巴甫洛夫实验

经典条件反射（英语：classical conditioning，又称巴甫洛夫条件反射、反应条件反射、alpha条件反射），是一种关联性学习。伊万·彼得罗维奇·巴甫洛夫将这种产生条件反射行为的学习型态描述为“动物对特定制约刺激的反应”。最简单的形式，是亚里士多德曾经提出的接近律，也就是当两件事物经常同时出现时，大脑对其中一件事物的记忆会附带另外一件事物。经典条件反射理论一开始的重点放在反射行为或是非自愿行为。任何一个反射都是中性刺激与产生的反应两者的关系。近几年来对经典条件反射理论所做的反射限制被抛弃，且自愿行为的条件反射刺激也成为重要研究。经典条件反射的典型范例，包含了可重复的中性刺激和非条件反射刺激。非条件反射刺激（unconditioned stimulus、US）能够引起非条件反射反应（unconditioned response、UR），且不需要经过学习；非条件反射刺激和非条件反射反应的关系，称做“非条件反射反射”。条件反射刺激（conditioned stimulus、CS）则是能够引起条件反射反应（conditioned response、CR）的初始中性刺激（neutral stimulus、NS），这是需要学习的。且条件反射刺激与心理学上立即性和长期性的期待、满足与恐惧有关，条件反射刺激和条件反射反应的关系，称做“条件反射反射”。当非条件反射刺激重复性地或是猛烈地伴随着某个中性刺激，这个中性刺激会成为一个条件反射刺激，并产生条件反射反射。以下实验俱可简化为三部分：经典条件反射最著名的例子，是巴甫洛夫的狗的唾液条件反射反射。狗能够对食物自然而然的分泌唾液，此时巴甫洛夫将食物看作非条件反射刺激（US）、唾液分泌看作非条件反射反应（UR），并将两者的关系称为非条件反射反射。而如果在提供食物之前的几秒钟发出一些作为中性刺激（NS）的声响，将会使得这个声响转变为条件反射刺激（CS），能够单独在没有食物的状况下引起作为条件反射反应（CR）的唾液分泌，两者的关系则被称做条件反射反射。这种与食物相关的刺激与所引起的反应的关系便是所谓经典条件反射。食物引起唾液分泌是先天性的，而声响之所以能够引起唾液分泌，源自动物个体的所经历的经验。本实验简化如下：食物 (US) =>唾液分泌（UR）食物 (US) + 声音 (NS) =>唾液分泌（UR）声音 (CS) =>唾液分泌（CR）约翰·华生认为人类的情绪（如恐惧）也是能够被条件反射的。并相信行为的产生，能够透过由非条件反射刺激伴随原来无法产生任何反应的中性刺激，在自然而然地产生非条件反射反应之后，使中性刺激成为能够单独产生条件反射反应的条件反射刺激。在他的实验中，华生制造了一个恐惧反应，对象是医院中一位孤儿阿尔伯特。在实验开始之前，华生经过测试之后发现这位男孩不害怕包括老鼠、兔子、猴子、狗、棉絮和没有头发的面具之类的东西。并发现阿尔伯对铁锤敲打的巨大声响产生恐惧。为了使阿尔伯特对老鼠产生恐惧的条件反射反应。华生使作为中性刺激（NS）的老鼠和作为非条件反射刺激（US）的巨大声响同时出现，并产生了作为非条件反射反应（UR）的恐惧反应。在一段时间内多次的反复之后，老鼠转变为条件反射刺激（CS），也就是阿尔伯特对老鼠的单独出现产生了条件反射反应（CR），包括恐惧和逃避。华生更证明了兔子、毛皮外套、华生的头发、狗，诸如此类的东西都能用和老鼠实验相同的方法产生类似的反应，即使在不同的房间进行实验也是一样，表示这个实验对不同的物品和环境皆有效。一个月后再度测试出阿尔伯特依然会对这些东西产生恐惧。这个实验证明了人类的行为能够被刻意的条件反射，并与佛洛伊德学说中认为人类行为来自非刻意产生的无意识有所差异。本实验简化如下：声音 (US) =>恐惧（UR）声音 (US) + 老鼠 (NS) =>恐惧（UR）老鼠 (CS) =>恐惧（CR）学习得最快就是透过提前条件反射 （英：Forward conditioning）:69。常见有并行条件反射 （英：simultaneous conditioning）指CS与US同时显示，但会制造较弱的反应。逆向条件反射（英：backward conditioning），指US反先显示，然后US消失后才显示CS。而这个方法很难令到目标有反应。从巴甫洛夫的实验，他要427次配对香草气味 (CS) 才做到只用痕迹条件反射只要20次配对就做到的效果。或者在教育方面，父母想让小孩子学生字(CS)，若用此法，先给一些有趣的图片(US)再给字他看，小孩子的注意力反放在有趣的图片而对文字没有兴趣。有些进化学上的关连会容易习得。例如大声(audiovisual-CS)与电击(US)配对。接近性 (英：contiguity）指CS与US出现的时间间隔。正常来说，两者越近就条件反射效果越好。人们如果没有特意去反省发生了的事情就不能察觉CS的出现。此方法带来Covert conditioning（英语：Covert conditioning），应用有系统减敏感疗法，透过让目标留意想刺激物来加强条件反射反应。一般来说没有太大影响，不过重点是最初的配对比起之后的配对更有效用。一个完整的试验等CS出现、US出现、目标反应三个加起。试验之间隔得越远则效果较佳。例如，灯就亮起(CS)并为实验老鼠提供食物(US)，老鼠就去享受美食(R)。但这个过程每隔5分钟就会出现。对老鼠来说，灯光没有太大意义，因为这个CS出现与否都不能为它带来额外的讯息。即是不论如何都有食物，CS失去了其预测功能。与年幼条件反射的配对效果越佳。施加轻度压力的配对效果越佳，但过多反会削弱学习效果。二阶条件反射（英语：Second-order conditioning）（英：second-order conditioning ）指当一个刺激物条件反射成功后，用该刺激物去学习新的刺激物的条件反射关系。例如“吃饭”指令(CS) 与“食物”(US)引起了小猫的准备(R)之后，主人每次说“吃饭”指令(CS) 就打开储物柜门(US2)。久而久之，每当小猫听到打开储物柜门(US2)的声音，就会准备(R)。一般来说，此条件反射关系会较上述的直接条件反射效果较弱，因为没有US的参与（“食物”）。也会令消退（extinction）更易出现，小猫很快就忘记门与食物的关系。透过Evaluative conditioning（英语：Evaluative conditioning），实验员将一些受试者从未看过的人脸配上一些正面或负面的形容词（像是诚实或残忍），一段时间后人们开始也对这些人脸出现相对的感觉。厌恶疗法（Aversion therapy）就是透过这个方法反经典条件反射 (英：Countercondioning) 来消除原本的条件反射关系，而制造新的条件反射关系。举例来说，吸烟(CS1)为人们带来愉快的感觉(CR1)。透过新的配对，用一些吓人的穿肺相片(CS2/US2)令到人们感到不自在或恶心(CR2/UR2)，而令到原本条件反射关系消弱，远到戒烟的目的。在心理学中，Rescorla–Wagner model（英语：Rescorla–Wagner model） 指的是目标对US的期望 (associative value, V {textstyle V} ) 与US实际有多少。学习是因为期望 V {textstyle V} 的改变。而 ( λ − Σ V ) {textstyle (lambda -Sigma V)} 量度US有多“意外”。目标在条件反射之前会得“惊喜”，因为在最初当CS在目标者前出现，就带来US。但之后，因为目标见到CS就能预计US而不再感到惊喜。这个方程式解释了Blocking effect（英语：Blocking effect）是如何发生。心理学以经典条件反射理论为基础推导出了多种心理治疗理论，包括了厌恶疗法、系统脱敏感疗法、泛滥疗法、爆炸疗法。其中泛滥疗法和爆炸疗法被用来使个体对事物产生焦虑，并因为潜在的危险而受到道德争议。经典条件反射可以短期使用，与人道的治疗不一样的是，花较少治疗者的时间和被治疗者的努力，这些疗法最后可以使人对某些事物感到厌恶，也可以使人减少对某些事物的厌恶。厌恶疗法（Aversion therapy）又称惩罚法，利用某些非条件反射刺激（如反胃、呕吐），以经典条件反射的原理使某些中性刺激（如性行为）转变为条件反射刺激。治疗之后使被治疗者不再产生某种行为。这种疗法通常被用在治疗酗酒和毒瘾，甚至性罪行。许多人都有对某些特定事物的感到恐惧或是敏感，而系统减敏感疗法（Systematic desensitization）以渐进的方式建立一套疗程，其中每一个步骤都以条件反射方式使得被治疗者对这些事物的恐惧或敏感稍微减弱，在疗程结束之后，被治疗者将失去对这些特定事物的恐惧或是敏感。洪水疗法（flooding therapy）又称暴露疗法，它与系统脱敏疗法正好相反。洪水疗法不需要进行任何放松训练，而一下子呈现最强烈的恐怖、焦虑刺激（冲击）或一下子呈现大量的恐怖、焦虑刺激，以迅速校正病人对恐怖、焦虑刺激的错误认识，并消除由这种刺激引发的习惯性恐怖、焦虑反应。这种疗法通常被用在焦虑症和恐怖症。许多神经科学的研究以加州海兔（California sea slug）这种被鳃类海洋腹足动物为实验对象，这种动物拥有较小的神经系统，大约2000个神经元，并且能受到经典条件反射的影响，改变感受性（sensitization）和习惯化（habituation）。这种特性使它们被用来做有关学习的研究。