Парные сравнения: форма записи

Таблица 1

<...>

72 Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

Метод ранжирования

Другое название этого метода — метод качественного упорядочи­вания. Оно говорит само за себя; испытуемый упорядочивает по данно­му признаку предъявленное число образцов. Так получают один ранго­вый порядок. Одни и те же образцы упорядочиваются несколько раз, обычно разными наблюдателями и для каждого образца подсчитывается средний ранг. Этот метод очень удобен, когда мы имеем дело с большим количеством образцов. Обычно несколько образцов предъявляют одновре­менно и позволяют испытуемому выбирать один ранговый порядок так долго, как он пожелает. Когда много образцов, его могут попросить гру­бо рассортировать их по качествам (классам) до того, как он приступит к окончательному ранжированию.

Одной из первых работ, связанных с методом ранжирования, была работа Кэттелла¹ с уточнениями и дополнениями его учеников (Самнера², Торндайка³, Уэллса⁴, Стронга⁵, Холлингворта⁶). Тем временем Спирман⁷ показал, как использовать порядковые ряды при измерениях кор­реляции — важный вклад в метод.

Кэттелл воспользовался методом ранжирования для определения лидеров любой естественной науки в оценке их коллег. Он предложил 10 психологам проранжировать 200 американцев, которые претендовали на звание психолога. Десять судей работали самостоятельно, независимо друг от друга. Затем Кэттелл подсчитал среднее всех 10 рангов, определен­ных для каждого психолога. Он опубликовал перечень самых высоких средних рангов в 1903 г. и открыл имена людей в 1933 г. Наша таблица включает в себя 51 имя и их порядок. Некоторые из людей были скорее философами, чем психологами; некоторые лица, стоящие вблизи или на некотором расстоянии от конца таблицы, были молодыми людьми, кото­рых еще рано было посвящать в рыцари. Что касается значимости такого списка, то мы не можем сделать ничего лучшего, чем привести цитату из оригинала — статьи Кэттелла: «Следует четко отметить, что эти оценки

¹ См.: СаПе1Дж. Statistics of American psychologists // Amer. J. Ps. 1903. 14. P. 310-
328; Cattel Дж. American men of science, a biographical directory. N.Y.: Science Press,
1933. P. 1277-1278.

² См.: Sumner P.B. A statistical study of belief. // Ps. Rev. 1898. 5. P. 616-631.

³ См.: Thorhdike E.L. An introduction to the theory of mental and social measurements.
N.Y.: Science Press, 1904.

⁴ См.: Wells P.L. A statistical study of literary merit // Arch. Ps. N.Y. 1907. № 7.

⁵ См.: Strong E.K. The relative merit of advertisements // Arch. Ps. N.Y. 1911. № 17.

⁶ См.: Hollingworth H.L. Judgments of the cosmic // Psych. Rev. 1911. 18. P. 132-156;
Hollingworth H.L. Professor CattelPs studies by the method of relative position // Arch.
Psychol. 1914. № 4. 30.

⁷ См.: Spearman C. The proof and measurement of association between two things //
Amer. J. Ps. 1904. 15. P, 72-101.

Вудвортс Р., Шлосберг Г., Методы шкалирования

дают только то, что они открыто могут дать, а именно, результирующее мнение 10 компетентных судей. Они показывают репутацию человека у экспертов, но совсем не обязательно его способности или вклад (в науку). Не исключены постоянные ошибки, которые происходят из-за того, что он известен больше или меньше. Однако нет других критериев для оценки деятельности человека помимо той, которая получена от большинства ком­петентных судей»¹.

Мы имеем здесь нечто подобное нормальному распределению; мы имеем только верхнюю четверть такого распределения, четверть, которая сама является выделенной группой женщин и мужчин, уже получивших степень и положение учителя. Мы не можем использовать эти данные для создания шкалы превосходства или репутации, имеющей в основании аб­солютный нуль. Мы можем несколько улучшить шкалу, взяв человека, занявшего верхнее место на шкале в качестве отсчетной точки и спросить, кто вдвое менее хорош, чем Вильям Джемс. Но это будет уже другой экс­перимент. Что можно получить от средних рангов кроме их положения?

Средние ранги ведущих американских психологов 1903 г.²

1.0.Вильям Джемс

3.7. Дж. Мак Кин Кэттелл

4.1. Хьюго Мюнстерберг

4.4. Г. Стенли Халл

4.5. Дж. Марк Болдуин

7.5. Эдвард В. Титченер

7.6. Ионна Ройс

9.2. Георг Т. Лэдд
9.6. Джон Девэй

11.6. Иозеф Ястров
12.3. Эдмонд К. Сэнфорд

16.8. Мэри В. Калкинс

17.1. Вильям Л. Бриан

17.8. Георг С. Фаллертон

18.7. Георг М. Страттон

19.3. Эдвард Л. Торндайк
19.6. Эдмонд В. Делабарре
21.6. Эдвард В. Скрипчер

21.8. Христина Лэрд-Франклин

22.4. Генри Ратчерс Маршалл

¹ Cattel Дж. American men of science, a biographical directory. N.Y.: Science Press,
1933. P. 1277-1278.

² См.; Cattel Дж. Statistics of American psychologists // Amer. J. Ps. 1903. 14. P. 310-
328; Cattel Дж. American men of science, a biographical directory. N.Y.: Science Press,
1933. P. 1277-1278.

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

24.5. Чарльз X. Джадд

27.0. Джеймс Р. Энгелл
29.5. Лайтнер Виттер

37.5. Г.Т. Патрик
37.7. Говард Уоррен

40.4. Вильям Т. Харрис

41.6. Раймонд Додж

42.9. Джеймс X. Хизлон

44.6. Карл Сишор

44.9. Чарльз Стронг

45.5. Артур X. Пирс

46.4. Роберт Мак Доугалл

47.1. Макс Мейер

48.0. Эрнст X. Линдлей
49,3. Джеймс Лейба

49.6. Фрэнк Энгелл
49.9. Вальтер Пилльбери

51.1. Вильям Р. Ньюболд
52.6. Ливингстон Фарранд
53.3. Герберт Никольс

54.5. Якоб Г. Шурман
54.5. Маргарет Ф. Уошборн

56.2. Роберт С. Вудвортс

56.3. Шеферд И. Франц

56.5. Харри К. Вольф

58.5. Джеймс Э. Крейдтон

59.0. Харри Н. Гардинер

59.0. Георг Сантаяна

59.2. Эдвард Ф. Бохнер

59.2. Андре С. Армстронг

59.6. Таддеус Л. Болтон

Давайте посмотрим, насколько сходятся вместе средние ранги у ос­нования таблицы. Допустим, что мы имеем 10 весов, каждый из них очень хорошо отличается от другого, и просим дюжину наблюдателей упорядо­чить их. Каждый наблюдатель упорядочивает их одним и тем же образом и средними рангами будут 1, 2, 3,.. 9,10. Но допустим, что мы проводим тот же эксперимент с 10 равными весами: каждый наблюдатель упорядо­чивает их в свой, отличающийся от других, ряд, и все средние ранги бу­дут приблизительно одними и теми же (одинаковыми). Теперь пусть веса немного отличаются друг от друга так, что каждый наблюдатель будет склонен сделать несколько ошибок: средние ранги будут лежать между двумя упомянутыми экстремумами и они будут точно соответствовать ряду объективных весов.

Вудвортс Р., Шлосберг Г. Методы шкалирования

В этом заложен полезный принцип. Предлагая достаточному числу компетентных судей ранжировать некоторые образцы, получаем почти равные средние ранги там, где образцы почти равны, и сильно отличаю­щиеся, когда образцы заметно не равны; короче, средние ранги будут правильно соответствовать образцам и в порядке, и в пространстве.

Из списка психологов мы извлекаем, что номера 2, 3, 4 примерно одинаковы по психологической ценности, насколько это показало время; то же самое можно сказать о трех следующих людях и о последних двенад­цати. Мы можем сделать вывод, что точный порядок, как утверждает Кэттелл, очень неопределенен в том случае, когда средние ранги примерно равны.

Для более полного использования этого метода должно быть опре­деленное число образцов; все они классифицируются каждым из испы­туемых. Тогда можно, как показано в первом издании этой книги, изме­рить количество согласий и несогласий среди судей. Мы покажем, как один и тот же вид шкалы можно получить из ранжирования и парных сравнений. Ранжирование можно свести к частотам выбора (С) и затем к величинам р и z.

3. Основные положения теории обнаружения сигна­лов. Понятие сигнала, шума, критерия, чувст­вительности. Кривые РХП

X. Шиффман ТЕОРИЯ ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛА (ТОС)¹

В экспериментально найденных значениях абсолютного порога, представленных на рис. 1, есть стимулы определенной интенсивности, которые наблюдатель иногда обнаруживает, а иногда — нет. Иными сло­вами, стимулы одной и той же интенсивности порой фиксируются, а порой — нет. Это изменение распознаваемости стимулов одной и той же интенсивности красноречиво свидетельствует об изменении величины

Рис. 1. Типичная эмпирическая пороговая функция

Для удобства абсолютный порог определен как интенсивность,

при которой стимул распознается в 50 % случаев

¹ Шиффман X. Ощущение и восприятие. СПб.: Питер, 2003. С. 60-73.

Шиффман X. Теория обнаружения сигнала (ТОС)

порога во времени. Подобный вывод — серьезный вызов традиционному представлению о сенсорном пороге как о проявлении (воплощении) прин­ципа «все или ничего», а именно утверждению о том, что точная вели­чина интенсивности отличает распознаваемые стимулы от тех, которые нельзя распознать.

Чтобы понять эту проблему порога, следует вспомнить, что во мно­гих житейских ситуациях мы зачастую не уверены в том, перешли ли порог чувствительности, т.е. правильно ли восприняли слабый или по­граничный сигнал. Мы сталкиваемся с многочисленными ситуациями, связанными с внешними раздражителями, которые — если говорить о вызываемых этими раздражителями ощущениях — неоднозначны, но, как правило, принимаем в отношении них правильные решения. Разве мы действительно слышим телефонный звонок, когда косим траву на лужайке, или стук в дверь, стоя под душем? И правда ли, что мы видим неяркую звезду в ночном небе?

В качестве примера такой неопределенной (неоднозначной) ситуа­ции представьте себе, что вы в одиночестве с нетерпением ждете возвра­щения подруги. Вы знаете, что сигналом, возвещающим ее возвращение, станут шаги на лестнице. С точки зрения психофизики это означает, что вы будете прислушиваться к определенному звуку — к звуку шагов. Поскольку этот звук возникнет за пределами комнаты, он будет слабым, слышным на фоне других постоянных звуков — уличного шума и шума, доносящегося из других комнат. В подобной ситуации вы либо можете услышать звук шагов, когда он действительно раздастся, либо вам покажется, что вы его слышите, когда никого не будет поблизости. Ра­зумеется, вы стараетесь создать некий сенсорный образ звука шагов. Вы также пытаетесь разобраться в разных звуках — в тех, которые вы действительно слышите, и в тех, которые вам кажутся. Вполне может случиться, что когда действительно раздастся звук шагов, вы не услы­шите его, но может быть и по-другому: вы будете уверены, что слыши­те шаги, — возможно, потому, что вам очень хочется их услышать, — однако то, что вы приняли за звук шагов, будет всего лишь частью зву­кового фона, создаваемого улицей.

Этот пример показывает, что особенности восприятия слабых раз­дражителей создают вполне определенные проблемы для традиционных представлений о пороге чувствительности. Основаны ли наши выводы исключительно на действии раздражителей или на них влияют наши психологические установки? В этом разделе представлен подход к оцен­кам ситуаций, в которых наша предрасположенность к принятию опре­деленных решений создается некими психологическими факторами, та­кими, которые не принимаются во внимание традиционными пред­ставлениями о пороге чувствительности.

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

Чувствительность и искажение ответа

Поскольку порог восприятия — величина постоянная, и особенно ярко это проявляется в случае слабых или пограничных раздражителей, в обнаружении слабых раздражителей (сигналов, как их принято называть в данном контексте) помимо способности наблюдателя к обнаружению, или чувствительности, могут иметь значение и другие факторы. К ним отно­сятся и уровень внимания наблюдателя в ходе эксперимента, и мотивация выполнения задания, связанного с обнаружением сигналов, и ожидание присутствия последних, и другие аналогичные несенсорные факторы, ко­торые в совокупности принято называть искажением ответа и которые могут влиять на вывод наблюдателя относительно присутствия или отсут­ствия сигнала. Иными словами, когда, выполняя задание, связанное с об­наружением сигнала постоянной интенсивности, наблюдатель отвечает то «Да», то «Нет», мы не можем с уверенностью сказать, связано ли это с некими изменениями его чувствительности или это всего лишь результат влияния на ответ таких несенсорных факторов, как нестабильность внима­ния или мотивации. Иногда наблюдатели даже говорят, что обнаружива­ют сигнал, хотя на самом деле вовсе не уверены в этом.

Обнаружение сигнала и шум

Почему обнаружение слабого сигнала дает такие нестабильные ре­зультаты? Что является источником подобной нестабильности? Рассмот­рим, что происходит с сенсорной системой при воздействии на нее сла­бого внешнего раздражителя, такого, например, как тусклый свет или негромкий звук. Если раздражитель достаточно интенсивен, в сенсорных рецепторах на нейронном уровне могут возникнуть потенциалы действия, способные повлиять на нейронную активность мозга. Эта активность сиг­нализирует нервной системе наблюдателя, что появились свет или звук. Однако даже при полном отсутствии внешних раздражителей и для сенсорных систем, и для мозга характерна непрерывная спонтанная ней­ронная активность. Эта спонтанная сенсорно-нейронная активность час­тично является результатом неупорядоченного возникновения потенциа­лов действия; ее сравнивают с шумовым фоном в радиоприемнике или со «снегом» на телевизионном экране и считают некой формой посторон­него фонового шума (Ш) в сенсорной системе. (Следовательно, в данном контексте слово шум никоим образом не связано со слухом.) Помимо спонтанной сенсорно-нейронной активности нейронный шум может так­же включать непредсказуемые, случайные последствия усталости и вли­яние таких несенсорных причин искажений ответа, как уровень колеба­ния внимания наблюдателя или его мотивации выполнения задания, свя­занного с обнаружением сигнала.

Шиффман X. Теория обнаружения сигнала (ТОС)

Хотя этот шум и не является частью внешнего раздражителя, или сигнала, который нужно обнаружить, возникая в неоднозначной (неопре­деленной) ситуации, он способен существенно повлиять на обнаружение слабого сигнала. В типичном эксперименте по обнаружению сигнала при каждом его предъявлении наблюдатель пытается понять, являются ли испытываемые им ощущения только результатом воздействия фонового шума (Ш) или на фоне этого шума он воспринимает и сигнал (т.е. он воспринимает сигнал + шум, СНГ).

Кривые распределения сенсорных эффектов (сенсорного влияния) шума на сенсорную систему наблюдателя представлены на рис. 2.

Рис. 2. А — распределение уровней сенсорной активности, вызванной воздействи­ем на сенсорную систему только одного фонового шума Ш. Изменение уровней варьируется в интервале «редко» — «часто». Наиболее часто возникающий уро­вень сенсорной активности — средний, и ему соответствует участок кривой вокруг средней точки X; Б — распределение уровней сенсорной активности, вызванной СШ. Соответствует условиям, при которых ко всем значениям Ж, представленным на А, добавлен сигнал; В — распределение уровней сенсорной активности, вызван­ной распределением Ж и С. Средний сенсорно-нейронный эффект Ж выше, чем средний эффект Ш благодаря наложению эффекта СШ на эффект Ш. Однако сен­сорные эффекты одного Ш и СШ перекрываются и вместе производят некие сен­сорные эффекты, которые представлены заштрихованным участком и которые могут быть следствием распределения либо Ш, либо СШ

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

Знакомая колоколообразная кривая (рис. 2, А) показывает, что уро­вень сенсорной активности, являющейся результатом одного только шума в сенсорной системе, изменяется весьма существенно. На абсциссе пред­ставлен уровень сенсорной активности (от низкой до средней и высокой), на ординате — частота возникновения разных уровней сенсорной актив­ности (от «редко» до «часто») Иногда уровень шума минимален, иногда — максимален, однако чаще всего его интенсивность находится на сред­нем уровне, который обозначен Х_ш. Если же внешнее событие (т.е. звук или свет) стимулирует сенсорный рецептор, то в результате этого возни­кает сенсорная активность (сигнал), которая добавляется к действию фонового шума. Более конкретно эта мысль может быть сформулирова­на следующим образом: если сигнал, имеющий постоянную интенсив­ность, накладывается на все возможные уровни произвольно изменяюще­гося фонового шума, суммарное влияние шума и сигнала (СШ) на сен­сорную активность подчиняется закону нормального распределения и описывается колоколообразной кривой, представленной на рис. 2, Б.

Так же как и в случае действия одного лишь фонового шума, уро­вень сенсорной активности СШ тоже изменяется; иногда он высок, иног­да — нет, но чаще находится на среднем уровне (точка Х_с+ш на рис. 2, Б), который — и это очевидно — выше среднего уровня сенсорной активно­сти, вызываемой одним фоновым шумом (точка Х_ш на рис. 2, Б смещена вправо по отношению к точке Х_ш на рис. 2, А).

Однако, как следует из рис. 2, В, сенсорные эффекты Ш и СШ пе­рекрываются. Иными словами, они вместе влияют на сенсорную систему таким образом, что при попытке определить, присутствует ли слабый сигнал, наблюдатель должен решить, является ли данный конкретный уровень активности его сенсорной системы реакцией только на Ш — на нерелевантный эксперименту фон — или же на СШ.

Критерий. Задание, выполняемое наблюдателем в типичном экспе­рименте, связанном с обнаружением сигнала, заключается в том, чтобы определить, является ли испытываемое им ощущение, определяемое уров­нем сенсорной активности, результатом действия сигнала (СШ) или толь­ко одного шума (Ш). Согласно теории обнаружения стимула (ТОС), на­блюдатели, решая вопрос о том, присутствует сигнал или нет, вырабаты­вают для себя некий «проходной балл», или внутренний критерий (обычно обозначаемый греческой буквой ) результирующей сенсорной активности. Один такой критериальный уровень представлен на абсцис­се рис. 3.

В соответствии с критерием наблюдатель ответит «Да» (подтверж­дая присутствие сигнала), если уровень сенсорной активности, представ­ленной на абсциссе, превышает эту точку, и «Нет» (отрицая присутствие сигнала), если сенсорный эффект ниже ее. В обоих случаях наблюдатель может ошибиться. Он может ответить утвердительно, когда на самом деле сенсорный эффект является лишь результатом воздействия одного толь-

Шиффман X. Теория обнаружения сигнала (ТОС)

Рис. 3. Частота сенсорных эффектов, производимых Ш и СШ, и значение критерия, разработанного наблюдателем На абсциссе представлена гипотетическая «точка принятия решения», или значение критерия (Р), при котором наблюдатель решает, ответить ли ему «Да» или «Нет» на вопрос о присутствии сигнала в данном экспе­рименте. Критерий может иметь любое значение. В данном гипотетичес­ком случае все сигналы, влияние которых лежит ниже критериального сенсорного уровня (т.е. слева от критерия), останутся необнаруженны­ми; все сигналы, влияние которых лежит выше уровня сенсорного кри­терия (т.е. справа от критерия), будут распознаны, и будет дан положи­тельный ответ. Для гипотетического критерия также указаны участки, соответствующие правильным и неправильным ответам

ко шума Ш (на рисунке это неправильный положительный ответ). Ана­логичным образом наблюдатель может ответить, что сигнала нет, хотя на самом деле он присутствует (неправильный отрицательный ответ). Это происходит потому, что, как следует из рис. 2, В, сенсорные эффекты СШ и Ш перекрываются, лишая наблюдателя возможности выбрать сенсор­ный критерий, позволяющий правильно реагировать на каждое предъяв­ление сигнала. Фактически форма участка, образующегося за счет пере­крывания кривых распределения СШ и Ш на рис. 2, В и 3, свидетель­ствует о том, что в некоторых экспериментах по СШ (когда сигнал действительно присутствует) сенсорное влияние на наблюдателя может быть меньше, чем сенсорное влияние одного только шума.

Матрица результатов. Как было сказано при описании рис. 3, в лю­бом конкретном эксперименте по обнаружению сигнала наблюдатель дол­жен решить, является ли сенсорная активность результатом действия СШ или Ш, и его решение зависит от критерия, на который он в данный момент ориентируется. Если уровень сенсорной активности ниже его критерия, наблюдатель ответит «Нет»; если уровень сенсорной активно­сти превышает критерий — будет дан положительный ответ.

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

Таблица 1

Экспериментальное обнаружение сигнала. Матрица сигнал—ответ

для наблюдателя, отвечающего «Да» или «Нет»

на каждое предъявление сигнала

Как следует из данных табл. 1, возможны четыре варианта этих ответов. Попадание — это положительный ответ и правильное обнаруже­ние сигнала; ложная тревога — это положительный ответ при отсутствии сигнала; промах — это отрицательный ответ, данный тогда, когда сиг­нал предъявлен, и, наконец, правильное отрицание — это отрицатель­ный ответ в тот момент, когда сигнала нет. Как показано на рис. 3, лож­ные тревоги и промахи — это ошибки, возникающие вследствие перекры­вания кривых распределения сенсорных эффектов СШ и Ш и их связи с критерием, установленным наблюдателем для принятия решения о том, присутствует сигнал или нет.

Влияние критериев: ожидания и мотивация. В соответствии с ТОС способность обнаруживать слабые сигналы изменяется во времени, по­скольку на поведение наблюдателя влияют несколько относительно не зависящих друг от друга факторов. Один из них — это изменение уров­ня шума в самой сенсорной системе. Иными словами, сенсорные эффек­ты за счет изменения фонового шума или от постоянного сигнала в соче­тании с изменяющимся фоновым шумом в период времени между двумя предъявлениями пограничных сигналов вызывают изменения способнос­ти обнаруживать их. (Это утверждение иллюстрируется колоколообразными кривыми, представленными на рис. 2.)

Второй фактор, влияющий на поведение наблюдателя, — его ожи­дания, связанные с присутствием сигнала. В отличие от традиционных психофизических методов, в которых сигнал предъявляется при каждой попытке (в каждом эпизоде), в эксперименте по обнаружению сигнала вероятность того, что он будет предъявлен в данный момент, может из­меняться. Изменение частоты предъявления сигнала создает условия для

Шиффман X. Теория обнаружения сигнала (ТОС)

несенсорного искажения ответа—ожидания, — которое влияет на уро­вень выбираемого наблюдателем критерия , и возникновение подобной ситуации в ходе эксперимента вполне возможно.

Иными словами, на ожидание появления сигнала в определенный момент эксперимента можно повлиять, варьируя вероятность, или часто­ту, с которой сигнал предъявляется наблюдателю. Если сигнал предъяв­ляется практически на всех этапах эксперимента, наблюдатель может по­чти всегда ждать его появления. В результате он выберет относительно необременительный для себя критерий (на рис. 3 это сдвиг критерия вле­во). Следствием этого становится тенденция давать положительный ответ даже при отсутствии сигнала. В подобной ситуации вероятность попада­ний весьма велика, но благодаря ожиданиям наблюдателя и вероятность ложных тревог будет выше, чем она была бы, не имей наблюдатель подоб­ных ожиданий. Напротив, если сигнал предъявляется редко, у наблюда­теля появляется тенденция (склонность) давать отрицательные ответы, и он отвечает «Нет» даже тогда, когда сигнал присутствует (на рис. 3 это сдвиг критерия вправо). В этом случае результатом будет уменьшение числа ложных тревог, но большее число промахов.

В табл. 2 представлены относительные количества разных ответов в эксперименте, в котором сигнал присутствовал в 90% случаев и отсут­ствовал в 10% случаев. (Обратите внимание на то, что эпизоды, в кото­рых сигнал отсутствует, в экспериментах по обнаружению сигнала обыч­но называются ловушками {эпизодами-ловушками.))

В табл. 3 представлены относительные количества разных ответов в эксперименте, в котором сигнал присутствовал в 10% эпизодов и от­сутствовал в 90% эпизодов.

Результаты предъявления одного и того же сигнала свидетельству­ют о том, что одно лишь изменение соотношения сигналов и ловушек су­щественно влияет на ожидания, а следовательно, и на поведение наблю­дателя: соотношение попаданий и ложных тревог систематически изменя-

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

ется. Иными словами, изменения в соотношении попаданий и ложных тревог можно связать с изменениями критерия с которым наблюдатель подходит к соотношению предъявлений сигнала и ловушек (в данном слу­чае — благодаря ожиданию). Разница между соотношениями ответов, представленными в табл. 2 и 3, свидетельствует о том, что изменение об­наружения постоянного сигнала происходит даже тогда, когда его интен­сивность не изменяется. А это значит, что в данном случае изменение поведения наблюдателя является следствием изменения его ожиданий, связанных с появлением сигнала, а не изменений самого сигнала.

Второй несенсорной причиной искажения ответа, оказывающей влияние на уровень критерия является мотивация получения конкрет­ного результата, например заинтересованность наблюдателя в последстви­ях его ответа. Так, если у наблюдателя есть серьезные основания обна­ружить сигнал и постараться ни в коем случае не пропустить его, он, скорее всего, сообщая о сигнале, снизит уровень критерия ; при этом у него возрастет количество ответов «Да» и попаданий (речь снова идет о смещении критерия на рис. 3 влево). Увеличение утвердительных отве­тов приведет и к увеличению числа ложных тревог. С другой стороны, использование более жесткого, консервативного критерия (что соответ­ствует сдвигу критерия на рис. 3 вправо) увеличивает количество отве­тов «Нет». И хотя подобная стратегия дает меньше ложных тревог, она также уменьшает и количество попаданий.

Эксперимент, в котором критерий становится объектом сознатель­ного манипулирования, показывает, как мотивация наблюдателя может влиять на соотношение попаданий и ложных тревог.

Представьте себе, что вы — наблюдатель, участвующий в следую­щем эксперименте по обнаружению сигнала. Вам предстоит услышать или не услышать некий слабый звук и в зависимости от того, присутству­ет сигнал или нет, ответить «Да» или «Нет». Более того, ваш ответ име­ет и определенные финансовые последствия, определяемые следующими вариантами оплаты.

1. За каждое попадание вы получаете 1 доллар. В этом случае вы будете стремиться каждый раз отвечать «Да», даже если сомне­ваетесь в том, что слышали сигнал.

2. За каждое попадание вы получаете 1 доллар, но одновременно каждая ложная тревога облагается штрафом в 50 центов. Вы по-прежнему будете стремиться дать утвердительный ответ даже при отсутствии уверенности, но все-таки эта готовность будут несколько ниже, чем при условиях, которые описаны в п. 1 и при которых вас не штрафовали за ложную тревогу.

3. В отличие от условий оплаты п. 1 и 2 вы получаете по 50 центов за каждую удачу, но вас также и штрафуют на 1 доллар за каждую ложную тревогу. У вас появится тенденция отвечать осторожно и давать утвердительный ответ только при полной уверенности.

Шиффман X. Теория обнаружения сигнала (ТОС)

Таблица 4

Обобщенные данные о некоторых экспериментально найденных соотношениях попаданий и ложных тревог для этих трех вариантов оп­латы представлены в табл. 4.

То, что мы описали, есть изменение критерия и аналогичное из­менение пропорции попаданий и ложных тревог, соответствующее опла­те труда. В зависимости от того, что именно ждет наблюдателя, — на­града или штраф — один и тот же сигнал может вызвать как положи­тельный, так и отрицательный ответ, и характер ответа не зависит от чувствительности наблюдателя к сигналу. Следовательно, даже при вы­полнении такого относительно простого психофизического задания, как принятие решения о том, присутствует или отсутствует слабый сигнал, на поведение наблюдателя существенно влияют несенсорные факторы, т.е. искажение ответа. Это делает понятным отсутствие абсолютного, легко определяемого значения порога. Более вероятно, что наблюдатель примет такой критерий ответа, который одновременно учитывал бы и интенсивность сигнала, и такие переменные несенсорного характера, как мотивация выполнения задания и ожидание появления сигнала.

Кривые рабочей характеристики приемника (РХП)

ТОС исходит из того, что нельзя определить величину абсолютного порога. Однако можно одновременно оценить и чувствительность на­блюдателя по отношению к предъявляемому сигналу, и уровень его кри­терия Информация о влиянии этих двух параметров на обнаружение сигнала может быть получена из анализа связи между относительным количеством попаданий и относительным количеством ложных тревог, которое, как мы видели, зависит от критерия. Обычно для этого на ор-

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

Рис. 4, РХП, для построения которой использованы данные табл. 5 На ординате отложена вероятность попаданий, на абс­циссе — вероятность ложных тревог. Каждая точка дан­ной кривой соответствует разным количествам попада­ний и ложных тревог для разных вероятностей предъяв­ления сигнала (проценты в скобках). (Обратите внима­ние на то, что все точки хорошо ложатся на кривую)

динате откладывают относительное количество попаданий (положитель­ных ответов на активность СШ), а на абсциссе — относительное количе­ство ложных тревог (положительных ответов при отсутствии сигнала). Получающиеся при этом кривые, названные рабочими характеристика­ми приемника (РХП)¹, иллюстрируют связь между относительными ко­личествами попаданий и ложных тревог при постоянной интенсивности сигнала. (Пример РХП, построение которой описано ниже, представлен на рис. 4.)

Термин РХП возник из представлений о том, что подобная кривая измеряет и описывает чувствительность наблюдателя при обнаружении сигнала. Рассмотрим, как РХП может описывать чувствительность на­блюдателя по отношению к сигналу, интенсивность которого поддержи­вается на постоянном уровне.

Данные табл. 5 показывают, как вероятность сигнала влияет на относительное количество попаданий и ложных тревог в таком гипоте-

¹ В иностранной литературе - RОС-кривые (receiver-operating characteristic), но в нашу литературу вошло как РХП, что представляется оправданным. (Примечание науч­ного редактора источника.)

Шиффман X. Теория обнаружения сигнала (ТОС)

Таблица 5

Соотношение попаданий и ложных тревог для разных условий предъявления сигнала (гипотетические данные)*

Процент эпизодов, в которых ______________ соотношение______________

был предъявлен сигнал попаданий ложных тревог

90 0,95 0,78

70 0,85 0,50

50 0,70 0,30

30 0,50 0,15

10 0,28 0,04

* Примечание. Эти данные получены в опытах, проведенных с сигналом, интенсив­ность которого оставалась постоянной. Следовательно, различия в пропорциях по­паданий и ложных тревог отражают различия в критериях /?, являющиеся результа­том изменения соотношения эпизодов, в которых сигнал подавался, и эпизодов — ловушек (от 10 до 90%) в ходе проведения многих опытов.

тическом эксперименте, в котором интенсивность сигнала поддерживает­ся на постоянном уровне. (Некоторые данные взяты из табл. 2 и 3.) Сле­довательно, если в эпизодах эксперимента по обнаружению сигнала последний почти всегда присутствует, наблюдатель демонстрирует тенден­цию к увеличению вероятности положительных ответов. В результате увеличивается относительное количество попаданий (в данном примере оно равно 0,95), и соответственно увеличивается количество ложных тре­вог (0,78) Напротив, если сигнал предъявляется только в 10% эпизодов (т.е. если 90% эпизодов — ловушки), то при той же самой интенсивно­сти сигнала относительное количество попаданий равно 0,28, а количе­ство ложных тревог — 0,04. Если сигнал предъявляется редко — он дей­ствительно присутствует в 10% эпизодов, — наблюдатель демонстрирует тенденцию к отрицательным ответам. В итоге при весьма небольшом от­носительном количестве ложных тревог (0,04) относительное количество удач тоже сравнительно невелико (0,28). На рис. 4 приводится РХП, по­строенная на основании этих данных. Заслуживает внимания, например, то, что наибольшее значение соответствует предъявлению сигнала в 90% эпизодов. Обратившись к таблице, мы увидим, что количество удач, от­ложенное на ординате, составляет 0,95, а количество ложных тревог, отложенное на абсциссе, — 0,78. Если представить графически все дан­ные табл. 5, обнаруживается определенная тенденция: точки ложатся на симметричную кривую, имеющую наклон влево. Если провести дополни­тельные эксперименты с использованием сигнала той же интенсивности, но с большей вероятностью ловушек, чем те, что представлены на рис. 4, соотношения попаданий и ложных тревог в них будет, без сомнения, отличаться от приведенного в табл. 5, отражая влияние смещения кри-

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия