Переменная промежуточная. Э. Ч. Толмен. Пять основных независимых переменных. Модификация формулы бихевиоризма. Гештальт-знаки. Когнитивная карта Латентное научение

Как бихевиорист, Толмен считал, что инициирующее причинное поведение и окончательное результирующее поведение должны быть объективно наблюдаемыми и пригодными для описания в терминах операций. Он предположил, что причины поведения включают пять основных независимых переменных: стимулы окружающей среды, психологические побуждения, наследственность, предшествующее обучение и возраст. Поведение является функцией всех этих переменных, что выражается математическим уравнением.

Между этими наблюдаемыми независимыми переменными и результирующим ответным поведением (зависимой наблюдаемой переменной) Толмен ввел набор ненаблюдаемых факторов, которые назвал промежуточными переменными 88 . Эти промежуточные переменные фактически являются детерминантой поведения. Они представляют собой те внутренние процессы, которые связывают стимулирующую ситуацию с наблюдаемой реакцией. Формула бихевиоризма S - R (стимул - реакция) теперь должна читаться как S - О–R. Промежуточными переменными является все, что связано с О, то есть с организмом, и формирует данную поведенческую реакцию на данное раздражение.

Поскольку эти промежуточные переменные не подлежат объективному наблюдению, то они не представляют никакой практической пользы для психологии, если только их не удается связать с экспериментальными (независимыми) переменными и с поведенческими (зависимыми) переменными.

Классическим примером промежуточной переменной является голод, который невозможно увидеть у подопытного человека или животного. И тем не менее, голод можно вполне объективно и точно увязать с экспериментальными переменными - например, с длительностью того отрезка времени, на протяжении которого организм не получал пищу. Кроме того, его можно увязать и с объективной реакцией или с переменной поведения - например, с количеством съеденной пищи или со скоростью ее поглощения. Таким образом, ненаблюдаемый фактор вмешательства - голод - может получить точную эмпирическую оценку и следовательно становится доступным для количественного измерения и экспериментальных манипуляций.

Путем определения независимых и зависимых переменных, каковыми являются наблюдаемые события, Толмен получил возможность составить операциональные описания ненаблюдаемых, внутренних состояний. Сначала он называл свой подход «оперантным бихевиоризмом», прежде чем выбрать термин «промежуточные переменные».

Промежуточные переменные оказались весьма полезными для разработки теории поведения, постольку они были эмпирически связаны с экспериментальными и поведенческими переменными. Однако для того, чтобы сделать этот подход всеобъемлющим, потребовался такой громадный объем работы, что Толмен в конце концов оставил всякую надежду «составить полное описание хотя бы одной промежуточной переменной» (Mackenzie. 1977. P. 146).

Теория научения

Научение играло важнейшую роль в целенаправленном бихевиоризме Толмена. Он отвергал закон эффекта Торндайка, утверждая, что вознаграждение или поощрение оказывает слабое воздействие на научение. Взамен этого Толмен предложил когнитивную теорию научения, предполагая, что повторяющееся выполнение одного и того же задания усиливает создаваемые связи между факторами окружающей среды и ожиданиями организма. Таким путем организм познает окружающий его мир. Толмен называл эти создаваемые научением связи Гештальт - знаками, которые вырабатываются в ходе многократного выполнения какого - либо действия.

Давайте запомним эти идеи Толмена и попробуем понаблюдать за голодной крысой в лабиринте. Крыса бегает по лабиринту, исследуя иногда правильные, а иногда неправильные ходы или даже тупики. Наконец крыса находит еду. При последующих прохождениях лабиринта цель (поиск пищи) придает поведению крысы целенаправленность. С каждой точкой разветвления связываются некоторые ожидания. Крыса приходит к пониманию того, что определенные признаки, ассоциирующиеся с точкой разветвления, наводят или не наводят на то место, где находится пища.

Если ожидания крысы оправдываются и она действительно находит пищу, то знак гештальта (то есть признак, ассоциирующийся с некоторой точкой выбора) получает подкрепление. Таким образом животное вырабатывает целую сеть гештальт - знаков по всем точкам выбора в лабиринте. Толмен назвал это когнитивной картой. Эта схема представляет собой то. что выучило животное, а именно когнитивную карту лабиринта, а вовсе не набор некоторых моторных навыков. В некотором смысле крыса обретает всеобъемлющее знание своего лабиринта или иной окружающей ее среды. В се мозге вырабатывается что - то вроде полевой карты, которая позволяет ей перемещаться от точки к точке, не ограничиваясь фиксированным набором заученных телодвижений.

В классическом эксперименте, который подтвердил теорию Тол - мена, выяснялось, действительно ли крыса в лабиринте изучает его когнитивную карту или же просто запоминает набор моторных реакций. Был использован лабиринт крестообразной формы. Крысы одной группы всегда находили пищу на одном и том же месте, даже если для того, чтобы добраться до пищи, им при разных точках входа приходилось иногда поворачивать нс направо, а налево. Моторные реакции отличались, но пища оставалась на том же самом месте.

Крысы второй группы должны были всегда повторять одни и те же движения, но пища всякий раз находилась в другом месте. Например, начиная путь с одного конца крестообразного лабиринта, крысы находили пищу, только повернув в точке выбора направо; если же крысы входили в лабиринт с противоположной стороны, то для того, чтобы найти пищу, им все равно надо было повернуть направо.

Результаты эксперимента показали, что крысы из первой группы, то есть те, которые изучили место действия, ориентировались гораздо лучше, чем крысы из второй группы, которые заучивали реакции. Тол - мен пришел к выводу, что аналогичное явление наблюдается и у тех людей, которые хорошо знают свои окрестности или город. Они могут пройти из одной точки в другую различными маршрутами, поскольку в их мозге сформирована когнитивная карта местности.

Другой эксперимент исследовал латентное научение 89 - то есть такое научение, которое невозможно наблюдать в то время, когда оно фактически происходит. Голодную крысу поместили в лабиринт и предоставили ей возможность свободно бродить по нему. Сначала в лабиринте не было никакой пищи. Сможет ли крыса обучиться чему - либо при отсутствии подкрепления? После нескольких неподкрепленных попыток крысе дали возможность найти пищу. После этого скорость прохождения крысой лабиринта резко возросла, что показало наличие некоторого научения в период отсутствия подкрепления. Показатели этой крысы очень быстро достигли такого же уровня, что и у крыс, получавших подкрепление при каждой попытке.

В экспериментах с крысами, бегающими по лабиринтам в по­исках пищи или выхода из них, Э.Толмен обнаружил, что их по­ведение никак не может быть объяснено примитивной связью сти­мула и реакции на основе принципа обусловливания. В одном из этих экспериментов крыса должна была найти пищу, которая помещалась экспериментатором всегда в одном и том же «тупике» лабиринта. Рано или поздно крыса выучивала путь в лабиринте к пище, что, согласно Дж.Уотсону, происходило путем проб и ошибок, т.е. исключительно механическим путем. После этого Э.Толмен внезапно изменил путь к пище, закрыв проходы, по которым крыса добегала до корма, и открыв ходы, которые рань­ше были, напротив, закрыты. Как вела бы себя крыса, если бы прав был Дж. Уотсон? Крыса должна была приобрести новую при­вычку (с помощью опять-таки проб и ошибок) проходить лаби­ринт другим путем. Но поведение крысы в этой новой для нее ситуации было таково, что Э.Толмен предположил наличие у крысы некого плана, «когнитивной карты» лабиринта, которая, очевидно, сформировалась при прежних пробежках крысы по этому лабиринту. Крыса сначала двинулась в старом направлении, обна­ружила, что ход закрыт, сделала еще пару пробующих исследова­тельских движений в определенной зоне лабиринта - и вдруг без нового специального обучения путем проб и ошибок выбрала со­вершенно правильный и новый для нее путь к пище.

Э.Толмен предположил, что в связь «стимул - реакция» вме­шиваются «промежуточные » переменные , которые опосредству­ют влияние стимула на реакцию. В данном случае этой перемен­ной выступила «когнитивная (от англ. cognition - познание) кар­та ». Таким образом, нельзя было обойтись при объяснении пове­дения без психологических понятий, которые, казалось бы, на­всегда были изгнаны из бихевиоризма как ненаучные: ведь когда Э.Толмен говорил о «когнитивной карте», речь шла фактически о категории образа (в данном случае образа лабиринта). С данных экспериментов началось превращение бихевиоризма в необихевиоризм , в котором схема «стимул - реакция» превратилась в более усложненную схему: «стимул - какая-либо промежуточная пере­менная - реакция».

Помимо когнитивной карты в качестве промежуточных пере­менных в необихевиоризме были названы цель и потребность, причем предполагалось также сугубо объективное исследование этих реалий (без привлечения каких-либо интроспективных про­цедур). Так, например, то, что поведение крысы определяется не­кой целью, можно обнаружить с помощью измерения скорости ее пробежки по лабиринту - она больше, чем ближе крыса к пище, которую до этого она не раз находила в этом месте. Или, скажем, в ряде экспериментов над высшими животными (обезьянами) было обнаружено, что, если показать животному банан и убрать его в ящик, а потом, выпустив обезьяну из клетки, дать ей возможность открыть этот ящик, в котором банана уже нет (его незаметно для обезьяны убирают), обезьяна еще долго будет искать, где же банан. Значит, ее поведение опосредствует некая цель (как желаемый ре­зультат действий, который обезьяна явно планирует достичь) 1 .

Наконец, силу потребности можно также объективно изме­рить, например, величиной силы тока, который пропускают по решетке, перегораживающей лабиринт. Если крыса при немалой силе тока все еще пытается протиснуться через эту решетку для встречи с крысой противоположного пола или пищей, значит, ее потребность (сексуальная или пищевая соответственно) достаточно велика. В противном случае (когда крыса перестает совершать по­добные попытки) сила ее потребности мала.

Надо отметить, что возвращение в психологию изгнанных из нее категорий произошло в необихевиоризме не без влияния не­которых психологических концепций, возникших одновременно с бихевиоризмом в Европе, в частности гештальтпсихологии, к рассмотрению которой мы перейдем в § 7 данной главы. Однако прежде завершим разговор о бихевиорально ориентированной психологии указанием на дальнейшее развитие ее идей. Некото­рые позже возникшие концепции ближе по своим методологи­ческим основам к классическому бихевиоризму Дж. Уотсона, дру­гие - к необихевиоризму в варианте Э. Ч.Толмена. К первым отно­сится «оперантный бихевиоризм» Б.Ф.Скиннера, ко вторым - «социальный бихевиоризм» А. Бандуры, получивший широкое распространение в социально-психологических исследованиях. Несмотря на то что бихевиоризм уже не столь влиятелен в совре­менной психологии, его идеи в той или иной форме присутствуют во многих общепсихологических и социально-психологических раз­работках, а также в работах по педагогической психологии.


  1. В данном случае мы используем понятие «цель» в широком смысле (как предвосхищаемый субъектом результат его деятельности), не оговорив еще, что некоторые исследователи (в частности, А.Н.Леонтьев) считают понятие «цель» более узким по объему и предполагают, что она есть только у человека, посколь­ку целью называется только осознанно предвосхищаемый результат, что невоз­можно у животных.

Формула бихевиоризма была четкой и однозначной: «стимул-реакция».

Между тем, в кругу бихевиористов появились выдающиеся психологи, поставившие этот постулат под сомнение. Первым из них был профессор университета Беркли (Калифорния), американец Эдвард Толмен (1886-1959), согласно которому формула поведения должна состоять не из двух, а из трех членов, и поэтому выглядеть следующим образом: стимул (независимая переменная) - промежуточные переменные - зависимая переменная (реакция).

Среднее звено (промежуточные переменные) - не что иное, как недоступные прямому наблюдению психические моменты: ожидания, установки, знания.

Следуя бихевиористской традиции, Толмен ставил опыты над крысами, ищущими выход из лабиринта. Главный же вывод из этих опытов свелся к тому, что, опираясь на строго контролируемое экспериментатором и объективно им наблюдаемое поведение животных, можно достоверно установить, что этим поведением управляют не те стимулы, которые действуют на них в данный момент, а особые внутренние регуляторы. Поведение предваряют своего рода ожидания, гипотезы, познавательные (когнитивные) «карты». Эти «карты» животное строит само. Они и ориентируют его в лабиринте. По ним оно, будучи запущено в лабиринт, узнает, «что ведет к чему». Положение о том, что психические образы служат регулятором действия, было обосновано гештальттеорией. Учтя ее уроки, Толмен разработал собственную теорию, названную когнитивным бихевиоризмом.

Толмен свои идеи изложил в книгах «Целевое поведение у животных и человека», «Когнитивные карты у крыс и человека». Экспериментальную работу вел в основном на животных (белых крысах), считая, что законы поведения являются общими для всех живых существ, а наиболее четко и досконально могут быть прослежены на элементарных уровнях поведения.

Результаты опытов Толмена, изложенные в его основной работе «Целенаправленное поведение у животных и человека» (1932), заставили критически переосмыслить краеугольную схему бихевиоризма S R («стимул - реакция»).

Сама по себе идея целенаправленного поведения противоречила программным установкам основателя бихевиоризма Уотсона. Для бихевиористов классического толка целенаправленность поведения подразумевает допущение о наличии сознания.

На это Толмен заявлял, что для него не имеет значения, обладает организм сознанием или нет. Как и подобает бихевиористу, он сосредоточил внимание на внешних, наблюдаемых реакциях. Он предположил, что причины поведения включают пять основных независимых переменных: стимулы окружающей среды, психологические побуждения, наследственность, предшествующее обучение и возраст. Поведение является функцией всех этих переменных, что может быть выражено математическим уравнением.

Между наблюдаемыми независимыми переменными и результирующим поведением Толмен ввел набор ненаблюдаемых факторов, которые назвал промежуточными переменными. Эти промежуточные переменные фактически являются детерминантами поведения. Они представляют собой те внутренние процессы, которые связывают стимулирующую ситуацию с наблюдаемой реакцией.

Однако, оставаясь на позициях бихевиоризма, Толмен отдавал себе отчет: поскольку промежуточные переменные не подлежат объективному наблюдению, то они не представляют никакой практической пользы для психологии, если только их не удается увязать с экспериментальными (независимыми) и поведенческими (зависимыми) переменными.

Классическим примером промежуточной переменной является голод, который невозможно увидеть у подопытного существа (будь то животное или человек). И тем не менее голод можно вполне объективно и точно увязать с экспериментальными переменными, например с длительностью того отрезка времени, на протяжении которого организм не получал пищу.

Кроме того, его можно увязать с объективной реакцией или с переменной поведения, - например, с количеством съеденной пищи или со скоростью ее поглощения. Таким образом, данный фактор становится доступным для количественного измерения и экспериментальных манипуляций.

В теории промежуточные переменные оказались весьма полезной конструкцией. Однако практическое воплощение такого подхода потребовало такой громадной работы, что Толмен в конце концов оставил всякую надежду «составить полное описание хотя бы одной промежуточной переменной».

Полученные в опытах результаты заставили Толмена отказаться и от принципиального для всей поведенческой доктрины закона эффекта, открытого Торндайком. По его мнению, подкрепление оказывает на научение довольно слабый эффект.

Толмен предложил собственную когнитивную теорию научения, полагая, что повторяющееся выполнение одного и того же задания усиливает возникающие связи между факторами окружающей среды и ожиданиями организма. Таким путем организм познает окружающий его мир. Такие создаваемые научением связи Толмен назвал гештальт-знаками.

Историки науки высказывают смелое предположение, что отец бихевиоризма Джон Уотсон страдал специфическим расстройством - ан-идеизмом, то есть был начисто лишен воображения, что заставляло его все наблюдаемые феномены трактовать сугубо буквально.

Толмену в творческом воображении не откажешь, однако и он свои теоретические рассуждения строил на объективно наблюдаемых феноменах. Что же такого он увидел в своих экспериментах, что заставило его выйти за рамки представлений Уотсона?

Вот крыса бегает по лабиринту, беспорядочно пробуя то удачные (можно двигаться дальше), то неудачные (тупик) ходы. Наконец она находит еду. При последующих прохождениях лабиринта поиск пищи придает поведению крысы целенаправленность.

С каждым разветвлением ходов связываются некоторые ожидания. Крыса приходит к «пониманию» того, что определенные признаки, ассоциирующиеся с развилкой, наводят или не наводят на то место, где находится вожделенная пища.

Если ожидания крысы оправдываются и она действительно находит пищу, то гештальт-знак (то есть признак, ассоциирующийся с некоторой точкой выбора) получает подкрепление. Таким образом животное вырабатывает целую сеть гештальт-знаков по всем точкам выбора в лабиринте. Толмен назвал это когнитивной картой.

Эта схема представляет собой то, что выучило животное, а не просто набор некоторых моторных навыков. В известном смысле, крыса приобретает всеобъемлющее знание своего лабиринта, в иных условиях - иной окружающей ее среды. В ее мозге вырабатывается нечто вроде полевой карты, позволяющей перемещаться в нужном направлении, не ограничиваясь фиксированным набором заученных телодвижений.

В классическом эксперименте, описанном во многих учебниках, представления Толмена нашли наглядное и убедительное подтверждение. Лабиринт, использованный в этом опыте, был крестообразной формы. Крысы одной группы всегда находили пищу в одном и том же месте, даже если для того, чтобы до нее добраться, им при разных точках входа в лабиринт приходилось иногда поворачивать не направо, а налево. Моторные реакции при этом, понятно, отличались, но когнитивная карта оставалась прежней.

Крысы второй группы были поставлены в такие условия, что им каждый раз нужно было повторять одни и те же движения, но пища при этом всякий раз находилась на новом месте.

Например, начиная путь с одного конца лабиринта, крыса находила пищу, только повернув на определенной развилке направо; если же крысу запускали с противоположной стороны, то для того, чтобы добраться до пищи, ей все равно нужно было повернуть направо.

Эксперимент показал, что крысы первой группы - те, кто «изучали» и «усваивали» общую схему ситуации, ориентировались гораздо лучше, чем крысы второй группы, которые воспроизводили заученные реакции.

Толмен предположил, что у человека имеет место нечто похожее. Человек, которому удалось хорошо сориентироваться в какой-то местности, легко может пройти из одной точки в другую разными маршрутами, в том числе и незнакомыми.

Другой эксперимент исследовал латентное научение, то есть такое, которое невозможно наблюдать в то время, когда оно фактически происходит.

Голодную крысу помещали в лабиринт и давали ей возможность свободно бродить по нему. Некоторое время никакой пищи крыса не получала, то есть подкрепления не происходило. Толмена интересовало, имеет ли место какое-либо научение в такой неподкрепляемой ситуации.

Наконец, после нескольких неподкрепленных проб крысе давали возможность найти пищу. После этого скорость прохождения лабиринта резко возрастала, что показало наличие некоторого научения в период отсутствия подкрепления. Показатели этой крысы очень быстро достигали того же уровня, что и у крыс, получавших подкрепление при каждой попытке.

Было бы неправильно воспринимать Толмена как «крысиного наставника», далекого от человеческих проблем. Его статья с показательным названием «Когнитивные карты у крыс и у человека» (доступная и в переводе на русский язык) стала не только собранием доказательств против схемы S ® R, но и страстным призывом уменьшить уровень царящих в обществе фрустрации, ненависти и нетерпимости, порожденных узкими когнитивными картами.

Ввиду того что этот классический текст рискует так и остаться за пределами круга интересов наших психологов, позволим себе обширную и, кажется, очень важную цитату. Отметив, какой деструктивный характер зачастую носит человеческое поведение, Толмен заканчивает свою статью такими словами:

«Что мы можем сделать с этим? Мой ответ состоит в том, чтобы проповедовать силы разума, то есть широкие когнитивные карты. Учителя могут сделать детей разумными (то есть образовать у них широкие карты), если они позаботятся о том, чтобы ни один ребенок не был избыточно мотивирован или слишком раздражен. Тогда дети смогут научиться смотреть вокруг, научатся видеть, что часто существуют обходные и более осторожные пути к нашим целям, научатся понимать, что все люди взаимно связаны друг с другом.

Давайте постараемся не становиться сверхэмоциональными, не быть избыточно мотивированными в такой степени, чтобы у нас могли сложиться только узкие карты. Каждый из нас должен ставить себя в достаточно комфортные условия, чтобы быть в состоянии развивать широкие карты, быть способным научиться жить в соответствии с принципом реальности, а не в соответствии со слишком узким и непосредственным принципом удовольствия.


Промежуточные переменные 5 возникают во время течения процесса или являются промежуточным результатом расчетных операций. В принципе они могут быть рассчитаны заранее, если известны возмущающие воздействия и устанавливаемые переменные. Если некоторые из промежуточных переменных должны находиться на верхнем или нижнем пределе, то их вносят в список параметров, характеризующих процесс.  

Промежуточные переменные могут быть представлены в неограниченном количестве, но каждая прежде, чем она будет использована, должна быть выражена как функция устанавливаемых переменных и возмущающих воздействий. В добавление к потоку, температуре, давлению и другим рабочим условиям на отдельных стадиях процесса перечень промежуточных переменных может включать выход или степень превращения, используемые для расчета производительности и - прибыли от операции; рассчитанные концентрации и соотношения реагентов; среднюю производительность каждого из агрегатов (нужно для распределения подвоза сырья) и множество других вспомогательных параметров.  

Промежуточные переменные G и Р представлены в инверсном виде. Они, как будет сказано ниже, могут использоваться пр:: формировании параллельных переносов между отдельными секциями 564ИПЗ при построении многоразрядных АЛУ.  

Более предпочтительно использовать промежуточные переменные: скалярный и векторный потенциалы.  


Здесь введены две промежуточные переменные i и /, которые имеют область действия только внутри этого блока. Исходные данные заданы в виде глобальных величин л, т, х, а результат присвоен глобальной переменной у. Эти глобальные величины должны быть описаны в одном из внешних блоков, в состав которых входит данный блок.  

Очевидно, что промежуточные переменные А и В следует разместить в регистрах, которым дадим имена РА и РВ соответственно.  


Через К обозначены контролируемые промежуточные переменные, через f - неконтролируемые.  


Язык CUPL позволяет определить промежуточные переменные, которые могут быть использованы в выражениях позднее. В этом случае удобно определить очевидные переменные от zero до next через возможные отображения цифры в терминах сегментных входов. Это просто большие термы произведений (И) от входных сегментных переменных, которые вы можете прочесть из изображений цифр на рис. 8.76. Окончательно каждый двоичный выходной бит записывается как сумма (ИЛИ) цифровых переменных, при которых этот бит устанавливается. Мы используем уровни отрицательной логики, потому что 16L8 представляет матрицу И-ИЛИ-НЕ. Этим заканчивается логическая спецификация для языка.  

Теперь выразим в этих формулах промежуточные переменные / д, q (t) и As через исходные функции.  

В ВМ-функциях и процедурах-функциях могут использоваться входные, выходные и промежуточные переменные.  

Он вводит в процесс изучения человеческого поведения промежуточные переменные психологического характера, выражающие ненаблюдаемые элементы механизма мотивации этого поведения. Однако сторонники данного подхода уклоняются от анализа самого процесса интерпретации, ограничиваясь регистрацией внешних воздействий на психику и внешних поведенческих ее ответов на эти воздействия. Основными методами изучения поведения представители этого подхода считают наблюдение и эксперимент, с помощью которого можно преднамеренно вызвать поведенческую реакцию людей и зафиксировать ее характеристики.