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诺贝尔金奖获得者，俄国生理学家巴甫洛夫是最早提出经典条件作用的人。他在研究消化现象时，观察了狗的唾液分泌。他认为学习就是形成刺激与反应之间的联结。联结的实现过程，是通过中性刺激与无条件刺激的时空上结合产生了替代作用，使中性刺激与原来只能由无条件刺激才能引起的反应建立了联系，这就是经典性条件作用。
1. 实验
将狗置于隔音实验室内，实验开始后，先给狗呈现铃声刺激，铃响后半分钟给狗食物，观测狗的唾液分泌反应，铃声和食物反复多次这样有联系地呈现之后，若仅有铃声没有食物的情况下，狗也会分泌唾液。结论是，中性刺激和无条件刺激只要在时间上结合都可以成为条件刺激形成条件作用。再和其他新刺激相结合可以形成多级条件作用。
2. 经典性条件作用的主要规律
(1) 获得与消退。中性刺激与无条件刺激之间的时间间隔非常重要，一般情况下 中性刺激要先于无条件刺激或两者同时出现，中性刺激与无条件刺激在时间上的结合称为强化，强化次数越多，条件反射就越巩固;条件反射建立之后，如果多次只给条件刺激而没有无条件刺激加以强化，条件反射的反应强度就会逐渐减弱，最后完全消失，即消退。
(1) 泛化与分化。泛化是指在条件反射形成后的初期，另外一些与条件刺激类似 的刺激也会引起条件反应;分化是指经过选择性强化或消退，使有机体学会对条件刺激和与条件刺激相类似的刺激做出不同反应。
(2) 二级(高级)条件作用。在已形成的条件反射的基础上，如果将条件刺激用 作无条件刺激，使它与另一个中性刺激伴随出现，就能建立一种的新的条件反射，即二级条件作用或高级条件作用。
(3)两个信号系统
凡是能够引起条件反应的物理性的条件刺激叫做第一信号系统的刺激，凡是能够引起条件反应的以语言符号为中介的条件刺激叫做第二信号系统的刺激。
在生活中“谈虎色变”就属于第二信号系统的条件作用。巴甫洛夫的两个信号系统理论明确指出，人类由于有了以语言为主的第二信号系统，其学习与动物具有了本质的区别，说明了他本人对人类学习的研究并非只限于以刺激与反应间建立的条件反射并以此来解释人类行为。
