Аткинсон Р. и др. - Введение в психологию

Рис. 7.4. Условная дифференцировка. Дифференцировочными стимулами служили два звуковых тона, сильно различающиеся по частоте (УС1 = 700 Гц, УС2 = 3500 Гц). Безусловным стимулом служило электрическое раздражение левого указательного пальца только в тех пробах, в которых предъявлялся УС1. Сила условной реакции, в данном случае КГР, постепенно возрастала вслед за УС1 и угасала вслед за УС2 (по: Baer & Fuhrer, 1968).

Генерализация и дифференцировка происходят в повседневной жизни. Маленький ребенок, который научился ассоциировать вид своей комнатной собачки с игривостью, может поначалу относиться так ко всем собакам. Со временем, благодаря дифференциальному подкреплению, этот ребенок будет ожидать игривости только от собачек, похожих на его собственную. Вид угрожающей собаки будет тормозить реакцию приближения ребенка к ней.

Условный страх. Классическое обусловливание играет роль и в эмоциональных реакциях, таких как страх. Представим, что крысу помещают в закрытый ящик, в котором она периодически подвергается электрическому раздражению (путем электрификации пола). Как раз перед электрическим ударом раздается тональный сигнал. После неоднократного сочетания тона (УС) и удара током (БУС) тон сам по себе будет вызывать у крысы реакцию, являющуюся признаком страха, когда она перестает рыскать и притаивается; кроме того, у нее поднимается кровяное давление. У этой крысы был выработан условный страх при воздействии на нее того, что когда-то было нейтральным стимулом.

Начиная с плодотворного эксперимента Уотсона и Рэйнера (Watson & Rayner, 1920) стало известно, что у человека тоже можно выработать условный страх. Таким путем человек может приобрести множество страхов, особенно в раннем детстве (Jackobs & Nadel, 1985). Возможно, наилучшим свидетельством того, что это — классическое обусловливание, служит то, что некоторые из этих страхов, особенно иррациональные страхи — фобии, можно устранить психотерапевтическими методами, основанными на принципах классического обусловливания. Например, у человека, который сильно боится кошек, этот страх можно преодолеть путем постепенного и неоднократного предъявления ему кошек. Наверное, когда-то давно кот был у него условным стимулом для некоторых вредных безусловных стимулов, и теперь, когда этот человек неоднократно воспринимает такой УС при отсутствии БУС, этот обусловленный страх угасает. Заметьте, что если бы этого человека не лечили, он бы просто избегал кошек; следовательно, угасания не произошло бы и его фобия сохранилась бы. (Обсуждение обусловливания в связи с фобиями см в гл. 15, а в связи с терапией — в гл. 16.)

Предсказуемость и когнитивные факторы

До сих пор мы анализировали классическое обусловливание только применительно к внешним или окружающим событиям: за одним стимулом регулярно следует другой, и организм начинает их связывать между собой. Хотя этот бихевиористский взгляд доминировал много лет, уже давно находились исследователи, утверждавшие, что решающий фактор, который стоит за обусловливанием, — это то, что животное знает (Tolman, 1932). Согласно этому когнитивному взгляду, классическое обусловливание дает организму новое знание о связи между двумя стимулами; при наличии УС он научается ожидать БУС. Далее мы рассмотрим роль когнитивных факторов в классическом обусловливании.

Одновременность или предсказуемость? Со времен Павлова исследователи пытались определить, какой фактор для классического обусловливания является главным. Павлов полагал, что решающим фактором является совпадение УС и БУС во времени, то есть эти два стимула должны появиться близко по времени, чтобы выработалась ассоциация. Однако для совпадения по времени как основного фактора классического обусловливания есть альтернатива: необходимо, чтобы УС был надежным предвестником БУС. Другими словами, чтобы произошло обусловливание, БУС должен появляться с большей вероятностью при предъявлении УС, чем при его отсутствии.

В одном важном эксперименте (Rescorla, 1967) одновременность сопоставлялась с предсказуемостью. В некоторых пробах собак раздражали электрическим током (БУС), а в каких-то из этих проб электрическому удару предшествовал звуковой сигнал (УС). Процедуры для двух экспериментальных групп показаны на рис. 7.5. Число совпадающих по времени пар из звука и удара током в обеих группах было равным. Независимой переменной в группе А был звук, появлявшийся перед каждым электрическим ударом, а в группе Б наличие или отсутствие звукового сигнала перед таким ударом было равновероятно, так что звук здесь не имел реальной предсказующей силы. Предсказующая сила звука оказалась решающей: в группе А условный рефлекс сформировался быстро, а в группе Б — нет (это определялось по тому, реагирует или нет собака на звук так, как если бы она хотела избежать удара током). В других группах этого эксперимента (на рис. 7.5 не показаны) сила обусловливания была непосредственно связана с предсказательной ценностью УС, сигнализирующего о появлении БУС. Последующие эксперименты подтверждают вывод, что отношение предсказания между УС и БУС важнее, чем совпадение их по времени или частота парного предъявления УС и БУС (Rescorla, 1972).

Рис. 7.5. Эксперимент Рескорлы. На схеме показаны условия для двух экспериментальных групп. В каждой группе было 16 проб. Заметьте, что в некоторых пробах за УС следует БУС (УС + БУС); в некоторых пробах УС и БУС предъявляются по одному, а в некоторых нет ни УС, ни БУС. В правой части схемы показано число разных событий для двух групп. Количество проб с событием УС+БУС одинаково в обеих группах, как и количество проб, в которых предъявляется только УС. Различаются эти две группы количеством проб, в которых появляется только БУС (в группе А — никогда, в группе Б — с той же частотой, что и остальные типы проб). Таким образом, в группе А экспериментатор создал ситуацию, в которой звук являлся неплохим (хотя и несовершенным) предвестником скорого появления удара током, тогда как в группе Б звук не имел предсказательной ценности в отношении последующего удара. Условная реакция на УС легко выработалась в группе А и вообще не сформировалась в группе Б.

То, что делала собака в предыдущем эксперименте, можно сравнить с обычным действием ученого. Встречаясь с вероятностью важного отрицательного явления, например грозовой бури, ученый-метеоролог пытается отыскать что-либо, что предвещало бы это явление. Это не может быть просто что-то из того, что происходит одновременно с грозой, потому что такому критерию удовлетворяет множество безобидных событий (например, тучи и даже наличие деревьев). Метеоролог должен найти события, предвещающие грозу в том смысле, что они происходят перед грозой, но не происходят в другое время. Сходным образом, когда собаке в предшествующем эксперименте приходилось иметь дело со значимым отрицательным явлением в виде удара током, она тоже пыталась найти какое-то предупреждающее его событие. И подобно метеорологу, эта собака не обращается к событиям, которые просто происходят одновременно с ударом (например, вид экспериментальной установки или звук в экспериментальной группе Б); собака отыскивает явление, которое происходит всякий раз перед ударом, но не происходит в другое время (звук в экспериментальной группе А) и, следовательно, действительно предупреждает об ударе током.

Предсказуемость и эмоции. Предсказуемость важна также для эмоциональных реакций. Если определенный УС надежно предвещает наступление боли, то отсутствие этого УС предупреждает, что боли не будет и организму можно расслабиться. Следовательно, УС — это сигнал «опасности», а его отсутствие — сигнал «безопасности». Когда такие сигналы неустойчивы, эмоциональные издержки организма могут стать разорительными. Когда у крыс есть надежный предвестник грядущего удара током, они реагируют страхом только при наличии сигнала опасности; если же надежного предвестника у них нет, они непрерывно беспокоятся и у них даже может развиться язвенная болезнь (Seligman, 1975).

Здесь отчетливо видны параллели с эмоциями человека. Если зубной врач дает ребенку сигнал опасности, предупреждая, что сейчас будет больно, ребенку будет страшно, только пока процедура не кончится. Напротив, если зубной врач всегда говорит, что «больно не будет», хотя на самом деле иногда бывает больно, ребенок, не имея сигналов опасности и безопасности, может испытывать сильное беспокойство при каждом появлении зубного врача в кабинете. Во взрослом возрасте многие из нас переживали беспокойство, находясь в потенциально опасной ситуации, где не было предостерегающих сигналов. Неприятные события по определению неприятны, но неприятные и непредсказуемые события уж совсем непереносимы (этот момент подробнее обсуждается в гл. 14).

<�Рис. Если знаешь, когда будет больно, беспокойство снижается.>

Биологические ограничения

В этой главе мы уже упоминали о том, что разные биологические виды научаются одному и тому же при помощи различных механизмов. Относящиеся сюда феномены были открыты этологами — биологами и психологами, изучающими поведение животных в естественном окружении. Эти феномены говорят о том, что то, чему организм может научиться путем обусловливания, определяется его биологическим устройством.

Этологический подход. Этологов, как и бихевиористов, интересует поведение животных, но они уделяют большее внимание не научению, а эволюции и генетике. Поэтому этологи придерживаются иного подхода к научению, полагая, что оно жестко ограничено генетическими задатками животного и что разные виды научаются одним и тем же вещам разными способами. (С другой стороны, ранние бихевиористы полагали, что законы научения у всех видов одинаковы.) Как отмечают этологи, когда животное учится, оно подчиняется генетически заданному «поведенческому проекту»; так же как архитектурный проект накладывает ограничения на те функции, которым может служить здание, так и поведенческий проект генетически ограничивает виды ассоциаций, которым организм может научиться. То есть животные предпрограммированы заучивать определенные вещи определенными способами.

Ограничения в классическом обусловливании. Некоторые наиболее яркие демонстрации ограничений в классическом обусловливании получены в исследованиях вкусового отвращения. В типичном эксперименте крысе дают пить раствор с добавкой, скажем, ванили. Выпив его, крыса слегка отравляется и заболевает. Когда крыса выздоравливает, ей опять предлагают ванильный раствор. Теперь крыса добросовестно избегает этого раствора, поскольку она научилась ассоциировать вкус ванили с болезненным состоянием. Довольно очевидно, что такое избегание — пример классического обусловливания: первоначальный вкус раствора — это УС, болезненные ощущения — это БУС, а после обусловливания вкус сигнализирует о возможном наступлении болезни.

Согласно ранним идеям бихевиористов, можно было бы ожидать, что свет или звук выполняет ту же сигнальную функцию, что и вкус. То есть если свет — столь же эффективный стимул, как и вкус, то ассоциацию между светом и болезненным ощущением выработать ничуть не труднее, чем ассоциацию между вкусом и болезненным ощущением. Но на самом деле оказывается иначе. Это было показано в эксперименте, представленном в табл. 7.2. На первом этапе экспериментальной группе крыс дают лизать трубку, содержащую раствор с добавкой; каждый раз, когда крыса лижет трубку, предъявляются щелчок и свет. Так крыса ощущает три стимула одновременно — вкус раствора, а также свет и щелчок. На втором этапе этих же крыс слегка отравляют. Вопрос: какие стимулы — вкус или свет + щелчок — будут ассоциироваться с болезненным ощущением? Чтобы ответить на него, на третьем, и последнем, этапе крысам экспериментальной группы снова дают ту же трубку; иногда у раствора в трубке тот же вкус, что и раньше, но нет света и щелчка, а иногда раствор безвкусный, но свет и щелчок предъявляются. Животные избегают раствора, когда они ощущают его вкус, а не при предъявлении пары свет + звук; следовательно, крысы ассоциировали с болезнью только вкус. Как показывает контрольный эксперимент, представленный в нижней части табл. 7.2, эти результаты нельзя приписать тому, что вкус — более сильный УС, чем свет + щелчок. На втором этапе крысам контрольной группы вместо мягкой отравы давали удар током. Контрольные крысы на заключительном этапе эксперимента избегали раствора только тогда, когда предъявлялся свет + щелчок, а не когда они ощущали только вкус (Garcia & Kolling, 1966).

Таблица 7.2. Эксперимент по ограничениям и вкусовому отвращению

План эксперимента, показывающего, что вкус — более сильный сигнал для болезненного ощущения, чем для удара током, тогда как свет+щелчок — более сильный сигнал для удара током, чем для болезненного ощущения (по: Garcia & Koelling, 1966).

Таким образом, вкус — более сильный сигнал для болезненного ощущения, чем для удара током, а свет + щелчок — более сильный сигнал для удара током, чем для болезненного ощущения. Почему существует такая избирательность ассоциаций? Она не согласуется с представлениями раннего бихевиоризма, что стимулы равной силы могут заменять друг друга; поскольку и вкус, и свет + щелчок могут стать эффективным УС и поскольку после проявления болезненных ощущений и раздражения от удара током и то и другое могут стать эффективным БУС, то любой из этих УС мог бы ассоциироваться с любым из БУС. Напротив, избирательность ассоциирования прекрасно согласуется с этологическим подходом и его акцентом на эволюционной адаптации животных к своему окружению. В естественных условиях обитания крысы (как и другие млекопитающие) при выборе пищи полагаются на вкус. Следовательно, может существовать генетически предопределенная, или «встроенная», связь между вкусом и пищеварительными реакциями, что благоприятствует ассоциации между вкусом и болезненными ощущениями, но не между светом и болезнью. Кроме того, в естественном окружении крысы боль, возникающая в результате таких внешних факторов, как холод или ранение, всегда вызывается внешними стимулами. Следовательно, может существовать встроенная связь между внешними стимулами и «внешней болью», благоприятствующая ассоциации между светом и ударом током, но не между вкусом и ударом током.

Если крысы научаются ассоциировать вкус с болезненными ощущениями потому, что это согласуется с их естественными способами выбора пищи, то, может быть, другим видам с иными способами выбора пищи будет трудно научиться ассоциировать вкус с болезненными ощущениями? Именно это и происходит. В естественных условиях птицы выбирают пищу по внешнему виду, а не по вкусу, и они легко научаются ассоциировать свет с болезнью, но не вкус с болезнью (Wilcoxin, Dragoin & Kral, 1971). Таким образом, здесь мы видим прекрасный пример того, как разные виды научаются одному и тому же (причине заболевания) различными способами. Короче, если мы хотим знать, что и чем можно обусловливать, нельзя брать УС и БУС порознь; мы должны рассмотреть их в сочетании и выяснить, насколько хорошо оно соответствует встроенным взаимосвязям. Такой вывод значительно отличается от того, что законы научения одинаковы для всех видов и ситуаций.

Оперантное обусловливание

В классическом обусловливании условная реакция часто напоминает обычную реакцию на безусловный стимул. Слюноотделение, например, — нормальная реакция собаки на пищу. Но если вы хотите научить организм чему-то новому, например научить собаку новому трюку, классическое обусловливание вам не поможет. Какой безусловный стимул заставит собаку сидеть или перекатываться? Чтобы обучить собаку, вам придется сначала убедить ее проделать нужный трюк, а потом вознаградить ее похвалой или пищей. Если продолжать так делать, собака со временем научится этому трюку.

Многое из поведения в реальной жизни похоже на это: реакциям научаются потому, что они действуют, или воздействуют на окружение. Такой тип научения, называемый оперантным обусловливанием, свойствен и человеку, и животным. Оставленный один в кроватке, ребенок может спонтанно брыкаться, вертеться или лопотать. Собака, оставшись одна в комнате, может метаться взад-вперед, что-то вынюхивать, может подобрать мячик, уронить его или поиграть с ним. Ни один организм не реагирует на появление или исчезновение конкретного внешнего стимула. Все они воздействуют на свое окружение. Но если организм уже осуществляет определенное поведение, вероятность того, что он повторит это действие, зависит от того, что следует за последним. Ребенок будет чаще лопотать, если за каждым таким действием следует родительское внимание, и собака будет чаще поднимать мячик, если за этим следует ласка или вознаграждение пищей. Если считать, что у ребенка есть цель вызвать родительское внимание, а у собаки цель — пища, то оперантное обусловливание сводится к научению тому, что определенное поведение ведет к достижению определенной цели (Rescorla, 1987).

Закон эффекта

Изучение оперантного обусловливания началось на рубеже нашего века с ряда экспериментов Торндайка (Е. L. Thorndike, 1898). Торндайк, на которого сильно повлияла дарвиновская теория эволюции, стремился показать, что научение у животных неотрывно от научения у человека. Типичный эксперимент проходил так. Голодного кота сажали в клетку, дверца которой была закрыта на простую задвижку, а совсем рядом с клеткой клали кусочек рыбы. Поначалу кот пытался добраться до рыбы, протягивая лапы между прутьев. Когда это не получалось, кот перемещался по клетке, предпринимая самые разные действия. В какой-то момент он случайно задевал задвижку, выходил на свободу и съедал рыбу. Затем кота сажали обратно в клетку и бросали снаружи новый кусочек рыбы. Кот совершал примерно ту же последовательность действий, пока ему опять не удавалось открыть задвижку. Эта процедура повторялась снова и снова. Продолжая пробы, кот отбрасывал многие бесполезные действия, постепенно достигая удачного открывания задвижки и выхода на свободу, как только его помещали в клетку. Этот кот научился открывать задвижку, чтобы получить пищу.

Все это выглядит так, как будто кот действует разумно, но Торндайк утверждал, что здесь присутствует мало «интеллекта». За все время не было такого момента, чтобы у кота появилась догадка о решении этой задачи. Вместо этого достижения кота постепенно улучшались с продолжением проб. Кот не догадывается, а просто ведет себя по типу проб и ошибок, и когда после совершения какого-то действия немедленно следует вознаграждение, научение этому действию закрепляется. Это закрепление Торндайк называл законом эффекта. Он утверждал, что при оперантном научении в силу закона эффекта из набора случайных реакций выбирается та, за которой идут положительные последствия. Этот процесс сходен с эволюцией, в которой закон выживания самого приспособленного выбирает из набора случайных вариаций вида именно те изменения, которые способствуют выживанию этого вида. Закон эффекта, таким образом, провозглашает выживание самых приспособленных реакций (Schwartz, 1989).

Эксперименты скиннера

Б. Ф. Скиннер — виновник целого ряда изменений в представлениях о том, что такое оперантное обусловливание и как его изучать. Его метод исследования оперантного обусловливания был проще, чем у Торндайка (например, использовалась только одна реакция), и стал широко принятым.

<�Рис. Б. Ф. Скиннер явился основоположником изучения оперантного обуславливания.> Вариации эксперимента. В эксперименте Скиннера голодное животное (обычно крысу или голубя) помещают в ящик, подобный изображенному на рис. 7.6, с популярным названием «ящик Скиннера».