图3—6音调的泛化反应的现象
资料来源:Hovland,1937.
辨别作用是对不同的刺激做不同的反应,是差别强化作用的结果。若被试对两个音调CS 1 (700赫)和CS2(3500赫)都有害怕反应,那么差别强化作用就是让电击伴随CS 1 ,不伴随CS 2 ;也就是强化CR 1 ,削弱CR 2 。随着练习次数的增加,被试对CS 1 的害怕进一步强化,而对CS 2 的害怕则逐渐削弱,最后只对CS 1 产生害怕反应,由此起了辨别作用(见图3—7)。
图3—7差别强化下的辨别作用
资料来源:Fuhrer & Baer,1965.
泛化与辨别是生活中常见的现象,人们靠着泛化和辨别的作用,知道如何避免类似的危险,也能辨别安全情境,不致草木皆兵。表3—2是经典条件作用相关的历程。
表3—2经典条件作用相关的历程
条件刺激与非条件刺激间隔的时间(见图3—8)会影响学习的效果,大部分实验的CS-UCS时距为0.5~1秒,称为短距延迟条件作用,它是最有效的条件作用方式,时距较短,学习效果较好的这个规律,称为接近律。
图3—8条件刺激与非条件刺激的间隔时距
针对年轻人进行的眼睑条件作用实验发现,相隔0.5秒的效果最好。老年人则相隔1秒学得最快。同时条件作用不如短距延迟条件作用,因为条件刺激和非条件刺激同时出现时,被试就可能忙于对非条件刺激做反应,顾不上条件刺激。再说,条件刺激不能作为预测非条件刺激的信号,因此条件作用很难产生。
CS-UCS的时距超过2秒属痕迹条件作用,以人类为对象的眼睑痕迹条件作用颇难成功。长距延迟条件作用的条件刺激在非条件刺激出现前数秒钟出现,并且延续至非条件刺激出现,被试不必靠条件刺激的记忆痕迹,学习效果较痕迹条件作用略好,但不是有效的条件作用。实验研究证实,在时距10秒的长距延迟动物的条件作用中,动物的条件反应随着练习次数的增加,出现越来越晚,到最后条件反应在条件刺激出现10秒时才出现。动物似乎学会了估计非条件刺激出现的时间,或者说当动物学得对一个复合刺激(铃声+10秒时间)做反应时,10秒的时距就成了条件刺激的一个组成部分了。
条件刺激在非条件刺激之后出现称为逆向条件作用,它极难形成条件反应,因为条件刺激并不是非条件刺激的信号,倒像是预测非条件刺激的不出现,它起了抑制作用,自然没有反应。通过学习而建立的条件反应(信号反应)是构成心理现象的必要条件。在动物的进化过程中,一些条件反应经世世代代的强化而稳定下来,并且通过遗传的方式成为特有的种属活动方式。学习的心理现象则通过漫长的演化进程,影响了本能表现,从这个意义上讲,本能(例如对黑暗、蛇、高处的恐惧)多少含有条件反应的学习成分。