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当被试到达耶鲁大学社会互动实验室时，工作人员安排他坐在另一名被试（研究者的助手）的旁边。很明显，实验的真正目的是不能告诉被试的，因为那样将会彻底改变他们的行为。所以，实验者给被试讲了一个假故事，解释说这是一项对“学习中的惩罚”效应的研究。然后让被试通过从帽子里抽签来决定谁当老师，谁当学生。这个抽签是事先安排好的，因此真正的被试总是抽到老师，而研究者的助手则总是抽到学生。请记住，那名“学生”以及“主试”都是研究者的同伙。
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然后，“学生”被带到隔壁房间，被试看到工作人员将他绑在椅子上，缠上电极（加入电极胶以“避免皮肤起泡或烧伤”），这些电极和邻近房间里的电击装置连在一起。虽然学生的手臂被绑着，但是他仍可以够得着标有A、B、C、D符号的按钮，并以此来回答隔壁房间里教师提出的问题。
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主试向“老师”和“学生”清楚明了地交代了学习任务。简单地说，该任务是让学生对各种各样的单词配对进行联想记忆。单词表很长，因此这是一个并不简单的记忆任务，扮演老师角色的被试把每对单词读给学生听，然后检查学生的记忆情况。主试要求这些被试在学生作出错误的反应时给予电击惩罚。最重要的是，每增加一次错误反应，“老师”就要将电压强度提高一级。所有的这一切伪装得极为逼真，没有一名被试对电击的真假表示怀疑。
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扮演学生的助手的反应是预先安排好的，所有的被试都以相同的顺序作正确或错误反应。而且，当电击总量随着错误的反应增加时，“学生”开始从另外一个房间发出痛苦的叫喊（这也是预先安排好的，包括其叫喊的话语内容及其心脏不舒服的事实）。当电压达到300伏时，“学生”会猛撞墙壁，要求工作人员放他出去。超过300伏电压之后，他变得完全沉默，拒绝回答任何问题。主试告诉“老师”，用对待错误反应的方式来处理不反应的情况并继续进行应有的电击程序。
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大部分被试在电压达到某一点时会转向主试询问是否继续进行电击。当这种情况发生时，主试会命令被试继续，且在此过程中很有必要向被试发出一系列语气渐重的命令。
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命令1：请继续。
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命令2：实验需要你继续。
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命令3：继续进行是绝对必要的。
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命令4：你别无选择，你必须继续。
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通过记录每位被试拒绝继续进行的电压水平，就可以对服从行为进行测量。在这个电击装置上有30个开关，每位被试的得分在0~30之间。进行完全部过程，获得满分的被试被称为“服从的被试”，而在较低电压水平就中断的被试被称为“对抗的被试”。
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结果
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被试会服从主试的命令吗？他们最多会用多高的电压？你预测的结果是什么？想想你自己、你的朋友和一些普通人。你认为有多少人会使用所有30个电压水平，达到最高的450伏——高压危险电击呢？在讨论这个实验的真正结果之前，米尔格拉姆让一组耶鲁大学心理学专业的四年级学生以及许多其他同事预测结果。人们的估计最低是0%，最高是3%，平均为1.2%。也就是说，一百个人中会对“学生”施加最高电压电击的不足三人。
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表10—2展现了令人惊讶的实验结果。在主试的命令下，几乎所有被试都将电压提升到了300伏的水平，直到“学生”猛击墙壁，要求离开实验室，并拒绝回答问题为止。但是，最令人吃惊的是使用全部30个电压水平并使电压达到最大值的被试数量。
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尽管有14名被试不服从命令，在达到最高电压之前中断了实验程序。但40名被试当中仍有26个，也就是65%的被试按照主试的命令继续进行实验，并使用了最高电压。这并不是说被试能心平气和或很高兴地去做这些事情，许多人表现出了极大的心理压力，并为受电击者的境况而担忧，甚至对主试非常愤怒。然而，他们还是服从了命令。
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表10—2 被试执行的电击水平
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（引自米尔格拉姆，1964年，P.376）
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研究者担心一些对他人施加电击酷刑的被试可能在心理上也遭受痛苦，尤其是在最后三次电击中，“学生”不再作出任何反应。为了帮助他们缓解这种焦虑，在被试完成实验后，研究者将这个实验的真正目的以及全部的实验程序，包括对他们的欺骗手段原原本本地告诉了他们。此外，研究者还对被试进行了访谈，了解他们在实验过程中的感受和想法。作为助手的“学生”也来与每位被试见了面。
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讨论
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米尔格拉姆对研究结果的讨论主要集中在两点上：首先是被试惊人的服从倾向。这些被试是同意参加一个关于学习的实验研究的普通人，绝不是冷酷的虐待狂。米尔格拉姆指出，从童年开始，他们就知道昧着良心去伤害别人是不道德的。那么他们为什么要那样做呢？主试是一个处在权威地位的人，但是你仔细想想，他到底有多少权力呢？他没有任何权力发号施令，被试若拒绝执行命令也不会有任何损失。很显然，是情境本身有一种力量，在一定程度上创设了服从的氛围。
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第二个值得注意的关键是，在整个实验过程中，被试因执行了主试的命令而表现出极度的紧张和焦虑。研究者猜测，被试只要拒绝继续进行实验，这种不适感就会减轻。然而，这种情况并没有发生。米尔格拉姆引用了一个观察者的话（此人通过单向玻璃观察被试）：
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我看到一位成熟稳重的商人进入了实验室，他面带微笑，充满自信。但在20分钟内，他就变得痛苦不堪，说话结结巴巴，很快就近乎于一种神经崩溃的状态……有时候，他用自己拳头敲着自己的前额，喃喃自语道：“噢，上帝！让我们停止吧！”然而，他还是按主试的要求继续进行，直到进行完所有电压等级。”（P.377）
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在文章的结尾，米尔格拉姆列举了几点理由来解释为什么这种特殊的情境会产生如此强烈的服从倾向。从被试的角度来看，原因主要有以下几点：（a）如果这项研究是由耶鲁大学发起的，那它一定是好事情，没有谁会怀疑这样的著名学校；（b）实验的目的似乎很重要，因为我是志愿者，所以我会尽力完成我的任务来配合研究者实现这些目标；（c）毕竟，“学生”也是自愿来这儿的，他对这项工作也有责任；（d）嘿，我是老师，他是学生，这纯属巧合——我们是抽签决定的。其实另一种情况也很有可能出现，即我是学生，他是老师；（e）他们为这事给我报酬，我要尽力做好；（f）我完全不知道心理学家以及被试的权力，所以我将屈从于他们的安排；（g）他们告诉我们，电击是痛苦的，但没有危险。