动物怎样学习知识

动物怎样学习知识

我们首先从“望梅止渴”说起。传说在三国时期，曹操有一次带兵外出行军打仗，由于天气炎热，士兵极端疲劳，又热又渴，实在是走不动了。曹操一见这种情况，马上对大家说：“我们的前方有一片很大的酸梅林，大家快往前赶路，到了那里可以尽情地饱餐一顿。”士兵们一听前面有酸梅林，个个都口流涎水，口焦舌燥的干渴感觉立即就消失得无影无踪了，浑身增添了无穷的力量，精神大振，行军的速度大为增快，结果打了一个大胜仗。其实，前方哪里有什么酸梅林，这只不过是曹操为了鼓舞士兵们的士气使用的一个小伎俩。这就是成语“望梅止渴”的来历，是曹操应用条件反射振奋军心的一个典型例子。

在现实生活中，条件反射的现象非常普遍。譬如，小孩生病以后，第一次打针时都不知道害怕，但是连续到医院打过几次针以后，知道了打针疼痛，就非常害怕了。只要是一进医院的大门口就哭，甚至一见到身穿白色工作服的人（不一定是医生）就害怕。这就是小孩子对医生给他打针这件事情形成的条件反射。

最早开始研究条件反射现象，并做出了伟大贡献的是巴甫洛夫。巴甫洛夫早期从事消化生理方面的研究，因成绩卓著，他在1904年成为获得诺贝尔医学和生理学奖的第一人。从这一年起，他开始了条件反射的研究。

在巴甫洛夫开始研究条件反射以前，人们把食物引起消化液分泌分为两种：一种是食物直接引起消化液分泌，一种是食物间接引起消化液分泌，即“心理分泌”。心理分泌成为巴甫洛夫研究非条件反射和条件反射的出发点。巴甫洛夫在实验室里在狗身上做了一系列各种不同的实验，他使用光、声、皮肤和其他刺激同食物结合起来进行，经过一定时间之后，在不给食物的情况下，仅仅给这些“信号刺激”，也会引起动物分泌大量的唾液。巴甫洛夫根据多种多样的研究结果，终于创立了他的条件反射理论。他用生理学上“条件反射性的分泌”代替了过去的“心理分泌”的概念。巴甫洛夫把先天性的反射称为非条件反射，把后天个体在发育过程中才获得形成的反射，称之为条件反射。

巴甫洛夫指出，反射现象不仅仅局限于中枢神经系统的末端部分（脊髓），而且大脑皮质的中心部分也参与反射现象。大脑的活动不仅是反射，而且其活动的基本方式是更加高级的反射——条件反射。因此，条件反射并不是先天就形成的行为，它是后天个体经过学习训练才逐步形成的，所以它存在着一个训练建立的过程。

巴甫洛夫进行条件反射的实验都是用狗来做的。当狗吃到食物时肯定会分泌唾液，这是非条件反射。如果给狗听铃声，就不会引起唾液的分泌。这时候，铃声对于狗分泌唾液来说，是没有任何联系的“无关刺激”；食物对于狗来说，是必然引起分泌唾液的“非条件刺激”。如果，在每次给狗吃食物以前，首先响起铃声，使铃声成为“不久食物就要来到”的信号。这样多次将“铃声”和“食物”进行反复地结合，以后，单独给狗听到铃声，狗也会“听懂”铃声的意义，“懂得”了铃声一响“食物就要来到了”，于是出现唾液的分泌。这个时候我们就说，狗有了“经验”，“学会”（建立）了能够对铃声分泌唾液的条件反射。

对声音刺激建立唾液分泌中枢模式图

这个时候的“铃声”，已经不同于原来的“铃声”，它已经成为“食物”的信号，具有了特殊的“信号”意义，它所起到的作用与“食物”是一样的。这个时候的铃声，再也不是原来意义上的、与分泌唾液毫无关系的刺激（无关刺激）了，而是变成了能够引起狗分泌唾液的“有关刺激”了。尽管铃声也能够引起唾液的分泌，但是，它毕竟不像食物引起唾液分泌那样必然、那样终生固定持久、那样毫无任何附加条件；如果它不经常地再与食物一起结合进行，仍然还会倒退成为分泌唾液的“无关刺激”。所以我们称这个时候的“铃声”为“条件刺激”，就是说它只能在一定条件下才能引起狗分泌唾液。因此，条件反射的建立过程，实际上就是在狗的脑中，将“无关刺激”转变为“条件刺激”的过程。是动物对于一个新事物的“学习”过程。

训练动物“学会”的行为，必须是动物本能的行为。如果某种动物不具有飞翔的本能行为，那么不论你使用什么样的无关刺激训练，使用什么样的方式训练，也不会使它学会飞翔。这就是说，任何条件反射活动的建立都是以非条件反射活动为基础的。这是建立条件反射活动的根本前提条件。

在训练动物“听懂”铃声的过程中，必须要使铃声（无关刺激）先于食物（非条件刺激）出现，只有这样，铃声才可能具有“信号”的意义。如果使铃声刺激晚于食物刺激出现，动物永远也不能建立起对铃声分泌唾液的条件反射来。这是建立条件反射的重要条件。

在训练动物“听懂”铃声的过程中，必须要使无关刺激与非条件刺激在时间先后上反复地结合。如果只是偶尔结合一次，动物会认为铃声这个无关刺激与食物这个非条件刺激，是偶然出现的两个毫无联系的、各自独立的事物。动物的脑里就不能把这两个事物密切联系到一起，当然就不会“听懂”铃声的“信号”意义。只有把原来两个没有任何联系的事物多次地、反复地结合出现，动物才会逐渐地“懂得”原来铃声是“食物就要来到”的先兆信号，才会把“铃声”和“食物就要来到”密切地联系到一起。

动物是怎么“听懂”铃声形成条件反射的呢？能够懂得铃声的意义毫无疑问是脑的机能，动物在“听懂”铃声前后，它们的脑中发生了什么样的变化呢？

巴甫洛夫认为，形成条件反射的过程，就是在大脑皮质上形成暂时神经联系的过程。

非条件反射的结构基础——反射弧，是神经中枢内生来就接通的固定联系。条件反射是以非条件反射为基础的，所以当条件反射形成以后，条件刺激的神经通路就与非条件反射的反射弧之间必然发生了新接通的暂时联系。当铃声和食物两个刺激先后作用到动物的感官以后，它们分别传入神经中枢，并在大脑皮质上相应地产生两个兴奋点。食物在大脑皮质上引起的兴奋点比较强，而铃声引起的兴奋点比较弱。较强的兴奋点对其他的兴奋点产生吸引，而较弱的兴奋点就在较强兴奋点的吸引下不断地扩散。经过多次的重复，就使大脑皮质上原来两个独立的兴奋点之间形成了暂时的神经联系。这个时候，铃声传来的刺激信号就可以经过暂时神经联系，与分泌唾液的反射弧“沟通”起来，从而引起分泌唾液活动的发生，这样条件反射就形成了。

然而，暂时神经联系的接通是否必然发生在大脑皮质上呢？对这一点，科学家们目前仍然有争议。在人类、猿猴和狗等高等哺乳动物中，大脑皮质是暂时神经联系接通的主要部位；而在两栖类、鱼类等动物中，切除大脑两半球以后仍然能够形成条件反射，说明大脑皮质以下的低级神经中枢也能够形成暂时的神经联系。不过有一点是很确定的，具有大脑皮质的动物、大脑皮质发达的动物形成条件反射要容易得多。