第三章 对目标物的需求
1.迷津操作和对目标物的需求
在每一种典型的迷津实验中,实验者在迷津出口处为老鼠提供某种形式的奖励。老鼠得到食物、水、性欲满足,以及诸如此类的东西。或者,至少它被取出迷津,放回到生活的笼子中去。本章将探讨一些实验,这些实验试图分析这样一些目标物或奖励对迷津行为产生的影响。这些实验还表明了“需求”的概念(concept of“demand for”)需要特定类型的迷津目标物(goal-object)或目标情境(goal-situation)。
图2
2.比其他目标物更被需求的目标物
首先,我们将回顾一些实验,当生理内驱力(physiological drive)——饥饿、口渴、性内驱力——保持相同时,通过将不同实验组进行比较,以探测不同目标物或目标情境的效果。这些实验表明,在内驱力相同的情况下,某些目标物使学习出现的速度比其他目标物使学习出现的速度更快。
R.西蒙斯(R.Simmons)让不同组的饿鼠在迷津里奔跑,并按与图2所示的迷津相类似的迷津给以相应的奖励。
我们把R.西蒙斯实验的一般技术摘引如下:
至于实验程序的方式,第一天给每只老鼠一次尝试,以后每天给两次尝试,直到10次连续奔跑中有9次没有错误为止……为了符合这个标准的要求,对尝试次数做好记录,另外对每次尝试所需的时间和所出的差错数均做好记录。折返或进入一条死胡同,无论是在前进途中或回程途中发生,凡不利于到达食物箱的任何方向性改变都被认为是一个错误。
图4
各组老鼠在经过一天训练以后数小时内,在特殊的饲养笼里获得一天主要的配给食物。参加实验的老鼠被分成以下各组:
“面包和牛奶加上回家”。这组老鼠在每天两次奔跑的每一次奔跑结束时,从迷津的食物箱中获得少量面包和牛奶。然后它们被送回作为它们家的笼子里,过了数小时,又将它们取出,并在饲养笼内喂食。
“面包和牛奶”。这组老鼠同样在每天两次奔跑的每一次奔跑以后从食物箱中获得少量面包和牛奶。然后,把它们转移到饲养笼中去,而不是回到作为它们家的笼子里去。它们在饲养笼中呆着,直到一个半小时以后喂饲时间到来时才接受喂饲。
“向日葵籽”。这组老鼠受到的待遇与“面包和牛奶组”很相像,不同之处在于,在迷津中每次奔跑结束时,它们从食物箱中获得一颗向日葵籽而不是少量面包和牛奶。
“回家”。这组老鼠在迷津奔跑结束时,未能获得任何种类的食物。但是,它们可在作为家的笼子里呆上一个半小时,然后得到喂饲,而不是在饲养笼中得到喂饲。
“逃脱”。这组老鼠也在迷津结束时未能获得任何食物。让它们呆上一个半小时以后,等待喂饲时间开始。但是,不在它们作为家的笼子里,而在特殊的喂饲笼里。
现在,让我们来看一下实验结果,各组老鼠可以根据它们的操作程度按次序进行排列。“面包和牛奶加回家组”排在第一,“面包和牛奶组”排在第二,“向日葵籽组”排在第三,“回家组”排在第四,排在最后的是“逃脱组”。总之,在具有相同内驱力的情况下,根据先前喂饲的次数和特征所表明的饥饿程度,某些目标物或情境会比其他目标物或情境产生更佳的完整的迷津操作。由此,给我们引进了这样的概念,某些目标物在同样内驱力的情况下,比其他目标物需求更迫切。这就是说,如果提供的目标物属于强烈需求的东西,促成特定的内驱力,那么,比起不被十分强烈需求的那种目标物来,它将会导致更快的学习和更佳的表现。对目标物类型的需求强度(strength of demand for)是一种直接的内在因素,它存在于迷津操作之中,并通过迷津操作对其本身加以界定。
我们要报告的下一个实验是E.L.汉密尔顿(E.L.Hamilton)进行的一个实验。她利用图3所示的迷津,让一组老鼠在达到目标箱后立即进行喂饲(延迟=0),让其他各组老鼠在达到目标箱后经历1分钟、3分钟、5分钟和7分钟等不同的延迟后进行喂饲,并把这些组的老鼠产生的结果进行比较。她发现,到达目标箱后立即喂饲的那组老鼠比任何其他延迟组的老鼠学得更快。
图3 迷津模式
E.入口处;F.食物箱;R.限制室;D1.将入口与迷津隔开的门;
D2.将限制室与迷津隔开的门;(O)和(C)表示(D2)这扇门开着和关着;D3.则表示将限制室与食物箱隔开的门。
此外,看来,一种目标情境,也即立即得到食物的目标情境,比起延迟得到食物的其他一些目标情境,与较强的需求相一致。这种需求的差异再一次由操作中的最终差异所说明,而且可以假设是操作中最终差异的原因。
在同样这个标题下还有第三组结果,它们是M.H.埃利奥特的实验结果。他运用图4所示的迷津,对两组同样的饿鼠的学习进行了比较,一组在迷津末端用谷糠饲料喂饲,另一组则在迷津末端用向日葵籽进行喂饲。至于它们其余的每日食品的配额是相等的,并在一天的晚些时候,在它们的起居笼里进行喂饲。他发现(如图5和图6所示)用谷糠饲料喂饲的老鼠,不论在错误的次数和时间上都比用向日葵籽喂食的老鼠表现出较好的学习曲线。换言之,当饥饿情况尽可能相似时,老鼠对谷糠饲料表现出比对向日葵籽更强的需求。这种需求上的差异是行为的一个方面,既表现在错误曲线上又表现在时间曲线上。
图5
图6
我们来总结一下:刚才列举的三种实验都表明,只要饥饿情况相同,如果在目标箱里为不同组的老鼠提供不同类型的食物或食物情境,那么便会表现出不同的学习速率(rates of learning)和不同的最终操作程度。我们说,这就解释了迷津操作的内在决定因素,我们可以把这种内在决定因素称作对某种类型的目标物(引发一种特定的生理内驱力)的需求。
然而,现在必须强调的是,这种需求上的差异不能完全用任何单一实验自身来界说。对于需求差异的最终鉴别和界说需要补充其他与之平行的实验。也就是说,需要运用在其他许多情境中(例如,在其他迷津、选择箱、障碍箱等情境中)同一对可资比较的目标物,以便了解一下在所花时间上同样的分级(rankings)会不会也在其他情境里表现出来。因此,上述实验在界定这些需求方面差异的结果时,我们将含蓄地假设(如果不是明白地假设的话),用各种其他类型的装置进行的其他实验实际上将表明目标物的同样分级。
最后,就此方面必须指出,C.J.沃顿(C.J.Warden)已经实施了(并激励他人实施了)一系列实验,以比较不同目标物(还有不同生理内驱力)在使动物通过电击时的影响。而且,一般说来,这些研究人员已经发现,需求的同样分级序列(rank orders)在诱使动物经常穿越电网方面能引起迅速的迷津学习。
3.一个更为需求的目标物的取代
在进一步说明这类需求的目标物的概念时,我们将接着摘引一些实验,这些实验表明在学习过程中目标物发生变化。这些实验的第一个亚组(subgroup)表明,当一种更为需求的目标物(more demanded goal-object)取代一种更少需求的目标物时,迷津错误和次数骤然减少。
在这个亚组引证的第一个实验是H.C.布洛盖特(H.C.Blodgett)做的实验。H.C.布洛盖特运用了图7所示的迷津。
图7
在图7的迷津中,H.C.布洛盖特运用了三组饿鼠。每组每天尝试一次。控制组(第一组)被允许在迷津末端的食物箱里以通常的姿势吃3分钟的食物。然后在另一只笼子里(不是在居家的笼子里)再立即吃剩下来的一天的定量配额。第一实验组(第二组)开头6天在迷津中奔跑,但并不立即给予奖励,也就是在迷津末端它们被关在出口箱里,2分钟里不给食物,然后只在一小时或一小时多一点的时间以后,在另一只笼子里(不是居家笼子)获得它们一天的配给食物。这样,在迷津里跑了6天以后,到了第7天突然在出口箱里发现食物,而且在以后几天里都继续在出口箱里发现食物。第二实验组(第三组)开头两天在迷津中奔跑,但在出口箱里没有食物。在这二天里,像第二组一样,它们只是在一小时或一小时多一点以后,在另一只笼子里获得一天的食粮。可是到了第三天,开始在出口箱里为它们提供食物,而且在以后几天里都能继续在出口箱里找到食物。
上述三组老鼠误入死通道的错误分数如图8所示。
图8
从图8可知,当老鼠在食物箱内未接受任何食物时,第二组和第三组的老鼠在它们误入死通道的错误数量上并无明显的减少。但是,在投入食物以后的第一天,两组老鼠均表现出巨大进步。它们的错误减少到将近一半。而且在接下来的第二天,它们的错误减少到和控制组的相应水平(控制组从一开始就在迷津中得到食物)。换言之,从较少需求的目标情境(也即没有食物)变化到更多需求的目标情境(也即有食物),导致错误的明显下降。类似的结果也由H. C.布洛盖特从时间方面的实验中获得。
在本组中引证的第二种实验是由M.H.埃利奥特所作的一个实验。在图4所示的同一迷津中,他让三组老鼠奔跑:一组始终很饿很渴;一组始终很饿并稍渴;一组则始终稍饿并很渴。图9和图10反映了所有三组老鼠的时间和错误。为了目前论辩的需要,我们将只考虑最后一组(即G组,图9和图10)的情况。
图9
所有各组先用食物奖励9天,然后改为用水作为奖励。
图10
所有各组均用食物奖励9天,然后改为用水奖励。
老鼠每天进行一次尝试,在开头9天里提供的食物——只是谷糠——放在迷津终端的箱子里。对老鼠来说,每天主要的食物和水的配给在实验后一小时放入起居笼子。但是,到第10天,它们突然发现终端箱里的食物换上了水。结果表明,尤其是图10中的G组老鼠(也即稍饿但很渴的老鼠),当它们在终端箱里只接受食物时表现很差,但在获得水作为奖励以后的第一天,错误率和时间方面均明显下降。这组实验结果和H.C.布洛盖特所获得的实验结果相似。
或者,换言之,上述情况表明,当一个更被需求的目标物取代一个较少被需求的目标物时,就会出现操作方面的突然进步。
最后,由于第三种实验表明了同样的观点,我们可以引证E.C.托尔曼和C.H.洪兹克(C.H.Honzik)从事的老鼠实验。这组老鼠在如图4所示的有14个T形单元的迷津里奔跑,跑了10天,但在出口箱中不放置食物。它们只有在大约2小时以后才从它们的起居笼里获得食物。到第11天的时候,引进食物。到了第12天,它们表现出在错误和时间上均大大下降,如图11和图12所示那样。该组在两幅图示中均用HNR—R代表(H代表饥饿,NR代表没有奖励,R代表奖励)。其他两种曲线HNR和HR则是取自另一实验的两个控制组,但是都在同样的条件下走同样的迷津。属于HNR(饥饿,不给奖励)的一组老鼠,在整个实验阶段,始终在出口处的箱子里吃不到任何食物,但在2小时左右以后,总可在它们的起居笼内获得食物。而HR(饥饿,奖励)组则从实验一开始就在出口处的箱子中得到食物。人们将观察到,实验的HNR—R组开始时像无奖励组一样,但是在引进食物的那一天,它们的错误和时间水平均下降到HR组的水平,甚至更低些。
图11HR、HNR和HNR-R的错误曲线
图12HR、HNR和HNR-R的时间曲线
4.一种更少需求的目标物的取代
现在,我们转向一种相反的现象,也就是当具有强大吸引力的目标物被取消并为具有较少吸引力的目标物或目标情境所取代时,迷津操作就走下坡路。作为第一个证据,我们想请各位注意第二实验组的情况,该组实验也是由刚才引证的E.C.托尔曼和C.H.洪兹克实施的。这组老鼠开始迷津学习时,每次均在出口处箱子里提供食物,但是到了第11天,食物被拿走,过了大约2小时才在老鼠的起居笼子为它们提供食物。这样做的结果表明,其错误和时间均如图13和图14所示。两个控制组HNR和HR和前述两幅图示一样。显然,只有实验组HR—NR(饥饿,奖励—无奖励)在移去奖励物的那一天其操作走下坡路。它们尽管没有像控制组(HNR,自始至终不给奖励)那样行动缓慢,但确实开始出现了几乎与控制组一样多的错误。
图13HR、HNR和HR-NR的错误曲线
图14HR、HNR和HR-NR的时间曲线
现在,我们也可以请大家注意M.H.埃利奥特的F组的研究结果(见图9和图10),它是对这种类型的进一步证明。人们观察到,当这些老鼠处于十分饥饿但只是轻微口渴的状态时,奖励物一旦从更加迫切需求的食物改变为不那么迫切需求的水时,它们确实表现得更差劲了。
接下来,我们可以引证R.H.布鲁斯(R.H.Bruce)的一项实验。他用了十分简单的迷津,其中只有一条长的通道和一条短的通道,如图15所示。他发现,在第11次尝试时,一但取消了目标物,这时迷津尽管已经实际上被学会,但老鼠仍然在迷津通道中产生过度的来回乱窜的情况,从而如图16和图17所示那样表现出突然的向上跳跃,在时间花费上也出现同样情况。
图15
图16
图17
此外,应当指出,在第23天时,实验组的动物不给喂食。这样做是为了从24小时不给食物增加到48小时不给食物,以增加其饥饿程度。结果,我们观察到,在第24天时,老鼠的过度奔跑成绩重新有所上升。这种情况表明,目标箱中无食物的“无需求”状态越强,饥饿程度便越强。
最后,我们再次考虑一下先前引证过的M.H.埃利奥特的实验。在这项实验中(参见图5和图6),开头9天里实验组在迷津末端吃到谷糠,到第10天,它们改吃向日葵籽。控制组则自始至终吃向日葵籽。向日葵籽比起谷糠来被需求的程度稍弱一点。因此,当谷糠转变为向日葵籽时,在错误和时间方面均有明显的向上跳跃。
总结一下:这些实验中的每一个实验都表明,每当在学习中略有进步的那一时刻,如果在特定的生理内驱力下,目标物或情境从更加需求的状态改变为较少需求的状态,那就会在操作中显示明显的退步,在错误和时间发生上均向上跳跃。
5.可供选择的目标物—— 一种比另一种更需求
我们现在将引证一项实验,它表明,如果向动物同时呈现两种可供选择的目标物(alternative goal-objects),其中一种比另一种更值得追求,那么该动物便会选择通向更值得追求的目标物的通道。我们记得,这项实验是由C.蔡伊(C.Tsai)做过的实验。蔡伊向动物呈现如图18所示的简单的二通道迷津,迷津一边放有食物,另一边是一只作为目标物的发情的雌性动物。也就是说,动物可以转向一侧通道去获得食物,也可以转向另一侧通道到达发情的雌性动物那里。结果发现,转向食物一边的占较大百分比(77%),转向雌性动物的只占23%。
图18
这套装置模式……包括两只刺激箱A和B,它们分别位于进口通道E的两侧,入口通道E又分为X和Y两条通道。从X通道走向刺激箱A,从Y通道走向刺激箱B。刺激箱面对通道X和通道Y的墙实际上是金属丝网眼,从而使受测的动物可以容易地觉察到每只刺激箱里的刺激。D和D′两扇门是为了防止受测的动物向后转,而d和d′两扇门则防止用来作为刺激物的雌性动物从刺激箱里逃出来。
显然,性质类似的进一步实验还应当开展,例如,实验中一只目标箱备有强烈追求的食物,而另一只可供选择的目标箱则备有第二种追求程度较差的食物,以及类似的东西。
6.生理内驱力和需求强度
对特定的目标物的需求强度(strength of the demand for)必然归结到当时是在那里起作用的生理内驱力(physiological drive)的特性上来。因此,我们现在想对专门表明这一情况的一些实验作一番描述。在这些实验中,我们想描述的第一个实验是E.C.托尔曼和C.H.洪兹克的实验。他们用图4所示的有14个T形迷津对4组老鼠进行了实验,2组是十分饥饿的老鼠,2组则是不太饥饿的老鼠。与不太饥饿的老鼠相比,给十分饥饿的老鼠的食物配额保持在并不充足的水平上。结果,每只十分饥饿的老鼠体重减轻5~26克不等(在整个实验期间),而不太饥饿组的老鼠则增加体重5~38克不等。
对于2组十分饥饿的老鼠,一组在迷津奔跑结束时喂食(这组称为饥饿—奖励组,简称HR)。但是,另一组饿鼠要在迷津奔跑结束大约2小时以后方能从起居笼内获得食物(这组称为饥饿—非奖励组,简称HNR)。同样,对于2组不太饥饿的老鼠:一组称为不太饥饿奖励组,简称LHR,在迷津奔跑结束时立即喂食;另一组称为不太饥饿—无奖励组,简称LHNR,在迷津奔跑结束时不予喂食。所有4组老鼠的错误和时间的表现结果如图19和图20所示。首先,比较一下2组奖励组的结果,也就是说,十分饥饿组和不太饥饿组。看来,在一定的生理饥饿内驱力的条件下,由迷津奔跑结束时得到奖励所组成的目标物比起不太饥饿组提供的目标物来,前者的需求更为强烈。接下来,我们比较一下2个非奖励组的结果,即HNR(十分饥饿的非奖励组)和LHNR(不太饥饿的非奖励组)。这2个组都不在迷津奔跑结束时予以喂食,而是在它们返回自己的起居笼以后,在大约2小时以后才进行喂食。然而,看来,即便在这一目标情境里(即仅仅走完迷津然后回到起居笼的这一目标情境),当生理内驱力继续存在时,对它的需求要比不太饥饿状态时对它的需求更为强烈。
图19 4组36只老鼠的错误曲线
图20 4组36只老鼠的时间曲线
在同一标题下,我们要引证的下一个实验是M.F.华虚朋(M.F.Washburn)的实验。她把白鼠用于如图21所示的环形迷津中。她测量了每只白鼠到达食物箱舔食牛奶时实际所花费的时间长度,以及白鼠在跑每个单位距离时实际的平均速度。然后,在这些数据的基础上,她把白鼠分成受饥饿内驱力驱使组和受活动内驱力驱使组。也就是说,对于其中一组,她假设目标箱中的食物(牛奶)相对来说是被强烈需求的;而对另一组来说,跑完一定距离(也即去探索)则是更被强烈需求的。当她比较这两组白鼠的结果时,她发现前者更容易消除障眼物(门帘之类),也即比后者更直接地到达食物箱。换言之,由于受饥饿驱使的老鼠,比受活动驱使的老鼠对食物有更强的需求,因此前者比后者在消除障眼物从而到达食物箱方面有更好的表现。
图21
在同一标题下,将要引证的另一项实验是E.C.托尔曼、C.H.洪兹克和E. W.鲁宾孙(E.W.Robinson)开展的实验。他们在如图22和图23所示的特定迷津里以奖励为条件,让饿鼠和不太饿的老鼠奔跑。饥饿和不太饥饿的条件,如上述E.C.托尔曼和C.H.洪兹克的实验,用同样的方式加以控制。这些特殊的迷津,每个均有一条长的死通道,与此相对照的还有一条短的死通道。结果,实验者发现,正如E.C.托尔曼和C.H.洪兹克在多种T形迷津里发现的那样,把长的和短的两种死通道加在一起算,那么十分饥饿的老鼠比不太饥饿的老鼠学习得更快些。他们还进一步发现一个重要问题:看来,饿鼠倾向于在排除短的死通道门帘以前先去排除长的死通道门帘,或者至少一但排除短的死通道门帘便去排除长的死通道门帘。而对不太饥饿的老鼠来说,正好是相反的倾向;后者的老鼠往往先去排除短的死通道门帘,然后再去排除长的死通道门帘。其结果在图24和图25中用曲线表示。这一结果提示了进一步的结论,当出口处箱子里的食物不是被强烈需求时(作为老鼠不太饿的结果),那么长的死通道门帘变得特别有吸引力。它们本身成为被追求的东西,从而产生一种也许更近似于探索的动机。
图22 迷津A
图23 迷津B
图24 迷津A的曲线
图25 迷津B的曲线
这种探索本身就是一种内驱力。而真正需要探索的一种迷津结构由J.F.达希尔(J.F.Dashiell)和H.W.尼森(H.W.Nissen)的实验提出。J.F.达希尔使用了如图26所示的一种方格图案类型的迷津。甚至“刚喂过”的老鼠也有相当大的倾向去探索这种迷津。如果我们上面的假设正确的话,而且如果通道有几条“腿”比其他通道更长的话,那么这些“喂饱”的老鼠会专门钻进长“腿”中去,而饿鼠则很快排除这些长“腿”。
图26
H.W.尼森把这种探索J.F.达希尔的方格图案迷津的机会作为对老鼠在障碍箱中穿越电烤架的奖励,并发现非饥饿、非口渴、非性兴奋的雄性动物将穿越这种电烤架,以便达到这样一种探索机会,比起它们将到达一只小而空的箱子来,前者处于更大的准备状态(readiness)。
7.目标物不变,但生理内驱力在变
我们在这里注意到的是J.S.希曼斯基所做的实验。他利用一个很简单的迷津训练一只雌性动物通过迷津以到达其幼仔处。他发现,如果它的幼仔年龄太大以至于无法哺育,那么它穿过迷津的速度和正确性便会明显降低。大约从第40天开始,操作的曲线又开始上升。换言之,在这个实验中,动物始终具有一种相同的目标物(出口处箱子里的幼仔),不过生理内驱力程度(哺育幼仔的需求)却变化了。在哺育需求相对强烈时,对幼仔的需求也强;当哺育需求相对较弱时,对幼仔的需求也弱。与这种需求的强弱差异相对应,迷津操作也出现进步和退步。
8.关于需求的小结
我们现在可以简要地归纳上面的所有陈述:
(1)看来,假设生理内驱力相同,那么某些目标物在迷津末端提供时,会比其他目标物产生更有效的迷津操作。这就引导我们假设一种称为“对目标物需求”的变量。具体地说,导致这一需求的概念是:(a)如果不同组的动物生理内驱力相同,当它们趋向不同的目标物时,朝某些目标物奔跑的一些组学习得比其他组快些。(b)如果在学习过程中一种相对来说“好的”目标物取代了相对来说“差的”目标物,那么老鼠的操作便表现出突然的进步。(c)相反,如果一种“差的”目标物在学习过程中取代了“好的”目标物,那么动物的操作就会显示出突然的退步。(d)如果向动物展示通向两种不同目标物的选择性道路,其中一个比另一个“更好些”,那么老鼠将更经常地选择通往“较好”的目标物的道路。所有这些事实结合在一起,引导我们假设一种内在的决定因素,称为对特定目标物的需求。
(2)然而,进一步看来,一旦假设了这种需求方面的差异,结果便会证明这些差异不是取决于目标物本身的特性,而是取决于与生理内驱力有关的特性。产生这些额外特征的进一步事实是:(a)如果不同组的动物朝着同一目标物奔跑,但是却具有不同程度或类型的生理内驱力,那么由一种程度或类型的内驱力所驱动的操作将比由另一种程度或类型的内驱力所驱动的操作进步更快。(b)有些仅仅是辅助性的目标物(auxiliary goal-objects),例如只是偶然的探索,在某些内驱力的条件下可能使其本身成为相对强烈的需求。(c)最后,如果实验过程中内驱力由强变弱,对特定目标物的需求也会由强变弱,从而使操作相应的退步。