Знаменитые психологические эксперименты. Оперантное обусловливание. Торндайк. Скиннер. Ящик Скиннера

Хоть речь далее пойдёт об экспериментах преимущественно над животными и птицами- практически всё это применимо для всех живых организмов, в том числе и для таких высокоорганизованных, как люди. Так что не думайте, что на вас это не подействует...

Немногие, но слышали про "ящик Скиннера". Это такая коробка, в которую помещают хомячков и заставляют бесконечно жать на кнопочку ради получения еды.
А знаете, как заставляют хомячков это делать? Ведь если хомячок будет знать, что стоит ему нажать кнопку и он получит корм, как он расслабиться. Корм выпадает случайно. Хомяк может 10 раз нажать и ничего не произойдет. Со временем корм выпадает все реже и реже и все доходит до такой степени, что хомяк вынужден жать на кнопку все время. Как это происходит?

Оперантное обусловливание

Оперантное обусловливание. В цирке дрессировщики по­буждают зверей совершить какое-то действие, а затем хвалят их и дают маленький кусочек пищи. После того как животное научилось делать это новое действие, его побуждают к совершению следующего действия. Если действие не то, которое нужно дрессировщику, то он не дает животному кусочка пищи, т. е. не поощряет его. Животное начинает совер­шать разные попытки и в итоге реализует нужное действие.

Оперантное обусловливание —научение, в ходе кото­рого приобретение нового опыта и реализа­ция его в поведении приводят к достижению определенной цели.

Если мы понаблюдаем за поведением собственной собаки, когда она во дворе иг­рает с мячом, то мы заметим, что она может его кусать, прижимать к земле и отпус­кать или подкидывать его. В естественных условиях обитания организмы не только отвечают на стимулы, но и воздействуют на среду. Но как только организм совершил новое действие, дальнейшее появление этого действия в поведенческом репертуаре будет зависеть от того, каков был его результат. Так, собака чаще будет подбрасывать мяч, если мы будем поощрять это действие поглаживанием или кусочком лакомой пищи.

Оперантное обусловливание (от лат. оperatic - действие) означает такое научение, в ходе которого приобретение определенного нового опыта и реализация его поведении приводят к достижению определенной цели. Оно позволяет нам воздействовать на среду и присуще не только людям, но и более простым существам, так как паук или таракан. Сам термин был введен Б. Ф. Скиннером, хотя процедуру oпeрантного обусловливания использовали веками для дрессировки животных. У Скиннера также был предшественник, который вплотную приблизился к описанию этой формы научения.

На рубеже XIX и XX вв. американский исследователь Э. Торндайк пытался выяснить, существует ли у животных разум, или интеллект. Для этого он построил «проблемный ящик» (рис. 6-2), в который помещал голодных котов. Вне клетки находилась пища, как правило, рыба. Животное могло открыть дверку ящика только в том случае, если оно нажало на педаль внутри ящика или потянуло за рычаг. Но коты вначале пытались достать приманку, просовывая лапы сквозь решетку клетки. После серии неудач они обычно обследо­вали все внутри, производили разнообразные действия. В конце концов животное наступало на рычаг, и дверка от­крывалась. В результате многочисленных повторных про­цедур животные постепенно переставали совершать лиш­ние действия и сразу нажимали на педаль.


Торндайк назвал это научением путем проб и ошибок, поскольку перед тем как животное научается совершать нужный акт, оно реализует множество ошибочных. Такое научение можно представить графически. На рис. 6-3 изо­бражен график, или кривая научения, где по линии абсцисс отложено количество процедур, а по линии ординат — время, за которое животное открывает дверку. Но нему можно увидеть, что чем больше раз животное попадало в проблемный ящик, тем быстрее оно оттуда выходило или, другими словами, тем меньше совершалось ошибок перед реализацией нужного действия.


Важно остановиться на одном моменте, который был отмечен американским ис­следователем и возведен в ранг закона. Он обнаружил, что те действия, которые по­ощряются, т. е. подкрепляются, с большей вероятностью возникали в последующих пробах, а те, которые не подкреплялись, не использовались животным в последую­щих пробах. Другими словами, животное научалось совершать только те действия, за которыми следовало подкрепление — это и есть закон эффекта.

Каковы же были выводы Торндайка по поводу разумного поведения животных? Исследователь отрицал наличие у них каких-либо признаков интеллекта, так как научение происходит путем «слепых» проб и ошибок, а механизм научения заключается в установлении связей между стимулами и реакциями. Не вдаваясь в теоретические подробности, отметим только, что уже упоминавшееся направление — бихевиоризм — стало формироваться после публикации работ Торндайка.

Самый радикальный представитель бихевиоризма, Б. Ф. Скиннер, полагал, что оперантное поведение спонтанно и возникает без каких-либо очевидных стимулов, а реактивное поведение является следствием какого-то стимула. Оперантное поведение можно модифицировать путем подкрепления. По сути, поведение можно контролиро­вать и им можно управлять, создав соответствующий порядок подкрепления. Скиннер много экспериментировал, в основном с крысами и голу­бями, и утверждал, что закономерности научения одина­ковы как для животных, так и для человека.

Разберем типичный эксперимент Скиннера. Голодно­го голубя сажают в так называемый «ящик Скиннера» (рис. 6-4). Внутри ящика нет ничего, кроме кнопки и на­ходящейся под ней кормушки. Голодная птица, попав в клетку, начинает все обследовать, рассматривать и в ре­зультате ударяет клювом по кнопке. Опять повторяется поиск: голубь клюет пол или кормушку, в итоге опять клюет кнопку. Так животное в течение некоторого вре­мени несколько раз клюет кнопку. Количество клеваний по кнопке, скажем, за полчаса, условно принимают за исходный оперантный уровень. Далее включают кормушку, и теперь голубь после каждого удара по кнопке получает зернышко. Через некоторое время птица научается клевать кнопку, так как это действие подкрепляется. Чем больше она клюет кнопку, тем больше она получает пищи. Если голубь будет клевать кнопку с высокой частотой, то это действие характеризуется высоким оперант ным уровнем, если будет клевать ее редко, то действие будет иметь низкий оперантный уровень.


Оперантный уровень, таким образом, показывает уровень обученности подкрепляемому акту. Но что будет, если перестать подавать подкрепление? Как и в классическом обуславливании, произойдет угасание оперантного поведения. Приведем пример. Маленький мальчик проявлял истерические формы поведения, если родители не уделяли ему нужного внимания, особенно перед сном. Так как родителей такое поведение сильно тревожило, они все время успокаивали его и этим подкрепляли дальнейшее появление истерики. Им посоветовали перестать обращать внимание на ребенка, как бы сильно ни плакал. Отмена подкрепления в форме внимания должна была привести к угнетению, т. е. к исчезновению всех истерических проявлений, что и произошло. Плач мальчика исчез уже через одну неделю.


Процедуру оперантного обусловливания применяют для научения животных сложным формам поведения, которые не возникли бы в естественных условиях. Например, медведя можно научить водить мопед, а дельфина — прыгать через горящий круг. Поведение такой сложности можно выработать у животных, применяя процедуру формирования поведения. Для примера приведем ситуацию научения кролика потягиванию кольца.

В небольшой клетке в одном углу находится автоматическая кормушка, напротив, в другом углу, — кольцо. Голодный кролик, попав в клетку, в первые минуты все обнюхивает, становится на задние лапы и выглядывает из клетки. Экспериментатор начинает подавать кормушку с пищей. Кормушка работает с шумом, поэтому животное не сразу залезает в нее. После того как кролик привык к шуму, он уже связывает его с появлением пищи и смело залезает в кормушку за ней. Через некоторое время перестают подавать пищу, после чего кролик вновь начинает осуществлять поисковое поведение. Когда животное поворачивает в сторону кольца, снова подают кормушку с пищей. После множества реализаций поворота кролику начинают давать пищу только в том случае, если он подходит к кольцу. Когда подход к кольцу сформирован, опять перестают подавать пищу. Животное начинает поисковое поведение, повторяет все формы выученных ранее актов, начинает грызть кольцо и тянет его. Срабатывает кормушка. Через некоторое время животное уже научается потягиванию за кольцо.

В оперантном научении особую роль занимает подкрепле­ние. Подкреплением называется любой предмет или событие, которое значимо для организма и ради достижения которого им совершается поведение. Выделяют положительное подкрепление и отрицательное подкрепление. В качестве положительного подкрепления всегда выступают биологически необходимые для организма объекты, например пища, вода, половой партнер и т. д. У людей к биологически необходимым объектам добавляются продукты культуры или культурные ценности. Отрицательное подкрепление опасно для жизни, поэтому организм пытается избежать его или предотвратить его действие. В качестве отрицательного под­крепления исследователи часто используют электрический ток или громкий звук, а процедуру научения в таких случаях принято называть аверзивным обусловливани­ем (от англ. aversive — отвращающий).

Подкрепление — предмет или событие, которое значимо для организма.

Теперь нам становится понятно, почему Скиннер полагал, что поведением можно манипулировать через подкрепление. Но на самом деле все оказалось гораздо сложнее. Мак-Фарленд сообщает, что некоторые исследователи пытались научить цыплят стоять спокойно на ровной площадке, чтобы получить вознаграждение, но те все время скребли пол. Другие пытались научить свинью вкладывать в копилку особую монету. Но свинья ни за какое подкрепление не хотела научиться этому, она много­кратно роняла на пол монету и поднимала опять. Проводили также исследования с голубями, в ходе которых их обучали клевать кнопку либо взмахивать крыльями. Оказалось, что птицы быстрее научались клевать кнопку, если в качестве подкрепления выступала пища (положительное подкрепление), а взмахивать крыльями — если этим поведением они избегали удара электрического тока (негативное подкрепление). С точки зрения Скиннера, голуби должны были научиться клевать кнопку или встряхивать крыльями независимо от рода подкрепления.

Такой парадокс объяснили этологи — исследователи поведения животных в есте­ственных условиях. У голубей акт клевания является частью пищевого поведения, поэтому голубь быстрее научается клевать кнопку, если за этим следует подкрепле­ние в виде пищи. А взмахивание крыльями является частью избегательного поведения, так как птицы совершают этот акт перед тем как взлететь. Ограничения такого рода показывают, что научение связано с имеющимся опытом животного, а также с врожденными формами поведения.