【大腦S02E01】被「行為主義」貶抑的心智研究？ 淺談四位認知革命初期的科學家如何改變命運
各位聽眾朋友大家好，歡迎收聽大腦好好玩，我是節目主持人謝伯讓，用科學故事，讓腦說話。在第二季的大腦好好玩節目中，我們要來介紹人類的認知功能。特別是注意力和記憶這兩大功能。那在今天的第一集節目中，我們就要先來跟大家說說認知心理學的起源故事。
好，時間回到19世紀初期的心理學學派大亂鬥時期。我們在第一季的第一集和第二集中，曾經介紹過心理學的起源，以及心理學各個學派大亂鬥的故事。
心理學派大亂鬥的源頭，基本上是馮德的結構主義。由於馮德的結構主義強調內省，而內省帶有主觀、不客觀的特質，也因此，許多科學家對這種研究方法極其不滿，結果呢，就催生出了一個非常強勢的學派，叫做行為主義（behaviorism）。
行為主義強調要排除內省、排除所有主觀因素。行為主義科學家主張，只有能夠被客觀觀察的行為，才是科學的研究對象。這樣的研究派典，強勢主宰了1950年代的心理學。當時的研究，主要都是以行為為主，至於行為背後的心靈，則通通被丟入了所謂的「黑盒子」之中，在行為主義面前，這些黑盒子中的心靈現象是不允許被當作研究主題的。
這樣霸道而且略失偏頗的做法，自然有人不以為然。在行為主義當道的1950年代，一股潛藏的勢力開始慢慢醞釀，準備對行為主義展開一場革命運動。
這場革命，我們現在稱之為「認知革命」（cognitive revolution）。革命初期的重要人物很多，今天我們要來介紹其中四位主角，分別是Edward Tolman（托爾曼），Noam Chomsky（喬姆斯基），Donald Broadbent（布洛班）和Ulric Neisser（奈瑟）。
迷宮中的老鼠如何找食物？ 托爾曼的心智地圖實驗
首先登場的，是Edward Tolman，托爾曼。托爾曼是加州大學柏克萊分校的心理學家。Tolman 其實一開始也是從行為主義學派出身，早在1940年代，他就曾進行了許多老鼠的迷宮行為實驗。不過，有趣的是，雖然托爾曼是從行為主義出身，但是後來他的許多發現都指出，老鼠在迷宮中所展現出來的導航和認路的能力，可能不是單純的行為主義式的刺激與反應而已。
比方說，Tolman在1938年的一項實驗中，設計了一個十字型的迷宮。這個十字型的迷宮有四個頂點，為了方便大家想像，我們可以假想一下這個十字型迷宮的四條通道頂點分別朝向東西南北四個方向。而托爾曼在訓練老鼠的時候，總是會讓老鼠從十字形迷宮的南邊頂點出發，而食物總是會在東邊的頂點。經過幾次探索之後，老鼠很快就學會，每次從這個南邊頂點出發後，只要在中央的十字路口右轉走到底，就能獲得食物。
老鼠能學會這個作業，大家都不驚訝。不過，Tolman這時候就提出了一個好問題，他想要知道，老鼠總是在十字路口右轉，究竟是怎麼樣的機制所導致？
是因為老鼠展現出一種行為主義式的反應嗎？也就是說，老鼠是不是學會了每當看到十字路口，只要右轉就有食物？就像是帕伐洛夫的狗聽到鈴聲就知道食物要來了一樣？
還是說，老鼠的行為並不只是單純的行為主義式的反射，而是在老鼠的腦中或心中，可能存在著一張關於迷宮的地圖。換句話說，老鼠有沒有可能知道，食物其實總是在東邊的頂點？
為了測試這兩種想法何者正確，Tolman做了一個非常聰明的實驗，就是在老鼠已經學會遇到十字路口就要右轉取得食物之後，他把老鼠從另外一個頂點，也就是北邊的頂點來放入迷宮。他想要透過這個方式，來測試上面兩個理論中的哪一個理論，才是正確的理論。
如果行為主義的說法是對的，那麼老鼠從北邊入口進入迷宮後，遇到十字路口應該還是要右轉才對。但是如果老鼠的腦中或心中有一張地圖，知道食物是在東邊頂點，那老鼠從北邊進入遇到十字路口時，則應該要左轉走到東邊的頂點去取食物才對。
結果發現，當老鼠從北邊入口進入後，會在十字路口選擇左轉，走向食物。由此可知，老鼠的迷宮覓食行為並非行為主義式的簡單反射動作，老鼠的腦中，可能存在一張迷宮地圖或是「認知地圖」。
到了1946年，Tolman又進行了一項類似的實驗，這一次他把迷宮的難度加強，想要確認老鼠是否真的擁有心智地圖。這一次，老鼠從一個圓形廣場的南邊進入，然後必須先向前直走，也就是向北邊直走，進入一個通道後，先左轉、再右轉、然後再右轉來取得食物。如果我們從實驗人員的角度來俯瞰迷宮的話，老鼠基本上是從南邊進入，然後食物是位於迷宮的東北邊。
訓練完成後，Tolman在一夜之間改變了迷宮的樣子。他封住了廣場中老鼠原本熟悉的那條向前通道，然後在旁邊開設了好幾條新通道。Tolman認為，如果行為主義是對的，那麼老鼠應該會想要遵循自己已經習得的行為模式，也就是先直走再左轉右轉右轉，如果現在一開始不能直走了，那就應該選最接近直走的路才對，也就是原本直走道路旁邊的向北道路。
反之，如果老鼠的腦中真的有一張地圖，那麼老鼠就應該選擇走捷徑，直接往右上角東北方向走去。結果發現，老鼠選擇了直接朝東北邊走去。
這個發現也再次支持了老鼠腦中可能存在著一張認知地圖，而這種建構認知地圖能力，似乎給了行為主義一記當頭棒喝。不願意研究心靈現象的行為主義，其實很難解釋這種心智地圖的現象。所以說，行為主義可以說在此踢到了很大的一塊鐵板。
語言學習是出於「操作制約」？ 語言學家喬姆斯基的反駁論證
認知革命的第二個關鍵人物，就是喬姆斯基（Noam Chomsky）。喬姆斯基大家應該不陌生，他是美國知名的語言學家，也是非常活躍、敢於批評的公共知識份子。
喬姆斯基當年曾經對行為主義心理學家史金納（Skinner）的理論提出了反駁，並因此大力的推了認知革命一把！
行為主義心理學家Skinner在1957年出版了他的重要著作《口語行為》（verbal behavior），並在書中主張兒童的語言學習只不過是一種操作制約（operant conditioning）。
什麼叫做操作制約呢？操作制約就是當個體在做出一個行為後如果得到獎賞，那他的行為就會因此被強化，反之，如果做出一個行為後得到懲罰，那該行為就會被弱化。Skinner把這個理論也拿來套在孩童學說話的現象上，他認為，因為孩童在聽到語詞後，只要重複說出語詞就會得到獎賞，所以他們就因此學會了說話。
大家聽到這個理論，不知道覺得合不合理？孩童在聽到語詞後重複說出語詞會得到獎賞，好像大人的確常常會因為這樣而鼓勵小孩說話。小孩因此學會說話，好像也有幾分道理！
不過，我們來看看喬姆斯基怎麼說。
喬姆斯基在看到Skinner的書之後，十分不以為然，就在兩年後發表了他的評論意見。喬姆斯基提出了幾個非常強力的反駁，當場就賞了行為主義幾個巴掌。
比方說，喬姆斯基舉出的第一個反例就是，孩童在剛學會說話時，常常會說出一些他們自己從來沒有聽過、或從來沒有被獎賞過的話。例如「I hate you, Mommy」（媽媽我恨妳。）這種話對剛學說話的小孩來說，應該是不曾聽過的句子，而且就算小孩子聽過這樣的話、然後覆述出來，也不可能獲得獎賞。但是，小孩卻說得出很多這一類從不曾聽過、也不會被獎勵的話。
由此可知，skinner的理論有問題。小孩說話的能力，應該不是透過制約學來的，而是他們自己可以透過某種方式發展出來的。
喬姆斯基舉的第二個反例就是，孩童學習語言時，會出現一個常常講錯文法的時期，例如小孩有個時期會說「the boy hitted me」，在這個句子裡面，hit 的正確過去式應該還是hit ，但是小孩子把hit加上了ted變成過去式，這種用法他們在平常的耳語中聽不到，而且說出來也不會獲得獎賞，但是這種文法錯誤卻是某個年紀的小孩會說的話。所以同樣的，這也顯示出Skinner的理論有問題。
喬姆斯基認為，語言的發展並不是透過行為主義式的模仿和制約學習，而是腦中有一種天生的認知能力在背後運作。喬姆斯基的理論，也讓很多心理學家開始重新反省包括語言在內的各種複雜行為是不是真的只是制約學習而來，還是背後其實有我們不可忽視的心靈與認知能力參與其中。
黑盒子問世的年代 將「心智認知」模型化的布洛班
看完了認知革命的第二號人物喬姆斯基的貢獻之後，我們再來看看第三位，Donald Broadbent（布洛班）。Broadbent是早期研究注意力的知名心理學家。在Broadbent活躍的1940年代，剛好是第一台數位電腦問世的時代。當時，電腦科學家在解說電腦的運作原理時候，常常會使用所謂的流程圖來解釋電腦這個「黑盒子」是怎麼完成訊息處理的。
就如同我們之前在介紹笛卡兒時曾經說過，人們在解釋未知事物的時候，總是喜歡用當代最先進的科技來進行類比。笛卡兒在試圖解釋心靈的時候，用的是當時最先進的鐘錶以及自動機械來做類比。同樣的，Broadbent在解釋心靈時，用的也是當時最先進的電腦來做類比。
1958年，Broadbent借用了電腦科學家用來解釋電腦黑盒子時所用的流程圖，然後提出了他自己的一套關於注意力心理歷程的流程圖。他認為，注意力就像是一個過濾器一樣，會過濾掉不重要的事物，讓我們可以把資源專注在重要的資訊上面。而這也是第一次有心理學家在行為主義當道的年代，針對心靈提出了流程圖，讓心靈運作的方式可以被模型化，然後接受科學的實驗檢驗。
這樣模型化的科學方式，對後續的心理學家影響很大，因為從此之後，關於心智與認知的理論，常常都會以模型的模組形式被提出來，這樣的理論也比較容易被科學檢驗。行為主義原本那種唯我獨尊、只有自己是科學而其他理論都是偽科學的態勢，也開始逐漸出現轉變。
「認知心理學」問世 一戰成名的心理學家奈瑟
認知革命的第四號重要人物，就是奈瑟（Ulric Neisser）。Neisser是康乃爾大學的心理學家，是記憶方面的知名學者。他在1967年出版了一本教科書，書名就叫做認知心理學（Cognitive Psychology），而這也是認知心理學這個名詞首次問世。
Neisser的這本書獲得各方讚譽，讓他在學術界一砲而紅。他在書中大力強調應該透過類似Broadbent的理論模型和驗證方式來研究心靈，也就是一種強調「資訊處理歷程」的方式來研究心靈，也因此對後續的心理學家產生很大的影響。
此外，他也在他的書中提出主張來挑戰行為主義，他認為科學不應當只研究人類的外顯行為，內在的知覺、認知、記憶和注意力等心理現象，應該也要被納入科學研究的範疇才對。此書讓奈瑟一戰成名，成為了當代認知心理學之父。
注意力大猩猩實驗 你究竟看到了還是沒看到？
Neisser對於認知心理學的貢獻還有很多，比方說，1976年時，奈瑟又出版了另一本書《認知與現實》（Cognition and Reality），在這本書中，他提出了更多顛覆傳統想法的主張，例如他主張認知心理學的實驗不應該只侷限在實驗室中，而應當在真實的世界中進行。此外，他還主張記憶並不是大腦對當下所有事件的如實儲存，而是一種可能會出錯的事後重新建構。這些想法，都和當時的主流理論不同，因此在後來逐漸引發了不小的衝擊。
比方說，很多聽眾朋友應該都有聽過注意力的大猩猩實驗。如果沒有聽過的話，沒關係，我們之後會幫大家介紹。我們這裡要先提的一點就是，知名的注意力大猩猩實驗，其實就是從Neisser在70年的實驗所開展出來的。
（如果沒有看過「注意力的大猩猩實驗」，可以先看一下這段影片）
在當年，奈瑟想要知道，沒有被我們注意到的資訊，到底有沒有被大腦所處理？沒被注意到的資訊，是不是我們根本就看不見呢？
為了回答這個問題，奈瑟就拍攝了一段影片，其中有兩支隊伍各自在傳球，一支隊伍身著白衣，另一支隊伍身著黑衣。受試者的工作，就是必須要去數白衣隊伍傳了幾次球。有趣的地方就在於，在傳球的過程中，有一名黑衣女子從畫面中央撐傘經過。結果發現，當受試者專心在數白衣隊伍的傳球次數時，很多人根本就沒看到撐傘的黑衣女子。
這項發現，就是所謂的「視而不見」現象（inattentional blindness）。後來在1990年代變成了非常熱門的一個研究主題。
不過，這裡有一點諷刺的地方就是，當年奈瑟發現的這個「視而不見」現象，其實被當時科學界冷處理，當時大部分的人都沒有正視這個「視而不見」的對象。
遭到「視而不見」的「視而不見」研究
那為什麼奈瑟的實驗結果，在1990年代引起怦然迴響，但是在1970年代卻乏人問津？這或許是因為奈瑟的這項研究結果在70年代出版時，並不符合當時的心理學主流理論的預期。當時關於視覺記憶的主流理論認為，視覺記憶就是大腦對周遭環境刺激的如實捕捉，這樣的記憶理論認為，任何出現在眼前的事物，應該都會被如實儲存才對。而奈瑟的實驗結果，卻發現有些明明就在眼前的資訊，根本就沒有被大腦捕捉到，這種和當時理論格格不入的異例，或許就是它當年被許多人冷落的原因。
這個被冷落的情境，一直到了90年代才出現轉變。1998年，美國的心理學家馬克（Arien Mack）和洛可（Irvin Rock）出版了《不注意視盲》（Inattentional Blindness）一書，在這本書中，他們透過一系列實驗，顯示人類在缺乏注意力時，會看不見某些視覺刺激。
這些發現引起了其他學者的注意，並因此模仿了奈瑟的影片，以更寫實的手法拍攝了各種版本，其中一個版本，就是大家現在所熟知的「看不見的大猩猩」影片。
相似的實驗，同樣的結果，但這次卻出現在一個認知理論架構已經全然不同的90年代。這一回，認知科學家們對於注意力對意識和記憶的影響已經不再陌生，在媒體的快速傳播之下，「看不見的大猩猩」成為了史上最知名的心理學實驗之一！
好，從以上這四位人物的故事中，我們可以看到，行為主義原本不肯觸碰的心靈運作機制，終於在早期這幾位認知革命推手的推動之下，成為了科學界慢慢可以接受的研究主題，最後甚至變成了當代最熱門的一門領域。
以上就是心理學派大亂鬥之中，反對行為主義的認知學派的起源故事。在下一集的節目中，我們就要來開始介紹注意力的現象、理論與故事。
我是大腦好好玩的節目主持人謝伯讓，用科學故事，讓腦說話，我們下次再見。
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