Эксперимент по исследованию научения

Калфи и Андерсон³ не были удивлены своими результатами, чего нельзя сказать про двух более ранних исследователей (1908!). Теперь, 70 лет спустя, следуя по стопам этих пионеров, мы могли бы сказать, какой должна была быть их гипотеза. Но обратимся сначала к эксперименту.

¹ Готтсданкер Р. Основы психологического эксперимента. М.: Изд-во Моск. ун-та,
1982. С. 278-283, 349-352. В книге представлены основные экспериментальные схемы, и
два исследования, приведенные в тексте, являются примерами, соответственно, многоуров­
невого и факторного экспериментов. Многоуровневый, или мультивалентный, экспери­
мент — это эксперимент с несколькими (более двух) уровнями независимой переменной.
Факторный эксперимент - это эксперимент с двумя или несколькими независимыми
переменными. (Примечание отв. редактора.)

² «Экспериментальная гипотеза о максимальной (или минимальной) величине — пред­
положение о том, при каком уровне независимой переменной зависимая переменная при­
нимает максимальное (или минимальное) значение. Основана на представлении о двух
базисных процессах, оказывающих противоположное действие на зависимую перемен­
ную: при достижении определенного (высокого) уровня независимой переменной «нега­
тивный» процесс становится сильнее «позитивного»; проверяется только в многоуровне­
вом эксперименте» (Петухов В.В. Словарь экспериментатора // Готтсданкер Р. Осно­
вы психологического эксперимента. С. 432).

³ См.: Calf ее R.C., Anderson R. Presentation rate effects in paired-associate leaning //
Journal of Experimental Psycology. 1971. 88. P. 239-245. Автор сравнивает приводимое
ниже исследование с многоуровневым экспериментом по запоминанию списка триграмм,
в котором по-разному распределялось общее время их предъявления испытуемым. Наи­
лучшие показатели запоминания (13 из 16 предъявленных триграмм) — максимальная
величина зависимой переменной — были получены не при коротких (1с) или длинных
(20 с), а при средних интервалах (4 с) предъявления материала, что соответствовало прове­
ряемой экспериментальной гипотезе. (Примечание отв. редактора.)

Готтсданкер Р. [Закон Йеркса-Додсона: исследование научения ...] 249

Экспериментаторами были Роберт Йеркс и Джон Додсон. Йеркс, кото­рый интересовался эволюционным развитием, в то время тщательно изу­чал любопытное маленькое животное под названием танцующая мышь¹. Это название связано с тем, что иногда из-за генетического дефекта данная разновидность домашней мыши непрерывно движется по кругу или выпи­сывает восьмерки. Кстати, позже Йеркс провел свои известные исследова­ния на шимпанзе и призывниках на военную службу.

В эксперименте 1908 г. у мыши вырабатывался навык, основанный на различении черного и белого. Перед мышью находились две двери в два туннеля. В каждой пробе мышь осторожно вынуждали войти в тот или другой туннель, постепенно уменьшая с помощью листа картона про­странство камеры перед туннелями. Стены и потолок одного туннеля, как и пространство перед входом в него, были выложены белым картоном. Второй туннель аналогичным образом выстилался черным картоном. Пол каждого туннеля представлял собой проволочную сетку. Только в том случае, когда мышь входила в белый туннель, через сетку пропускал­ся ток. Пройдя через любой туннель, мышь попадала в свою камеру-гнез­до, где ее ожидала мышь противоположного пола. Так что страдание эк­спериментального животного компенсировалось состраданием.

Мышь не могла научиться избегать удара тока, просто ориентируясь на правую или левую сторону, поскольку местоположение белого и черно­го туннеля менялось в случайном порядке от пробы к пробе. С каждым животным ежедневно проводилось по 10 проб. Тренировки продолжались до тех пор, пока животное не совершало все пробежки в течение трех дней подряд без ошибок. Например, самец № 128 смог это сделать на 16, 17 и 18-й дни. Очевидно, он научился различать черное и белое к концу 15-го дня. Поэтому можно было считать, что данное животное достигло критерия на­учения после 150 проб — ведь ежедневно было по 10 проб.

Разным мышам подавали ток различной силы. Он измерялся в ус­ловных «единицах стимуляции». Слабый уровень (125 единиц) почти не замечался мышью. «Сильный стимул (500 единиц) был крайне неприя­тен даже самим экспериментаторам, и мыши также энергично реагиро­вали на него»². Средний уровень составлял 300 единиц. Действие каж­дого уровня электроудара исследовалось на четырех мышах — двух самках и двух самцах.

В качестве зависимой переменной было выбрано среднее число проб, необходимых для достижения критерия научения всеми четырьмя мышами. Результаты показаны на рис. 1. Видно, что минимальное значение зависимой переменной, 80 проб, было получено при промежуточном уровне независи­мой переменной, 300 единицах стимуляции. На самом деле научение при са-

¹ См.: Yerkes R.M. The Dancing Mouse. N. Y.: Macmillan, 1907.

² Yerkes R.M., Dodson J.D. The relation of strength of stimulus to rapidity of habit for­
mation // Journal of Comparative Neurology and Psychology. 1908. 18. P. 467-468.

Тема 12. Психология мотивации

200

зоо

Рис. 1. Влияние силы электроудара

на успешность научения (опыты на танцующих мышах): ось абсцисс — сила электроудара (в условных единицах); ось ординат — среднее количество проб, необходимых для достижения критерия успешного решения задач

мой слабой стимуляции было даже хуже, чем показано, поскольку одна из четырех мышей так и не научилась различать черный и белый туннели, и ей условно приписали 200 проб, ибо после них эксперимент прекратился.

Конечно, использование только трех уровней независимой перемен­ной с трудом позволяет квалифицировать эксперимент как многоуровне­вый. Это беспокоило и Йеркса и Додсона: «Следует иметь в виду, что по­скольку использовалось только три интенсивности стимула <...> возмож­но, наиболее благоприятная сила стимуляции обнаружена не была»¹.

Прогресс в понимании

Существует множество экспериментов, в которых гипотеза максиму­ма или минимума вполне оправдана. Между прочим, не нужно считать, что термины максимум и минимум означают в этих экспериментах раз­ное. Если бы в эксперименте Йеркса и Додсона мерой научения служило число правильных ответов, то при 300 единицах стимуляции достигался бы максимум. <...>

Одним из оснований гипотезы максимума (или минимума) является теория двух противоположных основных процессов, определяемых незави­симой переменной. Причем «негативный» процесс при достижении вы­сокого уровня становится сильнее «позитивного». <...>

Можно показать, что танцующая мышь, учившаяся избегать удара током, <...> должна была различать два туннеля и ассоциировать туннель

¹ Yerkes R.M., Dodson J.D. The relation of strength of stimulus to rapidity of habit for­mation // Journal of Comparative Neurology and Psychology. 1908. 18. P. 482.

Готтсданкер Р. [Закон Йеркса-Додсона: исследование научения ...] 251

с ударом тока или его отсутствием. По свидетельству Йеркса и Додсона, различение было плохим при слишком сильном ударе. «Поведение мы­шей менялось по мере усиления стимуляции. При сильной стимуляции они выбирали не менее быстро, чем при слабой, однако в первом случае они были менее осторожны и действовали с меньшей осмотрительностью и уверенностью»¹. Таким образом, различение стимулов (черного и бело­го) ухудшалось с увеличением силы удара. Ассоциирование же белого туннеля с ударом (при состоявшемся различении) могло с усилением уда­ра только усиливаться. Следовательно, здесь снова должен был существо­вать некоторый уровень независимой переменной (силы удара), оптималь­ный для дискриминационного научения.

Наверное некоторые из вас уже предвосхитили дальнейшее рассуж­дение. Оно состоит в том, что более сложное различение требует большей осторожности и осмотрительности, чем простое. Это означает прежде все­го, что оно протекает медленнее. Более того, оптимальным для его освое­ния будет удар, более слабый, чем для простого различения. Как раз та­кие результаты и получили исследователи в своей дальнейшей работе. Вот их заключение: «По мере увеличения сложности различения интен­сивность стимула, оптимальная для формирования навыка, приближает­ся к порогу»². Эта зависимость сегодня известна под названием закона Йеркса—Додсона. Но мы забежали вперед. <...>

Проверка комбинированных гипотез³

С появлением факторных схем в технике экспериментирования совершается еще один шаг вперед. Теперь исследователи попытаются проверять гипотезы о том, каким образом влияют на поведение сразу две независимые переменные, сочетаясь друг с другом. Есть немало при­меров, когда мы совершенно уверены, что данная деятельность определя­ется не единственной независимой переменной. Еще до экспериментов Йеркса и Додсона⁴ было известно, что на количество проб, необходимых для научения, будет влиять как сила электроудара, так и трудность раз­личения стимулов. <...> У Йеркса и Додсона были основания для конк­ретного предположения об отношении между комбинациями силы элек-

¹ Там же. С. 476.

² Там же. С. 481.

³ «Комбинированная экспериментальная гипотеза - предположение об отношении
между определенным сочетанием (комбинацией) двух (или нескольких) независимых
переменных, с одной стороны, и зависимой переменной - с другой <...>; проверяется толь­
ко в факторном эксперименте» (Петухов В.В. Словарь экспериментатора // Готтсдан­
кер Р. Основы психологического эксперимента. С. 432).

⁴ См.: Yerkes R.M., Dodson J.D. The relation of strength of stimulus to rapidity of habit
formation // Journal of Comparative Neurology and Psychology. 1908. 18. P. 459-482.

Тема 12. Психология мотивации

троудара и трудности различия, с одной стороны, и количеством проб, необходимых для достижения критерия научения, — с другой. <...>