Б. Ф. Скиннер: Дискриминация, выбор и согласование

Третий вид теории научения связан с терминами предпочтения, выбора, дискриминации и согласования. Все это происходит на уровне поведения, но традиционная практика предполагает их как процессы в другой системе измерений.

Активность в контексте одного из двух доступных стимулов — это выбор. Но обычно говорят, что это результат выбора, подразумевая теоретическую активность до поведения. Высшие психические процессы — это лучший пример для таких теорий, неврологические параллели еще не разработали до конца.

Теория появляется потому, что выбор, как и дискриминация с согласованием — это не какое-то конкретное действие с определенной топографией. Выбор — паттерн поведения в его отношении к другим переменным и событиям. Встает задача изучать поведение с использованием данной терминологии, но не прибегая к теориям.

Дискриминация

Дискриминация — это относительно простой случай. Предположим, что обнаруживают, что смена одного стимула на другой не создает заметных изменений в частоте активности. В таком случае начинают подкреплять активность в контексте одного из них. Частота активности повышается в контексте одного стимула и падает в других контекстах — поведение организма стало дискриминированным относительно этого стимула.

Сама дискриминация — это не действие или какой-либо уникальный процесс. Проблемы в области дискриминации можно объяснить иначе. Сколько активности индуцируют те или иные стимулы? Какие мельчайшие стимульные различия подразумевают различия в контроле? Эти вопросы обходятся без теоретической активности в другой измерительной системе.

Выбор

Выбор одного из двух конкурентных стимулов изучали в эксперименте с голубем и двумя кнопками, различавшимися по расположению справа или слева или по какому-либо свойству, например цвету, не привязанному к положению. Периодическое подкрепление клевков создает одинаковую частоту клевков обеих кнопок. Поведение принимает форму простого чередования кнопок, что соответствует правилу, согласно которму частота клевков зависит от частоты подкрепления.

Допустим, кнопка соединена с пищевым резервуаром с помощью часов таким образом, что при клевке на правую кнопку частота подкрепления клевков по левой кнопке становится больше, чем по правой, из-за большего интервала времени, за которую часы могли замкнуть цепь левой кнопки.

Но поведение птицы не соответствует этой частоте даже в самом простом математическом смысле. В этом случае переключение на другую кнопку и ее клевок подкрепляют чаще, чем повторный клевок той же кнопки. Чтобы проанализировать выбор, необходимо рассмотреть отдельную активность — клевок кнопки, вне зависимости от положения или цвета — в отрыве от другой активности — переключением между кнопками.

Количественные результаты совместимы с таким анализом. Подкрепление клевков только правой кнопки по фиксированному интервалу повышает частоту ее клевков и снижает частоту клевков левой. Подкрепление перехода справа налево, никогда не подкрепляют, а переход слева направо — иногда. Таким образом, когда птица клюеет правую кнопку, частоту переключения на левую остается низкой. Когда она клюет левую кнопку, частота переключения на правую высокая. В результате частота клевков правой кнопки остается высокой.

Переключения можно рассмотреть, если развернуть весь контекст и начать подкреплять клевки левой кнопки. Конечный результат — высокая частота клевков левой кнопки и низкая частота клевкой правой. При повторном изменении контекста высокая частота возвращается обратно к правой кнопке.

На рис. 11 усреднили восемь кривых, чтобы проследить изменение в течение шести экспериментальных сессий по сорок пять минут. На второй день клевки на правую кнопку (RR) снижаются при угасании, а клевки на левую кнопку (RL) увеличиваются из-за подкрепления по фиксированному интервалу. Средняя частота в целом остается прежней, поскольку остается прежним режим подкрепления.

Средняя частота не привязана к положению кнопки. Распределение клевков между правой и левой кнопкой зависит от относительной частоты подкрепления перехода от одной к другой. Если бы дело сводилось к угасанию клевков одной кнопки и параллельному подкреплению клевков другой, то средняя кривая не имела бы такой приблизительно горизонтанльный вид — подкрепление происходит гораздо быстрее угасания.

Частота перехода от одной кнопки к другой зависит от расстояния между ними. Это расстояние — грубое измерение стимульного различия двух кнопок. Оно также определяет машстаб переключения, подразумевая сенсорную обратную связь. Еще оно распространяет подкрепление на неподкрепляемые клевки: если кнопки близки друг к другу, то клевок подкрепленной по одной кнопке, будет происходить чаще после клевка по другой кнопке.

На рис. 11 две кнопки находились примерно в двух сантиметрах друг от друга. Поэтому их расположение почти одинаково в экспериментальной камере. Переход между ними требует минимальной сенсорной обратной связи, подкрепление клевка одной кнопки может происходить сразу после клевка другой. Когда между кнопками около восьми сантиметров, изменение частоты происходит происходит гораздо быстрее.

Рис. 12 показывает две кривые c поведением одного голубя в течение сорокаминутной экспериментальной сессии. Высокая частота клевков правой кнопки и высокая частота левой кнопки выступили базовой линией. На рисунке клевки справа не подкрепляли, клевки слева подкрепляли каждую минуту, что показывают вертикальные черточки над кривой L. Наклон R уменьшается довольно плавно, наклон L плавно увеличивается до значения, сопоставимым с исходным значением R. Контекст приспособил поведение птицы к изменениям за одну экспериментальную сессию. Среднюю частоту клевков показывает пунктирная линия — сильной кривизны нет.

Предпочтение

«Предпочтение» дополняет текущую формулировку. На любой стадии рис. 12 предпочтение можно выразить в терминах относительной частоте клевков двух кнопок. Предпочтение не в клевках конкретной кнопки, а в переходе от одной кнопки к другой. Частота с которой происходят недискриминировнные клевки птицы не зависит от частоты с коротой появляется переход от одной кнопки к другой, или предпочтение.

Другие эксперименты показали, что предпочтение сохраняется при угасании. Рис. 13 показывает параллельные кривые угасания для двух кнопок за семь ежедневных экспериментальных сессий по одному часу. До угасания относительная частота перехода на R или перехода на L показывала «предпочтение» примерно 3 к 1 для R. Постоянство частоты при угасании появляется на рисунке умножением L на подходящую константу и отмечая точки кружочками на R. Если бы угасание меняло предпочтения, то две кривые не накладывались бы так друг на друга.

Сопоставление с образцом

Предыдущая секция подводит к более сложному процессу сопоставления с образцом. Три полупрозрачных кнопки подсвечиваются красным или зеленым. Средняя кнопка — как образец, она подсвечивается красным или зеленым в случайном порядке. Кнопки по бокам также беспорядочно подсвечиваются.

Подкрепление произойдет при нажатии на боковую кнопку, соответствующую цвету средней. В такой ситуации есть четыре возможных опции, как голубь будет клевать кнопки, но обычно временного интервала эксперимента не хватает, чтобы сформировались все. Если просто менять контексты с представленными одновременно тремя цветами и подкреплять правильные клевки, тогда голубь будет клевать боковые кнопки вне зависимости от цвета — подкрепелние будет происходить в 50% случаев. Так выглядит режим подкрепления с фиксированной пропорцией, и его достаточно для поддержания высокой частоты клевков.

Но голубь будет сопоставлять с образцом, если подкреплять дискриминированные относительно красного цвета клевки в контексте красного света, и дискриминированные относительно зеленого — в контексте зеленого. Основная сложность в создании контекста — нужно, чтобы образец был заметным среди нейтрального освещения.

Важный элемент процедуры в подкреплении смотрения на образец. Сначала подсвечивается средняя кнопка — две боковые выключены. Затем клевок по средней кнопке подкрепляется включением боковых кнопок. Клевки голубя происходят быстро: сначала он клюет среднюю, потом одну боковую. Клевок по боковой кнопке быстро следует за светящейся средней кнопкой — это необходимое условие для возникновение дискриминированного поведения. С помощью этой процедуры успешно создали сопоставление у десяти голубей. Выбор противоположностей — похожая процедура. Чтобы добиться дискриминированных клевков красного после красного цвета по центру, нужно столько же усилий, сколько и для клевков красного после зеленого цвета по центру. Однако, если клевок нужно сделать по кнопке того же цвета, то генерализация упрощает задачу.

При сопоставлении дискриминированные клевки станут затруднительным, если все три кнопки будут гореть одновременно — частота смотрения на образец недостаточно высокая. Для этого поведения экспериментатор должен сохранять отдельное проскимальное подкрепление. Для обезьян и человека достаточно финального подкрепления, чтобы поддерживать смотрение на образец и сопоставление. Возможно, что это различие между видами — различие во временных отрезках, на которых подкрепление поддерживает частоту активности.

Сопоставление выживает, когда наступает фаза угасания. Также, есть средний вариант, когда сопоставление подкрепляют по фиксированному интервалу, а не пропорции. В одном эксперименте средняя кнопка подсвечивалась одним цветом в течение минуты, а затем сменялась другим цветом случайным образом. Клевок этой кнопки подсвечивал в случайном порядке боковые кнопки красного и зеленого цвета. А клевок боковой кнопки затменял обе боковые кнопки, пока не будет клюнута кнопка по середине.

Аппарат записывал клевки сопоставления на одном графике и без сопоставления на другом. Сопоставление у голубей поддерживалось при постоянном подкреплении не чаще, чем в среднем одно подкрепление в минуту. Чтобы произошли тысяча сопоставлений в час, было достаточно шестидесяти подкреплений.

Такой режим подкрепления не обязательно создаст сопоставление у птицы без специальной истории подкрепления — есть еще два возможных варианта развития клевков: птица будет клевать только одну кнопку или только один цвет. Контекст эксперимента подразумевает, что подкрепляться будет любая постоянная активность.

На рис. 14 происходит сопоставление цветов при постоянном подкреплении, но подкрепление по фиксированному интервалу создает цветовое предпочтение: при красном образце возникали нажатия сначала по нему, потом по боковой кнопке и происходило подкрепление, но с зеленым образцом клевков не возникало и боковые кнопки не загорались.

Результат виден в начале графика на рис. 14 — на верхнем графике при сопоставлении есть высокая частота клевков. Однако предпочтение цвета не решает проблему противоположностей. В этом контексте можно создать поведение птицы, которое показано между двумя вертикальными линиями на графике: верхняя кривая показывает снижение сопоставлений — предпочтение цвета; нижняя кривая показывает повышение частоты сопоставлений противоположного цвета.

На второй вертикальной линии подкрепляли сопоставление. Верхняя кривая показывает возобновление поведения, а нижняя кривая показывает снижение частоты нажатий на противоположный цвет. В результате голубь клевал образец, независимо от цвета, а затем по боковой кнопке. Более светлая линия соединяет средние значения точек на двух кривых. Изменения в распределении клевков между двумя кнопками не связаны с общей частотой клевков. Средняя частота не будет постоянной при спонтанном решении в виде цветового предпочтения, как в начале графика.

Эти эксперименты не доказывают, что теории научения не нужны, но они предлагают альтернативы. Высшие психические процессы не ограничиваются отдельными действиями или простыми связями стимула-реакции. Но они поддаются интерпретации через дифференциальное подкрепление конкурирующих активностей, стимульного контроля и подкрепления паттернов активности.

Заключение

Проводить исследования без теорий — это слишком тяжелое усилие, чтобы ожидать его от мейнстрима. Теории — это весело. Наиболее стремительный прогресс в понимании научения происходит путем исследований, не предназначенных для проверки теорий. Появляется сбор данных, показывающих упорядоченные изменения, свойственные процессу научения. Исследовательская программа могла бы выглядеть, как сбор подобных данных и их соотнесения с доступными для манипуляции переменными.

Такой подход не исключает теорию в другом смысле. Помимо сбора однородных связей имеет значение формальное описание данных с минимальным количеством терминов. Теоретическая конструкция обобщает больше, чем просто набор фактов, но при этом не переходит в другую систему измерений, то есть не попадает под текущее определение теории. Такая теория не помешает исследованию функциональных отношений, поскольку появится только после того, как релевантные переменные найдены и изучены.

Мы еще не готовы к теории в этом смысле. Сейчас неэффективно используют эмпирические, не то что рациональные, уравнения. Некоторые из приведенных кривых могли бы быть точнее. Но даже простые исследования показывают наличие релевантных переменных. Пока их важность не определят экспериментально, содержащее их уравнение будет иметь настолько много произвольных констант, что точный график будет чем-то более наглядным.

[Если в уравнении много требующих эмпирического уточнения переменных — констант — то уравнение теряет в ценности, поскольку не экономит время на сбор данных. Скиннер нашел подходящие для уравнения переменные, но их так много, что укладывать их в одно уравнение не имеет смысла. Например, можно написать уравнение B = ax + by + c, но, возможно, x и y между собой чем-то похожи и можно найти переменную, которая заменит обе эти переменные. Или получится найти другие две переменных, для которых коэффициенты a и b не потребуется подгонять под каждый конкретный случай. Похожими свойствами обладает описанный позже закон согласования — для него возможна определенная подгонка, но коэффициент чувствительности обычно колеблется от 0.8 до 1.0, то есть его уточнение необязательно — прим. пер.].

Оригинал: Skinner, B. F. (1950). Are theories of learning necessary?. Psychological review, 57(4), 193.
Текст и оформление: Вероника Пачина.