[科普中国]-试错学习

简介

动物在自然条件下的学习，很少只涉及一种条件反射类型, 往往是两种条件反向类型型和型一起发生, 并以型条件反射, 即操作条件反射为主。索普（W.H.Thorpe）就把这种学习过程称为尝试一错误学习（trial and error learning），简称试一错学习。这种学习是在动物的欲求行为期间由于得到报偿而在一种刺激或场合和一种活动之间所建立的联系，刺激和活动都发生在得到报偿之前，动物必须先有某种欲求动机。1

鸟类的试错学习鸟类的觅食行为有很强的适应能力，如果它们通过觅食活动找到了食物的隐蔽场所， 那么以后就会经常到那里去。它们也能很快地学会回避有毒的食物，而且在很长一个时期内都不去吃这种食物如有毒的王蝶。鸟类的辨识能力也很强，鸟类回巢需要辩认地形地物, 鸟类迁飞则依赖于星空信息的贮存。

行为学家曾用家鸽做过很多试验，家鸽在斯金纳箱中为了得到报偿可以学会啄一个机关，就像大白鼠为了得到报偿去压杆一样。在早期设计的斯金纳箱中，动物可以用各种不同的方法解决同一问题。例如可以把鸟关在一个大笼子里让它取食盒子中的食物，然后再把食物盒关闭。但是要想再打开食物盒，鸟就必须去拉或者去压一根崩紧在两个支持物之间的绳子。有几种鸟能够学会自己开盒子，但方法不同，有的是用嚎或爪拉绳子, 有的是用头压绳子，还有的鸟能学会飞落在绳子上靠身体的重量压绳开盒。这些行为都是典型的试一错学习，起初为了打开盒子它们需要做很多不适当的活动，但是在碰巧取得几次成功之后，它们就能逐渐学会较快和较省力的开盒方法。家麻雀，也很善于应付和解决各种问题，它们时而大胆地接近人，时而又害怕地躲避人，它们是少数能够成功地与人类和谐共处的野生动物之一。

鸟类的活动范围很大，用迷宫做试验似乎不太合适，但是训练鸽子走迷宫却很容易，在某些方面， 它们的表现比大白鼠还要好，不过它们一旦学会了走一种迷宫，当情况发生变化时，它们就很难适应。一般认为，鸦科鸟类的智力最发达，这些鸟类能够解决很多困难问题。例如让它隔着一个屏障看到两个盒子，其中一个盒子里有食物，另一个没有，并且让两个盒子朝相反的方向移动。在这种情况下，每只鸟为了得到食物就必须从适当的方向绕过屏障，鸦科鸟类都能做得很好，但鸽子和公鸡却不能解决这一问题。不过在其他一些智力测验中，鸽子和公鸡也有良好表现。1

蜜蜂的试错行为R.门泽尔及其同事利用蜜蜂的色觉特性研究了蜜蜂的学习和记忆能力。他们在离峰箱40m的地方摆1张桌子，桌上放3个圆玻璃盘，每个盘下都可用有色灯泡照亮。训练时先把中间盘子用黄灯光照亮，蜜蜂来采食时可吸食2mol/l浓度的蔗糖液，每只受训的蜜蜂都作好标记，以便辨认。训练1只蜜蜂到黄色玻璃盘采食以后，当它下次再来采食时，把中间玻璃盘下的黄色灯泡关掉，而把两侧玻璃盘下的灯泡点亮，其中一个是黄色，一个是蓝色。以前的试验已经表明，蜜蜂对这两种颜色都没有偏爱，如果让只未受过训练的蜜蜂在这两种颜色之间进行选择，那么每种颜色被选中的概率各为一半。但是，1只受过上述训练的蜜蜂则到黄色玻璃盘中采食的概率较高。经过5次训练后， 蜜蜂选择黄色的概率可达到。

Menzel及其同事在对上述试验进行分析后还发现了以下几点规律：

（1）不同报偿对蜜蜂习性形成的影响蜜蜂所吸食的糖液量对所形成的习性强度没有影响，但每次吸食的持续时间却很重要。如果每次只让蜜蜂吸食2s，那么它们只在得到报偿后的前4min保持较高的正确反应率，此后，新习性便明显消退。如果每次的吸食时间是15-30s，那么在得到报偿以后4min， 正确反应率仍可增加，尽管此后已经不再训练。

（2）蜜蜂的记忆力：如果在两种颜色中选一种颜色给予3次报偿，当两周后再进行测验时, 蜜蜂仍记得这种颜色, 其正确反应率大约是80%。

（3）信息存贮期：在训练蜜蜂时发现，要想使刺激颜色生效，该刺激必须在蜜蜂得到报偿糖液前2s被看到，否则蜜蜂一旦降落在食物盘上再给予刺激显示颜色， 训练就会毫无成效。可见，在蜜蜂得到报偿以前有一个短暂的信息存贮期，行为学家称之为感觉记忆。1