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生理学家刘易斯（C. H.Lewes）书中的这幅消化系统图，吸引了巴甫洛夫的研究兴趣。
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巴甫洛夫（右二）与同事一起给狗做手术。
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华生的行为主义心理学思想的形成在很大程度上受到巴甫洛夫条件反射学说的影响。华生认为，狗可以通过训练建立条件反射，人也有类似的情况。只要找到不同事物之间的联系，再根据条件反射原理加以强化，使刺激和反应之间建立起牢固的关系，就可以预测、控制和改变人的行为。
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1920年，华生及其助手罗莎莉在约翰・霍普金斯大学进行了后来成为心理学史上著名的实验一一小阿尔伯特实验（The Little Albert experiment）。这个不朽的实验最初发表在《实验心理学》（the Journal of Experimental Psychology）上，成为心理学中最具争议的实验之一，被记载在许多教科书中。
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该实验揭示了恐惧可以通过刺激而产生。当阿尔伯特9个月大时，可以毫不惧怕地玩弄一只大白鼠（见图①）。可是，有一天正当阿尔伯特伸手去触摸那只大白鼠时，华生在一旁用锤子猛敲钢棍，发出巨响。阿尔伯特被吓得猛然跳了起来，跌倒在床上，但并没有哭叫。此后每当孩子伸手触摸大白鼠时，华生便敲击钢棍，孩子便猛然跳起然后跌倒，继而哭泣（见图②）。一周之后华生又让阿尔伯特玩弄大白鼠，这时阿尔伯特对它还有胆怯，不敢上前去接近大白鼠（见图③）。当大白鼠用鼻子嗅他的左手时，他立刻把左手缩了回去。后来他伸手去摸大白鼠的头，可还没有碰到，便又把手缩了回来（见图④）。此后，阿尔伯特不但惧怕大白鼠，而且对其他毛乎乎的东西也产生了恐惧：兔子、狗、皮大衣、绒毛玩具娃娃，还有用海豹皮做的衣服外套和棉花（见图⑤），哪怕并没有任何钢棍敲击的声音。
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华生在本书中写道：“阿尔伯特是哈瑞特・莱恩（Harriet Lane）医院一个护理人员的儿子。他从出生起就一直住在医院里，而且是一个妙极了的‘好孩子’。在与他相处的几个月中，我们从来没有看见他哭过，直到我们做了实验以后！”
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1930年华生有一段著名的言论（即“一打婴儿”的名言）：
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给我一打健全的婴儿，把他们带到我独特的世界中，我可以保证，在其中随机选出一个，训练成为我所选定的任何类型的人物——医生、律师、艺术家、商人，或者乞丐、窃贼，不用考虑他的天赋、倾向、能力、祖先的职业与种族。
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华生认为，行为是可以通过学习和训练加以控制的，只要确定了刺激和反应之间的关系，就可以通过控制环境而任意地塑造人的心理和行为。他是典型的“环境决定论”。根据这一理论，犯罪心理和行为的形成与发展，是人在不良的环境中不断学习、训练的结果。但这一理论过分夸大了环境的作用，而忽视了人的主观能动性。华生因此也遭到了许多人的反对。
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早在1908年任约翰・霍普金斯大学教授期间，华生就为动物心理学界定了一个纯客观的、非心理主义的研究方法，他开始用行为主义的方法来取代当时的心理学，他的观点很快受到了学术界的欢迎。1915年，华生当选为美国心理学会（American Psychological Association）主席。
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1925年，华生出版了其代表作《行为主义》（Behaviorism），深入浅出地向读者宣传他的行为主义观点。华生在本书中对本能、情绪、思维等，都用客观的刺激—反应术语进行讨论。其主要观点是：心理学的研究对象是行为而不是意识，心理学的研究方法是客观观察而不是自我内省，心理学的任务在于预测和控制行为。华生藐视传统，破旧立新，反对心灵主义心理学和机能主义心理学，创立了行为主义心理学。《行为主义》一书就是行为主义的最好概括。
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华生离开科学界后，并没有完全中断学术研究。除了出版数本心理学普及读物外，华生获得劳拉・斯皮尔曼・洛克菲勒纪念馆（Laura Spearman Rockefeller Memorial）的一笔研究基金，其中部分用于继续进行儿童情绪生活的研究。图为劳拉・斯皮尔曼・洛克菲勒的墓地。
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