ПСИХОЛОГИЧЕСКИЙ СМЫСЛПСИХОФИЗИЧЕСКИХ ЗАКОНОВОсновной психофизический закон.Исходя из закона Вебера, Фехнер сделалдопущение, что едва заметные раз ницы в ощущениях можно рассматривать какравные, поскольку все они ве личины бесконечно малые, и принять их какединицу меры, при помощи которой можно численно выразить интенсивность ощущенийкак сумму или интеграл едва заметных бесконечно малых увеличений, считая отпорога абсолютной чувствительности. В результате он получил два ряда переменныхвеличин величины раздражителей и соответствующие им величины ощущений.
Ощуще ниярастут в арифметической прогрессии, когда раздражители растут в гео метрическойпрогрессии. Отношение этих двух переменных величин можно вы разить влогарифмической формуле Е KlogJ С,где К и С суть некоторые константы.Эта формула,определяющая зависимость интенсивности ощущений в единицах едва заметныхперемен от интенсивности соответственности раздражителей, и представляет собойтак называемый психофизический закон Вебера-Фехнера.Порогу чувствительности соответствует точка в сенсорномпространстве.
В этой точке отражается значение стимула, при котором сенсорнаясистема переходит из одного состояния в другое. В случае абсолютного порога онапереходит от отсутствия ощущения к появлению едва заметного ощущения, В случаеразностного порога - от отсутствия ощущения разницы к появлению ощущенияразличия.Таким образом, пороговые измерения - измерения точечные. Ихрезультаты могут очертить границы диапазон изменений величины стимулов , вкоторых действует сенсорная система, но они ничего не говорят о ее структуре.
Следующимшагом в решении психофизической проблемы было построение функциональныхзависимостей между психофизическими коррелятами, другими словами, построениепсихофизических шкал. Раздел психофизики, который занимается задачамипостроения психофизических шкал психофизическим шкалированием , получилназвание психофизика-2. Решение этих задач нашло отражение вформулировке психофизических законов.Три самыхизвестных психофизических закона представляют собой теоретические моделиструктуры сенсорного пространства.
В основе этих моделей лежит эмпирическийзакон Бугера - Вебера.На границе XVIII - XIX вв. французский физик Бугер открыл некий эффект для зрительноймодальности, а немецкий физиолог Вебер проверил его дей ствие для другихмодальностей. Этот эффект заключается в том, что отношение величины едвазаметного увеличения стимула к исходному его значению остается постоянным ввесьма широком диапазоне значе ний величины стимула, т.е.R R kЭто соотношение получило название закона Бугера - Вебера.Закон Фехнера.
Решаясвою задачу о взаимоотношении субъектив ного и объективного, Фехнер рассуждалпримерно следующим образом.Предположим, что наше сенсорное пространствосостоит из очень ма леньких дискретных элементов е - едва заметных различений.Эти эле менты равны между собой, т.е. постоянны e k,где k - константа.С учетом коэффициента пропорциональности две константыможно приравнять друг другу.
Таким образом, постоянное отношение закона Бугера- Вебера можно приравнять константе, связанной с едва замет ным различением R R Ke,где К -коэффициент пропорциональности.Далее Фехнер сделал шаг, за который его до сих пор ругаютматема тики Фехнер сам был прекрасным математиком, следовательно, созна тельнопошел на это преступление . От этого уравнения, связывающе го малыевеличины е и R, он перешел к дифференциальному уравне ниюdR R K dEгде dE - дифференциал, соответствующий очень маленькой величине е.Решением этого уравнения будет соотношениеE C1 LnR C2где C1 и C2 - константы интегрирования.Определим C2.Ощущение начинается с какого-то значения стимула, соответствующего пороговому R1 . При R R1 ощущение отсутствует и появляется только при малейшемпревышении Rнад R1, т.е. в этом случае Е 0. Подставим вполученное решение О C1 x InR1 C2,отсюда C2 - C1 x InR1, следовательно,Е C1 x InR- C1x InR1 C1 x ln R R1 .Соотношение E C1x ln R R1 называется законом Фехнера или иногда законом Вебера Фехнера.
Отметим,что закон Фехнера актив но использует понятие порога.
R1 - это, очевидно, абсолютный порог е-элементарные ощущения, аналогпорога различения. Закон Стивенса. Американский психофизик Стивенс предложил свое решение задачи.Исходным пунктом для него был также закон Бугера - Вебера. Но модель сенсорногопространства он представлял себе иначе.Стивенс предположил, что в сенсорномпространстве действует отношение, аналогичное закону Бугера - Вебера впространстве стиму лов E E kт.е.оглашение едва заметного приращения ощущения к его исходной величине являетсяпостоянной величиной.
Опять же с точностью до ко эффициента пропорциональностимы можем приравнять две постоянные величины E E K R RТак как Стивенс не постулировал дискретность сенсорного про странства,он вполне корректно мог перейти к дифференциальному уравнениюdE E dR Rрешениеэтого уравнения Е k x Rn получило название закона Стивен са. Показатель степени n для каждой модальности имеет своезначение, но, как правило, меньше единицы.
Американские ученые Р. и Б. Тетсунян предложили объяснениесмысла показателя степени n. Составим систему уравнений для двух крайних случаев -минимального и максимального ощущения Emin kxRnmin xEmax K x RnmaxПрологарифмируем обе части уравнения и получим LnEmin nx LnRmin LnkLnEmax n x LnRmax LnkРешив систему уравнений относительно n, получаемn LnEmax-LnEmin Ln Rmax-Rmin ,илиn Ln Emax Emin Ln Rmax Rmin Таким образом, по мнению Тетсунян, значение n для каждой мо дальности определяетсоотношение между диапазоном ощущений и диа пазоном воспринимаемых стимулов.Сто с лишним лет не прекращаются споры между сторонникамило гарифмической зависимости силы ощущения от величины стимула закон Фехнера и степенной закон Стивенса . Результаты эксперимен тов с одними модальностямилучше аппроксимируются логарифмом, с другими - степенной функцией.Рассмотрим один из подходов, примиряющих эти две крайности.Обобщенный психофизический закон.
Ю.М.Забродин предложил свое объяснение психофизическогосоотношения.
Мир стимулов пред ставляет опять закон Бугера - Вебера, аструктуру сенсорного про странства Забродин предложил в следующем виде E Ezт.е.добавил константу. Отсюда обобщенный психофизический закон записывается dEz E dR RОчевидно, при z 0 формула обобщенного закона переходит в лога рифмическийзакон Фехнера, а при z 1 - в степенной закон Стивенса.Величина этой константыопределяет степень осведомленности испы туемого о целях, задачах и ходепроведения эксперимента.
В экспери ментах Фехнера принимали участие наивные испытуемые, которые попали в абсолютно незнакомуюэкспериментальную ситуацию и ниче го, кроме инструкции, не знали о предстоящемэксперименте. Это тре бование работы с наивными испытуемымиследует, во-первых, из постулирования Фехнером невозможности проведениячеловеком прямых количественных оценок величины ощущения, во-вторых, из егонадеж ды выделить в эксперименте работу сенсорной системы в чистом ви де, исключив влияние других психических систем.
Таким образом, в законеФехнера z 0, что означаетполную неосведомленность испы туемых.Стивенc решал более прагматические задачи. Его скорее интересо вало, каквоспринимает сенсорный сигнал человек в реальной жизни, а не абстрактныепроблемы работы сенсорной системы. Он доказывал возможность прямых оценоквеличины ощущений, точность которых увеличивается при надлежащей тренировкеиспытуемых.В его экспе риментах принимали участие испытуемые, прошедшиепредварительную подготовку, обученные действовать в ситуации психофизическогоэкс перимента.
Поэтому в законе Стивенса z 1, что показывает полнуюосведомленность испытуемого. Обобщенный психофизический закон Забродина снимаетпротиворе чие между законами Стивенса и Фехнера, но для этого он вынужден выйтиза рамки парадигм классической психофизики.Очевидно, что понятия осведомленность , неосведомленность относятся к работеинтегральных психических образований, включающих сенсорную сис тему только какканал получения информации о внешнем мире.Психофизические законы устанавливают связь междупсихофизиче скими коррелятами. При этом ощущение измеряется в физических ве личинах,Т.е. в значениях вызывающего это ощущение стимула.
Напри мер, значению высотызвука в один сон субъективная величина соот ветствует частота звука в 1000 Гцпри силе звука в 40 дБ объективная величина . Психофизические законыпоказывают, как пространство стимулов внешних раздражителей преобразуется в сенсорноепро странство. При этом благодаря виду функции преобразования психофи зическомузакону происходит сжатие диапазона изменений значений стимулов.Но в реальной жизни почти не встречаются вчистом виде пары пси хофизических коррелятов.
Даже сигналы одной модальностипредстав ляют собой весьма сложную совокупность физических характеристик,результирующая величина которых не аддитивна относительно своих составляющих.Это хорошо видно на примере тембра звука, физиче ским коррелятом которогослужит совокупность гармоник, составляю щих звуковой сигнал, причем этухарактеристику невозможно измерить в простой физической шкале.
Не имеяфизической шкалы, измерения психических величин теряют основу, повисают ввоздухе . Как быть в этом случае? Классическая психофизика, ограниченнаярамками своих двух основных парадигм, не смогла ответить на этот вопрос.