АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
|
Ргава 2. Ощущение
на элементарные события, происходящие в физической и психической ре- альности: это были соответственно простой физический раздражитель и ощущение. Первый вопрос, который интересовал Фехнера, — это пробле- ма порогов чувствительности. Возможности наших органов чувств ограни- чены: мы можем разговаривать на расстоянии 5, 10, 20 метров, но если наш собеседник удалится от нас на расстояние 5 километров, то разговор без применения специальных средств усиления звука станет невозможным. Значит (разумно предположить), как считали Фехнер и его последовате- ли, весь диапазон физической интенсивности стимулов любого типа (будь то свет, звук, вкус, запах, прикосновение) можно разделить на те, которые ощущаются, и те, которые не ощущаются.
Выделяют два типа порогов чувствительности: абсолютный и дифферен- циальный, или разностный. Между ними есть различия, но оба понятия отражают убеждение в существовании пределов сенсорной системы.
Абсолютный порог чувствительности — это такая величина стимула (физического раздражителя), ниже которой ощущения от стимула не воз- никает, а выше — возникает. Обратимся к рис. 2.1. Все стимулы, которые больше (сильнее, громче, ярче) определенной интенсивности раздражите- ля, вызывают ощущения (правая часть диапазона). Стоит же нам несколько уменьшить величину стимула (сдвинуть его в левую часть диапазона), как мы перестаем его ощущать.
Дети похожи на родителей. Иногда мы не можем отличить голос сына от голоса отца, во всяком случае, в первые секунды телефонного разгово- ра. Нам трудно настроить гитару: подстраивая одну струну к другой, мы не слышим разницы в звучании. Но наш товарищ с консерваторским обра- зованием говорит, что нужно еще подтянуть на четверть тона. Следователь- но, есть такая величина физического различия между стимулами, больше которой мы их различаем, а меньше которой — нет. Эта величина носит название дифференциального порога, или порога дифференциальной чув- ствительности.
Рис. 2.2. Дифференциальный порог.
| Обратимся к рис. 2.2. Если мы уменьшим физическую разницу между стимулами, то различие между ними перестанет ощущаться. Стоит слегка
Психофизика ощущений
«развести» стимулы по физической интенсивности, как ощущение разли- чия появится.
Несмотря на то, что абсолютный и дифференциальный пороги пред- ставляют собой явно различные характеристики сенсорной системы, затем и за другим понятием стоит общий методологический принцип или одно и то же допущение. Предполагается, что сенсорный ряд — диапазон наших ощущений — прерывен (дискретен): ощущение может исчезнуть даже при наличии физического воздействия. До определенных пределов ощущение есть, а потом пропадает, как свет, когда щелкнули выключателем. Эта точка зрения распространяется как на абсолютный порог, так и на дифферен- циальный: уменьшаем-уменьшаем интенсивность— «шелк», и ощущения нет (абсолютный порог), уменьшаем-уменьшаем разницу между стимула- ми — «щелк», и ощущение различия исчезло (дифференциальный порог), хотя физически стимулы не идентичны.
Представление о том, что наша сенсорная система устроена по поро- говому, прерывному принципу, называется концепцией дискретности (прерывности) сенсорного ряда. Казалось бы, вполне разумная идея. О чем тут спорить?! Оказывается, есть о чем. Психофизики, воодушевленные иде- ей «абсолютного нуля», или точки исчезновения ощущений, провели сот- ни экспериментов в надежде найти и рази навсегда определить пороги чув- ствительности. Не тут-то было. Помещают испытуемого в специальную, изолированную от всяческих шумов экспериментальную комнату, измеря- ют его пороги и в первый раз получают одно значение, а во второй — дру- гое. Это похоже на ситуацию, когда дверь в квартире открывается то с двух с половиной оборотов, то с двух, то с полутора, то вообще с одного, а за- мок тот же, и закрываете вы его все время ровно на два оборота. Нам ка- залось, что вероятность открыть дверь с одного и полутора оборотов рав- на нулю, а открыть с двух — единице.
Порог как бы плавает. Каждый раз мы получаем несколько различные значения. Иными словами, даже для очень слабых раздражителей суще- ствует некоторая (ненулевая) вероятность их обнаружения, а для относи- тельно сильных — ненулевая вероятность их необнаружения. Зависи- мость вероятности обнаружения (различения) стимулов от их интенсив- ности называется психометрической функцией. Как должна выглядеть психометрическая функция, если сенсорная система работает по дискрет- ному принципу? До определенного уровня интенсивности стимула веро- ятность обнаружения равна нулю, потом — единице. А как она выглядит в действительности? Вероятность обнаружения сигнала по мере роста его интенсивности не изменяется скачкообразно, а растет постепенно. Осно- вываясь на результатах психофизических исследований, один из оппонен- тов Фехнера Мюллер высказал идею о непрерывности сенсорного ряда, суть которой состоит в том, что не существует порога как такового: любой стимул может в принципе вызвать ощущение. Почему же мы не обнару- живаем некоторые слабые сигналы? Потому, утверждал Мюллер, что на возможность обнаружения стимула влияет не только его физическая ин- тенсивность, но и расположенность сенсорной системы к ощущению. Эта
Глава 2. Ощущение
расположенность зависит от множества случайных, плохо контролируемых факторов: усталости наблюдателя, степени его внимательности, мотивации, опыта и т. п. Одни факторы благоприятно действуют на способность наблю- дателя к обнаружению сигнала (например, большой опыт), а другие — не- благоприятно (например, усталость). Соответственно, неблагоприятные факторы уменьшают способность к обнаружению, а благоприятные — уве- личивают. Но в целом, по мнению Мюллера, нет оснований говорить о существовании какой-то особой точки на оси ощущений, где они пре- рываются, исчезают. Сенсорный ряд непрерывен. Если бы мы могли со- здать идеальные условия наблюдения, то сенсорная система восприняла бы сколь угодно малый сигнал.
Со времени этой научной дискуссии между Фехнером и Мюллером про- шло уже более ста лет, но проблема дискретности-непрерывности сенсор- ного ряда до сих пор не получила окончательного решения. Видимо, это один из тех вечных споров, который сродни спору о бессмертии души.
Дело не столько в результатах спора, сколько в его побочных продук- тах. Исходные психофизические идеи вдохновили многих исследователей и позволили им создать множество психофизических концепций, интерес- ных в теоретическом плане и полезных в практическом. Ниже мы корот- ко рассмотрим наиболее характерные из них.
Стивене, Морган и Фолькман (цит. по: [Бардин, 1976]) в 1941 г. сформу- лировали нейроквантовую теорию, основное допущение которой состоит в том, что единицами нервной системы являются нервные кванты, каждый квант срабатывает по принципу «все или ничего», т.е. срабатывает, когда до- стигнут его порог, и не срабатывает, когда величина возбуждения ниже по- рогового уровня. Однако для возникновения ощущения, по мнению авторов теории, недостаточно возбуждения одного кванта. Ощущение возникает толь- ко при возбуждении двух нервных квантов. Кроме того, чувствительность организма флуктуирует (изменяется во времени, колеблется) совершенно слу- чайным образом. Эти и другие (достаточно произвольные, впрочем) допуще- ния позволили объяснить некоторые особенности психометрических функ- ций и защитить идею дискретности сенсорного ряда, невзирая на отсутствие в экспериментальных данных психофизиков скачкообразного перехода от не- обнаружения к обнаружению или от неразличения к различению. Следует, однако, отметить, что введение понятия «нервный квант» было малообосно- ванным: за ним не стояло четких эмпирических данных, оно не имело ясно- го психофизиологического значения, и поэтому само допущение о существо- вании нервных квантов воспринимается не без сомнений.
Весьма продуктивной оказалась концепция, получившая название тео- рии обнаружения сигнала, которая была предложена Грином и Светсом в 1966 г. Суть теории сводится к следующему. Любой сигнал воспринимает- ся на фоне шума. Даже если полностью отсутствуют внешние помехи, то сама сенсорная система (просто за счет своей работы) создает некоторый шум: в нас бьется сердце, по жилам течет кровь, мы дышим и т. д. Этот шум при жизни наблюдателя нельзя отключить (во всяком случае, он вряд ли на это согласится). Поэтому, хотя, по-видимому, сенсорная система рабо-
Психофизика ощущений
тает по непрерывному принципу, все равно обнаружение сигнала — веро- ятностный процесс. Сигнал сливается с шумом, он становится плохо от- личимым от него, особенно, когда физическая интенсивность самого сиг- нала очень мала. Наблюдатель, по сути дела, выполняет задачу отличения сигнала от шума. Шум, как ветер, колеблется вокруг некоторого среднего значения: он может быть совсем слабым (и тут можно с высокой степенью уверенности сказать, что сигнала не было), а может усиливаться, и в этом случае шум легко перепутать с сигналом. Представьте себе, что вы видите человека идущего по палубе теплохода во время сильной бортовой качки. Ваша задача, не подходя к нему на близкое расстояние, определить, трезв он или пьян. Человек качается. Это заметно. Но отчего? От качки или от того, что он не очень трезв? Чем лучше ваши зрение и наблюдательность, тем быстрее вы придете к правильному ответу, сравнив, например его ам- плитуду колебаний с вашей собственной, выделив его колебания из пока- чиваний судна и т.д. Но есть еще другие факторы, которые вы невольно используете при обнаружении пьяного на судне: вы знаете, например, на- сколько часто бывают такие случаи среди экипажей судов, насколько строг запрет на употребление спиртного в море и серьезна кара за его наруше- ние. При одной и той же сенсорной информации можно сделать противо- положные выводы. Предположим, что запреты строги и судно на хорошем счету. Вывод: «Да нет, вряд ли пьяный. Здесь с этим строго». Противопо- ложная ситуация: вы знаете, что в последнее время дисциплина хромает, начальство смотрит на нарушение правил сквозь пальцы. Вывод: «Пьяный, что ли. Наверно, пьяный. Распустились в последнее время!»
Нечто подобное происходит и при обнаружении самых простых сигна- лов. С одной стороны, на правильность ответа о наличии сигнала влияют собственно сенсорные способности ваших анализаторов (слуха, зрения и т.д.), с другой — существует и несенсорный компонент, компонент при- нятия решения. Основными факторами принятия решения являются ве- роятности сигналов и то значение, которое имеют для вас правильные от- веты и ошибки обнаружения. Если вы знаете, что в этом водоеме много рыбы (высокая вероятность сигнала), то будете хвататься за удочку при любом движении поплавка. Если вы летчик, на экране вам привиделось нечто подозрительное, а боеприпасы на исходе, то вы будете очень осто- рожны с признанием непонятного объекта вражеским самолетом, посколь- ку цена ошибки ложной тревоги очень высока.
Рассмотрим ситуацию в более полном виде. Возьмем в качестве примера контроль за качеством продукции. Сигналом для контролера является бра- кованное изделие. Не сигналом (шумом) — качественное изделие. Изделий много. Контролер один. Он может ошибаться. Посмотрим, какие возмож- ны варианты сочетаний ответов наблюдателя и истинного положения вещей. Эти сочетания называются исходами процесса обнаружения. Контролер может в принципе дать два типа правильных ответов: оценить качественное изделие как качественное, бракованное — как бракованное; а также два типа неправильных: посчитать бракованное качественным и, наоборот, каче- ственное бракованным. Возможные исходы показаны рис. 2.3.
Глава 2. Ощущение
| Ответ «Брак»
| Ответ «Нет брака»
| Бракованное изделие (сигнал)
| Правильное обнаружение (попадание)
| Пропуск сигнала
| Качественное изделие (шум)
| Ложная тревога
| Правильное отрицание (покой)
| Рис. 2.3. Исходы процесса обнаружения сигнала.
Если отличить бракованное изделие от качественного не просто, если брак плохо отличим от качественных изделий в силу, например, погреш- ностей измерительной аппаратуры, дефицита времени или усталости контролера, то задача становится пороговой. Другими словами, разли- чие между физическими событиями настолько незначительно, что это создает проблемы для сенсорной системы: сигнал сливается с шумом, и для того, чтобы отличить одно от другого приходится привлекать не- которые дополнительные (помимо сенсорных) механизмы. Это, как ука- зывалось выше, механизмы принятия решения. Если при прочих рав- ных условиях вероятность брака велика (цех имеет плохую репутацию), то наблюдатель при возникновении сомнений будет относительно бо- лее склонен отвечать «сигнал». И наоборот, если вероятность брака мала (исполнители исключительно добросовестны), то предпочитаемым от- ветом будет «нет брака». Сходным образом обстоит дело со значимос- тями, или ценностями исходов. Если, например, за обнаруженный после контроля брак с контролера снимают премию (и приличную), то он бу- дет очень придирчив. Если же начальник внушает контролеру, что глав- ное количество, пусть даже изделия будут слегка некондиционными, то контролер будет выносить вердикт «брак» с очень большой осторожно- стью. Соответственно уменьшится процент правильных обнаружений и ложных тревог.
Одной из главных заслуг авторов теории обнаружения сигнала являет- ся введение в структуру сенсорного процесса составляющей принятия ре- шения. Это, с одной стороны, позволило взглянуть на проблемы ощуще- ний с более высоких системных позиций, а с другой — выработать подход к решению многих прикладных проблем — первоначально чисто военной тематики (работа на радарах и сонарах), а потом и гражданской (контроль качества продукции, процессы восприятия человека человеком и др.).
Исходной позицией теории двух состояний Люса (1960, 1963) является допущение о дискретности сенсорного ряда. И в этом ее отличие от тео- рии обнаружения сигнала. Роднит же две теории признание наличия вне- сенсорных факторов обнаружения и различения сигналов, а также призна- ние существования неопределенности, связанной с работой самой сенсор- ной системы.
Люс полагал, что существует некоторое критическое значение раздра- жителя, ниже которого ощущение не возникает. Однако даже при отсут-
Психофизика ощущений
ствии раздражителя вероятность превышения порога выше нуля. Верно и обратное: при наличии раздражителя итоговое влияние может не дос- тигнуть порога. Таким образом, действие раздражителя может вызвать одно из двух состояний: либо обнаружение, либо необнаружение. Как видно, эти последние допущения весьма сходны с основными допуще- ниями теории обнаружения. Но это еще не все. Ответ наблюдателя оп- ределяется не только этими двумя состояниями. Существует независимый механизм угадывания как выход из ситуации неопределенности, связан- ной с наличием двух возможных состояний. За счет механизма угадыва- ния человек может дать положительный ответ на допороговый сигнал, т.е. в состоянии необнаружения. И наоборот, за счет того же механизма на- блюдатель может дать отрицательный ответ в случае состояния обна- ружения.
Л юс считал, что человек при обнаружении сигнала следует одной из трех основных стратегий:
• Стратегии риска, которая вызвана стремлением увеличить число об- наружений (например, когда важно не пропустить сигнал). Такая стра- тегия, естественно, приводит к тому, что наблюдатель (например, опе- ратор радарной установки) обнаруживает относительно больше целей, но в то же время в его ответах растет количество ложных тревог. Эта стратегия хороша только тогда, когда нас не смущают затраты, связан- ные с ложными тревогами (например, напрасный расход боеприпа- сов, топлива и т. п.), и цена пропуска цели очень велика (например, когда противник представляет собой большую опасность).
• Стратегии осторожности, связанной со стремлением наблюдателя «напрасно не беспокоиться», что выражается в полном или частичном отказе от угадывания, в избегании ложных тревог. Это иногда приво- дит даже к отрицательным ответам в состоянии обнаружения.
• Стратегии следования сенсорным впечатлениям, суть которой состоит в том, что наблюдатель пытается не принимать во внимание ничего, кроме самих сенсорных впечатлений, быть, что называется, непред- взятым.
Таким образом, Люс лишь несколько иначе описывает сенсорную со- ставляющую процесса обнаружения. В остальном же (в плане подхода к вненсенсорпым составляющим) его взгляд сродни взглядам авторов тео- рии обнаружения. 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 | 143 | 144 | 145 | 146 | 147 | 148 | 149 | 150 | 151 | 152 | 153 | 154 | 155 | 156 | 157 | 158 | 159 | 160 | 161 | 162 | 163 | 164 | 165 | 166 | 167 | 168 | 169 | 170 | 171 | 172 | 173 | 174 | 175 | 176 | 177 | 178 | 179 | 180 | 181 | 182 | 183 | 184 | 185 | 186 | 187 | 188 | 189 | 190 | Поиск по сайту:
|