16. Основной психофизический закон. История открытия. Другие виды психофизических законов – Стивенс.
Основной психофизический закон:
Интенсивность ощущения (Е) прямо пропорциональна логарифму силы раздражителя J (закон Вебера-Фехнера) Е = klogJ + с.
Немецкий физик, психолог, философ, профессор физики Лейпцигского университета Густав Теодор Фехнер из-за болезни и частичной слепоты, вызванной изучением зрительных ощущений при наблюдениях за Солнцем, занялся философией, уделяя особое внимание проблеме отношений между материальными и духовными явлениями. С улучшением здоровья он стал изучать эти отношения экспериментально, применяя математические методы. В центре его интересов оказался давно установленный рядом наблюдателей факт различий между ощущениями в зависимости от того, какова первоначальная величина вызывающих их раздражителей. Звон колокола в дополнение к уже звучащему колоколу произведет иное впечатление, чем присоединение одного колокола к десяти. Занявшись изучением того, как изменяются ощущения различных модальностей (опыты ставились над ощущениями, которые возникают при взвешивании предметов различной тяжести, при восприятии предметов на расстоянии, при вариациях в их освещенности и т.д.), Фехнер обратил внимание на то, что сходные эксперименты проводил за четверть века до него его соотечественник Э. Вебер, который ввел понятие об "едва заметном различии между ощущениями". Причем это "едва заметное различие" не является одинаковым для всех видов ощущений. Появилось представление о порогах ощущений, т.е. о величине раздражителя, меняющего ощущение. В тех случаях, когда минимальный прирост величины раздражителя сопровождается едва заметным изменением ощущения, стали говорить о разностном пороге. Была установлена закономерность, гласящая: для того чтобы интенсивность ощущения росла в арифметической прогрессии, необходимо возрастание в геометрической прогрессии величины вызывающего его стимула. Это отношение получило имя закона Вебера-Фехнера. Общую формулу, выведенную из своих опытов, Фехнер обозначил следующим образом: интенсивность ощущения пропорциональна логарифму стимула (раздражителя).
Фехнер тщательно разработал технику экспериментов для определения порогов ощущений с тем, чтобы можно было установить минимальное (едва заметное) различие между ними. Фехнеру принадлежит и ряд других методов измерения ощущений (кожных, зрительных и др.).
Данное направление исследований было названо психофизикой, поскольку его содержание определялось экспериментальным изучением и измерением зависимости психических состояний от физических воздействий.
Американский психофизик Стивенс предложил свое решение задачи. Исходным пунктом для него был также закон Бугера - Вебера.
На границе XVIII - XIX вв. французский физик Бугер открыл некий эффект для зрительной модальности, а немецкий физиолог Вебер проверил его действие для других модальностей. Этот эффект заключается в том, что отношение величины едва заметного увеличения стимула к исходному его значению остается постоянным в весьма широком диапазоне значений величины стимула, т.е.
 R/R=k
Это соотношение получило название закона Бугера - Вебера.
Но модель сенсорного пространства Стивенс представлял себе иначе. Он предположил, что в сенсорном пространстве действует отношение, аналогичное закону Бугера - Вебера в пространстве стимулов:
E/E=k
т.е. оглашение едва заметного приращения ощущения к его исходной величине является постоянной величиной. Опять же с точностью до коэффициента пропорциональности мы можем приравнять две постоянные величины:
E/E=K R/R
Так как Стивенс не постулировал дискретность сенсорного пространства, он вполне корректно мог перейти к дифференциальному уравнению
dE/E=dR/R
решение этого уравнения Е = k x Rn получило название закона Стивенса. Показатель степени n для каждой модальности имеет свое значение, но, как правило, меньше единицы.
Стивенcа интересовало, как воспринимает сенсорный сигнал человек в реальной жизни. Он доказывал возможность прямых оценок величины ощущений, точность которых увеличивается при надлежащей тренировке испытуемых. В его экспериментах принимали участие испытуемые, прошедшие предварительную подготовку, обученные действовать в ситуации психофизического эксперимента. Поэтому в законе Стивенса z = 1, что показывает полную осведомленность испытуемого.
Сто с лишним лет не прекращаются споры между сторонниками логарифмической зависимости силы ощущения от величины стимула (закон Фехнера) и степенной (закон Стивенса). Результаты экспериментов с одними модальностями лучше аппроксимируются логарифмом, с другими - степенной функцией.
|
