Об основном психофизическом законе

Основная задача, которую ставили перед собой психофизики, — это определить, как соотносятся физические параметры стимуля­ции и соответствующие им субъективные оценки ощущений. Зная эту связь, выраженную функцией типа К =/(5), где 5 — значение физического параметра стимула, а К — значение субъективной реакции, предсказать величину ощущения есть дело простого рас­чета. Психофизическая функция — /? =/(5) устанавливает связь между числовыми значениями двух типов, с одной стороны — это шкала физического измерения стимула, с другой — значения субъек­тивной реакции на этот стимул. В психофизике существуют два различных подхода к измерению интенсивности ощущений пу­тем построения психофизической функции — косвенный и пря­мой.

Идея косвенного измерения ощущений идет от Г.Фехнера, полагавшего, что измерить ощущение прямо или непосредствен­но невозможно. Идея возможности прямого измерения величины ощущения была реализована спустя 100 лет в работах С. Стивенса. Попытки этих ученых выразить психофизическую зависимость стро­го количественно привели к формулировке двух вариантов основ­ного психофизического закона — двух фундаментальных уравне­ний, связывающих интенсивность стимула с величиной ощуще­ния.

Позиция Г.Фехнера проста и логична: мы не можем измерить величину ощущения прямо, поэтому будем это делать косвенно, оценивая ее в единицах интенсивности стимула. Для построения психофизической функции вводится нулевая точка на оси ощу­щений — абсолютный порог. В качестве единицы измерения ощуще­ний вводится ЕЗР — величина стимула, соответствующая ощуще­нию едва заметного различия, которое можно оценить в ходе опы­та, измеряя разностные пороги. Таким образом, если нам нужно измерить субъективное расстояние между двумя ощущениями Я\ и К₂, вызванные стимулами ^ и 5₂, то мы измеряем его на сен­сорной оси в количестве ступеней ЕЗР.

Позиция С.Стивенса так же ясна и не менее логична: мы мо­жем попросить человека прямо оценить величину своего ощуще­ния, используя числа, и его числовые оценки будут достаточно надежно отражать величину ощущения.

Г.Фехнер и С. Стивене проводили опыты по построению пси­хофизических функций, первый просил испытуемых поднимать грузы и оценивать пороги различения их веса, второй — предла­гал прямо оценивать величину громкости тональных сигналов. Ре­зультаты вывода основного психофизического закона оказались различными: Г.Фехнер сформулировал логарифмический закон, С. Стивене — степенной:

• Г.Фехнер: Я = к-\о%5, т.е. сила ощущения изменяется про­порционально логарифму интенсивности стимула (рис. 35).

• С.Стивене: Я = к- 8^Ь, т.е. сила ощущения — это степенная функция от изменения интенсивности стимула (рис. 36).

На рис. 36 отчетливо видно, что интенсивность ощущения яр­кости при предъявлении в темноте маленького пятна света изме­няется значительно медленнее, чем интенсивность ощущения от удара электрическим током. Подобный вид психофизических функ­ций вполне соответствует нашему личному опыту.

Каждому читателю, мало-мальски знакомому с видом лога­рифмической или степенной функции, должно быть очевидно, что и та и другая функция может быть выражена на графике в

10 20 30 40 50 60 Интенсивность стимула, отн. ед.

Рис. 35. Фехнеровский вариант логарифмической психофизической функ­ции (пунктирная линия). Сплошной линией показаны равные «ступень­ки» едва заметных различий по оси ординат и увеличивающиеся по лога­рифмическому закону приращения на оси абсцисс:

ось абсцисс — интенсивность стимула в условных единицах; ось ординат — чис­ло ЕЗР, или величина ощущений

Интенсивность стимула, отн. ед.

Рис. 36. Степенные психофизические функции, полученные при шкали­ровании яркости, длины линий и силы удара электрическим током:

ось абсцисс — интенсивность стимула в условных единицах; ось ординат — ве­личина ощущения в условных единицах

виде прямой, для этого в первом случае нужно построить график, прологарифмировав значения по оси абсцисс, а во втором — по обеим осям.

При выводе формулы логарифмического и степенного законов у обоих великих ученых много общего, но есть и принципиальные различия. Логика формального вывода их законов представлена ниже в табл. 4.

Таким образом, между Г.Фехнером и С.Стивенсом существует лишь одно принципиальное различие: каким образом вводится единица измерения на сенсорной оси. Первый постулировал ра­венство ЕЗР, полагая, что величины наших ощущений пороговых различий стимулов неизменны несмотря на изменение интенсив­ности ощущений, и фактически признавал существование субъек­тивного аналога закона Бугера — Вебера. Второй принципиально отвергал такую возможность, вводя предположение о равенстве относительных ЕЗР, полагая, что величина ЕЗР не может быть постоянной, а увеличивается с ростом интенсивности самого ощущения. Понятно, что проверить справедливость принятых по­стулатов чрезвычайно трудно. Более того, результаты экспери­ментов показывают, что в виду значительного сходства для ряда сенсорных модальностей, получаемых в опыте психофизических функций, даже с помощью современных статистических методов достаточно сложно оценить, какой математической функцией (ло­гарифмической и степенной) в наилучшей степени апроксими-руются полученные данные.

Таблица 4