認知


早期的行為學派認為只要了解情境,就可以利用制約預測與控制人類行為,他們所認為的學習機制是很單純的,甚至可以透過研究簡單動物來類推,並認為「學習來自於經驗」。

然而,後期的認知心理學派認為,學習不只是學到行為本身,也會學到能幫助他們表現出此行為的訊息,稱為「認知」(cognition),也就是牽涉到心理表徵(representation)和知識處理的任何心理活動,諸如思考、記憶、知覺和語言使用。他們企圖探討學習的範疇與高等心智運作的歷程,認為學習不只是行為主義所稱的古典制約與操作制約,不只是一種隨機的嘗試,也不一定要有刺激才會產生。學習到的東西可能會內隱在認知當中,不一定每次都會展現在外顯的行為之中,在需要的時候才展現出影響力,因此先前的實驗未能被觀察到,在後期行為學派的實驗中才漸漸發現認知的影響力。此後更是帶動了更多相關的研究投入,企圖揭開認知學習的神秘面紗。

一、潛在學習

潛在學習(latent learning)是指人沒有遭受刺激的情況下,仍然會進行學習,但是因為沒有外顯在行為中,因此較難發現。有關潛在學習的研究打破了制約反應所認為「要有刺激才會產生學習」,現在讓我們看看心理學家如何透過實驗發現潛在學習的過程與效果。

(一)Tolman & Honzik 的老鼠實驗

1930 年,托曼爾Edward C. Tolman, 1886-1959)與霍齊克Honzik)兩位科學家對老鼠進行實驗,證明思考與認知是學習的重要過程。他們設定將老鼠分為 A、B、C 三組,讓三組老鼠走迷宮,看每一組在迷宮中行走的狀況,其中 A 組在終點沒有給予獎勵,B 組有給予獎勵、C 組則是實驗進行途中時才在終點放置獎勵。

科學家們發現 A 組的老鼠因為沒有獎勵,每天都在迷宮中亂走很長一段時間後才找到終點;B 組的老鼠因為有獎勵,學習得很快,每天越來越快到達終點。這兩者都是體現了操作制約理論的假設。但最值得注意的是 C 組,這組的老鼠雖然在沒有放置獎勵的時候跟 A 組表現雷同,但一旦放上獎勵,則學習會突然加速,表現幾乎與 B 組老鼠一樣快一樣好,這表示 C 組老鼠在未被獎勵刺激前就已在腦中漸漸建置了迷宮的相對位置與空間關係,托曼爾稱之為「認知地圖」(cognitive map)。

老鼠實驗
終點給予獎勵 結果 適用理論
A 組老鼠 亂走,耗時長 操作制約
B 組老鼠 學習快,耗時越來越短 操作制約
C 組老鼠 實驗中放置 無獎勵時表現似 A 組;放上獎勵後學習加速,表現似 B 組 認知學習

(二)放射狀迷宮 老鼠實驗

1976年,OltonSamuelson 兩位科學家,對老鼠實施了另一項實驗:他們把飢餓的老鼠放在一個木頭平台上,將此木頭平台置於中央向外放射狀連接八個通道,每個通道的盡頭都有食物。老鼠觀望了一下之後,就會開始跑入其中一條通道享用食物,當牠吃完後從該條通道內返回中央,應該要跑到下一個不曾去過的通道,才能最有效率的吃到所有食物。實驗結果顯示:當牠返回中央,面臨接下來要進入哪個通道的選擇時,在 8 個通道選項中,老鼠平均會選對高達 7.9 次,表示牠對整個空間就概念上而言是相當了解的。

Figure 1: 圖來自 http://btc.psych.ucla.edu/ram.htm ,此圖為放射狀迷宮示意圖

(三)O’keefe & Nagel 的黑猩猩實驗

除了實驗常用的老鼠,科學家對於跟人類血緣最相近的黑猩猩,受認知學習的影響程度感到好奇。

1978年,O’keefeNagel 讓黑猩猩玩了一個類似尋找復活節彩蛋的活動-找出水果藏在哪裡的尋寶遊戲。實驗是這樣子的:科學家刻意讓黑猩猩看到整個藏水果的過程,藏好過後幾分鐘,將黑猩猩從籠子中放出來尋找。

讓人感到驚訝的是,牠竟能找到被藏起來的每一顆水果!這表示牠看過一次就記得所有水果藏匿的位置,由此可知黑猩猩也會發展出令人驚豔的認知地圖!

(四)日常生活例子

計程車司機對於城市中各條道路的位置瞭若指掌,這是因為在司機腦中發展出了一套認知地圖,讓他對城市的空間關係格外敏銳,但相對地,這也讓他學習新空間關係的能力變差,因為他可能會侷限在舊有的認知地圖中。

以上種種研究表示,有機體不只是機械化地對刺激做出相應的行為反應,即使沒有外顯在行為上,認知上仍然有所發展與改變。這種「無法觀察到外顯行為變化,卻確實在認知上造成改變」的學習,則被稱為「潛在學習」,這樣的學習讓我們看到了認知對學習的影響。

二、頓悟學習

提出操作制約的桑代克Edward Thorndike, 1874-1949),認為學習就是嘗試錯誤(trial & error)的過程,有機體會隨機嘗試,錯誤了再修正或改變行為。

然而德國心理學家科勒Wolfgang Köhler, 1887-1967)不同意此說法,他認為有機體具有智能,學習應該不會這麼沒效率。他在 1925 年對黑猩猩進行了實驗:將一串香蕉掛在黑猩猩住的籠子內,但非伸手可及之處,此外,籠子內還放著一個箱子。黑猩猩一開始會伸手、跳躍,試圖拿到香蕉,但是都無法成功。牠在籠子中來回走動,看起來似乎不再嘗試著要去抓香蕉,但過了一會兒,牠突然把箱子移到香蕉下方,爬上箱子拿到了香蕉。若將香蕉掛得更高,猩猩則會將箱子疊更高以拿到香蕉。

由此看來,猩猩的學習並非盲目地亂試驗,而是一種頓悟(insight)的表現,會去思考事物之間的關係,最後頓悟整個環境間各種刺激之間的連結,如:看到箱子可以產生把自己墊高的效果,並以此連結到把自己墊高可以拿到香蕉。一旦有機體突然頓悟後,他們甚至有能力將頓悟得來的解決方法「遷移」(transfer)至新的問題情境,例如:該實驗後面最後,科勒拿走箱子,猩猩竟拉著科勒的手來到香蕉下方,爬到他頭上以拿到香蕉。

三、觀察學習

在生活中,我們很多時候並不是自己直接去學習,而是藉由觀察別人的行為來了解事情的樣態進而學習仿效,這樣的學習方式叫做觀察學習(observational learning),也叫做替代學習。

觀察學習最著名的實驗是班都拉Albert Bandura)的「波波娃實驗」(BoBo Doll),波波娃是一個人形充氣玩偶,班都拉找來兒童作為實驗對象,將其分成 A、B、C 三組,他們都要觀賞一段成年人毆打波波娃的影片,不同的是 A 組看到的影片結局是成年人因為毆打波波娃獲得了獎勵,B 組看到的是得到處罰,C 組沒有獎勵也沒有處罰。之後他們都被帶到波波娃所在的房間玩耍,結果發現 A 組兒童毆打波波娃的比例最高,B 組則最低。

Figure 2: 圖來自 http://www.tutorialspoint.com/social_learning/bobo_doll_experiment.htm

波波娃實驗
成年人是否受到獎勵 兒童毆打波波娃的比例
A 組兒童 獎勵 最高
B 組兒童 懲罰 最低
C 組兒童 沒有獎勵也沒有懲罰 中等

觀察學習可以讓我們從小即透過旁人的行為,學習到生活技能與社會規範,因而可能產生正向或負向不同的影響,以下舉出一些例子佐證:

  • BanduraGruseecMenlove 在 1967 年進行了一項實驗:* 讓怕狗的孩子與親近狗的孩子一起相處,且相處時讓其看到親近狗的孩子與狗之間的親密互動,他們發現這樣下來,怕狗的小孩們變得漸漸不害怕,甚至想要親近狗。

  • ForgemPhemister 在 1967 年的研究發現:非暴力、助人的影片會增強人們正向的行為。

  • FlethcerElderMekos 在 2000 年時做研究發現:九、十年級青少年的父母若參與較多社區活動,青少年本人參與的比例也會較多。

  • 小女孩看到媽媽塗口紅,也會找機會想要塗口紅。小孩子如果看到大人在抽菸,也會學習抽菸動作姿勢,並且有模有樣的開始仿效。

  • 果讓兒童看到大人毆打充氣娃娃被,並且毆打的人受到褒揚,得到各種獎賞以及稱讚,則兒童之後也極有可能會毆打充氣娃娃。但相反地,如果毆打充氣娃娃的人,受到了責難或是懲罰,則兒童對於充氣娃娃的攻擊欲望會減少許多。

  • 家庭老師在對脾氣暴躁的學生進行家庭訪問的時候往往會發現家中也會有一個擁有同樣性格的家人,這便是所謂的上行下效,耳濡目染。而家庭中的父母以及學校中的老師往往會成為兒童學習的一個對象,而讓兒童進行觀摩教學,也有助於兒童的觀摩式學習。

  • 兒童如果觀察到父母踩在梯子上修電燈或者踩在椅子上擦窗戶,則日後兒童會藉由綜合模仿,得知可以踩在凳子上拿到高處的東西。

  • 佛羅里達州的研究中,發現監獄中四分之一的男性暴力犯曾試圖模仿媒體中出現的暴力行為;在暴力遊戲方面,Craig Anderson 在研究中發現:經常玩暴力電玩遊戲的大學生較具攻擊性或會違反法律,學業表現也較不佳,這些都是值得省思的。而人們會去學習這樣暴力行徑的原因,是因為暴力影片會將攻擊行為合理化,或是暴力遊戲中是靠攻擊行為來獲得獎勵。這類的產品可能扭曲他人做某件行為背後的意涵,讓我們在現實生活中也容易把別人無心的行為當成一種挑釁與攻擊性行為,進而想要反擊。而在影片或遊戲中不停接受暴力訊息,也會使我們對其反應的敏感度降低,因此情緒反應與對他人的同理心也跟著減少,變得較為麻木,看到暴力行為時的不安感和情緒激發大為降低,稱作心靈麻木(psychic numbing)。

看完以上各種實驗及例子,我們發現,觀察學習時常發生在社會脈絡之中,也因為需要觀察他人,處在與他人有關聯的情境中,因此觀察學習又可稱為社會學習(social learning)。

觀察學習的形成需要以下四個產生要件,具備這四個要件,觀察學習才會發生:

  • 注意(attention)

    個體在當下意識到模範(model)的行為。若被其他事情干擾,便無法產生。
    
  • 保留(retention)

    將模範的行為記在腦海中。
    
  • 重現(reproduction)

    個體擁有學習該行為的能力,並能再現模範的行為。
    例如:我們雖然看著某舞者跳很多遍某個舞蹈,也不一定能馬上學會。
    
  • 動機(motivation)

    擁有表現學習到的行為之欲望。
    

以上四個要件與個體認知能力息息相關,也因此觀察學習會因個體的不同而有所差異。

鏡像神經元(mirror neurons)位於運動皮質區,最早在 1990 年代由帕爾瑪大學的G. Rizzolatti 與同事在由猴子進行的實驗中發現:在個體做出特定行為,或觀察到不限於同種生物的其他個體做出相同行為時,鏡像神經元會被活化,且觀察時接收的訊息既可能是視覺的動作,也可以是與動作相關的聲音,鏡像神經元針對的是特定目標,而非簡單的感覺刺激。

現有的假設認為,鏡像神經元可能是動物得以了解他人行為,甚至其背後意圖的腦內系統之一部分,也就是說腦內用來計畫動作和瞭解行為目標用的是相同的迴路。擴張版的假說甚至認為,鏡像神經元是動物得以理解他人情緒、產生同理心的生理基礎,造成自閉症的原因之一,可能就是這些神經元無法正常運作造成的。

四、先前信念

人很容易學會應對新刺激,且當刺激與事件並非完全可預測時,人還可以評估它們之間客觀關係的程度。但有一項因素會限制人們的學習,那就是「先前信念」(prior beliefs),它指的是:人面對事物與刺激,無論它們彼此實際上有沒有關聯,都可能因為內心既有的想法影響對事件的判斷。

以下就「事件與刺激彼此毫無關係」與「事件與刺激彼此之間存在客觀關係」兩種情況,介紹一些相關的研究。

對於前者,有人研究過讓圖畫與單詞搭配出現,讓受測者學會兩者間的關係,雖然圖畫與單詞之間事實上並無關聯,受測者卻會誤以為他們偵測到關聯性,因而回答出從既有想法中推得的答案,例如:眼睛大等於疑心病重,這樣的關聯稱為「假關聯」(spurious associations) 。

對於後者,有研究是讓受測者得知在兩種全然不同的環境下某人的誠實指標,再請他們評估這個人在此兩種情境下誠實指標的關係強度,也就是如果受測者覺得此兩種情境下那個人一個表現誠實,一個完全不誠實,則關係強度為 0;若是覺得兩者皆誠實或不誠實,則強度最高可到 100。

結果發現,受測者傾向高估關係強度,他們會認為既然這兩種情況都是在測誠不誠實,則同一人量測出來的結果應該要一致,也就是認為誠實的人遇到什麼事情都會誠實的,但其實人們會隨著情境的不同而有不同的誠實表現,與受測者的想像是不一樣的,他們是受到了先前信念而影響判斷。

先前信念事實上就是我們由上而下產生知覺這歷程中的一部分:

我們將預期(先前信念)與實際感覺到的內容加以整合,形成知覺。有先前信念未必是不好的,端看我們從何種角度看待這件事。試想如果沒有先前信念,人們必須要考慮到太多可能的關聯性,這樣反而可能讓學習雜亂而沒有效率。甚至,根據 FosterKokko 在 2009 年的研究:當兩個事件的關聯很小,我們卻假設關係存在,反而有時仍會帶來好處。因此從演化上的觀點來看,先前信念可能具有適應環境的功能,這與動物在學習制約反應時仍舊受到演化限制本能飄移)有著相似的概念。

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