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「操作制約」訓練鴿子送炸彈?史金納誕辰│科學史上的今天:3/20

張瑞棋_96
・2015/03/20 ・1451字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 509 ・六年級

圖片說明:史金納利用增強機制,訓練鴿子「玩」乒乓球,攝於 1950 年。圖/ David Webb, Psychology Pictures Source LicenseCourtesy of www.all-about-psychology.com/

二次大戰,美國領土夏威夷的珍珠港竟遭日本偷襲。除了空軍,海軍勢必也得以飛彈還擊日本軍艦,才能制敵於先。但是導航系統仍未成熟,如何才能讓飛彈精確命中目標?史金納博士獻上妙計:讓鴿子駕駛飛彈。

這些鴿子事先已經過訓練,會去啄特定圖像(例如日本軍艦)以獲取食物。把牠們固定在飛彈內的螢幕前,當螢幕上出現日本軍艦時,便會伸頭啄它,此時再根據它的頸部動作調整飛行方向,就能正確命中目標。

這可不是開玩笑,史金納還真的在官員面前做了成功的示範,證明這確實可行。不過幸好雷達技術發展迅速,海軍有了更可靠的雷達,這群鴿子才免於當神風特攻隊。倒是史金納究竟是怎樣的來歷,才會提出這像是卡通杜芬舒斯博士才有的瘋狂點子?

史金納念研究所時,心理學界仍是由佛洛伊德學說主宰,心理學與哲學的關係遠遠甚於與科學的關係。但史金納獨鍾帕夫洛夫,帕夫洛夫的狗對鈴聲呈現的制約反應令他極感興趣。不過他有更大的野心,狗流口水只是不自覺的生理反應,史金納想知道有意識的行為是否也能被改變。

於是他打造了一個有著控制桿與送食器的箱子,發現老鼠很快就學會如何壓控制桿以獲取食物,並維持固定行為模式。史金納改變需要按壓的次數與間隔,觀察老鼠多久才學會新反應;若不再有食物獎賞,牠又要多久才會消除徒勞無功的行為模式,結果意外發現當獎賞間隔越久才出現,而且越沒規律時,越難消除既有的行為。史金納就這麼改變條件、控制變因,仔細記錄老鼠在各種情境下的反應,並統計數據、繪製圖表,預測學習效果。他因此成為建立行為科學的第一人。

藉由獎賞帶來的增強作用,史金納也教會了兔子投幣、貓彈鋼琴、鴿子打桌球。所以說鴿子駕駛飛彈?當然沒問題!不過,史金納的箱子可不是為了訓練出動物馬戲團,心理學實驗的目的還是為了更瞭解人類自身,史金納想問的是:我們的行為習慣也是因為獎賞的增強作用所造成的嗎?若是,也就可以藉由調整獎賞來改變人類的行為囉?

史金納的觀點似乎暗示人類並沒有自由意志,只是被外部條件牽著鼻子走;加上「改變人類行為」不免令人聯想到極權國家控制人民的手段,而使他備受爭議。然而仔細想想,我們生活中的很多習慣難道不是如此嗎?嬰兒以哭鬧換取哄抱、學生因為老師的關愛而更認真、以及各種難以戒除的癮,或許當我們願意認清這一切,才更能有所改變吧!

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

文章難易度
張瑞棋_96
423 篇文章 ・ 390 位粉絲
1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。


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提早部署「免疫負債」!接種流感疫苗,有助於降低新冠肺炎死亡率

careonline_96
・2022/01/20 ・2436字 ・閱讀時間約 5 分鐘
接種流感疫苗,有助降低新冠肺炎死亡率,感染科醫師圖解說明

新冠肺炎 COVID-19 疫情是大家高度關注的問題,不過流感病毒可沒有沉寂,流感會不會出現大反撲,是目前全世界都很關心的議題。臺大兒童醫院黃立民院長表示,流感疫情與邊境管制措施有關,隨著政策的調整,流感再流行的機會相當大。因為已經兩年沒有流行,加上監視結果顯示,流感病毒株已經改變,所以當流感疫情升溫,可能出現大流行。

大家常聽到的「免疫負債」意思就是說,大家為了預防新冠肺炎 COVID-19,所以會戴口罩、勤洗手、保持距離,使得呼吸道感染、腸胃道感染的機會降低,因此一些本來容易得到的傳染病,例如流感、腸病毒等在這兩年都少了許多。黃立民醫師解釋,造成的結果就是,一旦解除防疫限制,民眾開始不戴口罩、洗手頻率減少、社交距離拉近,其他病毒就會開始流行。由於已經連續兩年都較少人感染,可以感染的人數就會變多,這個時候就容易爆發流行,把過去兩年沒有爆發的流行補回來,所以叫做「免疫負債」,像是還債的概念。

「包括法國、紐西蘭,都有觀察到這個現象,一開放邊界,就馬上大爆發」黃立民醫師提醒,「要解決免疫負債,就是要大家趕緊去打疫苗。冬天需要施打的呼吸道疾病疫苗,最強調的還是流感疫苗。」

流行性感冒病毒(Influenza virus)是經由飛沫傳染,感染者的鼻咽部、口腔、還有呼吸道都有病毒,在講話、咳嗽、打噴嚏時,會把病毒噴到環境裡,黃立民醫師說,如果距離一到兩公尺之內,就有機會被飛沫噴到而感染;另外一個模式,叫做媒介物傳染,感染者會污染他的物品,例如杯子、桌面、門把等,如果有人進入這些環境,就可能碰觸病毒而遭到感染。我們生活在城市裡,流感患者可能搭捷運、進餐館,所以扶手、椅子、桌子都可能有病毒,這種傳染模式在大城市相當常見。

流感症狀較嚴重,不同於一般感冒

呼吸道感染可分成兩種,一種叫做一般感冒,一種叫做類流感,黃立民醫師解釋,一般感冒比較輕微,類流感會比較嚴重。類流感的定義,第一個是發燒,第二個是有呼吸道症狀,比如說咳嗽、流鼻水、喉嚨痛等。

類流感跟一般感冒最大的差別就是發燒,成年人得到一般感冒通常不會發燒,如果發燒了,代表狀況比較嚴重,黃立民醫師說,台灣的類流感通常都會伴隨著一些比較不舒服的表現,包括畏寒發燒、全身痠痛、倦怠感、劇烈頭痛、腰酸背痛,這些都是流感的典型症狀。

流感不同於一般感冒

流感除了讓人全身很不舒服外,還可能出現嚴重併發症,黃立民醫師說,流感病毒會跑到肺部引起肺炎、跑到心臟造成心肌炎、跑到腦部造成腦炎,其中最常見是肺炎。流感病毒還可能引起繼發性細菌感染,例如在感染肺部以後出現細菌感染。

「由於流感病毒會攻擊我們的組織,造成全身發炎,進而導致患者原有的慢性病惡化」黃立民醫師說,「例如心臟冠狀動脈本來塞了 75%,得到流感之後可能就會塞到 95%,導致心肌梗塞。無論是慢性心臟病、高血壓、糖尿病、慢性腎臟、肝臟疾病,都可能會惡化,甚至導致死亡。」

預先部屬,預防流感

預防流感就跟預防新冠肺炎 COVID-19 一樣,要戴口罩、勤洗手、保持社交距離,減少接觸病毒的機會,黃立民醫師說,另一方面可以在每年冬天施打流感疫苗,提升身體的保護力。因為流感病毒會突變,每一年流行的病毒株都不太一樣,而且流感疫苗的保護力持續時間較短,一般認為大概三、四個月之後效果就漸漸變差了,所以每年需要重新施打。

預先部屬,預防流感

呼吸道感染發生時常常是兩、三種病原體一起感染,黃立民醫師說,隨著檢驗工具的進步,我們會發現很多人並非只有一種細菌或病毒,而是多重感染。研究發現,新冠肺炎患者亦會同時找到兩種病原,流感與新冠肺炎可能同時感染,而且病情還會加重。

「研究指出,施打過流感疫苗,比較不會被診斷新冠肺炎 COVID-19;而且如果不幸得到新冠肺炎,死亡率也會降低。」黃立民醫師解釋,「因為很多新冠肺炎屬於輕症,如果患者單獨得到新冠肺炎,症狀可能不甚嚴重,而不會就醫。但如果同時得到新冠肺炎和流感,症狀比較嚴重使就醫機率高,也就較容易被診斷出來。」

其實不只流感病毒、新冠肺炎,呼吸道本來就是一個開放的環境,還有多種細菌、病毒都混在裡面,同時遭到兩、三種感染,是很常有的狀況。因此建議可同時接種呼吸道疾病疫苗,例如流感疫苗、百日咳疫苗、肺炎鏈球菌疫苗等,都可降低新冠肺炎死亡率約兩成至三成。

貼心小提醒

五十歲以上,或者是有慢性病,例如心臟病、肝病、癌症、或是服用免疫抑制劑的患者,得到流感時出現重症的機會較高,一定要記得施打流感疫苗,提高保護力。另外,家人之間的傳播是流感病毒很重要的傳染模式,學生是傳播流感病毒的重要族群,所以也需要施打流感疫苗。

黃立民醫師強調,接種疫苗後需要一段時間身體才能產生保護力,建議大家要在流感疫情升溫前趕快施打疫苗!

careonline_96
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