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改变心理学的40项研究（第7版） [:1701294955]
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改变心理学的40项研究（第7版） 研究15 心中的地图
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Tolman, E.C.(1948).Cognitive maps in rats and men.Psychological Review, 55，189-208.
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有不少研究被收录于本书的原因在于，这些研究的理论假设和研究结果反驳了当时流行的看法和传统观点。例如，鲍查德关于人格受遗传影响的发现（研究3）、华生关于小艾尔伯特的研究（研究10）、哈罗的婴儿依恋理论（研究17）以及其他的一些研究，都对心理学思想的现状提出了挑战，从而开辟了对人类行为新的甚至是革命性的新解释。加利福尼亚大学伯克利分校的心理学家爱德华·C·托尔曼（Edward C.Tolman）关于学习和认知的理论探讨和研究正是作出了这样的贡献。多年来，心理学被严格的刺激—反应学习理论所统治，这一理论无视不能直接观察的内部心理活动的存在。托尔曼用实验证明，不仅对人类可以不用直接观察就能研究其内部心理过程，还可以对老鼠复杂的内部认知活动进行研究。鉴于其研究的重大意义，托尔曼被公认为“认知—行为主义”（cognitive-behaviorism）这一学习理论流派的奠基人。
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为了更好地体会托尔曼的研究设想，让我们来举个例子，假设你现在想去最近的邮局或音像店，你很可能已在头脑中有了这些位置的图像。现在思考一下你要走的那条路线，你很清楚必须要走哪些街道，在哪儿转弯，并最终到达目的地。你当前的位置与邮局或音像店的路线关系在你头脑中所形成的这幅画面被称为“心理表征”（mental representation）。托尔曼则将这些表征称为“认知地图”（cognitive map）。他认为不仅人类使用认知地图，而且其他动物（包括老鼠）也在其思维活动中使用认知地图。为什么会有人关心老鼠的思维方式呢？因为对于20世纪三四十代的学习理论研究者来说，他们主要采用的研究方法就是让老鼠学习走迷宫，而令研究者非常感兴趣的是这些老鼠是如何学习的。
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理论假设
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在20世纪上半叶，学习理论家是走在心理学最前沿的，除了要解释学习机制，他们还致力于证明心理学的科学地位。由于心理学从哲学中独立出来而成为一门科学也仅有几十年的时间，很多研究者认为，要想证明心理学的科学性，最好的方法就是去效仿诸如物理学和化学那些所谓的“硬”科学。这种想法致使学习理论家指出，心理学正如物理和化学一样，它的唯一合适的研究对象是可观察和可测量的事件。作用于机体的某种刺激是可测量的，机体对刺激的反应行为也是可测量的，但在刺激和反应之间的机体内部发生了什么，则是无法观察或测量的，因此，它不能被研究，而且就此而论也就不重要了。根据这种观点，当老鼠学习走迷宫的速度越来越快、错误越来越少时，这一学习过程就是由一连串刺激以及由老鼠在最后走出迷宫时的食物奖赏所引起的一连串正确反应而组成的。关于行为的这种严格的刺激-反应联结思想构成了行为主义的精髓，而且在行为心理学历史的前50年中一直占据着统治地位。
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然而，在20世纪三四十年代，出现了一支以托尔曼为首的反对行为主义观点的派别，他们主张在学习过程中不仅有刺激和反应，而且在机体内部还发生了比这更复杂的过程。事实上，托尔曼对当时流行的观点提出了两点主要的修正意见。一是，如果不对与刺激和反应同时发生的内部心理过程进行考察，就不可能充分理解学习的本质及其复杂性。正如托尔曼在他1948年发表的著名论文中所阐述的（这篇论文也正是我们讨论的主题）：
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我们相信在老鼠学习走迷宫的过程中，它的头脑中已建立了类似环境地图的东西。我们同意其他学派（刺激—反应）的观点，即老鼠在走迷宫时接受了某种刺激，并最终由于这些刺激而导致了实际中所出现的各种反应。不过，我们觉得，发生在大脑中的活动远比刺激-反应心理学家所认为的更复杂、更丰富多彩，而且通常也更自主。（P.192）
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托尔曼提出的第二点是，尽管内部认知过程无法直接观察，但我们可以通过分析可观察的行为客观、科学地将其推断出来。
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方法和结果
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托尔曼在他1948年的论文中介绍了很多研究，以支持他的观点。所有这些研究都是关于老鼠学习走迷宫的实验。下面将介绍的两项研究简单明了地验证了托尔曼的理论观点。
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第一个实验称为“潜伏学习”（latent learning）实验。实验中，把老鼠分为三组：对C组（控制组）而言，研究者所使用的是学习走迷宫的标准程序——让老鼠练习走迷宫，在迷宫的出口处放着食物作为奖励，每日如此；对N组（无奖励组）的老鼠，其每天被放入迷宫的时间与C组相同，但不出现食物，而且在迷宫中的任何行为都不会受到奖励；而D组（延迟奖励组）的老鼠在前10天受到与N组同等的待遇，但自第11天起，研究者会在迷宫的出口处放置食物，而且以后每天如此。
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以三组老鼠的平均错误数（进入盲巷的次数）为指标，实验结果如图4—4所示。在该图中很容易看出，N组和D组的老鼠在没有得到任何奖励时，它们的学习没有多少进步；而控制组的老鼠在2周的时间内就可以达到近乎准确无误的程度。但是，当D组的老鼠一旦发觉走迷宫能得到好处（食物）时，它们仅用3天就近乎无误地学会了走迷宫（从第11天到第13天）。对结果的唯一可能解释是，该组老鼠在学习走迷宫的前10天中，它们所学到的东西比它们表现出来的要多得多。正如托尔曼所解释的：“一旦……它们知道能得到食物，它们的表现证实了在先前没有奖励的练习阶段，它们已经习得了许多盲巷的位置。它们已经构建了一幅‘地图’，而一旦产生走出迷宫的动机，它们就会立刻利用这幅‘地图’。”（P.195）
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图4—4 在潜伏学习实验中老鼠学习走迷宫的错误率（引自P.195）
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第二项研究是“空间定向”实验。刺激—反应理论认为，老鼠为了得到食物奖赏，只有通过在迷宫里四处奔跑，并经历过所有的刺激—反应联结（即S-R）后，才能知道食物的具体位置。这就好像你只有走出厨房，走过客厅，穿过走廊，经过洗手间，进入你的卧室，才能知道卧室的具体位置。实际上，你对卧室在家中的具体位置已形成了一种心理表征，而并不必像“走迷宫”那样来找到卧室的位置。托尔曼设计的空间定向技术就是要说明，进行走迷宫训练的老鼠实际上掌握的是食物出现的位置与它们的出发位置间的相对关系，而不管迷宫的结构是否发生了巨大变化、甚至被拆除。
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首先，老鼠学习图4—5所示的简单迷宫。它们进入迷宫的入口，穿过圆台面并进入引导通道，经过一条迂回曲折的路线，走到有食物奖励的出口。这是一个相对简单的迷宫，对老鼠而言，经过12次试验就能近乎准确无误地完成整个走迷宫任务。
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图4—5 空间定向实验：简单的迷宫
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资料来源：引自P.202。
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然后，把迷宫改成图4—6所示的放射状。现在，当受过训练的老鼠试图走它们过去的路线时，却发现道路被堵住了，它们只能回到圆台面上，并且必须在几条可能的备选路线中做出选择，以便到达先前放有食物的迷宫出口处。图4—7列出了选择各条路线中的老鼠数量。
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正如你所看到的，与其他路线相比，老鼠更多地选择了出口距先前食物出现的位置仅4英寸的路线6。根据刺激—反应理论，老鼠最可能选择最接近先前迷宫中第一个转弯的方向的路线11，但事实并非如此。“看来老鼠掌握的不只是使它能按特定路线找到食物的序列地图，而是掌握了一幅含有食物的具体位置及其在房间内的具体方位的更广泛的综合性地图”（P.204）。在此，托尔曼把他得自老鼠的认知地图理论（即老鼠可以产生从A点到Z点路线的认知地图）推广到包括人类在内的其他有可能的生物有机体上。他证明了有机体所形成的认知地图不是一种从A点到B点到C点……再到Z点的序列地图，而是一幅更广泛、更综合化或概念化的地图，它使生物有机体在大脑中形成了一种认知“地貌”（lay of the lamd）。
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