学习这件事对于我们来说,太习以为常,也有太多种了。课堂里的学习当然是学习,但是我们记得早上吃了什么饭,今天有什么任务,晚上约会一个心怡的对象,这些本质上也都是学习。
有些学习的过程看起来非常具体。比如:昨天干了什么事被领导批评,你就知道以后这样的事应该少干。但是,有些看起来就非常抽象了。比如:看了一本书,听了一次演讲,你获得了对人生的什么新感悟。还有一些虽然常见,但是我们就是说不清道不明它是怎么发生的。比如:我们为什么能看到三维的世界。那么,这些五花八门的学习,在最底层逻辑上有没有共同点?如果有的话,是什么?
事实上,各种各样的学习行为背后,有一套简单而且普适的底层逻辑。
巴甫洛夫的狗:被动学习
在1890年代,巴甫洛夫在俄国的圣彼得堡建立了实验室,他主要希望研究动物消化系统的功能,是怎么被各种各样的食物影响的。为了这个目的,巴甫洛夫发明了一个非常巧妙的办法,当然也许你也可以说残忍。他在狗的脸上做了一个小手术,在狗的唾液分泌腺上接了一根管子。这样,狗的唾液就可以通过管子流到外面,巴甫洛夫就可以实时观察狗什么时候流口水,流了多少口水了。然后巴甫洛夫就准备各种各样的环境刺激,比如:不同的食物、不同的时间、不同的容器,等等。通过这个方法,来研究环境刺激和唾液分泌之间的关系。
巴甫洛夫发现,当饲养员把装满狗粮的盆子端给小狗的时候,狗的唾液就会开始大量分泌。这个现象当然一点也不奇怪了。我们根据自己的日常经验就知道,饥饿的时候闻到食物香气儿,就足以让我们口水横流了嘛。但是接下来,巴甫洛夫就发现了一个很奇怪的事。
他发现,饲养员端着盆子开实验室的门的时候,狗的唾液就已经开始大量分泌。请注意,这个时候饲养员还没出现,食物盆子也没出现,就连狗粮的味道也都还闻不到呢。这就奇怪了,到底是什么东西让狗开始分泌唾液呢?到最后,巴甫洛夫终于发现,是开门的声音导致的。就算找个毫不相关的陌生人,也不用端狗粮,仅仅来开下门,这个声音,就足够让狗流口水了。
要让我们普通人去想,开门和流口水这两件事风马牛不相及,估计是实验哪里做错了,干脆推倒重来或者忽略就行了。但是,巴甫洛夫显然不是普通人,他非常敏锐地意识到,也许这件事背后出现的就是学习。他猜想,发生的事情可能是这样的:平时饲养员每次端着盆子喂食,都需要先打开门。所以慢慢地,狗就会把开门的声音和饲养员出现,狗粮出现这几件事联系在一起。
这样一来,每次门开,它就会觉得到狗粮真的要来了,所以就开始提前分泌唾液。如果这个猜想是真的,那毫无疑问,小狗能够学会把原本不相关的两件事开门声音和狗粮出现——联系在一起。
基于这个想法,巴甫洛夫展开了一系列的实验。最终证明:小狗确实会学习。只要有一个东西,总是差不多同时和狗粮一起出现,小狗就会在两者之间建立联系,不管这个东西是铃铛、口哨、音乐,还是一张图片。
这个从无到有建立联系的过程,就是学习。
巴甫洛夫把学习以后产生的新的反应,叫做条件反射。相对应的,他把不需要学习就会的、天生的刺激——反射,叫做非条件反射。
斯金纳的鸽子:主动学习
数十年后,美国心理学家博尔赫斯.弗雷德里克.斯金纳(Burrhus Frederic Skinner)对巴甫洛夫的学习理论,做出了重大的补充。斯金纳最著名的科学成就,是他发明了一个挺科幻的实验装置,今天被人们叫做斯金纳箱。斯金纳在这个箱子里面关上一个鸽子。箱子里面有一个隐藏的机关,如果被鸽子碰到,箱子里就会掉出食物来给鸽子吃。斯金纳就发现,这些鸽子一般需要过很久,才会在无意之间碰到这个机关,获得食物——这倒是没什么奇怪的。
但是在此之后,它们碰机关获得食物的频率就会越来越快。这就说明,这些动物意识到了踩机关和获得食物之间的联系,开始有意识地去踩这个机关了。换句话说,斯金纳箱里的动物也展现出了强烈的学习行为。
你仔细想想会发现,巴甫洛夫的实验和斯金纳的实验,有非常深刻的相同和不同之处。
相同点是,在两个实验当中,都发生了学习。
对于巴甫洛夫的狗来说,它经过学习,在开门声、摇铃铛或者吹口哨这些事情,和食物出现这件事情之间建立了联系。而对于斯金纳的鸽子来说,它是把踩机关这个动作,和食物出现联系在一起。经过学习,狗学会了在没有狗粮的时候也流口水,鸽子也学会了去主动碰本来毫无吸引力的机关。当然更重要是不同点。对于巴甫洛夫的狗来说,它的学习过程可以认为是被动的。只要两件事总是差不多同时出现,狗就会默认他们之间有联系。而对于斯金纳的鸽子来说,学习过程必须有主动的成分。鸽子必须主动去踩那个机关,才有可能获得食物,才有可能开始学习。
这个深刻的不同点,其实也代表了我们日常生活中非常常见的两种学习的模式。比如:要是某一天你喝酒多了,然后吐了,可能很长一段时间里,你看见酒会觉得难受。这就是典型的巴甫洛夫学习——你把喝和难受的感觉联系在一起了;而要是某一天,你学习到中原大战闰冯共同协同一个会师地点,因为参谋把“泌阳”写成了“沁阳”导致闰冯溃败,你可能很长一段时间里都会特别注意错别字。这就是典型的斯金纳学习——因为你把一个错误的行为和一个惩罚联系在一起了。
巴甫洛夫的狗和斯金纳的鸽子的重要意义在于,告诉我们:学习的过程就是建立了新联系的过程。你若是想学习和掌握一项技能,需要做的也很简单,不被干挠,简单重复,直到形成条件反射。
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