论第三信号系统

王令训

(怀化学院，湖南 怀化418008)

心理学认为“一切心理现象按其产生的方式来说都是反射，反射是有机体对外界和内部刺激的规律性的回答。”［1］个体先天就会的反射叫无条件反射，个体后天学会的反射叫条件反射。人的心理活动主要是后天形成的条件反射活动。条件反射需要条件刺激物的刺激来引起，根据刺激物的不同性质，可把条件刺激物分为第一信号刺激物、第二信号刺激物、第三信号刺激物。第一信号刺激物指的是具体可感的客观物体;第二信号刺激物指的是具体事物的代表—语言文字;第三信号刺激物指的是语言文字的代表，即第二信号的代表符号。如代表特定第二信号内容的密码、暗语、图案、色彩、动作方式、抽象符号等等。三种信号刺激物及其所产生的刺激，分别简称为第一信号、第二信号、第三信号。有机体由三种信号为条件刺激，所产生的条件反射，分别称为第一信号系统、第二信号系统、第三信号系统。

三种信号和三种信号系统的意义及其关系如何?不同类别的条件反射体系与有机体神经系统的结构关系如何?两者是怎样相互影响的?这是本文要探讨回答的问题。

一、三种信号系统的意义

(一)三种信号系统的概念

第一信号系统就是有机体由具体可感的客观物体为刺激所产生的条件反射体系。也就是有机体由“第一信号刺激和在它的作用下所形成的条件反射，组成了人和动物所共有的第一信号系统。”［2］如当个体嗅到花香、看见花艳产生的愉快感受，这就属于第一信号系统，再如因抽烟引起人的咳嗽，人因天冷想加衣，因天热想减衣，因雷鸣而颤忄栗，因鸟唱而欢快……这种反射也属于第一信号系统。

第二信号系统是人脑由具体事物的代表——语言文字为刺激所产生的条件反射体系。“语词和在它的影响下所建立起来的条件反射，组成了人类所独有的第二信号系统。”［2］如有人准备坐上一张凳子，旁人说:“油漆未干”，该人马上停止坐的动作，这是由语词为刺激所产生的条件反射活动。路上行人看到路边的警示牌，上写“前方道路施工，请行人绕道走”，行人看过牌上文字，马上转身而行，这是由文字为刺激所产生的条件反射。属于第二信号系统。

第三信号系统是人脑由语言文字的代表为刺激所形成的条件反射活动体系。人们在现实生活，生产活动中，为了方便快捷地传递信息沟通情况，常用一个字母或某个符号来代替某一复杂冗长的名称、概念、原理、规律、活动程序等大段文字所表述的内容，我们把这些能代表第二信号内容的符号称为第三信号，把人脑由第三信号为刺激所产生的条件反射活动，称为第三信号系统。如交通信号中的“黄灯”，代表警告信号，“警告路人不可过路，警告驾驶员当车辆运行在停车线内，应停车，不能越过停车线，那些车身已过了停车线的车辆，注意减速行驶，不能和行人，自行车，人力车碰撞”。人们看到“黄灯”就作出相宜的行为动作，这就是由第三信号为刺激所引起的条件反射活动;小学生看到“+”、“－”、“×”、“÷”符号，知道将相关数字按运算符号所示规则进行“加”“减”“乘”“除”运算，这也是由第三信号为刺激所产的条件反射，属第三信号系统。过去海上航行中，海轮若打出“红叉白旗”，表示“我需要帮助”，若打出“带蓝色长方块的白旗”，表示“我们的机器正开倒车”;若打出“黄旗”，表示“我向左转”;其它船上的人们看到后，会采取相宜的行为活动，这也是由第三信号为刺激所产生的条件反射，属第三信号系统。排球比赛中，同队队员间的不同手势，代表打不同的战术，同队队员一看手势便心领神会，作出默契动作;篮球比赛中，裁判员的“右手食指顶在左手掌心”的手势语，代表“暂停比赛”，“双臂向前平伸双掌竖起”，代表“出现了推人的犯规动作”、“右手掌横竖在左手腕上”代表“出现了打手犯规动作”……，球员一看便知照着语意行动。哑语中不同手势代表不同的语意，同伴看后作出相应的反应活动，这些都属第三信号系统。

除了灯语、旗语、手势语、暗语、密码、标点符号、体态表情语等第三信号，更多的是各学科中代表名称、概念、规律、原理、规则、活动程序、活动方式的第三信号符号，个体由这些第三信号符号为刺激引起的条件反射活动，都属于第三信号系统。如在数学中，人们看到“∑”，知道是“对其后面的数字求总和”，看到“∮ ”知道是“相似符号，刻画集合图形的基本特征”;在音乐乐谱中看到“ff”知道是“强音”，看到“P”知道是“弱音”，由此作出相宜反应。这些都属第三信号系统。

三种信号系统都是有机体对条件刺激所作的条件反射活动。其区别在于引起条件反射的刺激物种类不同，凡由具体可感的物体即由第一信号为刺激所产生的条件反射，属第一信号系统;凡是由语言文字——第二信号为刺激所产生的条件反射，属第二信号系统;凡是由第二信号的代表即第三信号为刺激所产生的条件反射，属于第三信号系统。

(二)三种信号系统的意义作用

第一信号系统为人类和动物所共有，人和动物都能对具体可感的客观刺激产生条件反射，使人和动物对外界刺激产生趋利避害的行为，以适应客观环境，繁衍生息。食草动物能根据食肉动物发出的声音、气味、早早采取躲藏行动以保全生命;食肉动物能根据食草动物的足迹、气味、声响寻觅到猎物;不少动物能凭感官敏锐地感受到地震、极端天气的到来，及时逃避以保全自身;猎人能根据动物留下的毛发、足迹、粪便等线索，确定猎物的种类、数量、去向等，进行猎获活动，人和动物对具体客观物体刺激作出的条件反射活动属于第一信号系统。这种条件反射活动，使人和动物得以趋利避害适应环境繁衍生息。

有机体第一信号系统产生的过程，也是有机体神经系统结构形成的过程，是中枢神经系统中条件刺激兴奋中心与无条件刺激兴奋中心，建立起联系、巩固其联系的过程。

第二信号系统是人类独有的条件反射活动。人类在社会交往中产生了语言文字，人类掌握了语言文字以后，能对语言文字表达的信息作出反射活动。当人们看到路边的告示:“近日景阳冈上出现一只白额猛虎，路人须结伴而行，单人不可过岗。特此通告!”行人虽未亲见老虎，看过告示后知道采取防范行动。动物不识字，无法对告示作出反应。人们还可以利用语言文字记录经验和历史，相互传递过去的信息，总结经验和规律，使人们得以了解过去历史，预测未来，使人们认识客观、认识自身、改造客观、改造自身，使人们的活动具有目的性、计划性、预见性、创造性、自我意识性、社会性、理智性、主观能动性……人类虽起源于动物，但人类自从掌握了第二信号——语言文字这个得力工具以后，使人类智慧大大超越了动物，成了生物链的最高端，生物界的主宰者。

第二信号系统产生的过程，是第二信号兴奋中心与第一信号兴奋中心，在人的大脑皮层上建立暂时神经联系的过程，也是第二信号系统与第一信号系统在大脑皮层上建立暂时神经联系的过程，是人的大脑皮层上形成新的神经通路、新的结构，产生新的神经活动功能的过程。

第三信号系统是人脑以第三信号为刺激所产生的条件反射活动。第三信号是第二信号的代表，第三信号具有概括性、间接性、抽象性，如数学中的“dx”代表“变量X 的一个无穷小变化”，“ⅰ”代表“－1 的平方根，是虚数”，“f (x)”代表“x 的函数”，“an”代表“一个不为零的数自乘n 次的值”。物理学中“W=UIT”代表“电流强度在一定电压下，在一定时间里所做的功”，代表“物体自由落下的高度等于重力加速度与下落时间的平方与系数的乘积”。

由于第三信号具间接性、抽象性、概括性，这样第三信号引起的条件反射活动，基本上是人脑对事物间关系的反映，是对事物间接概括的反映，是思维活动。我们知道个体的思维力是在思维活动中发生发展的，思维力是个体智力结构的核心，个体对第三信号的条件反射活动，对个体智力的发展起着非常积极的促进作用，第三信号的出现，人对第三信号的反应，使人变得更智慧，神通更广大。

第三信号刺激兴奋中心与第二信号刺激兴奋中心在个体大脑皮层上建立暂时神经联系的过程，也是两种信号系统在个体大脑皮层上建立暂时神经联系的过程，还是大脑皮层上第三信号系统神经中枢结构形成的过程。

第三信号的出现，第三信号系统的形成，可使大脑产生新的结构和功能，使大脑智慧迈上新台阶。

(三)三种信号系统之间的关系

第二信号系统与第一信号系统的关系:第二信号是以第一信号为根基的，没有第二信号兴奋中心与第一信号兴奋中心在大脑皮层上的牢固联系，第二信号无从发挥作用，第二信号系统无从产生。故第一信号系统是第二信号系统的基础，第二信号系统是第一信号系统的上层建筑。

实验表明，一岁婴儿闹着要喝水，成人不能把刚烧好的开水给婴儿喝，成人解释说:“热”，婴儿不理解“热”一词的意思，依然伸手要，这时成人让婴儿用手轻轻触摸一下杯子外壁，同时说“热”!当婴儿用手感知到热刺激以后，才理解成人所说的“热”一词的含义，马上把手缩回，停止吵闹，这说明，要想让婴儿明白第二信号“热”一词的含义，必须让婴儿实际感知到第一信号——热刺激。让第一信号具体的热刺激成为第二信号“热”一词的基础，让两种信号在婴儿的大脑皮层上建立联系，然后，婴儿对第二信号“热”一词就有了正确认识，并作出正确反应。

个体对第二信号——语言文字的记忆理解必须以第一信号刺激为前提，个体对第一信号产生条件反射以后，才能形成对相关第二信号产生条件反射。没有“见虎色变”，不会出现“谈虎色变”，没有“尝梅生津”，不会产生“谈梅生津”现象。教学方法中的“实验教学”、“直观教学”、“看图识字”、“指物发声”、“做中学”、“实践教学”、“模仿学习”，哲学中的原理“实践出真知”、“理论须联系实际”、“真理必须用实践检验”，这些方法原理之所以行之有效，其心理学根据正是在于:第一信号是第二信号的基础，第一信号系统是第二信号系统的基础。

第三信号系统与第二信号系统的关系:第三信号系统是以第二信号系统为基础的。大脑皮层上若没有建立巩固的第二信号兴奋中心，第三信号便无以立足，没有巩固的第二信号条件反射系统作基础，第三信号系统难以形成。有新手驾驶员，遇上“黄灯”信号，竞把车停在斑马线上，为什么作不出正确反应?原因在于对“黄灯”所代表的第二信号内容理解不清，如果对“黄灯”这一第三信号所代表的语言文字内容清楚了、熟悉了、巩固了，已过或正通过停车线的驾驶员就不会把车停在斑马线上。没有巩固的第二信号系统作基础，相应的第三信号系统是建立不起来的。

第三信号系统与第一信号系统的关系:第三信号系统是以第一信号系统为间接基础的。由于第三信号，以第二信号为直接基础，第二信号以第一信号为直接基础。由此引起的第三信号系统，以第二信号系统为直接基础，第二信号系统以第一信号系统为直接基础。第三信号系统与第一信号系统之间隔着第二信号系统，所以第三信号系统以第一信号系统为间接基础。

正如支票是钞票的代表，钞票是货物的代表，第一信号如货物，第二信号如钞票，第三信号如支票，三种信号系统之间的关系如三种支付活动方式间的关系，形成了一个逐层代表紧密相连的活动整体。

二、第三信号系统的产生与发展

(一)第三信号系统的产生

第三信号系统是人对第三信号刺激所产生的条件反射活动。这种条件反射的产生是由第三信号刺激引起的，没有第三信号刺激，人脑不会产生第三信号条件反射活动。

第三信号是如何产生的?是由于社会有提高信息交流效率的需要。人们在信息交流中，为了在短时间传递表达更多的信息，为了传输的方便，于是把某一个需要大段文字表达的名称、概念、规律、原理、程序、动作方式、指令……，用一个简单符号或几个字母来代表，以便提高信息传递效率。如遇“起火”拨打的电话“119”、“遇劫”拨打的“110”、“遇病急”拨打的“120”、“轮船遇险”发出的“SOS”求救信号，交通信号中的“”代表“车辆可以左转调头”，“”代表“有危险，须小心驾驶”，“○”红边白圆图案代表“禁止通行”，“”表示“前有停车场”，汉语中的句号是个小圆圈，省略号是六个小圆点，英文中的句号是个小圆点，省略号是三个小圆点，其它标点符号形状相同，这些都属于代表第二信号——语言文字的第三信号。都是为了提高信息交流效率的需要而创制出来的符号。

有了能代表大段第二信号语言文字的第三信号，大大提高了人际间信息交流效率，给人际沟通带来了很大便利。有了能代表大段语言文字的第三信号，可大大简化复杂事物之间的关系，提高思维活动效率，提高信息传输速度。在数学中，第三信号的广泛使用，大大简化了计算活动过程，提高了计算功效。

各门学科和社会各领域都有追求信息交流效率的需要，因此能代表冗长复杂第二信号的第三信号，不断在各门学科、社会各领域中被创造出来，社会需要是第三信号产生的根本动因，当然也是第三信号系统产生的根本原因。

(二)第三信号系统发展的现状

第三信号条件反射系统的发生发展，是由第三信号的发生发展决定的。社会各领域都有提高信息交流效率的需要，因此各领域各学科中第三信号符号如雨后春笋不断被创制出来。

音乐学中“#”表示“音高升半阶”、“ヰ”表示“音高还原记号”;计算机学中“+ +”代表“自增运算符”，“－－”代表“自减运算符”;气象学中的“PM2.5”代表“大气中直径小于2.5 微米的可入肺颗粒物”、“毒尘”、“超微悬浮颗粒、”“空气污染指数”;金融学中的“Vx”代表“出口总值”、“Лe”代表“本国预期通货膨胀率”;高等数学中“Q+”表示“正有理数集”、“AB”表示“A 是B 的真子集，集合A 是集合B 的子集，且B 中至少有一个元素不属于A”。物理学中”W=FS”代表“力与路程的积为作功数量”、“Q=MG”代表“燃料燃烧所放出的热量为燃料质量与该燃料热值的乘积”;化学中“H2O+C 高温=H2+CO”表示“水与碳在高温条件下发生了氧化还原反应，生成了氢和一氧化碳”。

在各学科中，使用第三信号符号最多最广的当为数学，人们进行的数学计算活动，基本上属于第三信号条件反射活动，因为数字和计算符号以及代替数字的符号都属第三信号，代表着概念、指令、计算方式、活动程序的符号，其抽象性、间接性、概括性很强，所以人们学习数学常感到比较费脑力，因为数学符号属第三信号，代表着众多第二信号内容，需要学习者在头脑中把每一第三信号符号准确迅速地翻译为相应的第二信号内容，稍有差错，逻辑关系便会中断。其实学习数学对人的逻辑思维、抽象思维能力的培养提高帮助很大。做数学题就是作思维操，是以第三信号为工具作的抽象逻辑思维操。

其次使用第三信号符号较多的是以数学为基础的计算机学，众多程序指令常用特定的字母和字母组合来代表。

物理学、化学、音乐学、生物学、经济学、金融学、天文学、地理学、地质学、气象学、逻辑学等等学科紧随其后，都在使用本领域的第三信号符号，以提高信息交流的效率。

人们在没有创制出某个原理概念的第三信号符号时，为了提高信息交流效率，常借缩略语来交流，如“GDP”、“VIP”、“NBA”、“CPI”、“WC”、“UFO”

……这些缩略语符号虽已为大众所熟悉，也能起到提高信息交流效率的作用，但由于重码太多，易混淆，不能称作标准的第三信号符号，只能称作准第三信号符号。合格的第三信号符号具有独特性、概括性、简明性，如计算机学中的“C++”虽然“C”字母来源于“computer”，由于被加上了“+ +”，变成了“C++”，代表“基于C 语言的是既可用于基于过程的结构化程序语言，又可用于面向对象的程序设计，是混合型的程序设计语言”［3］。由于“C”戴上了两顶草帽，具有了独特性，由于笔画少，具有了简明性，由于代表了大段的第二信号内容，具有了概括性，于是“C++”成了第三信号符号。

金融学中的“M1”、“M2”，虽“M”来自“money”首字母，但由于分别配了跟班，身价提升，显得独特、简明、概括、也成为金融学中的第三信号符号。

各门学科中或多或少地出现了能代表第二信号的第三信号符号，第三信号符号一旦产生，很快被人们认可并使用。各专业的第三信号符号越来越多地被世界同行所接受，被世人所认可，逐渐成为世界各国共同的文化财富。如数字符号“0－9”，哪个民族还拒绝使用呢?

第三信号符号是简便的信息交流工具，它将成为全人类共同的用具，成为大家的共同财富，而且第三信号符号将会越来越多。有人担心，使用第三信号符号会不会破坏本民族语言的纯洁性，笔者认为第三信号只是第二信号的代表，各民族语言文字是第三信号的基石，是不可取消的。各民族尽可使用自己的语言文字并保持其纯洁性。

第三信号系统随着第三信号的产生而产生，随着第三信号的发展而发展。

三、三种信号系统与有机体神经系统结构的关系

(一)第一信号系统与有机体神经系统结构的关系

地球形成后，自然界中的无机物质和有机物质，在一定条件下形成蛋白质，“蛋白质能够由于核和膜的形成而产生第一个细胞。但是随着这第一个细胞的产生，整个有机界的形态形成的基础也产生了”［4］。单细胞发生裂变，形成多细胞生物，多细胞生物有向动物发展，有向植物发展。多细胞动物在与外界刺激相互作用的过程中，细胞出现分工，有的细胞专门负责运动，有的专门负责消化，有的专门负责接受传递刺激信息，有的专门负责分析综合信息并发出应对指令……随着动物与外界刺激的相互作用，负责运动的细胞逐渐形成运动器官，负责消化的细胞逐渐形成消化器官，负责接受刺激信息的细胞逐渐形成感觉器官，负责分析综合信息并发出应对指令的细胞，逐渐形成中枢神经系统……。

人脑是在多细胞动物进化为腔肠、环节、节足、脊椎、哺乳、猿类等动物的神经系统发展的基础上，逐渐在人类社会实践中发展形成的。

第一信号中的光刺激，使动物和人类的神经系统中形成对光的感受和反应活动，进行感受光刺激并对光反应的神经细胞，逐渐组成视觉中枢。

第一信号中的声音刺激，使动物和人的神经系统中形成对声音的感受和反应活动，进行感受声音和反应的神经细胞，逐渐形成听觉中枢。

动物和人的视、听、嗅、味、触、运动、消化、生殖等神经中枢，就是在第一信号刺激的作用下，由相关神经细胞在感知和反应的活动中逐渐形成的。

如果说动物和人对第一信号刺激产生的条件反射活动，是神经系统的机能，那么这种反射机能是在刺激与反射活动中，随神经系统结构的形成而同步形成的。反过来看神经系统的结构是在刺激与反应活动中形成发展的。所以，有机体的神经结构与神经机能是在刺激与反射活动中同步发展的。

(二)第二信号系统与人脑结构的关系

人类在社会生活中，在协作劳动和人际交往中，由于有交流信息，沟通情况、传递经验的需要，因而产生出语言，后又产生出文字，语言文字属第二信号，人们由第二信号为刺激所形成的条件反射活动，称为第二信号系统。第二信号系统与人脑结构是什么关系?

婴儿出生以后与成人就有了言语交流，胎儿在母腹中就常听到母亲的声音，婴儿在妈妈怀抱中最先是听，然后在身体接触眼神接触中试图模仿着说，婴儿先发出单音节，双唇一碰一开发出“妈”“爸”“打”的声音，双唇一开发出“姨、娃、呀”的声音，然后成人热情地帮助重复、强化、分化、矫正，帮助婴儿分辨“妈”是哪个人，“爸”是哪个人，“打”是怎么个动作，“娃”是谁，成人不断帮婴儿，指人发音，指物发音，作某种动作并发音，让第二信号与第一信号两个兴奋中心间建立暂时神经联系，帮助婴儿学说话，婴幼儿在听、在实际活动中、在与他人的交往中、在指物说话、边活动边说话、看图识字等交流活动中，使两种信号之间的联系不断得到强化，使儿童大脑中遗传下来的言语神经结构和言语潜能得以发挥作用，并逐渐形成具现实功能的言语文字中枢。

个体在成长中，在与他人交流中，在接受言语词汇刺激——听的过程中，对言语词汇进行分析综合的神经细胞就形成了语言词汇听觉中枢，语言词汇听觉中枢在大脑的颞叶。

个体在接受文字视觉刺激的过程中，对文字进行视感觉、记忆、分析综合处理的神经细胞，就构成了文字视觉中枢。研究表明文字视觉中枢在大脑的枕叶。

在人类社会生活中，在模仿学习使用语言文字的活动中，人脑中语言文字中枢结构逐渐形成，在世世代代的实践、强化、遗传、变异中，语言文字中枢结构逐渐完善，机能不断提高。

如果说第二信号系统是人脑的机能，那么这种机能与人脑的组织结构是在第二信号刺激和反应中同步发展、同步形成的。

(三)第三信号系统与人脑结构的关系

第三信号系统是人脑对第三信号刺激所产生的条件反射活动。人脑之所以能对第三信号进行反射，是个体通过学习训练，使第三信号兴奋中心与相应的第二信号兴奋中心，在大脑皮层上建立了暂时神经联系的结果，是第三信号系统与第二信号系统在大脑皮层上建立了暂时神经联系的结果。

个体识别学习理解第三信号及其意义的过程、对第三信号进行反应的过程，就是个体在大脑皮层上将第三信号兴奋中心，与第二信号兴奋中心拓通，并建立和巩固两者神经联系的过程，也是第三信号反应中枢结构形成的过程。大脑第三信号听觉中枢应在颞叶，第三信号视觉中枢应在枕叶，第三信号运动中枢应在额叶。

大脑皮层对第三信号刺激进行条件反射的功能与大脑皮层第三信号条件反射的组织结构应是同步形成同步发展的。

中枢神经组织结构是中枢神经条件反射功能的物质基础，中枢神经结构搭建的过程，正是中枢神经反射功能形成的过程。大脑对第三信号条件反射形成的过程，也正是相应神经结构构建的过程。正如范缜在“神灭论”中所说“形者神之质，神者形之用。是则形称其质，神言其用，形之与神、不得相异”［5］。形具神生，形毁神消，神经系统的结构与机能是同一事物的两个方面，不可分离。人的机体结构齐备，功能就健全，结构毁坏，功能就消失。人的神经系统结构就是范缜所说的“形”，神经系统的功能，就是范缜所说的“神”，两者是统一的，灵魂不可离开人的躯体而单独存在。

新的神经结构与新的神经机能是同步发展的。可以推断，第三信号刺激的出现，第三信号兴奋中心与第二信号兴奋中心联系的建立，第三信号条件反射活动的产生，将改变大脑皮层结构，第三信号刺激以及第三信号条件反射活动，将使人脑结构越来越复杂，使人脑神通越来越广大。

调查与实验结果简述:

为弄清第三信号符号在社会生活中的使用情况，课题组对社会生活、生产、文化领域中使用第三信号符号的情况进行了搜索，发现众多语言、学科、行业、生产部门、社会机构……都在使用公用的、本行业的第三信号符号，第三信号符号的使用是社会普遍现象。

为了解第三信号与第二信号传递信息效果的差异，课题组进行调查和实验。

1.访问公交司机:将“红灯”取消，改为语言文字播放“停车”指令，将“绿灯”取消，改为语言文字播放“通行”指令，好不好?司机们普遍认为:不好，不方便、听不清、看不清、耽误事、易出错。

2.反应时实验:将同一内容，用两种信号表述，刺激同一被试，分别记录下反应时间，三十位大学生，对第三信号刺激的反应时间，比对第二信号刺激的反应时间，平均少用十九秒。

3.脑电波实验:将同一内容，用两种信号表述，刺激同一被试，分别记录下脑电波图形，结果发现所产生的脑电波并不相同。

［1］曹日昌．心理学［M］．北京:人民教育出版社，1963 (1):26．

［2］杨清．简明心理学辞典［C］．长春:吉林人民出版社，1985(1):251．

［3］谭浩强．C 程序设计［M］．北京:清华大学出版社，2010(4):378．

［4］恩格斯．自然辩证法［M］．北京:人民出版社，1971 (1):18．

［5］范缜．神灭论(中国古代作品选讲)［M］．长沙:湖南人民出版社，1979 (1):309．