基本的学习概念和经典条件反射

我们如何学习？

学习目标问题 7-1 我们如何定义学习，学习有哪些基本形式？

通过 学习 （learning），我们适应了环境，学会了预期重大事件（例如食物或疼痛）的到来并为此做好准备，这就是经典条件反射；我们也学会了重复去做带来奖励的行为，避免去做带来不想要的结果的行为，这就是操作性条件反射。通过观察事件和人，我们可以学习新的行为；通过语言，我们可以学习既没有经历过也没有观察过的东西，即认知学习。但我们是如何学习的呢？

联想是我们学习的一种方式。我们的大脑会自然而然地将依次发生的事件联系起来，发现这种习得的联系是有意义的（Kobayashi & Hsu, 2019; Rodríguez & Hall, 2019）。我们进化到喜欢学习的层次（Clark & Gilchrist, 2018）。假设你看到、闻到新鲜出炉的面包，吃了一些并觉得很满意，下次你看到、闻到新鲜出炉的面包时，你会期望再次吃到它的感觉还是满意的。声音也是如此：如果你把一个声音和一个可怕的后果联系起来，仅仅听到这个声音就可能让你感到害怕。正如一个4岁的孩子在看到一个电视中的角色遭遇抢劫后感叹道：“如果我听到那音乐，我就不会去拐角处了！”（Wells, 1981）

习得的联想也会影响我们的习惯性行为（Urcelay & Jonkman, 2019; Wood et al.，2017）。我们在一个特定的环境中重复某一行为时，习惯就会形成。行为与环境联系起来后，对该环境的下一次体验就会唤起我们的习惯性反应。特别是当意志力耗尽（如精神疲惫）时，我们往往会转而依靠自己的习惯行为（Neal et al., 2013）。好习惯如吃水果，坏习惯如酗酒，都是如此（Graybiel & Smith, 2014）。要提高自制力，并将我们的决定与积极的结果联系起来，关键在于形成“有益的习惯”（Galla & Duckworth, 2015）。

形成一个有益的习惯需要多长时间？为了找出答案，一个英国研究小组要求96名大学生选择一些健康的行为，如晚餐前跑步或午餐时吃水果，在84天内每天坚持做一次，并记录该行为是否自发产生（即他们不假思索地做了这件事，并且发现很难不这样做）。平均来看，行为会在重复大约66天后成为习惯（Lally et al., 2010）。

你想把某件事情变成日常生活中的惯例或基本部分吗？只要每天都练习做这件事，坚持两个月或者更长一点的时间，你就会发现自己已经培养出了一个新习惯。

其他动物也会通过联想进行学习。海蛞蝓受到喷水干扰时会保护性地收回它的鳃。如果不断对它喷水，就像在自然环境下波涛汹涌的水中一样，它的收回反应就会减少。但是如果在喷水后反复电击海蛞蝓，它对喷水的保护反应反而会增强，因为它已经将喷水与即将到来的电击联系起来了。

复杂一点的动物可以学习将自己的行为与所产生的结果相联系。水族馆的海豹会重复一些行为，如拍打身体和嗷嗷叫，来促使人们丢鲱鱼给它。

海蛞蝓和海豹将两个发生在一起的事件联系起来，都是 联想学习 （associative learning）的表现：海蛞蝓是把喷水和即将发生的电击联系起来；而海豹则是把拍打和叫与美味的鲱鱼联系起来。这两种动物都学会了一些对自己生存很重要的东西：预测近期未来。

学习这种关联性的过程就是条件反射。它有两种主要形式：经典条件反射和操作性条件反射。

·在经典条件反射中（图7.1），我们学会将两个刺激联系起来，从而预测事件。 刺激 （stimulus）指任何能唤起反应的事件或情况。我们学到了闪电预示着雷声即将到来，因此附近天空出现闪电时，我们就会打起精神。联想到无法控制的刺激，我们就会自动做出反应，即表现出 应答性行为 （respondent behavior）。

·在操作性条件反射中，我们学会了将反应（即我们的行为）和产生的结果联系起来。因此，我们和其他动物都学会了重复做有好结果的行为（图7.2），避免有坏结果的行为。这些联系产生了 操作性行为 （operant behavior），即对环境进行操作，以产生想要的结果。

简单起见，我们会分别探讨这两种类型的联想学习，不过它们往往是同时出现的。比如，在日本的一个养牛场里，聪明的牧场主为他的牛群配备了电子呼叫器，可以用手机进行呼叫。经过一周的训练，动物学会了将两种刺激联系起来，呼叫器的提示音预示着食物的到来（经典条件反射）；动物也学会了将它们赶往食槽的行为与进食的乐趣联系起来（操作性条件反射），这一行为减轻了牧场主的工作。在这个例子中，经典条件反射和操作性条件反射共同发挥了作用。

条件反射不是学习的唯一形式。 认知学习 （cognitive learning）使我们获得了指导行为的心理信息。观察学习也是认知学习的一种形式，使得我们可以从他人的经验中学习。比如，黑猩猩有时仅仅通过观察其他同伴的动作就能学习他们的行为。如果一只黑猩猩看到另一只黑猩猩解决了一个难题并获得了食物，这个黑猩猩可能会更快地解出同样的难题。我们人类也是如此通过观察进行学习。

接下来我们会更深入地了解经典条件反射。

经典条件反射

学习目标问题 7-2 行为主义如何看待学习？

伊万·巴甫洛夫（Ivan Pavlov）的名字令许多人印象深刻。他在20世纪初的实验堪称心理学史上的经典，至今仍是心理学领域最著名的研究，我们把他发现的现象称为 经典条件反射 （classical conditioning）。

巴甫洛夫的研究为心理学家约翰·华生（John Watson）的许多观点奠定了基础。1913年，在寻找学习的基本规律时，华生敦促他的同事放弃以内心思想、感觉和动机作为参照的想法。他说：“心理学应该研究的是生物体如何对环境中的刺激做出反应，其理论目标是预测和控制行为，而自省并不构成其方法的基本组成部分。”简单来说，心理学应该是一门基于可观察的行为的客观科学。

这一观点被华生称为行为主义，在20世纪上半叶对美国的心理学造成了重大影响。巴甫洛夫和华生都对意识等“心理现象”的概念不屑一顾，并相信学习的基本规律对所有动物都是一样的，无论是海蛞蝓、狗还是人类。而现在，赞成心理学应该忽略心理过程的学者少之又少，不过大多数人都认为经典条件反射是一种基本的学习方式，所有的生物体都通过这一方式来适应环境。

巴甫洛夫的实验

学习目标问题 7-3 巴甫洛夫是谁，经典条件反射的基本内容是什么？

巴甫洛夫的一生都被科学研究的热情所驱使。他放弃了最初跟随父亲皈依俄国东正教的人生规划，在33岁时获得了医学学位，其后花了20年研究狗的消化系统，这项工作也使他为俄国赢得了第一个诺贝尔奖。在生命中的最后30年，巴甫洛夫仍精力充沛，一丝不苟地投身于一个关于学习的新颖实验，这也令他获得了崇高的历史地位（Todes, 2014）。

巴甫洛夫的新研究方向来自他极具创造性的思维所观察到的一个偶然现象。毫无疑问，把食物放进狗嘴里会让狗流口水。而且，不仅品尝食物会让狗流口水，仅仅看到食物或盛食物的盘子、送食物的人，甚至听到那个人走近的脚步声都会让狗流口水。起初，巴甫洛夫认为这些“精神性分泌”是令人恼火的事情，但之后，他意识到这些现象表明了一种简单而又基础的学习方式。

巴甫洛夫和他的研究团队曾试图探究狗因期待食物而流口水时的想法和感受，这一做法让他们总是争论无果。因此，为了更客观地探索这一现象，他们进行了实验。

为了消除其他可能的影响，他们把狗隔离在一个小房间里，用皮带进行固定，并安装了一个收集装置，把它的唾液收集到一个测量仪器里（图7.3），他们从隔壁的房间给狗喂食。起先是让食物滑到一个食槽内，后来则是在准确的时间点将肉粉吹进狗的嘴里。然后，他们将狗可以看到或听到但与食物无关的各种事件作为 中性刺激 （neutral stimuli，NS），将其与狗吃到食物进行配对。如果一个定期呈现的视觉或声音刺激预示着食物的到来，狗会不会学习到这种联系呢？如果是这样的话，它会不会因预料到食物的到来而开始流口水呢？

实验证明，这两个问题的答案是肯定的。巴甫洛夫在让狗吃到食物分泌唾液之前，发出了一个声音信号。经过声音信号和食物的几次成对出现后，狗听到声音信号就会开始流口水，因为其预料能吃到肉粉。在之后的实验中，一个蜂鸣器 、一盏灯，对腿部的一次触摸，甚至看到一个圆圈都会让狗流口水。［这个程序对人也有效，让一些饥饿的伦敦年轻小伙在闻到花生酱或香草的味道之前，先观看一些抽象图形，他们的大脑很快就会对单独呈现的抽象图形做出预期反应（Gottfriedet al., 2003）。］

狗对嘴里的食物流口水不需要学习，相反，是嘴里的食物自动地、无条件地触发了狗的唾液分泌反应（图7.4）。因此，巴甫洛夫将这种流涎反应定义为 无条件反应 （unconditioned response，UR），将食物定义为 无条件刺激 （unconditioned stimulus，US）。

然而，狗对声音的流涎反应是习得的，是基于狗将声音与食物联系起来而形成的条件化。因此，我们称这种反应为 条件反应 （conditioned response，CR），而原本的中性刺激成了 条件刺激 （conditioned stimulus，CS），在本例中，以前没有其他含义的声音，现在却引发了狗的流涎反应。要区分这两种刺激和反应很容易：有条件的是习得的，而无条件的是不需要学习的。

如果巴甫洛夫对联想学习的论证过程如此简单，那么他在接下来的30年里还做了些什么呢？在关于流涎条件反应的整整532篇论文中，他的工作室都发表了哪些发现呢（Windholz, 1997）？答案是，他和同事探索出了五个主要的条件反射过程：习得、消退、自发恢复、泛化和分化。

习得

学习目标问题 7-4 在经典条件反射中，习得、消退、自发恢复、泛化和分化的过程是什么样的？

为了解刺激反应关系的 习得 （acquisition）或早期学习，巴甫洛夫和他的同事想知道，中性刺激（如声音、光线、触摸）和无条件刺激（如食物）之间应该间隔多长时间？在大多数情况下都不需要太久，通常半秒钟就足够了。

如果食物（无条件刺激）在声音（中性刺激）之前出现会发生什么情况呢？会出现条件反射吗？这是不太可能的。当中性刺激跟随无条件刺激出现时，通常是不会发生条件反射的。请记住，经典条件反射具有生物学适应性，它会帮助人类和其他动物为或好或坏的事件做准备。对于巴甫洛夫的狗，原来的中性刺激声音在预示着食物（无条件刺激）这一重要的生物学事件的到来后，就变成了条件刺激。而对林中的鹿来说，树枝断裂（条件刺激）也可能是捕食者接近的信号（无条件刺激）。

一项关于雄性日本鹌鹑的研究表明，条件刺激也可以作为另一重要生物学事件的信号（Domjan, 1992, 1994, 2005）。在放出具有交配欲望的雌性鹌鹑之前，研究人员总会先亮起红灯。红灯一亮就预示雌性鹌鹑即将出现，随着时间的推移，光是红灯就会使雄性鹌鹑开始兴奋。它们对笼子里的会亮起红灯的区域产生了偏好，雌性出现时，也会更快地与之进行交配，并且释放出更多精液和精子（Matthews et al., 2007）。鹌鹑的这种经典条件反射能力促进了它们的繁衍生息。

人类也是如此，所有与性快感相关的物体、气味、声音和景象（在某个实验中甚至是一个几何图形）都可以成为性唤起的条件刺激（Byrne, 1982; Hoffman, 2012，2017）。洋葱的气味通常不会使人性唤起，但是反复将它与激吻配对时，它也可以成为一个条件刺激，并起到性唤起的作用（图7.5）。

要记住的一点：生物可以通过条件反射对觅食、避险、找到配偶和生育后代的各种线索做出反应，促进生存和繁衍——学习使人向往（Hollis, 1997）。

通过 高阶条件反射 （higher-order conditioning），一个新的中性刺激不需要无条件刺激的存在也可以成为一个新的条件刺激，所需要的只是让它与先前的条件刺激相关联。如果一个声音定期发出食物的信号并让狗分泌唾液，那么与该声音相关的灯光（灯光预示声音，声音预示食物）也可能会让狗分泌唾液。尽管这种高阶条件反射（也称为二阶条件反射）往往比一阶条件反射要弱，但它影响着我们的日常生活。如果你被狗咬了，可能过后仅仅是狗叫的声音就会让你感到害怕。

消退和自发恢复 巴甫洛夫想知道，在条件反射形成后，条件刺激反复出现而没有无条件刺激，会发生什么事情？如果提示音一次又一次地响起，但没有食物出现，提示音是否还会引发狗的流涎反应呢？答案是不确定的。狗分泌的口水越来越少，这种反应就叫作 消退 （extinction）。消退是指当条件刺激（声音）不再预示着无条件刺激（食物）即将到来时，反应减弱了。但是，如果在几个小时的延迟后巴甫洛夫再次呈现声音，狗还是会流口水来回应（图7.6）。这种 自发恢复 （spontaneous recovery）——减弱的条件反应在暂停后重新出现——让巴甫洛夫明白，消退是抑制条件反应而非将其完全消除。

泛化 巴甫洛夫和他的学生注意到，对一种声音有条件反射的狗，对新的和不同的声音也有一定的反应。同样，一只形成条件反射、在被摩擦时会流口水的狗，在被人抓挠（Windholz, 1989）或触摸到不同的身体部位时也会流一点儿口水（图7.7）。这种对与条件刺激相似的刺激做出反应的趋势就叫作 泛化 （或刺激泛化，generalization）。

泛化可以是适应性的，比如会对移动的汽车感到害怕的幼儿也会害怕移动的卡车和摩托车。并且，泛化后的恐惧会挥之不去，停留在记忆中（Simon-Kutscher et al.，2019; Stout et al., 2018）。在撞车后的两个月内，敏感一点儿的年轻司机都不容易再撞车（O’Brien et al., 2017）。一位遭受过酷刑的阿根廷作家报告说，在多年后，他看到黑鞋时仍会害怕地退缩，因为施刑者走近关押他的牢房时，他第一眼看到的就是一双黑鞋（Timerman, 1980）。实验室研究将受到虐待和未受虐待的儿童进行比较，证明了泛化的焦虑反应。

一些与自然界中令人厌恶的事物，或在道德上令人反感的事物有关的刺激物也会引起一些人在身体或道德上的厌恶。有人愿意吃形状像狗屎的软糖吗？有人愿意拿着一本显然是阿道夫·希特勒拥有和使用过的英语词典吗？有人愿意用一条据说是“基地”恐怖组织成员以前用过的毯子裹住自己吗？答案是否定的。这些情况都会使人们感到厌恶（Fedotova & Rozin, 2018;Rozin et al., 1986, 2015）。这些例子表明，人们对一个刺激物的情绪反应可以泛化到其他相关的刺激物上。

分化 巴甫洛夫的狗也学会了只对一个特定的声音做出反应，而非其他所有声音。因为一个刺激（声音）预示着无条件刺激，而其他刺激则没有。这种区分预示无条件刺激的条件刺激和其他不相关刺激的学习能力被称为 分化 （discrimination）。识别差异的能力是适应性的。略有不同的刺激可能会带来截然不同的后果。在吃了一只有毒的蝴蝶后，鸟类的行为会泛化，它们会避免捕食类似的蝴蝶，但它们也会把这种蝴蝶与其他可食用的蝴蝶品种区分开来（Sims, 2018）。肯尼亚大象闻到马赛猎人的气味就会远离，因为它们已经学会了对马赛猎人感到害怕，但闻到没有威胁的坎巴人的气味则不会（Rhodes, 2017）。面对护卫犬时你可能会心跳加速，但面对导盲犬时你可能不会。

巴甫洛夫的遗产

学习目标问题 7-5 为何巴甫洛夫的实验仍然如此重要？

巴甫洛夫的思想现在还留存了多少呢？答案是非常多。现在大多数的心理学家都赞成“经典条件反射是学习的一种基本形式”这一观点。现代神经科学发现了将条件刺激（警告信号）与无条件刺激（威胁）联系起来的神经回路，这也为巴甫洛夫的观点提供了支撑（Harnett et al., 2016; Yau & McNally, 2018）。现在从生物学、心理学和社会文化相互作用的角度来判断，巴甫洛夫的一些想法是不够完善的。但是，我们能够比巴甫洛夫看得更远的原因是，我们站在他的肩膀上。

为什么巴甫洛夫的实验仍然如此重要？如果他仅仅告诉了我们，老狗也能学会新花样，那么他的实验早就被遗忘了。我们为什么要关心狗会因为条件反射而对声音信号流口水呢？其重要性首先在于，我们发现在许多其他生物体中，对很多其他刺激的很多其他反应都可以形成经典条件反射，事实上，被测试的每一个物种都可以形成条件反射，从微生物、蚯蚓、鱼、狗、猴子直到人类（Schwartz, 1984; Zhou et al., 2019）。因此，经典条件反射是几乎所有生物体学习适应环境的一种方式。

其次，巴甫洛夫向我们展示了如何客观地研究学习这样的过程。令他十分自豪的是，他的方法几乎不涉及对狗的想法进行主观判断或猜测。流涎反应是一种可以通过测量唾液体积来量化的行为。因此，巴甫洛夫的成功为年轻的心理学发展提供了一个科学模式，即分离出复杂行为的基本构件，用客观的实验室程序进行研究。

经典条件反射的应用

学习目标问题 7-6 巴甫洛夫的实验在人类健康和福祉方面有哪些应用？华生是如何将巴甫洛夫的实验原理应用于习得性恐惧的？

本书的其他章节，如意识、动机、情绪、心理障碍和治疗，展示了巴甫洛夫的实验原理如何对人类健康和福祉造成影响。 以下是三个例子：

·渴求毒品：经典条件反射可以为治疗物质使用障碍提供参考。前吸毒者再次进入吸毒环境时往往会再次对毒品感到渴望，因为他们的大脑已经形成了条件反射，将这种环境与毒品的奖励联系了起来（Wang et al., 2018; Wilar et al., 2018）。打破这种联系则可以减少他们对毒品的渴望（Ananth et al., 2019; Martínez et al.,Rivera et al., 2019），所以许多戒毒咨询师都建议其客户远离与毒品有关的人和环境（NIDA, 2017; Siegel, 2005）。

·渴求食物：经典条件反射会让节食更加困难，糖类物质会唤起愉悦的感觉。研究人员让健康志愿者形成了条件反射，使其在吃了一次甜食后就对甜食产生了渴望（Blechert et al., 2016）。因此，请不要觉得自己肯定可以只吃一块饼干就收手。努力减肥的人往往会产生强烈的条件反应，想去吃那些不健康的食物（Hill，2007）。

·免疫反应：经典条件反射甚至会对身体中抵御疾病的免疫系统起作用。当一种特殊的味道经常伴随着影响免疫反应的药物出现时，这种味道本身可能就会产生免疫反应（Ader & Cohen, 1985）。

巴甫洛夫的实验也为华生的想法打下了基础。华生认为，人类的情绪和行为虽然会受到生物学因素的影响，但主要还是由大量的条件反应构成。华生及其研究生罗莎莉·雷纳（Rosalie Rayner）以一个11个月大的婴儿为研究对象，展示了特定的恐惧如何被条件化（1920; Harris, 1979）。“小艾伯特”像大多数婴儿一样，害怕响声但不害怕白老鼠。在实验中，华生和雷纳给小艾伯特一只小白鼠，小艾伯特伸手去摸它时，他们就会在他头部后方用锤子敲击金属棒以发出巨响。在重复了7次看到小白鼠和听到可怕响声后，小艾伯特仅仅看到小白鼠就会号啕大哭。据报道，5天后，他的这种惊恐反应泛化到了兔子、狗，甚至是毛茸茸的外套上。现代的复制实验对华生关于小艾伯特的条件反射的证据提出了疑问，但这个案例仍然极具传奇色彩（Powell & Schmaltz, 2017）。

多年来，人们一直想知道小艾伯特的下落。拉塞尔·鲍威尔（Russell Powell）及其同事发现，医院有一个孩子匹配度很高，他叫威廉·艾伯特·巴格（William Albert Barger），缩写为艾伯特·B.——正是华生和雷纳所使用的名字。也许是巧合，尽管这个艾伯特是个随和的人，却对狗感到厌恶。他于2007年去世，因而不知道自己在心理学历史上所起的作用。

人们也想知道华生的情况。他后来与雷纳结婚，因婚外情失去约翰斯·霍普金斯大学的教授职位后，加入了一家广告公司，担任该公司的常任心理学家。在那里，他利用联想学习的知识构思了许多成功的广告活动，包括为麦斯威尔咖啡（Maxwell House）设计的一个广告，使得“咖啡时间”成了美国人的习惯（Hunt, 1993）。

心理学家很难在其他儿童身上重现华生和雷纳的发现。以今天的标准来看，这些实验是不道德的。然而，小艾伯特的习得性恐惧使许多心理学家都想知道，是否我们每个人都只是一个行走的情绪条件反应仓库。如果是这样的话，消退程序或新的条件反射是否可以帮助我们改变对情绪刺激的多余反应呢？

一位30年来都害怕独自进入电梯的病人就这样做了。按照治疗师的建议，他强迫自己每天进入20台电梯。10天之内，他的恐惧就几乎消失了（Ellis & Becker, 1982）。喜剧作家马克·马尔科夫（Mark Malkoff）在30天内乘坐了135次飞机，每天在空中飞行14个小时，以消除他对飞行的恐惧（NPR, 2009）。一个半星期后，恐惧消失了，他开始和其他乘客玩游戏。他最喜欢的游戏是“卫生纸实验”，把一卷卫生纸的一端放进马桶里，把剩下的部分在过道上展开，然后冲水，让马桶在三秒钟内把整卷纸吸完！在第16章中，我们将看到更多心理学家使用对抗性条件反射的行为技术来治疗心理障碍和促进个人成长的例子。