第10章 信息结构:控制力的各种行为模式(4)
8.学习理论所经历的历史沿革
也许我们会听到这样一种论调,他们认为这个世界并不存在一种适用于机器的学习理论。同时也有人认为当前人们的认识水平还受到一定限制,所以任何一种学习理论的提出都太早,因为生理学上并没有出现具有说服力的神经系统理论,所以学习理论同神经系统的联系也似乎难以站稳脚跟。
对于这两种批判的声音,我期望可以从它们的夹缝中穿越过去。首先,我所期望的是一种方法,借助这种方法人类可以发挥想象去创造一些特定的学习机器。在哈佛期间我就曾组织过一个团队致力于这一方面探索,但局限于种种内外因素我们并未成功。如今这个期望再度提出,我也有了更明晰的要求:我所需要的方法不仅能帮助我实现过去的愿望,制造出一种特定的学习机,它同时还要给我提供一般的工程技术,以便于多种多样学习机的制造和发明。相比较于前者,一般工程技术对我更重要。因为我只有达到了这种一般性程度,我才能让自己所主张的学习本质和机械学习过程存在必要联系,我也可以因此免于这方面的批评。
其次,我希望描述这种特定机器学习的语言不要同描述神经系统或人与动物的行为的语言存在太多不同。也就是说,我更愿意将已经熟悉的、描述个体生理行为的语言应用于描述机器,这样做会让事情变得更加简单。我已经客观地了解到,在描述人的实际机制的时候,无论我们多么小心翼翼也不可能将每一个细节描述得准确无误,甚至在很多原则上我也难免发生错误。
虽然存在种种不可避免的失误,我只要将一种用于个体心理或神经的描述性概念提出来,并对它进行合理的文字描述,那么在这个概念的起点上我就等同于正确的。对其他可能的潜在理论而言这种概念的出现是为它们最终能获得的成果提供了比较准绳,我也获得了一个免于批评的起点。
17世纪中后期,洛克始终认为观念是构成人心内容的主要东西。所以在他的理论中我们看到,人心与生俱来就是完全被动的,它没有任何杂质存在,就像一张白纸,或者一块干净的黑板。在他看来,个人经验的存在就相当于人们在这白纸上所写的内容。
依照洛克的理论,这些经验无论以何种方式出现——单一或者同时出现,抑或在某一序列、人们归于因果关系的联系之下出现——它们都可以将过往的印象或者观念组合在一起,这种趋势最终会形成一种复合观念。复合观念的形成过程也叫观念黏合机制,它存在于观念自身当中。
如果查阅洛克的所有著作我们就会发现,他似乎很反对去描述这种机制的意图,这不禁让人感到奇怪。如果做一个类比,洛克的理论和现实的关系就相当于照片中的火车与现实中行驶的火车的关系,他理论的每一张图表都是静止不动的。
如今动力学观点已经应用于多种领域,但是在过去这种动态描述事物的观点在心理学和工程学领域里并没有受到足够关注和重视。它的重要性只是集中体现于天文学上,这还要归功于牛顿,他和洛克是同一时代的人。
在过去的几百年里,人们将更多的精力投入分类工作,以至于对现象发生作用方式的研究被抛之脑后,这是将科学囊括于亚里士多德冲动的后果。不可否认,当前人类对动、植物还没有足够多的了解,当一切都处于等待调查研究阶段时,必须要先经历一个不停收集资料和探索经验的过程,我们才能更好地去了解如何让生物学进入真正的动力学时代。瑞典伟大的生物学家卡尔·冯·林奈就是一个典型的例子。
林奈创立了动植物双名命名法,并发表了重要著作《自然系统》,是近代生物学,特别是植物分类学的奠基人。林奈首先构想出定义生物属种的原则,并创造出一套统一的生物命名系统。在林奈以前,生物学领域内由于没有一个统一的命名法则,各个不同国家的学者都按自己的工作方法命名植物,以至于植物学研究困难重重。到了18世纪,学术联系的加强让对生物物种进行科学的分类变得极为迫切,林奈则成为生活在这一科学发展时期的杰出代表,他最重要的成就就是在生物学中建立了人为分类体系和双名制命名法。
林奈的植物分类方法和双名制被不同国家的生物学家所接受,这一套方法让原本混乱的植物王国变得井然有序。同时林奈的工作也促进了植物学的发展,他把先前全部的动植物知识系统化,摒弃了人为的按时间顺序的分类法,选择了自然分类方法。他的双名命名法,包括了8800多个种,几乎达到了“无所不包”的程度,因此双名命名法也被人们称为万有分类法。
在林奈看来,无论是种还是类,它们都同属于固定不变的亚里士多德式的形式,而并非达尔文进化过程的标牌。但这并不能阻碍他理论的贡献,我们只有通过他的不同描述才能找到进化过程中令人信服的实例。那些早期的自然史学家们,他们都是尽心尽力的拓荒者,这个称呼对他们而言当之无愧。因为在他们的内心当中存在着太多攻占新领域的欲望,这种强烈欲望在催发他们不断开拓的同时也蒙蔽了他们的目光,让他们无法细致地去解释和说明拓荒过程中所发现的种种新形式。所以,这些拓荒者后来成为了主要研究操作的农场主,而当时的自然主义者的身后则出现了一批现代科学家。
9.条件反射中的原始刺激
在19世纪末的二十多年以及20世纪初的二十多年里,出现了另外一位伟大的科学家,他就是第一个生理学领域的诺贝尔奖获得者伊万·彼得罗维奇·巴甫洛夫。他是条件反射理论的建构者,同时也是传统心理学领域之外而对心理学发展产生影响最大的人物之一。
他的伟大不仅仅在于学术贡献,甚至在生命的最后一刻,他还是一直密切地注视着自己越来越糟糕的身体情况。面对病痛他不断地向坐在身边的助手口授生命衰变的感觉,他这样做是要为一生挚爱的科学事业留下更多的感性材料。对于人们的关心、探望,他的助手只好不近人情地加以拒绝:“巴甫洛夫很忙,他正在死亡。”
而作为一个心理学家,巴甫洛夫也与其他研究者存在诸多不同。因为他从来没有将自己看作一名心理学家,反而自认为是一名严谨的自然科学家。巴甫洛夫十分反对当时的心理学,对“心灵”“意识”等没有实体的概念他也极度反对。他甚至威胁说,如果有人敢在他的实验室里使用心理学术语,他将毫不留情的开枪将这个人击毙。然而就是这样一个如此极端敌视心理学研究的人,却在心理学领域作出了重大贡献。巴甫洛夫在心理学界的重大成就首先是他关于条件反射的研究,后来该研究的成果又被行为主义学派所吸收,并成为制约行为主义的最根本原则之一。
巴甫洛夫以自己独特的研究方法对过去洛克曾经研究过的领域进行了本质的、彻底的研究。不同的是巴甫洛夫的研究结果都是以实验为依据,而洛克则是以理论为基础。
除了这一点之外,巴甫洛夫还认为,只有在低等动物当中才会出现条件反射行为,这种东西是不可能在作为高等动物的人身上出现的。
低等的动物几乎都不具备语言功能,它们不会像人一样去说话,但是却可以通过行为传递信息。在这些行为语言当中,较为明显的一个就是依据动机而产生的情绪方面的行为,这是最常见的情况,而它的出现又往往和食物有着密切关系。
巴甫洛夫的研究就是从动物的生理症候开始的,在动物的唾液中,他发现了小狗的唾液在食物的刺激下会出现特别的分泌情况,对这一现象的观察形成了他的反射原理。
一般来说,像看到的物体、听到的声音等,它们和食物之间并无直接联系,因此它们的出现并不会对唾液分泌产生任何必要影响。
但是,在狗的进食系统之中巴甫洛夫发现,假如一种声音或者对象多次出现,那么当与相同或相似的声音独立出现时,这只狗就会分泌唾液。这一点也说明在狗身上,过去的联想会制约它们唾液的反射。
巴甫洛夫的实验表明,洛克理论中所提到的联想会出现在动物反射水平上。在生物学界这种现象被称为反射应答联想。顾名思义,反射应答联想是动物反射水平中由过去应答模式内的元素而引发的联想,其本质就包含了强烈的情绪内容。
现在,我们归纳一下巴甫洛夫理论中形成条件反射所需要的必要前提条件。
首先,在动物生活中,食物占据着最主要部分,这也是它们生存的本能。虽然食物因素可能在反射的最后形式中被全部剔除。
对这一点,我们可以用畜牧场周围的电网为例,让读者更清晰地看到巴甫洛夫的条件反射中,原始刺激的重要作用。
为了圈住牧场内的牲畜,人们通常会在畜牧场周围安装足够牢固的电网。这并不是一个简单的工作,它不仅要起到划定范围的作用,同时还要保证牲畜的安全。