认知科学笔记#1:行为主义,及其灭亡

行为主义发端于心理学的科学化,当时人们认为心理学应该只诉诸于研究可观测的现象和可测量的行为,而不应该关注那些心灵的、内在的机制。所谓行为,即机体所受到的刺激、机体对刺激的反应,以及反应与刺激在机体的连结。很少有行为主义者对行为给予显式定义。Carnap* 写道,说某A很兴奋就是说在描述A的行为,比如面部表情、手势等等。仿照这个思想,我们可以陈述例子如下:

  • 某人很饿 = 若施予食物刺激,则该人会以进食回应
  • 某人相信地球是圆的 = 若施予「地球是圆的吗?」的言语刺激,则该人会用通过答复「是的」来回应。

* Carnap, R. Psychology in a physical language, Erkenntnis (1932).

经典条件反射 (classical conditioning) 是所有人都明白的行为学习 (behavioral learning) 模型,其中最著名的例子当属 Pavlov 的狗。摇铃(条件刺激)和出现食物(非条件刺激)在狗体内连结,最终在非条件刺激不出现的情况下,对摇铃这个本是中性的条件刺激,仍有本是非条件反应的流涎,也就是说流涎成为了条件反应。

我们再来解释行为主义何以有主义作为后缀。首先作为一种态度,行为主义是指对心理学现象的行为表述的不断确认。说一个人是行为主义者,是说其对所有心理学假设都要求一套行为证据。行为主义者不区分任何心灵,除非心灵表现出不同的行为。比如说如果「相信现在在下雨」和「相信现在没有下雨」对一个人的行为没有可观测影响的话,行为主义者认为不该将此人的任何行为归因于某个信念下的心理状态,或者说这种归因是经验上空洞而不受限制的。行为主义拥护行为证据。可能存在如何拥护的问题,但拥护本身不是个问题。对于一个学说来说,行为主义则有严格的界限,它承诺了以下三个逻辑上独立的命题各自为真:

  1. 心理学是行为的科学,不是行为以外的任何内在心灵的科学。 这个立场被称为「方法论行为主义」。比如还原主义*学说激进地认为全部心理状态无非只是刺激和反应,至多加上二者连结。而实用主义学说则对心理状态的内容优雅地保持沉默,认为即便心灵有额外的内容,科学也不关心,所以在实际科学用途上还原主义看法是可接受的。
  2. 行为可以在不最终诉诸心理状态或者内在的心理学过程下被描述解释。行为的来源是外部的(环境)而非内部的(大脑)。 这个立场被称为「心理学行为主义」或者「根本论行为主义」。正如本体论**学说进一步认为仅有刺激和反应(和连结)是真正存在的心理学对象。例子同样有还原主义学说。
  3. 在心理学的理论发展中,如果需要涉及心灵的术语或概念来描述解释行为的话,要么这些术语概念最终可被消除或者替换为行为术语,要么这些术语概念不仅可以而且应当被翻译或解读成行为概念。 这个立场被称为「逻辑(/哲学/分析/语义)行为主义」。除了还原主义和本体论外,还有语义学***学说,认为还原等价确实提供了心理学术语的恰当翻译。

* 这本身提示了行为主义来源于科学中深远的还原主义传统。科学还原主义也就是将待解明的事物还原为物理上可接受的事物,或者建立于物理上可接受的事物。

** 本体论事实用来解释某种理论为什么必须为真。

*** 这种论调是深受 1940-50 年间逻辑实证主义影响的产物,代表人物有 Carnap, R., Hempel, C. 。逻辑实证主义中的意义确证理论 (verification theory of meaning) 认为一个术语之所以有意义正是因为通过其确证方法或条件而具有的。

在行为主义的年代人们很容易采纳行为主义立场,行为主义也确实有其吸引力。首先,在认识论上,我们能观察到的数据确实只是动物和他人的行为,而不能进入别人的内心调查信念。其次,其对手心灵主义 (mentalism) 有强烈的先天主义 (nativism) 倾向,认为概念和心灵的能力和结构都是天生而非习得的,尤其认为学习是某种天生的能力。行为主义提供了反对这个立场的模型,认为学习无非是刺激-反应的模式*。又次,行为主义(声称)避免了对行为归因的循环解释。内心状态多少也是一种行为,所以用内心状态来作为外部行为的起因就是在用行为解释行为。正确的做法是诉诸非行为的事情,比如外部环境的刺激。


* 后来神经科学和认知科学发展起来之后,也继承了对先天主义的拒绝。联结主义 (connectionism) 中学习的分布式并行处理 (parallel distributed processing, PDP) 模型同样是依于反应的而非治于规则的。

行为主义盛极一时,却如履薄冰。作为科学立场,它是否适应新的科学发现就是一个永远的考验。行为心理学家 Tolman 与 Honzik* 设计了这样的实验:他们把大鼠分为三组走迷宫,第一组在找到终点时得到食物奖励,第二组不得到奖励,第三组只有十天后才开始得到奖励。若行为主义立场有效,则迷宫解法的习得不依赖大鼠神经系统的任何表征,仅依靠外部刺激,也就是说第一组大鼠应该最快学会迷宫的解法。然而实验结果显示第三组大鼠的习得效率还要更快,高度提示了在没有外部刺激强化的情况下,仍然有隐学习 (latent learning) 在大鼠脑内发生,收集并储存迷宫的信息。那么接下来的问题是,大鼠收集并储存了迷宫的什么信息?是总体的迷宫的形状(场景学习),还是每个交叉口选择的方向构成的序列(反应学习)?Tolman 小组**这次设计了一个十字形的通道,大鼠出现在南或者北,而食物出现在东或者西。对第一组大鼠,无论大鼠位于南或者北,食物永远出现在比如说东边。对第二组大鼠,则永远出现在比如说左边,也就是说大鼠位于南则食物位于西,大鼠位于北则食物位于东。实验结果显示第一组大鼠寻得食物的速度远快于第二组,高度提示了大鼠脑内表征 (represent) 了场景的整体形状。这样的结果高度确认了认知主义,否认了行为主义。***


* Tolman, Honzik. “Insights” in Rats (1930).

** Tolman et al. Studies in Spatial Learning (1946).

*** 题外话:借助新的成像工具和拓扑学理论,人们可以更加精细的分析神经元如何表征外部环境。新近一项研究 (2014) 将大鼠分别放在球面上和甜甜圈面上跑动,利用 fMRI 测量并记录激活的脑区。对这些脑区激活态的构形空间计算同调群(某种拓扑学分析),可以得到跟球面和甜甜圈一样的结果(具有相同的同调)。

对行为主义同样还有概念上的批评。行为有层级;一个人去桌子旁边喝水,那么就意味着这个人先走动到桌子前,再用手拿起水杯;这两组行为还可以且应该再往下细分。如此复杂的行为族如果仅仅使用类似于条件反射的分析,是不是完全把握不到重点?Lashley** 总结道复杂行为是经过事先计划和组织的,并且这些计划和组织很少发生在意识层面,这种观念也成为了认知科学的开端。另一方面,Geach* 指出对行为的分析必须得预设其他心理状态。比如对「相信地球是圆的」的行为定义必须预设该人懂得中文,想要交谈,没有罹患痴呆之类的神经状况。退一步讲,如果不预设心理状态,那行为描述则完全是错的,因为即便人饿了,人也不一定会吃出现眼前的事物,可能会害怕中毒。再一方面,Chomsky 考察了人类幼孩习得语言的过程:在开始开口说话的极短时间内便可以造出从未听别人讲过的复杂句子,高度提示了语言习得也无法被行为模型简单捕捉。


* Geach, P. Mental Acts (1957).

** Lashley. The Problem of Serial Order in Behavior (1951).

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行为主义在今天已经不复流行,他对内心体验的蔑视也让人很难对这个纲领保有同情。正如 SEP: Behaviorism, Sec. 8 所说,

我们人类不仅仅只是在这样或那样的环境中跑步、交配、走路、吃饭,我们思考、分类、分析、想象和论理。我们有高度丰富的内在生活,在其中我们于头脑中活跃,经常沉浸在想象,每当这时我们就像柱子和石头一般岿然不动。

行为主义必须死,因为认知科学必须生。

后记

严格来说行为主义并没有完全死亡,甚至在理论上也并没有被完全驳倒。这在科学史上是很典型的状态:仅仅只是因为它提供的概念框架失去了科学家目前关心的事情的解释力,渐渐地科学家们便不再持有甚至关心这个立场了。