Пороги ощущений. Чувствительность. Субсенсорный диапазон. Шкалирование и психофизика.

Одна из важных психофизических задач — изучение предельных сенсорных способностей человека, или чувствительности его органов чувств. В классической психофизике абсолютный порог (RL1) — это та минимальная величина раздражителя, которая вызывает едва заметное ощущение. Например, минимальное давление на кожу руки, которое ощущается как прикосновение. Величина абсолютного порога является мерой нижнего предела сенсорной чувствительности и характеризует способность человека ощущать сигналы очень низкой интенсивности. Таким образом, понятие сенсорной чувствительности определяется как величина, обратная абсолютному порогу: чем выше порог, тем ниже чувствительность, и наоборот. Наши органы чувств обладают очень высокой чувствительностью, сравнимой с чувствительностью самых современных измерительных приборов. Например, абсолютную световую чувствительность характеризует следующий показатель: в ясную и темную ночь мы способны увидеть пламя свечи на расстоянии более 40 км. Мы начинаем ощущать горечь хинина, если всего несколько сотых миллиграмма этого вещества растворить в литре воды.

Разностный, или дифференциальный, порог (DL2)— это минимальное различие между двумя раздражителями в интенсивности некоторого физического параметра, которое вызывает едва заметное различие ощущений. Разностный порог характеризует предельную различительную способность человека, или его различительную чувствительность. Она различна для разных сенсорных модальностей, изменяясь от 1—2 % — для зрения до 10—20 % — для обоняния. В современной психофизике чаще говорят не об абсолютном или разностном порогах, а о решении пороговых задач по обнаружению или различению сенсорных сигналов.

Диапазон ощущаемых стимулов имеет и свой верхний предел — верхний, или терминальный абсолютный, порог. Это максимально допустимая величина раздражителя, при которой он еще ощущается как стимул определенной модальности, при ее превышении ощущение данной модальности переходит в ощущение другой модальности — тактильное, болевое. Например, воздействие короткого звука высокой интенсивности (120—125 дБ) ощущается не как звук, а как болезненный укол в барабанную перепонку, вспышка слепящей яркости воспринимается как боль в глазах. При предельно высоких интенсивностях раздражителя происходит разрушение рецепторного аппарата органов чувств. Для слуха — это звук свыше 125—130 дБ (УЗД)1. Диапазон нормальной чувствительности наших органов чувств огромен, например самый тихий и самый громкий звук, воспринимаемый человеком, отличается по уровню звукового давления на барабанную перепонку более чем в 10 миллионов раз.

Подходы к измерению сенсорной чувствительности, разработанные как в рамках классической, так и современной психофизики, связаны с разными представлениями о том, что такое сенсорный порог. Классическое представление о пороге, идущее от Иоганна Гербарта (I.Gerbarth, 1776—1841) и Г.Фехнера, как границе, разделяющей ощущаемые и неощущаемые раздражители, отражает фундаментальный принцип работы органов чувств. Абсолютный порог — это нулевая точка, точка разрыва на сенсорной шкале. В ряде современных психофизических подходов пороговый принцип работы сенсорных систем отрицается, а формулируется иной, вероятностный, принцип. Эти идеи, восходящие к критическим замечаниям в адрес Г.Фехнера со стороны современника и оппонента Г.Мюллера, сводятся к следующей мысли: наши ощущения — непрерывны, на сенсорном континууме нет разрыва в виде пороговой точки, поэтому любой, даже очень слабый, стимул может с некоторой вероятностью вызвать осознанное ощущение. В современных психофизических теориях представлены оба этих подхода [10; 72]. Из этих двух подходов следуют различные теоретические представления о дискретности—непрерывности сенсорного ряда (разрываются ли наши ощущения пороговой точкой на осознаваемые и неосознаваемые или нет?) и

их воплощение в разработанных в рамках каждого подхода психофизических методах. Мы рассмотрим классические фехнеровские методы измерения порога (они основаны на идее дискретности) и методы современной психофизики, разработанные в рамках психофизической теории обнаружения сигнала (они основаны на идее непрерывности).

В упомянутом выше труде Г.Фехнера были предложены три метода измерения абсолютного и разностного порогов, которые получили название классических психофизических методов. Измерение порогов не было самоцелью, а служило средством решения более глобальной задачи — построения конкретной психофизи-

ческой зависимости, или шкалы, отражающей соотношение души и тела. Согласно Г.Фехнеру, через абсолютный порог на этой шкале задается начальная или нулевая точка, а через разностный порог вводится единица измерения на ней.

Характерной чертой трех классических пороговых методов, отличающих их от методов современной психофизики, является то, что в них особое внимание уделяется стимульным переменным и недостаточно учитываются влияния самого субъекта или так называемые несенсорные факторы, которые практически всегда включены в процедуру психологических измерений. Те статистические показатели, которые приняты в этих методах в качестве пороговых мер, на самом деле являются, строго говоря, мерами исполнения сенсорной задачи, так как определяются не только уровнем чувствительности испытуемого, но и теми несенсорными факторами, которые управляют выбором его ответа (например: ожидание появления стимула, предрасположенность к определенному типу ответа и др.). Несмотря на это, такие качества пороговых методов, как простота, меньшие затраты времени на измерение, а также удобство выражения пороговых мер в физических единицах, обеспечивают этим методам широкое применение в современной исследовательской практике.

В работах Г.В.Гершуни1 впервые был экспериментально исследован так называемый субсенсорный диапазон — та область интенсивности стимулов, которая лежит ниже порога осознания (или порога, измеренного психофизическим методом), но воздействие которых отражается в изменении физиологических реакций человека.

В известной книге «Подпороговое восприятие: природа контроверзы» английский психолог Н.Диксон указывает на несколько ситуаций, относящихся к данному феномену [144]:

1. Испытуемый реагирует на стимул, сила и длительность которого ниже порога его восприятия, определенного ранее.

2. Испытуемый чувствует стимульное воздействие, но не имеет никакого понятия о характере этого воздействия.

3. Может быть зарегистрирована реакция на стимул, о котором испытуемый ничего не знает.

4. У испытуемого имеется некое представление о стимуле, но отрицается какая-либо реакция на него.

5. Испытуемый знает о стимуле и о своей реакции на него, но не понимает (или отрицает) связь между ними.

Шкалирование

В психофизике были разработаны общепсихологические представления об уровнях психологических измерений или типах шкал, послужившие основой методологии всех психологических измерений, или психологического шкалирования. В основе субъективных измерений лежит процедура приписывания чисел элементам из некоторого множества оцениваемых феноменов психической реальности человека (образы ощущений, восприятий, эмоциональные переживания и т.д.). Это приписывание должно производиться по некоторым правилам. Правила заключаются в том, чтобы определенные отношения, которые установлены для чисел, выполнялись также и на соответствующем множестве психических феноменов; в зависимости от того, какие именно отношения можно установить на данном множестве, строится и соответствующая шкала измерения.

Типы шкал по Фехнеру: неметрические и метрические.

Неметрические шкалы:

1) Самая слабая - Шкала наименований (имен) – номинальная шкала - это просто названия каждого из множества объектов, их перечисление. На этой шкале невозможно установить соответствия.

2) Шкала порядка, или шкала рангов - вводится какой-то показатель (например, рост), причем не уточняется, насколько по этому показателю различаются объекты - интересует только порядок; люди по росту нумеруются, но разница в росте не уточняется. Здесь испытуемый свои ощущения только ранжирует. Т.е. эта шкала указывает только на степень выраженности того или иного признака. Ех., коллекцию камней можно расположить по их величине, тяжести, твердости или ценности (что-то одно!): самый легкий (или мелкий) камень будет №1, более тяжелый (или более крупный) - №2 и т.д. Первоначально камни по твердости измерялись по шкале порядка (сейчас – по шкале интервалов): самый мягкий - тальк, самый твердый – алмаз. Но расстояние, отделяющее точки на этой шкале вычислить нельзя. Т.е. неизвестно, насколько алмаз тверже, ясно только, что тверже и все.

Метрические шкалы:

3) Шкала интервалов - на ней уже есть числа и операции с ними, единица измерений, но на ней нет абсолютного нуля (например, градусник). Здесь вводится нуль относительный, а также на этой шкале можно отмечать, насколько одно ощущение больше или меньше другого. Так, Фаренгейт принял за нуль температуру смеси снега и соли. В другой часто употребляемой шкале за нуль принята точка замерзания воды, за 100 градусов – точка кипения воды.

4) Шкала отношений - на ней есть и единицы, и абсолютный нуль: на ней можно не только складывать и вычитать, но также умножать и делить, т.е. сравнивать отношения. На ней можно измерять не только на сколько, но и во сколько раз одно ощущение больше или меньше другого. По этой шкале осуществляются общие измерения длины, веса, скорости, плотности и т.д. Всем понятны слова: нулевой вес (5 кг. ─ 5 кг.), нулевая длина, нулевая скорость. Это самая сильная шкала. ( Именно стремясь свести все к шкале отношений Фехнер вводит абсолютный порог чувствительности как абсолютный нуль на его шкалах )