В 1900 году молодому американскому психологу Смоллу пришла в голову плодотворная идея. За два года до этого были опубликованы результаты первых экспериментов, при помощи которых ученые пытались точно определить способности животных. Смолла эти результаты не удовлетворили.

Он совершенно справедливо полагал, что наблюдения необходимо вести над большим количеством животных и, кроме того, такими методами, при которых животные хотя бы приближенно чувствуют себя, а следовательно, и действуют как в естественной обстановке. Исходя из этих соображений, он остановил свой выбор на белых крысах, которых легко содержать и разводить в неволе. На свободе крысы охотно передвигаются в тесных ходах, например в узком проходе, образованном стенкой подвала и стоящим около нее ящиком. Зная об этом, Смолл построил лабиринт.

В XVIII столетии у богатых владельцев замков было модным устраивать в парках лабиринты из густой живой изгороди, где их гости ко всеобщей потехе должны были искать выход, который удавалось обнаружить только после некоторых блужданий. Смолл взял в качестве образца лабиринт в замке «Хэмптон Корт» недалеко от Лондона. Из дощечек, через которые крысы не могли перелезть, он построил систему ходов, показанную на рис. 1. Ширина хода была чуть больше толщины крысы. В центре лабиринта клали немного корма для голодного животного, которого помещали в пусковую камеру. Крыса должна была найти путь к корму через сеть ходов, многие из которых заканчивались тупиком. Еще и сегодня лабиринт используют в этологических исследованиях.

Читатель сам может попытаться найти правильный и кратчайший путь от входа до центра лабиринта. Интересно давать такое задание детям от 8 до 10 лет. Когда впервые сажаешь крысу в лабиринт, надо запастись терпением. Принюхиваясь, животное медленно продвигается вперед, то и дело пробует вскарабкаться на стенки, попадает в тупики, возвращается и пробует другой путь. Наконец цель достигнута и крыса может съесть корм. Затем ее возвращают в пусковую камеру, и странствие по системе ходов начинается вновь. При втором и третьем повторении эксперимента становится заметным, что животное с каждым разом кое-чему научается. Наблюдение позволяет точно зафиксировать два обстоятельства. Во-первых, число тупиков, в которые заходила крыса: оно вначале медленно, но в ходе дальнейших упражнений все быстрее снижается. Во-вторых, время, прошедшее от начала эксперимента до достижения крысой корма: оно с каждой попыткой становится все короче, хотя может иногда и временно возрасти. По полученным результатам строятся кривые научения. Крыса, которая пробежала по лабиринту много раз, достигает цели поразительно быстро и делает при этом очень мало ошибок.

Пригодный для испытания крыс лабиринт построить нелегко и стоит он недешево. Необходимо, чтобы его очистка не представляла трудностей, так как иначе подопытное животное просто будет руководствоваться запахом. Несколько позже придумали весьма простой способ изготовления лабиринта для крыс. Для этого берут планки длиной около 70 сантиметров и устанавливают их в виде своего рода мостков на стойки высотой примерно 80 сантиметров. Крыса бежит по таким составленным в лабиринт мосткам (рис. 2) и не спрыгивает с них. У выхода из лабиринта лучше всего поставить ящичек-гнездо, в котором обычно содержится животное; таким образом, путь через лабиринт является в известной степени дорогой домой. Преимущество таких открытых лабиринтов перед закрытыми состоит в том, что мостки при необходимости можно переставлять. Путь, который ранее заканчивался тупиком, может получить продолжение, ведущее к цели. Весьма показательно, что животное, основываясь на своем предыдущем опыте, уклоняется от нового пути; крыса должна переучиваться, и это удается ей довольно быстро.

Можно подумать, что крыса, которая после более или менее долгой тренировки наконец достигает цели в лабиринте правильным путем, не заходя ни в один из тупиков, полностью справилась со своим заданием. Но так как успех может быть и случайным, для строгой достоверности необходимо, чтобы крыса из 10 попыток не менее 8 раз добиралась до цели правильным путем. Только тогда можно считать, что животное овладело лабиринтом.

Крыса, которую впервые посадили в лабиринт, не знает, что ей предстоит. Она, так сказать, идет наугад, случайно забредает в тупики, возвращается, пробегает участок по другому пути, вновь забирается в тупик и т. д., пока не доберется до конца и ожидающего ее там вознаграждения.

Так как ошибки, совершаемые крысой, блуждания по тупикам в ходе упражнения становятся все более редкими, совершенно очевидно, что она чему-то научается. Крыса приобретает опыт именно благодаря тому, что она пробовала всевозможные пути. В этом случае зоопсихологи говорят о научении методом проб и ошибок. Число ошибок животного снижается до тех пор, пока, наконец, не достигнет некоторого минимума. Оно начинает падать сперва вблизи конца пути, у цели, и лишь позднее — в начале лабиринта. Кроме того, крысы, как и другие животные, из двух известных им путей стараются выбрать кратчайший.

Эти интересные факты дают нам первую возможность понять, как проходит научение крысы. О каждом мышечном движении через определенные нервные пути передается обратный сигнал в мозг. Там возникает локализованное возбуждение. В зависимости от его степени животное в соответствии со своим прежним опытом либо делает поворот, либо бежит прямо. Таким образом, мы сталкиваемся здесь с так называемой кинестезией, или чувством движения, когда поведение управляется мышечными ощущениями. Кинестезия играет большую роль и в поведении людей. Тому, кто всегда кладет ручку на одно и то же место письменного стола, не обязательно смотреть, где она, когда ему нужно ее взять. Часто повторяемое движение управляется кинестетически. Следовательно, научение крысы в лабиринте заключается в том, что она вспоминает, что после затрат усилий а был успешным, допустим, поворот направо, а после дальнейших затрат а+б — поворот налево и т. д.

Кинестезия является, таким образом, тем важнейшим средством ориентации, благодаря которому крыса научается находить в лабиринте правильный путь.

Но это не единственное средство достижения цели. Как мы уже знаем, число ошибок снижается прежде всего вблизи цели; иначе говоря, животные научаются прохождению сначала конечных участков лабиринта, затем средних и, наконец, начальных. Значит, крыса каким-то образом замечает или чувствует приближение к месту, где лежит корм, или к выходу из лабиринта. Обоняние в данном случае не играет никакой роли, что легко доказать, убрав корм. Точно так же можно исключить какое-либо влияние зрения, обеспечив абсолютно равномерное освещение установки. Впрочем, слепые крысы так же хорошо научаются в лабиринте, как и зрячие. Весьма примечательно, что число ошибок хорошо обученной крысы после разворота лабиринта вновь возрастает. При однородном освещении не может быть и речи об ориентации по источнику света. Крыса, бегущая по лабиринту, с которым она хорошо знакома, должна каким-то образом знать или чувствовать, в каком направлении находится цель. Как или благодаря чему она это запоминает, по-прежнему остается неизвестным и загадочным.

Исследование кинестетического научения, как и научения вообще, показывает его зависимость от двух психологических законов. Первый — это закон упражнения, который говорит о числе повторно достигнутых тождественных результатов. Чем больше проделано упражнений, тем выше результат научения. Результат зависит, кроме того, и от поощрения успеха. Крыса научается и тогда, когда не получает вознаграждения в конце своего пути, а просто изымается из лабиринта. Но конечный результат научения в дальнейшим не столь высок, как в случае, когда правильное поведение вознаграждается.

Для пояснения мы приводим рис. 3, который не только дает представление о характере кривых научения, но и показывает разницу в поведении крыс, получавших и не получавших вознаграждения. Для сравнения были взяты две группы по 36 крыс; графически показано среднее число их ошибок. У невознаграждавшихся животных оно снизилось после 17 дней упражнений с 250 до 150, а у вознаграждавшихся — до 50. Сопоставление наглядно показывает значение закона поощрения успеха, второго весьма важного психологического закона научения.

Сказанное соответствует педагогическому опыту. Ребенок, получающий за хорошие отметки похвалу, учится лучше других детей, чьи успехи не поощряются. Разумеется, можно наказать крыс, сворачивающих в тупик, легким ударом электричества. Но на успех научения это не окажет заметного влияния. Вероятно, конец тупика и необходимость возвращения и без того достаточно неприятны крысе и сами по себе воспринимаются ею как наказание. Поэтому дополнительно наказывающие раздражения уже не могут что-либо существенно изменить. У школьника, не приготовившего домашнего задания, ситуация несколько другая, так как его нерадивость вначале отнюдь не неприятна. И только позднее воспитатель выговором, то есть наказанием, может сделать нерадивость неприятной.

При быстром беге через лабиринт хорошо обученная крыса почти целиком и полностью полагается на свое чувство движения. Из этого, однако, не следует, что другие ощущения вообще не играют никакой роли в процессе научения крысы. Правда, значение зрения в жизни крыс, которые являются сумеречными животными, невелико. Однако если лабиринт при ярком дневном освещении стоит недалеко от окна, так что свет и тени в ходах отчетливо различимы, то животное пользуется этим оптическим контрастом. Стоит повернуть стоявший перед окном лабиринт, и крыса, которая только что бежала правильно, приходит в замешательство и делает ошибки. С помощью зрения крыса может воспринимать те или иные детали окружающего ее мира, но делает это лишь тогда, когда она вынуждена к этому. Свою пищу она узнает преимущественно по запаху.

Наука весьма заинтересована в создании наилучших видов тренировки, позволяющих добиваться как можно более быстрого и успешного обучения животных. В незнакомый лабиринт одновременно выпускали много крыс, и они совершали по 10 пробегов два раза в день, до и после полудня, то есть ежедневно по 20 пробегов. Но лучшие результаты были получены тогда, когда животных выпускали в лабиринт 5 раз подряд и после каждой серии упражнений следовала длинная пауза. При этом общее число ежедневных тренировочных пробегов оставалось неизменно равным 20. Так как и этот результат соответствует педагогической практике, он справедлив для любого вида обучения.

Тот, кто теперь задумается над результатами исследований в лабиринте, уже не будет утверждать, как это делали наблюдатели 100 лет назад, что крысы разумны. С понятием «интеллект» мы должны познакомиться поближе. Для этого необходимы эксперименты с животными. Говорим ли мы только об интеллекте или только о научении — в обоих случаях при исследовании ставится вопрос: а в чем, собственно, они состоят? Если кто-нибудь станет говорить об интеллекте крыс, овладевших лабиринтом, то, как мы теперь это знаем, он состоит главным образом в воспоминании об определенном чувстве движения и повороте, оказавшемся тогда удачным.

В этой связи нельзя не сказать о проблемах, которые не удалось решить исследованиями в лабиринте. Возникали многочисленные вопросы, не способствует ли научению особое питание, например преимущественно мясной или растительной пищей? Нельзя ли получить особенно хорошие результаты, внося в рацион животного гормоны? Кто обучается лучше — самки или самцы? На все эти и подобные им вопросы не было получено ясного ответа.

Чтобы разрешить различные специальные проблемы, конструировались лабиринты самых разнообразных форм, причем на протяжении всех исследований возникали неожиданные трудности. Два лабиринта, показанные на рис. 4 и 5, значительно отличаются в плане друг от друга.

Испытав 50 крыс сначала в одном, а затем в другом лабиринте, мы обнаружили, что крысы, которые в первом лабиринте обучались быстро и успешно, во втором допускают значительно больше ошибок. Вначале они показали себя хорошими, а затем весьма посредственными учениками. Таким образом, результаты зависят не только от способности к научению, но и в значительной мере от формы лабиринта, в котором проводится испытание. Если один исследователь считает, что эксперименты в лабиринте позволили ему доказать, что самцы обучаются лучше самок, то другой ученый, работавший в другой лаборатории, с другим лабиринтом, скажет, что он не нашел никакой разницы в их способностях. Очевидно, трудность научения была для крыс разной, но объяснить причину такой разницы не удается.

Сегодня мы уже знаем, что исследования в лабиринте дают довольно ограниченные возможности для анализа научения. Они важны при изучении частных проблем запоминания и использования по мере надобности зафиксированного в памяти, а именно: при изучении проблемы кинестетической ориентации небольших животных в труднообозримых для них местностях. К этому надо добавить, что результаты испытаний крыс в закрытых лабиринтах несущественно отличаются от результатов, полученных в высоких открытых лабиринтах аналогичной формы. Очевидно, они зависят только от длины пути и числа поворотов, а не от характера обстановки, окружающей бегущую по лабиринту крысу.

И все же обучение в лабиринте позволило получить объективные, вполне достоверные факты, для правильной обработки которых в конце прошлого столетия еще не было возможностей. Если наблюдение за крысами в лабиринте вел человек, склонный к субъективным оценкам, то он считал крыс разумными; если наблюдатель придерживался другой точки зрения, то он утверждал, что речь здесь может идти лишь о чисто механическом научении; таким образом, это были сугубо личные оценки, которые не могли разъяснить, как животные достигали тех или иных результатов.

Исследования с помощью лабиринта впервые начали развиваться в США. Теперь же мы познакомимся с другим методом анализа поведения животных и человека, который был разработан в Советском Союзе и который имел гораздо большее значение, чем исследования в лабиринте.

Нет необходимости доказывать, что И. П. Павлов был выдающимся ученым. За свою долгую жизнь (1849–1936) он добился огромных успехов благодаря большому трудолюбию, целеустремленной работе, острому взгляду, теоретической ясности, исключительно искусному экспериментированию и не в последнюю очередь мастерскому изложению результатов своих исследований и мыслей. Он начинал научную деятельность в области физиологии, науки о процессах, происходящих в здоровом человеческом организме, таких, как, например, кровообращение, регулирование температуры, пищеварение и выделение. Знания, приобретенные в этой специальной области науки, совершенно необходимы для овладения искусством врачевания.

Современные научные исследования постоянно задают природе вопросы. Например, что происходит в организме, когда он находится в условиях очень низкого атмосферного давления и ограниченного содержания кислорода, как это бывает при восхождении на высокую гору или в самолете? Ответ на такой вопрос можно получить и на земле. Для этого пользуются камерой низкого давления (барокамерой), из которой постепенно откачивают воздух, тем самым понижая давление. Поскольку заранее нельзя сказать, не будут ли такие эксперименты опасны для человека, их, как правило, проводят вначале на животных, В какой-то степени они отвечают на вопросы, поставленные в эксперименте, в нашем примере — изменением работы сердца, учащенным дыханием и другими тщательно регистрируемыми явлениями. Все эти процессы не могут изучаться одновременно, а потому выделяются частные проблемы.

Будучи еще молодым физиологом, Павлов занимался вопросами пищеварения, точнее частью этой проблемы — причинами секреции (выделения) слюны в полость рта и желудочного сока в желудок. Что же вызывает эту секрецию?

Напрашивалось предположение, что железистые клетки стенок желудка начинают выделять сок, когда их касаются проглоченные и пережеванные кусочки пищи. Проведя две операции на собаках, Павлов доказал, что такое объяснение неверно. Он разрезал пищевод и вывел конец отрезка, идущего от полости рта, в прорез кожи на шее; в результате каждый проглоченный животным кусок выпадал наружу. Кроме того, Павлов наложил на желудок фистулу. Фистула — это трубочка, которую одним концом вставляют в стенку желудка, а другой выводят на поверхность живота; образующийся в желудке сок по каплям вытекает по фистуле в специальный сосуд. Эти исследования показали, что при каждом приеме пищи у собаки вырабатывается желудочный сок, хотя в желудок никакая пища не попадает. Происходящее наглядно изображено на рис. 6.

Выходит, что секреция сока в желудке может быть вызвана только нервным возбуждением. Однако прямых нервных путей, которые вели бы от рта к желудку, нет, а есть только такие, которые идут от рта к мозгу и уже от мозга к желудку.

Еще до Павлова другой выдающийся русский физиолог, Иван Михайлович Сеченов (1829–1905), свел все происходящее в организме к рефлексам. Нервные пути рефлекса образуют так называемую рефлекторную дугу, которая состоит из чувствительной ветви, передающей в мозг все, что воспринимают органы чувств (разумеется, это чисто биологическая, а не физическая передача), и двигательной ветви, отходящей от мозга и идущей к «рабочим органам», то есть мышцам и железам.

Главное внимание Павлов уделил деятельности слюнных желез. Известно, что собака, в рот которой попал песок, выделяет большее количество слюны, чем во время еды. И у людей только при виде вкусного блюда может начаться слюноотделение. Об этом говорит и известное выражение «слюнки текут». В конце прошлого столетия существовало «ученое» мнение, что телесную секрецию обусловливает нетелесная радость, вызванная полученным или ожидаемым удовольствием. Считали, что нечто, не зависящее от тела и называемое душой, может таинственным образом влиять на работу органов. При этом оставались неясными два момента: во-первых, являлась ли действительно первопричиной какая-то радость, удовольствие, приятный вкус, желание, ожидание или даже мысль и, во-вторых, как проявляется это действие в каждом конкретном случае.

Физиологические исследования помогли Павлову понять ценность точных измерений. Он задался целью возможно полнее изучить выделение слюны, количество которой серьезно менялось в зависимости от обстоятельств. Эксперимент, который он поставил, выявляет в нем весьма искусного мастера операций на животных. Чтобы измерить количество выделяемой слюны, ему пришлось наложить фистулу на околоушную слюнную железу. Операция осложнялась тем, что трубка должна была точно входить в выделительный проток железы. Последующим исследователям не сразу удалось повторить эксперимент Павлова, Им пришлось вначале научиться тонкостям оперирования. Когда Павлов давал подготовленной таким образом собаке маленькие кусочки мяса, слюна капала из фистулы в подставленный под нее измерительный сосуд.

В других опытах Павлов сочетал кормление со звуковым раздражителем — звонком или шумом зуммера. Обычно воздействие на слух собаки не вызывает выделения слюны. С этой точки зрения шум является безразличным раздражителем. Но все изменяется, как только это воздействие неоднократно повторяется перед кормлением. В противоположность шуму раздражение полости рта во всех случаях вызывает выделение слюны. Это врожденный рефлекс в отличие от тех, которые вызывают секрецию лишь при определенных условиях. Павлов назвал рефлексы первого типа безусловными, а вторые — условными.

Установка, с которой работал И. П. Павлов, показана на рис. 7 в сильно упрощенном виде. Подопытную собаку закрепляли лямками в специальном станке, перед ней ставили миску, и спереди на раме был звонок. Как только он зазвонит, животное получает небольшую порцию корма. После нескольких повторений этой процедуры слюна выделяется сразу же после звонка, в том числе и тогда, когда, акустический сигнал не подкрепляется кормом. В этих случаях секреция вызывается условным рефлексом, сложившимся у животного в результате многократного сочетания звукового раздражителя с пищевым подкреплением.

Но И. П. Павлов искал научное объяснение обнаруженным им фактам. Его интересовало, как раздражение органа слуха (или зрения), который не связан с пищеварением, влияет на железы рта. Значение разработанной Павловым теории, о которой большинство моих читателей уже слышали, можно правильно оценить только с учетом господствовавших в его время мировоззрений и общественных отношений.

По-прежнему встречались люди (нашелся такой человек и среди сотрудников Павлова), которые, как мы уже говорили, считали, что все объясняется действием духовных сил. Павлов, слушая их, только качал головой. Позднее он писал: «Среди моих сотрудников по лаборатории выделялся один молодой доктор. В нем виднелся живой ум, понимающий радости и торжество исследующей мысли. Каково же было мое изумление, когда этот верный друг лаборатории обнаружил истинное и глубокое негодование, впервые услыхав о наших планах исследовать душевную деятельность собака в той же лаборатории и теми же средствами, которыми мы пользовались до сих пор для решения различных физиологических вопросов. Никакие наши убеждения не действовали на него, он сулил и желал нам всяческих неудач. И, как можно было понять, все это потому, что в его глазах то высокое и своеобразное, что он полагал в духовном мире человека и высших животных, не только не могло быть плодотворно исследовано, а прямо как бы оскорблялось грубостью действий в наших физиологических лабораториях»[7].

Здесь я должен обратить внимание читателей на научные факты, которые нередко опускаются в многочисленных описаниях основных исследований Павлова. Речь пойдет о мозге, о функциях и строении которого до последней четверти прошлого столетия еще не имели ясного представления.

В начале 70-х годов прошлого века исследования мозга показали, что определенные, хорошо очерченные зоны коры головного мозга управляют отдельными участками тела, например мышцами лица, рукой или ногой. Если в результате тяжелого ранения головы оказывался поврежденным соответствующий участок мозга, то переставала действовать рука и только она, а не какая-нибудь иная часть тела. При повреждении другого участка мозга нарушалась деятельность какого-либо органа чувств: раненый слеп или глох. Такие участки головного мозга называют центрами; от них, как это теперь совершенно неоспоримо доказано, идут нервные пути соответственно к уху, языку или слюнным железам. Хотя учение о центрах было новым и для молодого Павлова, в его трудах существование этих центров рассматривается уже как нечто само собой разумеющееся. Теперь мы знаем, что учение о центрах не столь всеобъемлюще, как полагали в те годы; однако мы не будем подробно останавливаться на этом.

Павлов был физиологом-материалистом. Он понимал, что объяснение наблюдаемых им при выделении слюны явлений следует искать в реально существующих процессах, которые могут быть обнаружены путем точных исследований. В соответствии с учением о центрах он предположил, что при каждом воздействии раздражителя на вкусовые рецепторы рта возбуждается соответствующий центр, это возбуждение передается определенным путем второму центру, управляющему деятельностью слюнной железы, который и приводит подчиненный ему орган в активное состояние. Так объяснялся механизм безусловного рефлекса.

Если одновременно с возбуждением центра, управляющего слухом, многократно возбуждать центр, управляющий вкусовыми ощущениями, то между этими центрами устанавливается связь, которую Павлов назвал временной. Отныне любое раздражение первого центра приводит и к раздражению второго, а тот в свою очередь — к выделению слюны.

Очень важно отметить, что эта связь является временной. В период выработки условного слюноотделительного рефлекса, например на свет электрической лампочки, подопытное животное получает корм после каждого включения оптического сигнала. Специалисты говорят в таких случаях о подкреплении условного рефлекса безусловным. Условный рефлекс будет действовать, даже если прекратить подкреплять его, то есть включать световой раздражитель и не давать пищи. Но если условный раздражитель неоднократно применяют без подкрепления, то число выделяющихся капель слюны от опыта к опыту будет уменьшаться, пока слюноотделение в конце концов не прекратится совсем. Условный рефлекс угаснет.

Как это понимать? Можно предположить, что животное забыло о связи между раздражителем и получением пищи. Такое предположение не кажется нам невероятным. Нередко можно услышать, как один человек говорит другому, что он что-то забыл, например сколько стоит книга, название которой он помнит, но не может связать с ценой. Между названием и ценой существовала временная связь, которая исчезла. Это исчезновение сравнимо с выцветанием плохо закрепленной фотографии, на которой по прошествии длительного времени ничего нельзя разобрать. Казалось бы, точно так же можно объяснить забывание облика определенной личности или здания. Создается впечатление, что ранее воспринятый образ — не только отраженный, но и запечатленный в мозгу — исчезает.

Павлов же неоспоримо доказал, что достаточно прочно запечатленные восприятия, а также взаимоотношения между ними не забываются; к ним неприменима аналогия ни с медленно «выцветающей» фотографией, ни с окончательным исчезновением образа. Если условный рефлекс подкреплялся всего несколько раз, он угасает быстро. На его восстановление приходится затрачивать почти столько же усилий, как и при его первичной выработке.

Иначе обстоит дело, когда условный раздражитель — звуковой или световой сигнал — подкрепляли многократно.

В этом случае условный рефлекс угасает медленно. Если его затем подкрепить вновь, даже после длительной паузы, он восстанавливается удивительно быстро; значит, полностью такой условный рефлекс не «забывается».

Гениально и смело И. П. Павлов предположил, что в таких случаях временная связь между вызывающими рефлекс раздражителями (звук и раздражение вкусовых рецепторов) не исчезает, просто условный рефлекс был заторможен. Следовательно, любое забывание достаточно прочно закрепленных временных связей объясняется торможением. Передающееся от одного центра к другому возбуждение постепенно тормозится, что в конце концов приводит к полной остановке данного процесса. К этому следует добавить, что возбуждение и торможение в различных комбинациях являются теми процессами, на которых основывается вся высшая нервная деятельность. Современные исследования приносят этому все новые подтверждения.

Для иллюстрации того, что представляет собой забывание, приведем такой убедительный пример из жизни людей. Спросим у сорокалетних мужчин имена их однокашников по выпускному классу, вместе с которыми они учились долгие годы. В лучшем случае они вспомнят несколько имен и скажут, что имена остальных забыли. Спустя 25 лет, уже в пожилом возрасте, воспоминания этих людей станут значительно полнее, они назовут больше имен, чем прежде. Содержание их памяти не «выцвело», не исчезло, оно было лишь приглушено чем-то другим.

В практике исследования условных рефлексов часто бывало так, что какой-то чрезвычайный раздражитель, например грохот внезапно захлопнувшейся двери, прекращал действие условного рефлекса. Выделявшаяся до этого слюна переставала капать. Такое явление можно объяснить, предположив, что был сильно возбужден некий третий центр и это возбуждение привело к подавлению условного рефлекса. Точно так же и у сорокалетних мужчин юношеские воспоминания заторможены, а не «забыты» в обычном понимании этого слова, так как мозг в период наиболее полного расцвета творческих способностей работает с полной нагрузкой и соотношения и связи, которые не играют в настоящее время особой роли, приглушены. Все особенно волнующие события тормозят те нервные процессы, которые с ними никак не связаны. Павлов писал по этому поводу: «Перед экстренным требованием внешней обстановки должна временно отступить другая текущая деятельность»[8].

Изучение условных рефлексов помогает понять процесс забывания. Само собой разумеется, намного важнее то, что этот метод исследования дал для понимания научения. В соответствии с тем, что мы уже узнали, можно сказать, что научение заключается в образовании временных связей. Справедливо ли это для любого вида научения?

Ответ может быть только отрицательным. Однако в жизни людей существуют многочисленные процессы обучения, которые действительно можно свести к временным связям. Это относится к заучиванию слов или включению света с помощью выключателя, запоминанию времени отправления поезда или того, на какой полке стоит книга, Научение подобного типа может иметь место и у животных. В этом смысле можно сказать, что собака тоже понимает значение слов. Следуя команде «сидеть», она действительно садится на задние лапы. Ее понимание основано на временной связи между звуковым сигналом и поощряемым поведением. Вознаграждение служит не чем иным, как подкреплением акустического сигнала. Поэтому дрессировка собак в большой степени основана на учении Павлова, убедительно показавшем нам, как осуществляется это понимание, и обучение.

Условные рефлексы образуются уже в первые дни жизни. Все выглядит так, словно новорожденный щенок, сосущий молоко матери, реагирует на запах, действие которого является для него врожденным. Сосание — это безусловный рефлекс. Один советский ученый с помощью хорошо продуманного эксперимента показал, что первые условные рефлексы образуются у щенка сразу после рождения. Появившиеся на свет щенки вначале очищаются матерью, которая облизывает их. Затем, ползая вокруг нее, они ищут и находят соски. Чтобы исследовать поведение щенков, у их матери незадолго до родов вымыли и смазали перечной мятой соски, хвост и лапы; этот запах и был первым, что еще слепые щенки восприняли в своей жизни. После первого сосания матери они заснули. Их поместили на 80 минут в ящик, а затем одного за другим клали на стол. Здесь к носу каждого щенка подносили кусочек шерсти, пахнущий так же, как и их мать, мятой. Маленькое существо ползло вперед и пыталось даже иногда сосать шерсть (рис. 8). Вскоре опыт повторили, на этот раз кусочки шерсти пахли иначе, чем мать, например ментоловым маслом. Щенки, ощутив запах, отворачивались и ползли назад (рис. 8, внизу).

Условный рефлекс играет большую роль в жизни как животных, так и людей. Не обращая внимания на внезапно зажегшийся красный свет декоративного уличного фонаря, водитель, не колеблясь, проезжает мимо. Но, если загорается красный свет светофора, он сразу же тормозит. Используя приведенные выше термины, можно сказать, что при появлении красного света светофора срабатывает рефлекс торможения.

Пожалуй, кто-нибудь из читателей может подумать, что то, что происходит при восприятии цветового сигнала водителем, является мыслительным процессом. Но тогда он должен признать, что о мышлении (даже в самой простой форме) речь могла бы идти только в том случае, если бы водитель перед торможением учитывал вероятность несчастного случая или уплаты штрафа за нарушение правил уличного движения. На самом же деле ни о том ни о другом он, разумеется, в момент торможения не думал, Мы еще не обсудили, что следует понимать под словом «думал». Во всяком случае, действие, о котором мы только что говорили, гораздо проще того, чем занимается инженер, проектирующий турбину для электростанции. Процессы, протекающие в его мозгу, нельзя представить себе как простую цепь условных рефлексов. Мышление человека гораздо сложнее. Здесь переплетены очень сложные и относительно простые процессы, взаимно влияющие друг на друга. Поэтому можно утверждать, что условные рефлексы играют в нашем мышлении подчиненную, частную роль.

Название раздела звучит научно и недоступно. Пусть пока оно так и останется непонятным, поскольку вначале речь пойдет о творческом наследии И. П. Павлова. Труды Павлова получили мировое признание и в 1904 году были отмечены Нобелевской премией, высшей наградой, какую может получить ученый, работающий в области естественных наук и медицины. Разумеется, не обошлось и без критиков. Им казалось сомнительным, чтобы открытия, связанные с деятельностью слюнной железы, были справедливы и в отношении поведения животных в естественных условиях. Собака может делать многое: прыгать, рыть землю, стоять на задних лапах и т. д. В ряде случаев она должна решить, перепрыгнуть ей через препятствие или обойти его. В классическом эксперименте Павлова выбора нет. Животное обладает минимумом степеней свободы действия. Изучаются только условия, при которых раздражитель вызывает слюноотделение. В этой связи был введен термин «обусловливание» реакций животного.

Изобретательный американский психолог Б. Скиннер задался вопросом, можно ли определенные движения или действия обусловить так, чтобы они приносили животному некое вознаграждение. Скажем, мы обусловливаем поведение собаки, которая дает нам лапу, вознаграждением, состоящим в поглаживании или просто в приветливом слове, звучание которого доставляет собаке удовольствие. Опытные собаководы предлагали вообще говорить не о вознаграждении животного, а лишь об удовольствии, которое оно получает при определенных условиях. В отношении людей под вознаграждением понимается нечто большее, чем просто приятное чувственное раздражение.

Теперь, пожалуй, ясно, что имеется в виду под понятием «обусловливание». Скиннер стремился обусловить такое поведение животного, которое оно способно вырабатывать самостоятельно, а не такое, которое явилось бы результатом принуждения или дрессировки. Для этой цели он построил ящик, показанный на рис. 9. Сейчас такой ящик известен и широко используется во всем мире под названием «ящик Скиннера». К его узкой стороне крепится на шарнирах горизонтальная дощечка, которая может быть легко опущена вниз, а затем возвращена пружиной в исходное положение. Под дощечкой находится нечто вроде чашки-кормушки. Снаружи за стенкой расположен сложный механизм, функции которого состоят в том, что после каждого нажатия на дощечку в кормушку падает корм в виде шарика. Все сооружение напоминает торговый автомат.

Для исследований в ящике Скиннера наиболее пригодны крысы. Как только крысу сажают в ящик, она начинает все усердно обнюхивать и карабкаться на стенки. При этом она однажды совершенно случайно нажимает на дощечку, в результате в кормушку падает шарик корма. Обычно животное этого не замечает. Продолжая обнюхивать все вокруг, крыса находит и пожирает пищу, что доставляет ей удовольствие. Она опять начинает возиться в клетке, вновь случайно нажимает на дощечку и постепенно обнаруживает зависимость между определенным движением — нажатием на дощечку — и результатом этого движения. Как только временная связь между поведением и его результатом закрепится, крыса начинает в быстром темпе нажимать на работающую наподобие рычага дощечку и наедается досыта. Решающее движение животного было названо операцией. Оно обусловлено, так как пищу животное получает только при условии совершения «операции».

Интересно отметить такую подробность. Современный ящик Скиннера оборудован автоматическими счетчиками, которые регистрируют каждое нажатие на рычаг. Поскольку одновременно записывается и время, результат наблюдений легко представить в виде кривой. На рис. 10 приведен пример такой кривой. Нетрудно заметить, что вначале крыса нажимает на рычаг очень редко, затем число нажатий начинает медленно расти. После примерно 140 минут число нажатий вдруг возрастает очень быстро. Очевидно, именно в этот момент окончательно закрепилась временная связь между решающим движением и следующим за ним поощрением в виде выпадения шарика корма. В этом случае уже можно сказать, что операция обусловлена. Теперь, надеюсь, читателю стало понятно название данного раздела книги.

Мне бы хотелось обратить ваше внимание на характер подъема в конце кривой научения крысы. Животное научается благодаря результатам совершенных им случайных действий в ходе обследования клетки. Подобный характер кривых научения был известен уже давно. Еще тогда ученые обращали внимание на крутой подъем в конце кривой. Они связывали начало подъема с тем, что животное наконец поняло зависимость между движением и его результатом. Таким образом, мы опять встречаемся с проблемой понимания, и это будет повторяться еще не один раз. Люди способны понять значение иностранных слов, найти решение математической задачи или постигнуть мораль басни о лисе и вороне. Во всех этих случаях обычно говорят о правильном понимании сути, как если бы речь шла об одинаковых процессах. Однако на самом деле это, разумеется, не так, ссылка на понимание с научной точки зрения недостаточно состоятельна. Но вот для обусловливания (и только для него) можно сказать, в чем, собственно, заключается такое понимание — это временная связь между поведением и его последствием.

В ящике Скиннера крысы могут самостоятельно не только решить, как правильно вести себя, но усвоить, какую пользу приносит такое поведение. На рис. 11 показан ящик, на узкой стороне которого, так же как и в ящике на предыдущем рисунке, имеется дощечка, способная опускаться вниз при нажатии на нее. Впрочем, обычно используется не дощечка, а тонкий стержень-рычаг, на который крысе удобно ставить свои передние лапки. Над дощечкой находится излучатель тепла, под действием которого температура в клетке постепенно повышается и животному становится жарко. Если теперь крыса нажмет на рычаг, сработает находящееся снаружи устройство, которое выключает ток, идущий к излучателю тепла. Одновременно через зарешеченное окошко (на рисунке справа) начинает поступать холодный воздух, от которого крысе вскоре становится не по себе. Если теперь она опять нажмет на рычаг, поток холодного воздуха прекращается и включается обогреватель. Крыса, заметившая, к чему приводит нажатие на рычаг, начинает самостоятельно регулировать температуру в клетке. Следует также отметить, что для ученого работать с ящиком Скиннера очень удобно. Достаточно посадить подопытное животное в клетку, и можно заниматься другой работой. Через несколько часов считывают со счетчиков число нажатий на рычаг и переносят результаты на график.

У этой установки есть очень важная особенность. В основных экспериментах И. П. Павлова вначале действовал условный раздражитель (скажем, звук), а затем безусловный (например, вкусовой раздражитель). Эксперименты такого типа мы называем классическим обусловливанием. Оперантное обусловливание в одном отношении существенно отличается от него. Нагревание кожи, если оно слишком сильное, во всех случаях для крысы неприятно, то есть является безусловным раздражителем. Напротив, условным раздражителем является то, к чему приводит действие с рычагом, так как крыса нажимает на него, только когда ей слишком жарко или, наоборот, слишком холодно. При разработанном Скиннером методе обусловливания сначала действует безусловный, а затем условный раздражитель.

Суть временных связей и образуемых на их основе условных рефлексов объяснена нами здесь достаточно полно. Под рефлексом понимают реакцию, вызванную каким-либо раздражителем; она может быть такой простой, как спугивание мухи со щеки, или такой сложной, как сосание молока новорожденными животными или детьми. Необходимым для этого движениям рта, гортани и грудной клетки не выучиваются — они врожденные. Но вызывающие их раздражители могут действовать на условнорефлекторной основе, как это уже было показано на примере со щенками. Итак, говоря о поведении животных, следует поставить вопрос, является ли оно врожденным или приобретено в результате научения. С этой проблемой мы познакомимся в следующей главе.

Примечания:

7

Павлов И. П. Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей нервной деятельности животных. Полн. собр. соч. изд-во АН СССР, М. — Л, 1951, стр. 64–65. — Прим. перев.

8

Павлов И. П. Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей нервной деятельности животных. Полн. собр. соч. изд-во АН СССР, М. — Л., 1951, стр. 133. — Прим. перев.