一、巴甫洛夫的經典條件反射理論(classicalconditioningtheory)
巴甫洛夫(PavlovI,1870-1932)
經典條件反射理論是諾貝爾獎獲得者、俄國生理學家巴甫洛夫(PavlovI,1870-1932)提出來的。當初,巴甫洛夫正致力於消化現象的研究,他用狗做研究對象,先對它進行外科手術。他在狗的頰部開刀,造成一個瘺管。狗的口腔裏一共有三條唾腺:腮腺、頜下腺和舌下腺。巴甫洛夫把兩個腮腺中的一個造成瘺管,瘺管的開口通往一個儀器,這是一台可以測出十分之一滴唾液分泌的高靈敏度儀器。然後,把狗綁在一個實驗桌子上,觀察它進食多少與唾液分泌量之間的關係。實驗程序是,巴甫洛夫坐在實驗室裏觀察,他的助手送肉給狗吃。巴甫洛夫按一下鈴,鈴聲響了,助手就送肉進來。巴甫洛夫通過實驗發現,隻要食物落到狗的口中,它就會泌出唾液,如果食物是濕的,分泌的唾液就少些,食物是幹的,分泌的唾液就多些。唾液的分泌量精確地對應食物的種類、數量和質量。這種反射活動是狗和其他一切動物生來就有的,巴甫洛夫稱它為無條件反射(unconditionedreflex,UR),引起無條件反射的刺激稱為無條件刺激(unconditionedstimulus,US)。
巴甫洛夫實驗中的狗
但有一次,巴甫洛夫按了鈴,助手不知什麼原因沒有把肉送進來。就在巴甫洛夫焦急地等待時,善於觀察的他發現一個意外的現象:狗已經在分泌唾液了。這意味著,對於這條狗來說,再測量吃肉與唾液分泌之間的關係已經失去意義,因為唾液分泌已不完全由肉引起。為什麼鈴聲單獨能引起唾液分泌的反射活動呢?對科學現象的敏感使巴甫洛夫對這一偶爾的發現非常感興趣,他決心弄清背後的原因--高級神經活動的機製。
他繼續用狗做實驗,發現一開始鈴聲並不會引起唾液分泌反射,隻有當鈴聲與肉結合一定次數後,鈴聲才會引起唾液分泌反射。結合的方式可以是鈴聲在前,或鈴聲在後,也可以一起出現。也就是說,鈴聲引起唾液分泌反射是有條件的。據此,他提出了條件反射(conditionedreflex,CR)的概念。鈴聲開始不能引起唾液分泌反射,屬於“無關刺激”或“中性刺激”(neutralstimulus,NS),當它與無條件刺激結合後,就能引起唾液分泌反射,這時,原來的無關刺激鈴聲就變成了條件刺激,由它引起的反射就稱為條件反射,這一過程叫條件反射的獲得(acquisition)。
條件反射的形成過程
肉與鈴聲的結合稱為強化(reinforcing),強化次數越多,條件反射就越鞏固。當鈴聲的出現不再伴隨肉時,即不強化時,唾液分泌反射會逐漸減弱,直到消失,這是條件反射的消退(extinction)。消失後實驗停止一段時間,再聽鈴聲時,唾液分泌還會出現,這叫條件反射的自然恢複(naturalrecovery)。在條件反射建立後,類似的鈴聲也會引起唾液分析反射,這叫條件反射的泛化(generalization)。如果隻強化原來的鈴聲,不強化相似的鈴聲,對相似鈴聲的反應會消失,這叫條件反射的分化(distinction)。在條件反射建立後,再在鈴聲出現前給光刺激,結合若幹次後,光能單獨引起唾液分析反射,這叫二級條件反射(secondaryconditioning),原來的條件反射叫一級條件反射(firstconditioning)。還可以進一步形成三級條件反射。在人身上可以建立多級條件反射。
關於條件反射的形成機製,巴甫洛夫提出了“暫時神經聯係”或“暫時聯係”(temporaryconnection)學說。他認為,當狗看到肉時,在大腦皮層會出現興奮灶,這一興奮灶天生地與唾液分析中心聯係,產生唾液分析反射。同時,鈴聲也在大腦皮層產生興奮灶。一開始,鈴聲興奮灶與肉的興奮灶之間是沒有聯係的,所以不會引起唾液分析反射。由於反複結合,最後鈴聲興奮灶與肉興奮灶之間的聯係建立了,那麼隻出現鈴聲,鈴聲興奮灶會把神經衝動通過肉興奮灶傳遞給唾液分析中心,引起唾液分泌反射。這就是條件反射的形成機製。
強化就是增強這種暫時聯係,強化次數越多,暫時聯係越牢固,條件發射就越不容易消退。但消退並不是暫時聯係的中斷或消失,而是大腦皮層產生主動的抑製過程,是興奮向抑製的轉化。正因如此,已消退的條件反射在一個時期不做實驗後還可以自然恢複,如果重新進行強化,條件反射會很快恢複。
當與條件刺激類似的刺激引起大腦皮層興奮時,其興奮灶與條件刺激十分接近而引起條件刺激興奮灶的興奮,從而引起條件反射,便是條件反射的泛化。這時,如果隻強化條件刺激,不強化類似刺激,則兩種興奮灶之間的界限變得清晰起來,類似刺激不再引起條件刺激興奮灶的興奮,便是條件反射的分化。在條件刺激出現之前,先呈現一個刺激(如光),光的興奮灶經過多次與鈴聲興奮灶結合後,就與鈴聲興奮灶建立了暫時聯係,光就能單獨引起條件反射,這就是二級條件反射。依次類推,可以形成條件反射鏈。
當鈴聲與電刺激結合時,狗最後會形成對鈴聲的恐懼反應,巴甫洛夫稱這種反應為神經症。其生理機製也是暫時神經聯係,是可以通過消退而治好的。巴甫洛夫還用小白鼠做了一個神經症實驗,他給小白鼠以緩和的弱電刺激,使其大腦處於興奮狀態,不久即出現易激動狀態,繼之則變得反應遲鈍,行動緩慢,不愛活動,食欲下降等。巴甫洛夫把這些小白鼠分成兩組,一組繼續給予刺激,結果症狀更加嚴重,而另一組停止刺激,症狀很快消失。由此巴甫洛夫得出結論,神經衰弱是由於大腦長時間處於興奮狀態的結果,若經適當休整即可恢複。
巴甫洛夫認為,聲、光、電、形象、氣味、溫度、機械性觸感等物理刺激屬於第一信號,它們引起的高級神經活動係統,叫做第一信號係統,這一係統是以感受、知覺、表象等直覺形式直接反應外界對象為基礎的皮層神經聯係,更確切地說,是以皮層的各種分析器的相互聯係組成的。這是動物和人所共有的。動物的一切條件反射活動,都是第一信號係統的機能活動,它們隻能對現實的具體信號發生反應,即使用“跳”這樣的口令指揮動物,對動物來說也隻是一種聲音刺激,屬於第一信號。
人類的語言是反映現實世界的一種抽象信號,是第二信號。由第二信號引起的高級神經活動係統,稱為第二信號係統。這是人類所特有的機能活動,是和人的語言機能以及社會生活分不開的。動物沒有語言機能,因此,它們不具有第二信號係統的活動。由於詞是高度概括的,包含其概念內的所有具體事物,巴甫洛夫科學地把詞叫做“萬能的條件反射”。從某種意義上說,人是語言的存在物,其情緒和行為很容易被語言左右。如駱賓王的《討武檄文》使武則天驚出一身冷汗,曹操的一句假話“前有梅林”使眾多幹渴將士口中生津。