Познавательные психические процессы: Хрестоматия Маклаков Анатолий

А. Н. Леонтьев

О механизме чувственного отражения[1]

Развитие научных представлений о конкретных механизмах непосредственно чувственного познания имеет двоякое значение: психологическое и философское. Последнее делает данную проблему особенно важной, требующей внимательного анализа ее состояния не только с конкретно-научной, но и с гносеологической точки зрения.

Классическая физиология органов чувств XIX в. открыла большое число фундаментальных научных фактов и закономерностей. Она вместе с тем развивала в учении об ощущении теоретическую концепцию, которую последнее время иногда называют у нас «рецепторной», противопоставляя ее рефлекторной концепции ощущений, опирающейся на воззрения И. М. Сеченова и И. П. Павлова. «Рецепторная» концепция, как известно, отвечала субъективно-идеалистической философии. Последняя в свою очередь широко использовала эту концепцию для защиты своих позиций.

Характерное для рецепторной концепции положение состоит в том, что специфическое качество ощущения определяется свойствами рецептора и проводящих нервных путей. Это положение было сформулировано И. Мюллером в качестве особого принципа «специфических энергий органов чувств». Так как принцип этот, взятый в его общем виде, иногда представляется как якобы выражающий лишь самоочевидные и банальные факты вроде того, что глаз по самому своему устройству может давать лишь зрительные ощущения, а ухо – ощущения слуховые, полезно напомнить его более полное изложение. В своем «Курсе физиологии человека» Мюллер выражает этот принцип в следующих тезисах:

«Мы не можем иметь никаких ощущений, вызванных внешними причинами, кроме таких, которые могут вызываться и без этих причин – состоянием наших чувствительных нервов».

«Одна и та же внешняя причина вызывает разные ощущения в разных органах чувств в зависимости от их природы».

«Ощущения, свойственные каждому чувствительному нерву, могут быть вызваны многими и внутренними и внешними воздействиями».

«Ощущение передает в сознание не качества или состояния внешних тел, но качества и состояния чувствительного нерва, определяемые внешней причиной, и эти качества различны для разных чувствительных нервов…» (Mbller, 1840).

Из этих тезисов Мюллер делал вполне определенный гносеологический вывод: ощущения не дают нам знание качеств воздействующих вещей, так как отвечают им соответственно качеству самого чувствительного органа (его специфической энергии). В дальнейшем этот субъективно-идеалистический вывод был широко поддержан на том основании, что, опираясь на конкретные знания о процессах ощущения, нет возможности его опровергнуть. С позиций рецепторной теории этого действительно сделать нельзя, так как невозможно отрицать реальность тех фактов, которыми доказывается зависимость специфичности ощущения от устройства органов чувств. Разве фактически не верно, например, что один и тот же, скажем механический, раздражитель вызывает качественно различные ощущения в зависимости от того, на какой орган чувства он воздействует – на глаз, ухо или на поверхность кожи, или что разные раздражители (электрический ток, давление, свет), действуя на один и тот же орган, например на глаз, вызывают ощущения одинакового качества, в данном случае световые?

Хотя субъективно-идеалистические выводы ближайшим образом действительно вытекают из принципа специфических энергий, их более глубокое основание лежит в том общем исходном положении, которое и характеризует рассматриваемую концепцию именно как рецепторную. Положение это таково: для возникновения ощущения достаточно, чтобы возбуждение, вызванное в рецепторе той или иной внешней причиной, достигло мозга, где оно непосредственно и преобразуется в субъективное явление. В соответствии с этим положением анализ процессов, порождающих собственно ощущения, ограничивается лишь начальным афферентным звеном реакции; дальнейшие же процессы, вызванные в мозгу пришедшим с периферии возбуждением, рассматриваются как осуществляющие лишь последующую переработку ощущений («бессознательные умозаключения», «ассоциативный синтез» и т. п.), но в возникновении самого ощущения не участвующие. Тем более это относится к ответным двигательным процессам, которые вообще выпадают из поля зрения рецепторной концепции.

Собственно говоря, такое понимание ощущения только воспроизводило взгляд на ощущение всей старой субъективно-эмпирической психологии, которая считала его результатом чисто пассивного процесса, а активное начало приписывало особой субстанции – душе, активной апперцепции, сознанию. Именно это положение о якобы пассивном, чисто созерцательном характере ощущения (и вообще чувственного познания), о его отделенности от деятельности, от практики и, наоборот, подчеркивание чисто духовной активности, активности сознания прежде всего, и смыкало рецепторную концепцию ощущения с субъективно-идеалистической философией. Оно определило собой и тот односторонний подбор фактов, которые составили эмпирическую основу мюллеровского принципа и вытекающих из него гносеологических выводов.

Эта односторонность подбора фактов, привлекавшихся рецепторной концепцией, выразилась в том, что они далеко не исчерпывали всех существенных данных, характеризующих процесс ощущения, и, более того, стояли в противоречии с некоторыми хорошо известными уже в то время фактами. К их числу в первую очередь относятся факты, свидетельствующие об участии в возникновении ощущения моторных процессов, а также такие явления, как взаимодействие органов чувств <…>.

Особенно серьезно изменило понимание природы специфичности органов чувств развитие эволюционного подхода. Данные изучения эволюции давали основание к утверждению очень важного тезиса о том, что сами органы чувств являются продуктом приспособления к воздействиям внешней среды и поэтому по своей структуре и свойствам адекватны этим воздействиям (Вавилов, 1950; Кравков, 1956).

Вместе с тем указывалось, что, обслуживая процессы приспособления организма к среде, органы чувств могут успешно выполнять свою функцию лишь при условии, если они верно отражают ее объективные свойства. Таким образом, принцип «специфических энергий органов чувств» все более переосмысливался в принцип «органов специфических энергий», т. е. в принцип, согласно которому, наоборот, свойства органов чувств зависят от специфических особенностей воздействующих на организм энергий внешних источников <…>.

Говоря о развитии эволюционного, генетического подхода, следует указать также на роль изучения функционального развития ощущений. Я имею в виду работы, которые были посвящены изучению сдвигов в порогах ощущения под влиянием различных внешних факторов, в частности под влиянием условий профессиональной деятельности или специальных упражнений, организуемых в экспериментальных целях (Ананьев, 1955).

Среди этих работ особый интерес представляют исследования процесса перестройки ощущений в опытах с введением искусственных условий, искажающих работу органов чувств. Этими опытами (Страттон, среди новейших авторов И. Келер) было показано, что происходящая в этих условиях перестройка всегда идет в сторону нормализации ощущений, т. е. в сторону восстановления адекватности их опыту практических контактов с предметами окружающего мира (Kohler, 1955).

Несколько особое место принадлежит исследованиям взаимодействия ощущений, которые в 30-х годах особенно развивались С. В. Кравковым и его школой (Кравков, 1948). С точки зрения задачи преодоления старой теории ощущения, принципиальное значение этих исследований состоит в том, что они экспериментально показали наличие постоянного взаимодействия органов чувств, осуществляющегося, в частности, уже на низших неврологических уровнях; этим они разрушили взгляд на ощущения как на самостоятельные элементы, объединение которых является исключительно функцией мышления, сознания.

Наконец, чрезвычайно важный вклад в развитие материалистического понимания природы ощущения внесли исследования, посвященные изучению участия эффекторных процессов в возникновении ощущения. Сначала эти исследования затрагивали почти исключительно сферу ощущений, связанных с деятельностью контактных, «праксических», рецепторов; затем вместе с открытием эффекторных волокон в составе чувствительных нервов зрительного, слухового и других рецепторов они были распространены и на анализ механизмов ощущений, связанных с дистант-рецепторами, с рецепторами – «созерцателями». Эти теперь очень многочисленные и разносторонние исследования привели к общему выводу, который в острой формулировке может быть выражен так: ощущение как психическое явление при отсутствии ответной реакции или при ее неадекватности невозможно; неподвижный глаз столь же слеп, как неподвижная рука астереогностична (Зинченко, 1958; Членов, Сутовская, 1936; Delattre, 1958) <…>.

Анализ осязания обладает тем преимуществом, что он имеет дело с процессом, существеннейшее содержание которого выступает в форме внешнего движения, легкодоступного изучению.

Попытаемся всмотреться ближе в этот процесс. Это такой приспособительный процесс, который не осуществляет ни ассимилятивной, ни оборонительной функции; вместе с тем он не вносит и активного изменения в самый объект. Единственная функция, которую он выполняет, – функция воспроизведения своей динамикой отражаемого свойства объекта – его величины и формы; свойства объекта преобразуются им в сукцессивный рисунок, который затем вновь «развертывается» в явление симультанного чувственного отражения. Таким образом, специфическая особенность механизма процесса осязания заключается в том, что это есть механизм уподобления динамики процесса в рецептирующей системе свойствам внешнего воздействия.

Нет надобности умножать факты, иллюстрирующие выдвигаемое понимание принципиального механизма отражения применительно к процессу осязания и в пределах аналогии, отмеченной Сеченовым, к зрению. Оно едва ли может здесь серьезно оспариваться. Главный вопрос заключается в другом, а именно: может ли быть распространено это понимание также и на такие органы чувств, деятельность которых не включает в свой состав двигательных процессов, контактирующих с объектом? Иначе говоря, главным является вопрос о возможности рассматривать уподобление процессов в рецептирующей системе как общий принципиальный механизм непосредственно чувственного отражения природы воздействующих свойств действительности.

Одним из наименее «моторных» органов чувств, несомненно, является слуховой орган. Ухо, если можно так сказать, максимально непраксично, максимально отделено от аппарата внешних мышечных движений; это типичный орган – «созерцатель», откликающийся на поток звуков процессами, совершающимися в чувствительном приборе, скрытом в толще кости. Это впечатление неподвижности органа слуха сохраняется, несмотря на наличие внутреннего проприомоторного аппарата уха; что же касается двигательных реакций наружного уха, то о малой их существенности достаточно свидетельствует факт отсутствия их у большинства людей.

Естественно поэтому, что по отношению к слуху вопрос о роли моторных процессов в отражении специфического качества звука является особенно острым.

Однако именно исследование слуха и дало основание выдвинуть изложенное выше понимание механизма чувственного отражения.

Некоторое время тому назад и в несколько другой связи мы избрали для экспериментального изучения вопрос о строении функциональной системы, лежащей в основе звуковысотного слуха. Уже предварительный анализ привел нас к необходимости учитывать факт участия деятельности голосового аппарата в процессе различения звуков по высоте – факт, на значение которого указывали Келер (Kohler, 1915) и ряд других авторов, в частности у нас Б. М. Теплов (Теплов, 1947).

Применяя специальную методику исследования порогов звуковысотной различительной чувствительности, основанную на использовании разнотембральных звуков для сравнения их по высоте, мы получили возможность экспериментально показать наличие в этих условиях строгой зависимости между порогами различительной звуковысотной чувствительности и точностью вокализации заданной высоты, т. е. точностью интонирования звуков (Гиппенрейтер, 1957; 1958).

Приведенные опыты показали далее, что определяющим в анализе звуков по высоте является процесс интонирования, что, иначе говоря, величина порогов зависит от способности интонировать звуки и что пороги звуковысотной различительной чувствительности падают вслед за «налаживанием» правильного интонирования (Овчинникова, 1959). Таким образом, звуковысотный анализ выступил в этих опытах как функция, в основе которой лежит система рефлекторных процессов, включающая в качестве необходимого и решающего компонента моторные реакции голосового аппарата в виде внешнего, громкого, или внутреннего, неслышного, «пропевания» высоты воспринимаемого звука.

Более общее значение этого факта могло быть понято благодаря тому, что исследование, о котором идет речь, было направлено на то, чтобы показать строение звуковысотного слуха как особой функции, не совпадающей с речевым слухом. Сравнительный анализ строения обеих этих функциональных систем слуха позволил выяснить более подробно роль их моторных звеньев.

Объективно звук, как, впрочем, и другие воздействия, характеризуется несколькими параметрами, т. е. комплексом определенных конкретных качеств, в частности высотой и тембром. Восприятие звука и есть не что иное, как его отражение в этих его качествах; ведь нельзя представить себе «бескачественного» отражения. Другое дело, в каких именно качествах он отражается. Особенности «набора» отражаемых в ощущении качеств и дифференцируют различные рецептирующие системы как системы разного слуха: с одной стороны, слуха звуковысотного, с другой – специфически речевого.

В связи с тем, что периферический орган – рецептор – является у обеих этих систем общим, вопрос о различии их начального звена представляется более сложным. Зато весьма отчетливо выступает их несовпадение со стороны их моторных компонентов. Основной факт состоит здесь в том, что если у данного испытуемого не сложилась функциональная система, характеризующаяся участием вокальной моторики, то звуковые компоненты собственно по высоте им не дифференцируются. Этот кажущийся несколько парадоксальным факт тем не менее может считаться вполне установленным.

Принципиально так же, по-видимому, обстоит дело и с системой речевого слуха, обеспечивающей адекватное отражение специфического качества (инварианта) звуков речи (имеется в виду речь на нетональных языках), с тем, однако, различием, что место вокальной моторики занимает в этом случае движение органов собственно артикуляции (Блонский, 1953; Delattre, 1958). Известно, например, что при восприятии речи на фонетически совершенно чужом нам языке мы специфического качества речевых звуков первоначально не различаем (Бернштейн, 1937). Роль артикуляторных движений в восприятии речи прямо подтверждается также и данными экспериментальных исследований (Соколов, 1941).

Таким образом, мы стоим перед следующим положением вещей: раздражимость периферического слухового органа создает, собственно, только необходимое условие отражения звука в его специфических качествах; что же касается того, в каких именно качествах осуществляется его отражение, то это определяется участием того или другого моторного звена в рецептирующей рефлекторной системе. При этом следует еще раз подчеркнуть, что моторные звенья рецептирующей системы, о которых идет речь, не просто дополняют или усложняют конечный сенсорный эффект, но входят в число основных компонентов данной системы. Достаточно сказать, что если вокально-моторное звено не включено в процесс восприятия высоты звуков, то это приводит к явлению настоящей «звуковысотной глухоты». Следовательно, отсутствие в рецептирующей системе моторного звена, адекватного отражаемому качеству звука, означает невозможность выделения этого качества. Наоборот, как только происходит налаживание процесса интонирования звука, оцениваемого по его высоте, различительные пороги резко падают – иногда в 6–8 и даже в 10 раз.

В каком же смысле процесс интонирования является адекватным отражаемому качеству звука? Очевидно, в том же смысле, в каком движение ощупывания при осязании является адекватным контуру предмета: движения голосовых связок воспроизводят объективную природу оцениваемого свойства воздействия <…>.

Между обоими этими процессами существует, однако, и различие. В случае осязательного восприятия рука вступает в соприкосновение с самим объектом и ее движение, «снимающее» его контур, всегда развертывается во внешнем поле.

Иначе бывает при восприятии звука. Хотя и в этом случае процесс уподобления первоначально происходит также в форме внешне выраженного движения (внешнее пропевание), но оно способно далее интериоризоваться, т. е. приобрести форму внутреннего пропевания, внутреннего «представливания» (Теплов). Это возможно вследствие того, что собственный сенсорный периферический аппарат и эффектор данной рецептирующей системы не совмещаются в одном и том же органе, как это имеет место в системе осязания. Поэтому если бы при осязании внешнее движение редуцировалось, то это вызвало бы прекращение экстрацептивных сигналов, воздействующих на руку, и тактильная рецепция формы предмета стала бы вообще невозможной.

Другое дело при слуховом восприятии: в этом случае редукция внешне двигательной формы процесса уподобления (т. е. переход от громкого пропевания к внутреннему «представливанию» высоты), конечно, не устраняет и не меняет воздействия экстрасенсорных раздражителей на периферический слуховой орган и слуховой рецепции не прекращает. Данные, характеризующие роль и особенности эффекторного звена в рефлекторной системе звуковысотного слуха, позволяют выдвинуть следующую общую схему процесса анализа звуков по высоте.

Звуковой раздражитель, воздействующий на периферический орган слуха, вызывает ряд ответных реакций, в том числе специфическую моторную реакцию интонирования с ее про-приоцептивной сигнализацией. Реакция эта не является сразу же точно воспроизводящей высоту воздействующего звука, но представляет собой процесс своеобразного «поиска», активной ориентировки, который и продолжается до момента сближения внутри рецептирующей системы интонируемой высоты с основной высотой воздействующего звука. Далее в силу наступающего своеобразного «резонанса» частотных сигналов, идущих от аппарата вокализации, с сигналами, поступающими от слухового рецептора (или удерживающимися «операционной памятью»), этот динамический процесс стабилизируется, что и дает выделение высоты звука, т. е. отражаемого его качества.

Это представление о ходе процесса звуковысотного восприятия было подтверждено полученными нами экспериментальными данными (Леонтьев, 1958) <…>.

Выдвигаемая гипотеза представляет собой попытку ответить на наиболее трудный вопрос теории ощущения: как возможно детектирование сигналов, приходящих от чувствительных экстрацептивных приборов, в результате которого происходит воспроизведение специфического качества раздражителя? Ведь первоначальная трансформация внешних воздействий в рецепторах есть их преобразование, т. е. их кодирование (Гранит, 1967; Эдриан, 1931; Morgan, 1941).

При этом «частотный код» нервных процессов сохраняется на всем их пути, что составляет необходимое условие деятельности коры. Иначе взаимодействие нервных процессов, отвечающих разнокачественным раздражителям, было бы невозможно. При этом условии механизм воспроизведения специфического качества воздействия должен включать в себя также и такие процессы, которые способны выразить собой природу воздействующего свойства. Таковы процессы ощупывания предмета, слежения взором, интонирования звуков, осуществляющиеся при участии мышц.

Всегда ли, однако, детектирование качества воздействия должно происходить при участии мышечной периферии, или же следует говорить об участии в этом процессе вообще тех или иных эфферентов? Это вопрос, требующий особого рассмотрения, как и еще более важный вопрос об общебиологическом смысле и о происхождении самой функции уподобления.

Таким образом, гипотеза, о которой идет речь, оставляет многие важные вопросы открытыми. Гипотеза эта является, на мой взгляд, совершенно предварительной попыткой сделать дальнейший шаг в развитии концепции, рассматривающей ощущения как процессы, которые, опосредствуя связи с воздействующей предметной средой, выполняют ориентирующую, сигнальную и вместе с тем отражательную функцию.

Ч. Шеррингтон

Рецепция раздражителей[2]

С. В. Кравков

Пороги ощущения и их измерение[3]

Различные афферентные системы, дающие нам сведения о состоянии окружающего нас внешнего мира или о состоянии нашего собственного тела, могут быть, очевидно, более или менее чувствительными к отображаемым ими явлениям, т. е. могут отображать эти явления с большей или меньшей точностью. Встает, таким образом, вопрос о различной чувствительности наших рецепторов в тех или иных условиях.

Под чувствительностью того или иного рецептора в психофизиологии можно понимать совершенно то же, что понимается под чувствительностью того или иного измерительного прибора в физике. Если мы оцениваем один гальванометр как более чувствительный по сравнению с другим, это значит, что данный гальванометр способен дать отклонение стрелки в ответ на меньший ток, чем второй гальванометр. Чувствительность того или иного органа чувств мы подобным же образом измеряем тем минимальным раздражителем, который в данных условиях оказывается способным вызывать ощущение. Такой минимальный раздражитель, вызывающий ощущение, носит название абсолютного порога ощущения.

Обозначив чувствительность буквой Е, а величину порогового раздражителя буквой R₀, мы имеем, таким образом, равенство

Иными словами, чем меньше порог, тем больше чувствительность. Но посредством наших органов чувств мы можем не только констатировать наличие того или иного раздражителя, но и различать раздражители по их силе и качеству.

Подобная различительная чувствительность наших рецепторов, так же как и абсолютная чувствительность их, есть величина, меняющаяся в зависимости от очень многих условий. Однако для каждых данных условий мы можем и ее характеризовать количественно, измерить. Это осуществляется путем определения величины разностного порога ощущения, т. е. той минимальной разницы в раздражителях, которая нами ощущается. Чем разностный порог больше, тем различительная чувствительность меньше, и наоборот. Если обозначить различительную чувствительность буквой Е, а абсолютную величину разностного порога через r, то можно сказать, что

где r – величина того свойства раздражителя, по отношению к которому производится оценка, а r – то минимальное изменение этой величины, которое необходимо для возниковения у нас ощущения едва заметной разницы. Пороговые раздражители являются, таким образом, теми величинами, которые характеризуют чувствительность той или иной афферентной системы в данных условиях.

Необходимо, однако, заметить здесь, что повышение чувствительности иногда сказывается не понижением порогов, а обострением субъективной реакции на пороговое раздражение.

Такой случай мы имеем, например, в условиях протопатической кожной чувствительности. В отличие от обычного, данного нами выше определения термина чувствительности, здесь можно говорить о «гиперпатии», как то и предлагает делать Л. А. Орбели.

Изучение количественных связей между изменениями раздражителей и соответствующими им изменениями наших ощущений со времени Фехнера (Fechner, 1860) носит название психофизики. В психофизике разработан ряд методов определения порогов.

Г. Э. Мюллер (Mller, 1904) различает следующие три главных метода: метод установки (по Фехнеру, метод средней ошибки), метод границы (по Вундту, метод минимальных изменений) и метод постоянных раздражителей (по Фехнеру, метод истинных и ложных случаев).

Метод установки, или метод средней ошибки, состоит в том, что испытуемый субъект сам изменяет интенсивность раздражителя, то увеличивая, то уменьшая ее, до тех пор пока не получит едва заметного ощущения вообще (при определении абсолютного порога) или ощущения, равного по силе некоторому другому заданному (при определении разностного порога).

Каждая отдельная установка дает обычно значения, несколько отличающиеся друг от друга, скажем, a, a, a, … a_n и т. д. Среднее арифметическое этих значений будет

где n – число сделанных определений. Эта величина a_m и рассматривается как величина раздражителя, соответствующая абсолютному порогу, или же как величина, субъективно соответствующая раздражителю, данному как норма. Сумма разностей между величиной a_m и отдельными значениями a₁, a₂, a₃, … a_n разностей, равных соответственно d₁ = a₁ – a_m, d₂ = a₂ – a_m… d_n = a_n – a_m, деленная на число сделанных установок, дает величину среднего уклонения, или средней ошибки.

При этом величины d берутся без учета их знака. Среднее уклонение, или средняя ошибка, есть одна из мер точности установок, производимых наблюдателем. Фехнер считал возможным думать, что величина средней ошибки является прямо пропорциональной разностному порогу. С последним трудно согласиться.

Как справедливо многими указывалось, величина средней ошибки, устанавливаемой по данному методу, зависит и от манеры устанавливания наблюдателем искомой величины, т. е. от многих обстоятельств, стоящих с величиной самого порога в достаточно сложной связи.

Метод границы, или метод минимальных изменений, предусматривает определение искомой величины (абсолютного или разностного порога) путем предъявления испытуемому лицу последовательного ряда раздражителей, постепенно, минимальными и равными ступенями, возрастающей и убывающей интенсивности. При этом один раз раздражения предъявляются по убывающей интенсивности их, меняясь от ощущения явно заметного, а другой раз – по возрастающей – от неощущаемого. Если речь идет о нахождении абсолютного порога, то определяются две величины: 1) величина раздражителя, впервые ощущаемая испытуемым лицом при применении ряда раздражителей возрастающей интенсивности, и 2) величина раздражителя, впервые им не ощущаемая, – при обратном, убывающем по интенсивности порядке раздражителей. Средняя арифметическая этих величин и принимается за истинное значение абсолютного порога. Как легко понять, точность подобных определений будет тем больше, чем меньше те ступени, по которым мы изменяем силу предъявляемых раздражителей. Они должны быть по возможности малыми, откуда и название метода. При определении разностного порога методом минимальных изменений находят уже не две, а четыре величины. Именно в случае нисходящего ряда раздражителя от «заметно большего» находят то значение раздражителя r', при котором наш изменяемый раздражитель «перестанет казаться большим» по сравнению с раздражителем постоянным. Продолжая уменьшать интенсивность переменного раздражителя далее, доходят до момента, когда изменяемый раздражитель впервые «начинает казаться меньше» постоянного раздражителя, с которым производится сравнение. Такое значение переменного раздражителя можно назвать r_u'. Затем, уже восходящим порядком, т. е. давая последовательно более и более сильные раздражения, отправляясь вначале от «заметно меньшего», определяют значения раздражителей, при которых переменный раздражитель «перестает казаться меньше» постоянного (значение r_u), и, наконец, такое значение переменного раздражителя, при котором он «начинает казаться больше» постоянного (значение r₀) <…>.

На основании полученных таким путем данных находят

и определяют затем верхний разностный порог r_д = r₀ – N и нижний разностный порог r_и = N – r. Средним разностным порогом будет соответственно величина

вычисление которой оправданно в случае, когда r₀ и r_и близки друг к другу.

Третий главный психофизический метод, как было сказано выше, – это метод постоянных раздражений, или метод истинных и ложных случаев. При пользовании этим методом определение искомых величин абсолютного или разностного порога производится уже не столь прямым образом, как посредством двух вышеописанных методов, но лишь на основании статистической обработки достаточно большого числа показаний испытуемого. Метод состоит в следующем. Раздражители различной интенсивности предъявляются испытуемому в беспорядочной последовательности. Если дело идет об определении разностного порога, раздражители эти предъявляются, чередуясь с нормальным. От испытуемого требуется при этом оценить, кажется ли ему переменный раздражитель больше нормального или меньше его или же кажется равным раздражителю нормальному. В случае определения абсолютного порога испытуемый просто должен говорить, ощущает он или не ощущает предъявляемое ему раздражение. Сама величина порога вычисляется в результате подсчета правильных и ложных ответов, данных испытуемым при многократной оценке предъявлявшихся ему в беспорядке раздражителей разной интенсивности. Значение этих раздражителей или же разность (D) между ними и каким-либо раздражителем, являющимся нормальным, через небольшие равные ступени откладываются по абсциссе; по ординате откладываются частоты ответов, данных испытуемым, – ответов правильных, ложных и неопределенных.

Рис. 1.1. Графическое изображение результатов измерения разностных порогов постоянных раздражений. В качестве нормального служило раздражение, равное 100

На рис. 1.1 показана в качестве примера запись результатов измерения разностных порогов по методу постоянных раздражителей. При этом берут не абсолютное количество таких ответов, полученных для различных раздражителей, а их относительное количество по отношению к общему числу всех оценок данного раздражителя. Оценки неопределенные (т. е. такие, в которых испытуемый затрудняется сказать, больше или меньше нормального данный раздражитель) Фехнером причислялись поровну к оценкам правильным и к оценкам ложным. Пороговому значению S в таком случае соответствует такое значение D, на которое падает одинаковое количество оценок правильных и ложных, т. е. значение D, оценивающееся правильно в 50 % всех предъявлений. Допуская, что наши оценки, даваемые раздражителям в зависти от величины этих последних, подчиняются закону Гаусса, Фехнер приходит к выводу, что относительное количество правильных ответов «больше» r/n (где r есть число правильных ответов, а n – общее количество ответов) зависит от величины D (т. е. разности данного раздражителя с нормальным) следующим образом:

а относительное количество ложных ответов, «меньшее» — /n, соответственно выражается уравнением:

в этих формулах t = h-D, где h — мера точности, а e – основание логарифмов Непера. Фехнером даются специальные, так называемые фундаментальные таблицы к методу истинных и ложных случаев. В этих таблицах для разных значений r/n вычислены соответствующие им значения t, что позволяет, зная r/n и D, находить h. Последнюю же величину Фехнер и рассматривает как искомую меру чувствительности.

Г. Э. Мюллер в отличие от Фехнера считает необходимым посредством метода истинных и ложных случаев определить не только меру точности h, но и самую величину разностного порога S³.

Для вычисления ее были предложены различные способы. Мы укажем здесь на следующие формулы. При определении верхнего разностного порога, т. е. разностного порога в сторону более сильного раздражителя,

где S₀ – величина раздражителя, соответствующая верхнему разностному порогу;

D₀ – максимальная величина раздражителя (при этой интенсивности все ответы испытуемого должны быть правильными);

i — величина постоянного интервала между интенсивностями предъявляемых в беспорядке переменных раздражителей;

g – сумма всех ответов «больше» («сильнее»);

n — общее число всех ответов, получаемых от испытуемого для каждой отдельной величины переменного раздражителя (число это для каждого из переменных раздражителей должно быть одинаковым).

При определении нижнего разностного порога (т. е. разностного порога в сторону более слабого раздражителя)

где S_u – величина раздражителя, соответствующая этому порогу;

D_u – минимальная величина интенсивности применявшегося переменного раздражителя, при которой все ответы испытуемого должны быть правильными;

k – сумма всех ответов «меньше» («слабее»),

Разность между величинами S₀ и S_u будет характеризовать ту область переменных раздражителей, которая вызывает у испытуемого оценки «равны» («одинаковы»):

где g — сумма всех ответов «равны». Верхний разностный порог будет, очевидно, равен S₀ – N, где N — величина нормального раздражителя, а нижний разностный порог будет равняться соответственно S_и– N.

Вышеприведенные формулы вытекают из рассмотрения идеальных прямоугольников, к которым могут быть приведены площади, очерчиваемые кривыми частоты ответов «меньше», «равны» и «больше», даваемыми в эксперименте, проведенном по методу постоянных раздражений.

Для вычисления посредством этих формул не разностного, а абсолютного порога надо лишь собрать и подсчитать ответы «нет», «неопределенно» и «есть» (вместо ответов «меньше», «равны» и «больше») (Pauli, 1923).

Упрощенную интерполяционную формулу для вычисления порогов по методу постоянных раздражений находим у Вундта (Wundt, 1908). Именно пороговое значение D = D_u, по Вундту, соответствует тому значению раздражителя, которое в 50 % всех случаев оценивается правильно.

где D' и D – найденные в опыте значения раздражителей, ближайшие к лежащему между ними искомому значению D_u. При этом и' – та частота суждений данного рода, которая вызывается раздражителем D' и превышает 50 %, а и — та частота суждений данного же рода, которая соответствует раздражителю D» и является меньшей, чем 50 %.

Г. В. Гершуни, Е. Н. Соколов

Объективное измерение чувствительности и субсенсорная ее область[4]

В психологических исследованиях чувствительность человека характеризуют чаще всего порогом ощущения, т. е. порогом осознания факта воздействия внешнего раздражителя и речевого сообщения об этом. Однако давно известно, что далеко не все из того, что воспринимается человеком и афферентирует его поведение, осознается. Например, еще в 1863 году сотрудница И. М. Сеченова Н. Суслова наблюдала в эксперименте эффект неосознаваемого восприятия. Она заметила, что характер ощущений, вызванных штриховым прикосновением к коже волоском Фрея или ножками циркуля Вебера, изменяется при прохождении через кожу слабого электрического тока, который сам по себе не вызывает каких-либо ощущений. Еще в прошлом веке стали известны факты бинаурального взаимодействия: изменение локализации источника звука, слышимого одним ухом, под влиянием другого, неслышимого звука, подаваемого на второе ухо (Урбанчич, 1881).

Существование зоны чувствительности человека к неощущаемым раздражениям было прямо доказано в опытах известного советского физиолога Г. В. Гершуни. Позднее эта зона была определена им и количественно.

Рис. 1.2. Взаимоотношение порогов улитко-зрачкового рефлекса и порогов слухового ощущения на разных стадиях течения патологического процесса у больных с нарушением слуха после воздушной контузии. Ордината – интенсивность звукового раздражения в децибелах относительно нормального абсолютного слухового порога (0 дБ); абсцисса – стадии патологического процесса. 130 дБ – полная глухота; сплошная жирная линия – порог слухового ощущения; пунктирная – порог улитко-зрачкового рефлекса; заштрихованная поверхность – диапазон субсенсорной активности. I – тотчас после травмы; II–V – стадия восстановления слуховой чувствительности; VI – норма. Внизу – схематическое изображение степени расширения зрачка (слева при отсутствии раздражения, справа – при действии звука)

Во время Второй мировой войны Г. В. Гершуни обследовал больных с закрытыми травмами головного мозга после воздушной контузии, страдавших «постконтузионной глухотой» (Гершуни, 1947). Он обнаружил, что сразу после контузии, когда слуховые ощущения либо полностью отсутствуют, либо появляются только при действии очень сильных звуков, возникают такие ответные реакции организма, как изменение спонтанной электрической активности коры головного мозга – появление ритмов более высоких частот, чем до звука, изменение разности потенциалов кожи (кожно-гальваническая реакция) и улиткозрачковый рефлекс – изменение диаметра зрачка при действии звука. При нормальном слухе улитко-зрачковый рефлекс возникает при действии звуков, интенсивность которых превышает порог слухового ощущения на 25–30 дБ. В условиях же патологии этот рефлекс возникает при интенсивности звука на 20–60 дБ ниже порога ощущения и улитко-зрачкового рефлекса по мере восстановления слуховой функции (см. рис. 1.2). Сначала улитко-зрачковый рефлекс заметно усиливается, порог его резко снижается (II–III стадии патологического процесса). Это происходит потому, что мозговые структуры, ответственные за появление улитко-зрачкового рефлекса (не только средний мозг, где находится эффекторное ядро рефлекса, но и его представительство в коре), раньше выходят из тормозного состояния, чем отделы коры, определяющие возникновение ощущения. В результате этого снижения порога улитко-зрачкового рефлекса существенно возрастает зона неслышимых звуков, которые вызывают этот рефлекс. Эта зона была названа Гершуни субсенсорной областью.

В дальнейшем происходит снижение порога не только улитко-зрачкового рефлекса, но и порога ощущения, субсенсорная область уменьшается (стадии III, IV) и, наконец, отношения между слуховыми ощущением и улитко-зрачковой реакцией нормализуются – слух восстановлен (стадии V, VI).

<…> Описанная динамика непроизвольных реакций человека при снижении чувствительности в результате патологического процесса использовалась в дальнейшем для диагностики и прогноза восстановления чувствительности.

Более поздние исследования Г. В. Гершуни и его сотрудников показали, что субсенсорная область существует и в норме. Ее пределы сильно зависят от функционального состояния человека и колеблются от 5 до 12 дБ для слуха. <…>

<…> В ряде случаев объективные реакции представляют единственную возможность измерения чувствительности: у маленьких детей, еще не полностью овладевших речью, при патологии головного мозга, связанной с нарушением речевой функции, при симуляции нечувствительности, а также во всех тех случаях, когда желательно провести измерение чувствительности, не привлекая внимания испытуемого к раздражителям специальной инструкцией, обусловливающей ответную реакцию.

Какие реакции организма используются в качестве объективных индикаторов чувствительности?

Целый ряд реакций, не поддающихся прямому произвольному контролю и возникающих при действии раздражителя как в самой сенсорной системе, так и в других системах организма рефлекторным путем. Перечислим их:

– реакции рецепторов (микрофонный эффект улитки, электроретинограмма и т. д.). Применение этих реакций в качестве индикаторов чувствительности весьма ограниченно, так как они позволяют судить только о состоянии периферического отдела анализатора;

– реакции корковых отделов анализаторов (вызванные потенциалы, изменение спонтанной электрической активности коры, например депрессия хорошо выраженного альфа-ритма (8–2 к/сек);

– различные компоненты ориентировочного рефлекса (сужение кровеносных сосудов конечностей, кожно-гальванический рефлекс, движение глаз и головы в направлении раздражителя и др.);

– специальные адаптационные рефлексы (сужение зрачка на свет, сужение периферических кровеносных сосудов на холод);

– безусловно-рефлекторные реакции (например, рассмотреный выше улитко-зрачковый рефлекс). Все перечисленные выше реакции возникают «с места», без предварительной выработки;

– различные условно-рефлекторные реакции, вырабатываемые в результате сочетания условного агента с различными специальными раздражителями. Обычно в качестве условного агента используется раздражитель, адекватный для того анализатора, чувствительность которого измеряется. Выбор же подкрепления зависит от характера вырабатываемой условно-рефлекторной реакции: для депрессии альфа-ритма – свет, для кожно-гальванической реакции – электрокожное раздражение, для мигания – вдувание воздуха в глаз. Определение чувствительности с помощью непроизвольных реакций ведется общепринятыми психофизическими методами, обычно методом постоянных раздражений.

В. Гершуни и Е. Н. Соколовым (Гершуни, 1957; Соколов, 1958) были проведены многочисленные исследования соотношения порогов различных реакций, вызванных одним и тем же раздражителем, определены ограничения и возможности использования отдельных реакций в качестве индикаторов чувствительности. Основные результаты этих исследований схематически представлены на рис. 1.3. Эта схема показывает ряд характерных соотношений разных реакций в процессе измерения чувствительности. Чувствительность к индифферентным раздражителям может быть измерена только с помощью непроизвольных реакций типа R₃ и оказывается довольно низкой (стадия I). Когда же раздражителю придается сигнальное значение, чувствительность возрастает, пороги разных реакций расходятся. Наиболее низкий порог имеют непроизвольные реакции, являющиеся компонентами ориентировочного рефлекса. Пороги ощущений, о которых мы судим по речевым ответам (R₁, реч.), устанавливаются постепенно по мере уточнения смысла инструкции экспериментальной ситуацией и достигают своего высшего уровня.

Рис. 1.3. Схема изменений, определяемая по разным реакциям чувствительного анализатора в зависимости от общего числа наносимых раздражителей n, раздражителей, являющихся сигналами определенных ответных реакций, r и числа неподкрепляемых (дифференцировочных) раздражителей p. R₁ – реакции, обусловленные речевой инструкцией испытуемому: R₁ реч. – словесный ответ (типа «Вижу», «Слышу».); R₁ двиг. – произвольная условная двигательная реакция. R₂ – условно-рефлекторные реакции, вырабатываемые при безусловном подкреплении: R₂ двиг. – условные мигательные; R₂ вегет. – условные кожно-гальванические. R₃ – реакции, возникающие без специальной выработки и речевых инструкций. Область расхождения порогов непроизвольных и словесной реакции заштрихована. I–IV – стадии изменения чувствительности. Переход от I стадии ко II соответствует приобретению раздражителем значения условного сигнала реакции R₁ или R₂. Ось ординат – чувствительность в условных единицах; ось абсцисс – число n, r, p

На следующей, третьей стадии происходит упрочение и дифференцирование выработанных условных рефлексов. В силу этого ориентировочные реакции сохранны. Пороги всех реакций практически совпадают. Когда условные реакции упрочены (IV стадия), непроизвольные ориентировочные реакции угасают. Если о чувствительности анализатора судить только по ним, может показаться, что она резко снизилась. Однако пороги ощущения (R₁, реч.) остаются на прежнем уровне, пороги произвольных условных двигательных реакций (R₁, двиг.) даже несколько снижаются, т. е. при автоматизации обусловленного инструкцией ответного движения, например нажатия рукой на кнопку, иногда появляются неосознаваемые двигательные ответы на неощущаемые раздражители. Все другие реакции показывают более высокую чувствительность анализатора, и пороги условно-рефлекторных непроизвольных реакций оказываются несколько ниже порогов ощущения и произвольного двигательного ответа. Эта разница характеризует величину субсенсорной чувствительности нормального здорового человека.

На основании этих данных исследователи приходят к выводу о необходимости, во-первых, разделения понятий порога реакции и порога анализатора в целом и, во-вторых, о необходимости полиэффекторной регистрации ряда произвольных и непроизвольных реакций человека в процессе измерения чувствительности. Это позволяет получить полную и точную характеристику предельных сенсорных возможностей, с одной стороны, и обоснованное суждение о чувствительности анализатора, которая в каждый данный момент зависит от условий, характера и задачи деятельности, выполняемой человеком, – с другой.

П. О. Макаров

Об основном психофизическом законе[5]

Два столетия назад, в 1760 г., Бугер исследовал свою способность различать тень, отбрасываемую свечой, если экран, на который падает тень, одновременно освещается другой свечой. Его измерения довольно точно установили, что отношение DI/I (DI – минимальный воспринимаемый прирост освещения, I — исходное освещение) – величина сравнительно постоянная, в отличие от абсолютных величин. В 1834 г. Вебер повторил забытые к тому времени опыты Бугера. Изучая различение веса, он показал, что минимально воспринимаемая разница в весе представляет собой постоянную величину, равную приблизительно ¹/₃₀, т. е. груз в 31 г различается от груза в 30 г; груз в 62 г от груза в 60 г; 124 г от 120 г и т. д. Такое же постоянство в отношении минимального воспринимаемого прироста раздражения к его исходной величине Вебер установил для зрения (различение длины линий) и слуха (различение высоты тона). Вебер предполагал, что им обнаружен важный общий принцип, однако специального закона он не сформулировал.

Выражение «закон Вебера» принадлежит Фехнеру, но впоследствии укоренилось выражение «закон Вебера – Фехнера», так как роль Фехнера в разработке проблемы измерения ощущений исключительно велика. Фехнер рассуждал следующим образом. Мы не можем измерить ощущение. Мы можем только удостоверить, если одно ощущение больше, меньше или равно другому ощущению. Но поскольку мы можем измерять стимулы, мы можем измерить и минимальный стимул, необходимый для вызова ощущения или для того, чтобы минимально усилить или минимально ослабить имеющееся в наличии ощущение. Поступая таким образом, мы измеряем чувствительность как величину, обратную порогу. Фехнер ввел понятие об абсолютной и различительной (или дифференциальной, или разностной) чувствительности: абсолютная чувствительность измеряется абсолютным порогом, т. е. минимальной интенсивностью раздражения, вызывающей ощущение, различительная чувствительность измеряется разностным порогом, т. е. минимальным ростом интенсивности раздражения, вызывающим усиление или ослабление ощущения, по отношению к исходной интенсивности раздражения. Так, если груз в 60 г (R) оценивается как равный по весу в 61 г и чуть более легкий, чем груз в 62 г (R₁), минимальный воспринимаемый прирост веса будет равен:

R =R_i R = 62 60 = 2r,

а разностный порог (отношение Вебера) будет равен

Закон Вебера выражается, таким образом, формулой

R/R = константа (1)

для едва воспринимаемого прироста величины раздражения R.

Фехнер предположил, что если R/R = константа, то и минимальный прирост ощущения (S) относительно исходного уровня ощущения (S) тоже константа, т. е.

S = c(R/R), (2)

где с – константа пропорциональности. Формула (2) – это «основная формула Фехнера». Введение S в уравнение (2) следует рассматривать как заключение Фехнера о равенстве между собой всех S, всех минимальных приростов ощущения. Таким образом, приросты ощущения S рассматриваются Фехнером как единицы измерения. Интегрируя уравнение (2), Фехнер получил

S = c log_eR + C, (3)

где С – константа интегрирования, а е – основание натуральных логарифмов. С помощью этой формулы, зная обе константы с и С,/em> можно вычислить величину ощущения для стимула любой интенсивности. Однако поскольку константы неизвестны, эта формула неудовлетворительна, и Фехнер заменил С, сделав допущение о нулевой величине S при пороговой величине R. При R = r, т. е. при величине раздражения, равной абсолютному порогу, S = 0.

Подставляя значения R и S при R = r в формулу (3), получаем

0 = c log_er + C,

C = – c log_e r.

Теперь мы можем заменить С в формуле (3):

S = c log_e R – c log_e r = c (log_e R – log_e r) = c log_e (R/r).

Путем соответствующего изменения константы c на k переходят от натуральных логарифмов к десятичным, тогда

S=k lg (R/r). (4)

Это и есть Massformel Фехнера – формула для измерения ощущений. Шкала S – это шкала едва различимых приростов ощущения над нулем, т. е. над ощущением при абсолютном пороге. Затем Фехнер сделал еще одно допущение. Он предположил, что мы можем измерять R, любой надпороговый стимул, его отношением к r, пороговому стимулу. Если, таким образом, принять r за единицу измерения, r = 1, то

S = k Ig R. (5)

Этой последней формуле (5) Фехнер и дал название «закон Вебера». Выраженная словами, она гласит: величина ощущения пропорциональна логарифму величины раздражения. Разумеется, закон Вебера выражается формулой (1), а не формулой (5). Формула (5) выведена, как мы видели, при ряде условных допущений: во-первых, что единицей R является пороговая величина стимула г, во-вторых, что S = 0 при пороге, т. е. при R = г, в-третьих, что все S, все минимальные воспринимаемые приросты величины раздражения, равны между собой. Прежде всего формула (5) требует соблюдения формулы (1), а между тем последующие эксперименты показали, что отношение Вебера постоянно не во всем диапазоне интенсивностей раздражения. Тем не менее, несмотря на бесчисленную критику и все ограничения, закон Бугера – Вебера – Фехнера имеет достаточно широкую зону приложения. Существенно, что формула Фехнера (5) приложима к деятельности некоторых изолированных рецепторов. В определенном диапазоне интенсивностей частота токов действия есть линейная функция логарифма интенсивности. Это показано на мышечном веретене Мэтьюсом (1931) и на глазу Limulus Хартлайном и Грэмом (1932). Разумеется, здесь приходится говорить не об S-ощущении, а об E-возбуждении:

E = k lg R.

Фехнер соединял в себе физика, психофизиолога и философа-идеалиста. Отвергая его идеалистические построения, мы должны признать, что, как физик, он внес в физиологию органов чувств человека новые точнейшие методы количественного измерения отношения стимул – ответ. Это, во-первых, уже описанный нами метод измерения едва различимых приростов величины раздражения, позже названный методом пределов, во-вторых, метод проб и ошибок, позже названный методом постоянного стимула (исследуемый сравнивает целый ряд стимулов с одним и тем же постоянным стимулом по какому-нибудь признаку – больше или меньше, темнее или светлее, длиннее или короче и т. д.), и в-третьих, метод средней ошибки (исследуемый сам подбирает стимул, равный заданному или в то или иное число раз больший или меньший заданного). Фехнер установил значение изменчивости при «психофизических», как он выражался, измерениях, необходимость определения средних и крайних величин и законы изменчивости средних величин, т. е. установил необходимость статистических методов.

Фехнер считается одним из основателей экспериментальной психологии, а физиологи вправе сказать, что он развил открытие Бугера – Вебера в закон, разработал метод измерения различительной чувствительности органов чувств и, таким образом, заложил основы измерения нервных процессов у человека. <…>

С. С. Стивенс

Психофизика сенсорной функции[6]

<…> С самого начала необходимо признать, что психофизике зачастую не удавалось выполнить стоящую перед ней задачу на должном уровне. Ее задача не из легких. Прежде всего всякий раз, когда выдвигались предположения о возможности подвергнуть ощущение упорядоченному количественному исследованию, старые предрассудки, унаследованные в основном от дуалистической метафизики, порождали целый ряд упорных возражений. Вы не можете, говорили критики, измерить внутреннюю, индивидуальную, субъективную силу того или иного ощущения. Может быть, это и так, говорим мы, в том смысле, в каком это понимают те, кто нам возражает. Однако в другом и весьма полезном смысле сила ощущения может быть, как мы увидим далее, с успехом определена количественно. Нам нужно оставить в стороне споры о внутренней жизни разума. Мы должны задать себе разумные объективные вопросы об отношениях между входом и выходом сенсорных преобразователей, учитывая при этом то, как эти отношения раскрываются в поведении организмов, будь то животные или люди. Другая трудность состоит в том, что у психофизики было несчастливое детство. Хотя еще в пятидесятых годах XIX века Плато сделал нерешительную попытку правильно определить форму функции путем соотнесения воспринимаемой интенсивности с интенсивностью раздражителя, тем не менее его голос был заглушен Фехнером, который сковал развитие только что зародившейся дисциплины, обременив ее глубоко ошибочным «законом», носящим его имя (Стивенс, 1957). Быть может, самой трудной задачей, стоящей перед нами, является освобождение науки от господства столетней догмы, утверждающей, что интенсивность ощущения возрастает как логарифм интенсивности раздражителя (закон Фехнера). На самом деле данное отношение вовсе не выражается логарифмической функцией. К настоящему времени на примере более чем двадцати сенсорных континуумов показано, что кажущаяся или субъективная величина возрастает как степенная функция от интенсивности раздражителя и что показатели степенной функции лежат в пределах от 0,33 для яркости до 3,5 для электрического раздражения (60 герц) для пальцев руки. Иными словами, по-видимому, существует простой и повсеместно действующий психофизический закон – закон, о котором одно время догадывался Плато и от которого он впоследствии отказался <…>.

<… > Выводя свой логарифмический закон, Фехнер ошибочно предполагал, что минимальный прирост ощущения (S) будто бы есть постоянная величина на всем протяжении психологической шкалы. Хотя он хотел предположить, что постоянным является отношение едва заметного изменения раздражителя (R)² к его исходной величине (R), т. е.

R/R = k (закон Вебера),

у него получилось, что постоянно S. Из этих двух предположений он вывел отношение:

S = k log R

и тем самым нанес большой вред всему делу.

<… > Предположим, что Фехнер принял бы положение о постоянстве отношения не только для е. з. р. стимуляции R, также и для субъективного коррелята е. з. р. – S. Тогда он смог бы написать:

откуда следовало бы, что психическая величина S является степенной функцией физической величины R. Однако он отбросил это предположение, когда оно впервые было сделано Брентано. В результате временной победы Фехнера в психофизике открылся период бесплодных исследований, когда казалось, что нет более интересной работы, чем измерение е. з. р. Так логарифмический закон стал «пещерным идолом».

<….> Начиная с 30-х годов XX века значение психофизики стало восстанавливаться. Новый интерес к очень старой проблеме сенсорного ответа возник благодаря изобретению методов, описывающих соотношение входа и выхода сенсорных систем. Эти методы показывают, что сенсорные ответы возрастают по степенному закону. При изучении поведения так редко удается показать, что простое отношение сохраняется при самых различных видах стимуляции, что широкое распространение и постоянство степенного закона действительно приобретают большое значение.

Конечно, можно себе представить, что ощущения всех модальностей возрастают одинаково с увеличением интенсивности стимуляции. На самом деле это совсем не так, и это легко доказать при помощи элементарного сравнения. Заметьте, что, например, происходит при удвоении освещенности пятна света и, с другой стороны, силы тока (частота 60 Гц), пропускаемого через палец. Удвоение освещенности пятна на темном фоне удивительно мало влияет на его видимую яркость. По оценке типичного наблюдателя, кажущееся увеличение составляет всего лишь 25 %. При удвоении же силы тока ощущение удара увеличивается в десять раз.

<… > Степенная функция имеет то преимущество, что при использовании логарифмического масштаба на обеих осях она выражается прямой линией, наклон которой соответствует значению показателя. Это видно на рис. 1.4: медленное увеличение яркостного контраста и быстрое усиление ощущения удара электрическим током. Для сравнения на этом рисунке показана также функция оценки видимой длины линий, сделанной несколькими наблюдателями. Здесь, как и следовало ожидать, показатель функции лишь немного отличается от 1,0. Иначе говоря, для большинства людей отрезок 100 см кажется вдвое длиннее, чем отрезок 50 см.

Рис 1.4. Зависимости субъективной величины (ощущения) от величины раздражителя для трех модальностей, представленные в логарифмическом масштабе на обеих осях. 1. Электрический удар. 2. Кажущаяся длина. 3. Яркость. Абсцисса – величина раздражения (условные единицы); ордината – психологическая величина (произвольные единицы)

На рис. 1.5 те же самые три функции представлены в линейных координатах.

Рис. 1.5. Те же зависимости, что и на предыдущем рисунке, представленные в линейных координатах. Форма функции, вогнутая или выпуклая, зависит от величины показателя степени: n больше или меньше 1,0. Обозначения кривых и осей те же, что и на предыдущем рисунке

<…> В своей практике автор еще ни разу не встретил исключения из этого закона (отсюда и смелость называть эту зависимость законом).

В табл. 1.1 указаны показатели степенных функций некоторых из исследованных континуумов.

Межмодальные сравнения

Немного найдется ученых, которые бы не ощущали неудовлетворения вышеописанным методом, надежность которого всецело полагается на выражение мнения наблюдателей. И зависит от того, насколько хорошо они знают числовую систему. Эта неудовлетворенность методом вполне обоснованна, ибо поверхностные знания чисел, особенно отсутствие понятия о пропорции, естественно, затрудняют способность некоторых наблюдателей хорошо выполнить свою роль в этих экспериментах. Обозначение силы ощущения числом не является чем-то таким, что человек выполняет с большей точностью и уверенностью, хотя обыкновенный выпускник высшего учебного заведения, как правило, может производить целый ряд непротиворечивых числовых оценок.

Однако интересно не то, уверены или не уверены мы в полноценности этого метода. Интересно другое: можем ли мы подтвердить правильность степенного закона, вообще не предлагая наблюдателям производить численные оценки? Если да, можем ли мы проверить правильность отношений между показателями, приведенными в табл. 1.1? Утвердительный ответ на этот вопрос дают результаты проведения эксперимента по методу, согласно которому наблюдатель производит уравнивание интенсивностей ощущений двух различных модальностей.

Таблица 1.1

Характерные показатели степенных функций, соотносящих психологическую величину с величиной стимуляции в протетических континуумах

Посредством таких межмодальных сравнений, производимых при разных интенсивностях стимуляций, можно получить «функцию равных ощущений», а затем сравнить ее с такой же функцией, предсказанной на основании величин показателей для этих двух модальностей.

Если обе модальности при соответствующем выборе единиц описываются уравнениями:

S₁ = R₁^m и S₂ = R₂ⁿ

и если субъективные величины S₁ и S₂ уравниваются путем межмодального сравнения на различных уровнях стимуляции, то результирующая функция равных ощущений примет вид:

R₁^m = R₂ⁿ

Страницы: 123 » »»