Пороги чувствительности и их виды. Методы измерения порогов. Прямое и косвенное измерение и шкалирование ощущений. Представление об основном психофизическом законе.
Высоков «Психология познания»
Чтобы решить психофизическую проблему ( в каких отношениях находятся явления физического, материального и духовного миров) Г.Т. Фехнером были созданы большая психофизика и малая. Первая занималась описанием законов соотношения духовного и материального, а вторая — соотношением души и тела, то есть устанавливались количественные соотношения между физической энергией стимула, воздействующего на органы чув-в человека, и величиной ощущения, которое этот стимул вызывает в его душе (сознании) . Фехнер полагал, что этого невозможно сделать ( нельзя попросить человека в количественном исчислении передать воспринимаемый им стимул). Но он утверждал, что способность к ощущению — чувствительность — может быть выражена косвенно через величину сенсорного порога.
- Сенсорный порог (Фехнер) — это некая критическая величина физической стимуляции, которая разделяет все стимулы на ощущаемые и неощущаемые. Подпороговые стимулы не ощущаются ни при каких обстоятельствах; надпороговые — ощущаются при любых обстоятельствах ; чем выше порог, тем ниже чув-ть, и чем ниже порог, тем выше чувствительность
Фехнер делит пороги на 2 класса:
1. абсолютный — характеризует абсолютную величину стимула, меняющую ощущение
2 вида:
- нижний абсолютный — минимальная величина стимула, доступного восприятию (ниже этого порога стимул не воспринимается)
- верхний абсолютный — максимальная величина стимула, доступного восприятию ( выше этого порога стимул не воспринимается/воспринимается в другой модальности) ( например, громкость звука выше 130дб может вызвать боль)
2. разностный/дифференциальный - минимальное физическое различие стимулов, вызывающее ощущение их едва заметного отличия.
Методы измерения порогов (Фехнер):
1) Метод минимальных измерений (метод границ)
- порог как граница между воспринимаемыми и невоспринимаемыми стимулами
- процедура: «Внимание» - предъявляется стимул — испытуемый отвечает, ощущает/не ощущает ли он этот стимул
- сначала предъявляется стимул, превышающий знач-е порога; после его опознания экспериментатор уменьшает его значение на небольшую величину и так продолжается дальше;
- экспериментатор наблюдает изменение ответов испытуемого с положительных (Да,слышу) на отрицательные (Нет, не слышу)
- величиной порога считается граница, разделяющая категории ответов испытуемого
- особенности процедуры: нисходящее предъявление стимулов чередуется с восходящими, так как в ответах испытуемых могут быть 2 систематические ошибки — ош ожидания и ош привыкания => порог исчезновения ощущения (оценивается в нисходящих рядах) может не совпадать с порогом появления ощущения (оценивается в восходящих рядах)
- процедура оценки разностного порога с помощью метода минимальных измерений: стимул, величина которого варьируется, предъявляется с эталоном неизменной величины; испытуемому нужно оценить различия этих двух стимулов (три варика ответов: «больше», «меньше», «равно»); сначала разница между ними большая, потом она уменьшается, выравнивается с эталоном и опять возрастает, но теперь эталон по величине больше, чем переменный стимул ( в восходящих рядах все наоборот);
2) Метод установки (средней ошибки)
- испытуемый сам устанавливает значение порога в ходе эксперимента
- более удобен для оценки разностного порога; предъявляется эталон и стимул, который может быть изменен испытуемым ( уменьшен/увеличен), цель — подровнять переменный стимул под эталон.
- Физическая разница стимулов принимается за величину разностного порога
- для оценки порога используют результаты не одного, а множества сравнений стимулов , так как испытуемый может допускать случайные ошибки; потом эти пробы усредняют
3) Метод констант (метод постоянный раздражителей, метод истинных и ложных случаев, метод частот)
- самый точный и надежный
- применяется для всех видов порогов
- абсолютный порог: предъявляется ряд стимулов ( 5-7 штук), которые очень близки между собой; они предъявляются многократно в случайном порядке; задача испытуемого — определить, чувствует/не чувствует ли он стимул
- результат эксперимента: нахождение зависимости частоты обнаружения каждого стимула от его величины; такая зависимость называется психофизической функцией, которая представляется в виде психометрической кривой
- в качестве значения порога выбирают среднюю точку, которая соответствует 50%-му обнаружению стимулов; эта точка — медиана
Существует 3 способа шкалирования ощущений:
1. Метод фракционирования. Испытуемому предъявляют эталон определенной интенсивности,который он должен сравнить с рядом других стимулов и выбрать тот, который равен половине эталона.
2.Оценка отношения. Испытуемому предъявляют 2 различных по интенсивности стимула и просят оценить отношение между ними. Например, составляет ли слабый звук по громкости 0,2; 0,5; или 0,7 сильного звука.
3. Прямой метод называется «оценка величины». Испытуемому предъявляют тон умеренной громкости, например, равный 80 децибелам и сообщают, что этот тон должен быть оценен 10 единицами. Испытуемый должен численно оценивать относительную громкость всех последующих тонов, приписывая более слабым числовое значение меньше 10, а более сильным – больше.
Психофизический закон .
Густав Фехнер предпринял попытку разработать точный количественный метод измерения ощущений (душевных явлений). То, что сильные раздражители вызывают сильные ощущения, а слабые раздражители – слабые, было известно давно. Задача состояла в том, чтобы определить величину ощущения для каждого предъявляемого раздражителя. Попытка сделать это в количественной форме восходит к исследованиям греческого астронома Гиппарха(ок. 180 или 190-125 до н.э.). Он разработал шкалу звездных величин, делящую видимые невооруженным глазом звезды на шесть категорий: от самых слабых (шестой величины) до самых ярких (первой величины).
Эрнст Генрих Вебер на основе экспериментов по различению силы давления на кожу (веса поднимаемых на ладони грузов) установил, что вместо того, чтобы просто воспринимать разницу между раздражителями, мы воспринимаем отношение этой разницы к величине исходного раздражителя. До него аналогичный вывод уже был сделан в середине XIX в. французским физиком и математиком Пьером Бугером в отношении яркости зрительных ощущений. Г. Фехнервыразил сформулированную Э. Вебером закономерность в математической форме:
ΔR- изменение раздражителя, необходимое для обнаружения едва заметного различия в стимуляции;
R – величина раздражителя;
k – константа, значение которой зависит от вида ощущений.
Конкретное числовое значение k называют отношением Э. Вебера. В последующем было обнаружено, что величина k не остается постоянной во всем диапазоне интенсивности раздражителя, а увеличивается в области низких и высоких значений. Тем не менее отношение приращения величины раздражителя и силы ощущения (или отношение увеличения стимула к исходному его значению) остается постоянным для средней области диапазона интенсивности раздражителей, вызывающих практически все виды ощущений (закон Бугера – Вебера).
В дальнейшем измерение ощущений стало предметом исследований Г. Фехнера. Опираясь на закон Бугера – Вебера, а также на собственное допущение о том, что ощущение раздражителя представляет собой накопленную сумму равных приращений ощущения, Г. Фехнер сначала выразил все это в дифференциальной форме как dR=adI/I, затем проинтегрировал [принимая R=О при интенсивности раздражителя, равной абсолютному порогу (Iο)] и получил следующее уравнение:
R=clog Iο/I
где R – величина ощущения;
с – константа, величина которой зависит от основания логарифма и от отношения Вебера;
I – интенсивность раздражителя;
Iο- величина абсолютного порога интенсивности.
Приведенное выше уравнение получило название основного психофизического закона, или закона Вебера – Фехнера, согласно которому ощущения описываются кривой уменьшающегося прироста (или логарифмической кривой). Например, увеличение яркости, ощущаемое при замене одной лампочки десятью, будет таким же, как и в случае замены десяти лампочек сотней. Иначе говоря, возрастанию величины раздражителя в геометрической прогрессии соответствует прирост ощущения в арифметической прогрессии.
Позже были сделаны попытки уточнить основной закон психофизики. Так, американский психофизик С. Стивенс выявил степенной, а не логарифмический характер зависимости между силой ощущения и интенсивностью раздражителя:
где R – сила ощущения;
с – константа;
I – интенсивность раздражителя;
Iο - величина абсолютного порога ощущения;
n – показатель степени, зависящий от модальности ощущений (значения приводятся в справочниках).
Обобщенный психофизический закон, предложенный Ю. Забродиным, учитывал тот факт, что характер зависимости между ощущениями и воздействующими раздражителями обусловлен осведомленностью человека о процессах ощущения. Исходя из этого, Ю. Забродин ввел в формулу закона С. Стивенса показатель z, характеризующий степень осведомленности:
Из формулы видно, что при z=0 формула обобщенного закона Ю. Забродина принимает вид закона Вебера – Фехнера, а при 2=1 - закона Стивенса.
Современные исследования шкалирования указывают, что уравнение Ю. Забродина не является обобщенным «в последней инстанции» психофизическим законом, т.е. оно не может охватить все существующее многообразие психофизических функций. В целом же Ю. Забродиным разработан системно-динамический подход к анализу сенсорных процессов.
Ставя перед собой задачу измерения ощущений, Г. Фехнерпредполагал, что человек не способен непосредственно количественно оценить их величины. Поэтому он предложил косвенный способ измерения – в единицах физической величины стимула. Величина ощущения представлялась как сумма едва заметных его приращений над исходной точкой. Для ее обозначения Г. Фехнер ввел понятие порога ощущений, измеряемого в единицах стимула. Он различал абсолютный порог чувствительности и различительный (дифференциальный) порог.