Характеристики ощущений

Все ощущения могут быть охарактеризованы с точки зрения их свойств. При­чем свойства могут быть не только специфическими, по и общими для всех видов ощущении. К основным свойствам ощущений относят: качество, интенсивность, продолжительность и пространственную локализацию, абсолютный и относи­тельный пороги ощущений.

Качество — это свойство, характеризующее основную информацию, отобра­жаемую данным ощущением, отличающую его от других видов ощущений и варьи­рующую в пределах данного вида ощущений. Например, вкусовые ощущения пре­доставляют информацию о некоторых химических характеристиках предмета:

сладкий или кислый, горький или соленый. Обоняние тоже предоставляет нам информацию о химических характеристиках объекта, но другого рода: цветочный запах, запах миндаля, запах сероводорода и др.

Следует иметь в виду, что весьма часто, когда говорят о качестве ощущений, имеют в виду модальность ощущений, поскольку именно модальность отражает основное качество соответствующего ощущения.

Интенсивность ощущения является его количественной характеристикой и зависит от силы действующего раздражителя и функционального состояния ре­цептора, определяющего степень готовности рецептора выполнять свои функции. Например, если у вас насморк, то интенсивность воспринимаемых запахов может быть искажена.

Длительность ощущения — это временная характеристика возникшего ощу­щения. Она также определяется функциональным состоянием органа чувств, но главным образом — временем действия раздражителя и его интенсивностью. Сле­дует отметить, что у ощущений существует так называемый.патентный (скрытый) период. При воздействии раздражителя на орган чувств ощущение возникает не сразу, а спустя некоторое время. Латентный период различных видов ощущений неодинаков. Например, для тактильных ощущений он составляет 130 мс, для бо­левых — 370 мс, а для вкусовых — всего 50 мс.

Ощущение не возникает одновременно с началом действия раздражителя и не исчезает одновременно с прекращением его действия. Эта инерция ощущений проявляется в так называемом последействии. Зрительное ощущение, например, обладает некоторой инерцией и исчезает не сразу после прекращения действия вызвавшего его раздражителя. След от раздражителя остается в виде последова­тельного образа. Различают положительные и отрицательные последовательные

174 • Часть II. Психические процессы

Имена

Фехнер Густав Теодор (1801 -1887) — немецкий физик, фи­лософ и психолог, основатель психофизики. Фехнер — автор программного труда «Элементы психофизики» (1860). В этой работе он выдвинул идею создания особой науки — психофизики. По его мнению, предметом этой науки должны быть за­кономерные соотношения двух видов явлений — психических и физических, — связанных между собой функционально. Вы­двинутая им идея оказала существенное влияние на развитие экспериментальной психологии, а исследования, которые он проводил в области ощущений, позволили ему обосновать не­сколько законов, в том числе основной психофизический за­кон. Фехнер разработал ряд методов косвенного измерения ощущений, в частности три классических метода измерения по­рогов. Однако после исследований последовательных образов, вызываемых наблюдением солнца, частично потерял зрение, что заставило его оставить психо­физику и заняться философией. Фехнер был всесторонне развитым человеком. Так, он опубликовал несколько сатирических произведений под псевдонимом «доктор Мизес».

образы. Положительный последовательный образ соответствует первоначально­му раздражению, состоит в сохранении следа раздражения того же качества, что и действующий раздражитель.

Отрицательный последовательный образ заключается в возникновении каче­ства ощущения, противоположного качеству воздействовавшего раздражителя. Например, свет-темнота, тяжесть-легкость, тепло-холод и др. Возникновение от­рицательных последовательных образов объясняется уменьшением чувствитель­ности данного рецептора к определенному воздействию.

И наконец, для ощущений характерна пространственная локализация раздра­жителя. Анализ, осуществляемый рецепторами, дает нам сведения о локализации раздражителя в пространстве, т. е. мы можем сказать, откуда падает свет, идет теп­ло или на какой участок тела воздействует раздражитель.

Все вышеописанные свойства в той или иной степени отражают качественные характеристики ощущений. Однако не менее важное значение имеют количе­ственные параметры основных характеристик ощущений, иначе говоря, степень чувствительности. Человеческие органы чувств — удивительно тонко работаю­щие аппараты. Так, академик С. И. Вавилов экспериментально установил, что че­ловеческий глаз может различать световой сигнал в 0,001 свечи на расстоянии километра. Энергия этого раздражителя настолько мала, что потребовалось бы 60 000 лет, чтобы с его помощью нагреть 1 см³ воды на 1°. Пожалуй, ни один физи­ческий прибор не обладает такой чувствительностью.

Различают два вида чувствительности: абсолютную чувствительность и чув­ствительность к различию. Под абсолютной чувствительностью подразумевают способность ощущать слабые раздражители, а под чувствительностью к разли­чию — способность ощущать слабые различия между раздражителями. Однако не всякое раздражение вызывает ощущение. Мы не слышим тиканья часов, находя­щихся в другой комнате. Мы не видим звезд шестой величины. Для того чтобы ощущение возникло, сила раздражения должна иметь определенную величину.

Глава 7. Ощущение • 175

Минимальная величина раздражителя, при котором впервые возникает ощущение, называется абсолютным порогом ощущения. Раздражители, сила действия кото­рых лежит ниже абсолютного порога ощущения, не дают ощущений, но это не зна­чит, что они не оказывают никакого воздействия на организм. Так, исследования отечественного физиолога Г. В. Гершуни и его сотрудников показали, что звуко­вые раздражения, лежащие ниже порога ощущения, могут вызывать изменение электрической активности мозга и расширение зрачка. Зона воздействия раздра­жителей, не вызывающих ощущений, была названа Г. В. Гершуни «субсенсорной областью».

Начало изучению порогов ощущений было положено немецким физиком, пси­хологом и философом Г. Т. Фехнером, который считал, что материальное и иде­альное — это две стороны единого целого. Поэтому он задался целью выяснить, где проходит граница между материальным и идеальным. Фехнер подошел к этой проблеме как естествоиспытатель. По его мнению, процесс создания психическо­го образа может быть представлен следующей схемой:

Раздражение —> Возбуждение —> Ощущение —> Суждение (физика) (физиология) (психология) (логика)

Самым главным в идее Фехнера было то, что он впервые включил элементар­ные ощущения в круг интересов психологии. До Фехнера считали, что исследова­нием ощущений, если это кому-нибудь интересно, должны заниматься физиоло­ги, врачи, даже физики, но только не психологи. Для психологов это слишком при­митивно.

По мнению Фехнера, искомая граница проходит там, где начинается ощущение, т. е. возникает первый психических процесс. Величину стимула, при которой на­чинается ощущение, Фехнер назвал нижним абсолютным порогом. Для определе­ния этого порога Фехнер разработал методы, которые активно используются и в на­ше время. В основу методологии своих исследований Фехнер положил лва утверж­дения, называемые первой и второй парадигмой классической психофизики.

1. Сенсорная система человека — это измерительный прибор, который соответ­ствующим образом реагирует на воздействующие физические стимулы.

2. Психофизические характеристики у людей распределены по нормальному закону, т. е. случайным образом отличаются от какой-то средней величины, ана­логично антропометрическим характеристикам.

Сегодня не вызывает сомнения, что обе эти парадигмы уже устарели и в опре­деленной степени противоречат современным принципам исследования психики. В частности, можно отметить противоречие принципу активности и целостности психики, поскольку сегодня мы понимаем, что невозможно выделить и исследо­вать в эксперименте одну, даже самую примитивную, психическую систему из це­лостной структуры человеческой психики. В свою очередь, активизация в экспе­рименте всех психических систем от самых низших до самых высших приводит к очень большому разнообразию реакций испытуемых, что требует индивидуаль­ного подхода к каждому испытуемому.

Тем не менее исследования Фехнера по своей сути были новаторскими. Он считал, что человек не может непосредственно оценивать свои ощущения количественно, поэтому он разработал «косвенные» методы, с помощью которых можно

176 • Часть II. Психические процессы

количественно представить отношения между величиной раздражителя (стимула) и интенсивностью вызванного им ощущения. Предположим, нас интересует, при какой минимальной величине звукового сигнала испытуемый может слышать этот сигнал, т. е. мы должны определить нижний абсолютный порог громкости. Измерение методом минимальных изменений проводится следующим образом. Испытуемому дают инструкцию говорить «да», если он сигнал слышит, и «нет», — если не слышит. Сначала испытуемому предъявляют стимул, который он явно может расслышать. Затем при каждом предъявлении величина стимула уменьша­ется. Эту процедуру проводят до тех пор, пока не изменятся ответы испытуемого. Например, вместо «да» он может сказать «нет» или «вроде бы нет» и т. д.

Величина стимула, при которой изменяются ответы испытуемого, соответствует порогу исчезновения ощущения (Р₁). На втором этапе измерения в первом предъявлении испытуемому предлагают стимул, который он никак не может слышать. Затем на каждом шаге величина стимула возрастает до тех пор, пока ответы испытуемого перейдут от «нет» к «да» или «может быть, да». Это значение стимула соответствует порогу появления ощущения (Р₂). Но порог исчезновения ощу­щения редко бывает равен порогу появления. Причем возможны два случая:

Р₁ >Р₂ или Р₁ < Р₂.

Соответственно абсолютный порог (Stp) будет равен среднеарифметическому порогов появления и исчезновения:

Stp = (P₁ + P₂)/ 2

Аналогичным способом определяется и верхний абсолютный порог — значение стимула, при котором он перестает восприниматься адекватно. Верхний абсолют­ный порог иногда называют болевым порогом, потому что при соответствующих ему величинах стимулов мы испытываем боль — резь в глазах при слишком ярком свете, боль в ушах при слишком громком звуке.

Абсолютные пороги — верхний и нижний — определяют границы доступного нашему восприятию окружающего мира. По аналогии с измерительным прибо­ром абсолютные пороги определяют диапазон, в котором сенсорная система мо­жет измерять раздражители, но кроме этого диапазона работу прибора характери­зует его точность, или чувствительность. Величина абсолютного порога характе­ризует абсолютную чувствительность. Например, чувствительность двух людей будет выше у того, у кого появляются ощущения при воздействии слабого раздра­жителя, когда у другого человека ощущений еще не возникает (т. е. у кого меньше величина абсолютного порога). Следовательно, чем слабее раздражитель, вызы­вающий ощущение, тем выше чувствительность.

Таким образом, абсолютная чувствительность численно равна величине, обратно пропорциональной абсолютному порогу ощущений. Если абсолютную чувствительность обозначить буквой Е, а величину абсолютного порога Р, то связь абсолютной чувствительности и абсолютного порога может быть выражена формулой:

E= 1/Р

Глава 7. Ощущение • 177

Различные анализаторы обладают разной чувствительностью. О чувствитель­ности глаза мы уже говорили. Очень высока чувствительность и нашего обоня­ния. Порог одной обонятельной клетки человека для соответствующих пахучих веществ не превышает восьми молекул. Чтобы вызвать вкусовое ощущение, тре­буется по крайней мере в 25 000 раз больше молекул, чем для возникновения обо­нятельного ощущения.

Абсолютная чувствительность анализатора в равной степени зависит как от нижнего, так и от верхнего порога ощущения. Величина абсолютных порогов, как нижнего, так и верхнего, изменяется в зависимости от разных условий: характера деятельности и возраста человека, функционального состояния рецептора, силы и длительности действия раздражения и т. д.

Другая характеристика чувствительности — это чувствительность к различию. Ее еще называют относительной, или разностной, так как это чувствительность к изменению раздражителя. Если мы положим на руку груз весом 100 граммов, а затем добавим к этому весу еще один грамм, то этой прибавки ни один человек ощутить не сможет. Для того чтобы ощутить прибавку к весу, необходимо доба­вить три-пять граммов. Таким образом, для того чтобы почувствовать минималь­ное различие в характеристиках воздействующего раздражителя, необходимо из­менить силу его воздействия па определенную величину, а то минимальное разли­чие между раздражителями, которое дает едва заметное различие ощущений, называется порогом различения.

Еще в 1760 г. французский физик П. Бугер на материале световых ощущений установил очень важный факт, касающейся величины порогов различения: для того чтобы почувствовать изменение освещенности, необходимо изменить поток света на определенную величину. Изменения характеристик светового потока на меньшую величину мы не сможем заметить с помощью наших органов чувств. Позднее, в первой половине XIX в. немецкий ученый М. Вебер, исследуя ощуще­ние тяжести, пришел к выводу, что, сравнивая объекты и наблюдая различия меж­ду ними, мы воспринимаем не различия между объектами, а отношение различия к величине сравниваемых объектов. Так, если к грузу в 100 граммов необходимо прибавить три грамма, чтобы почувствовать разницу, то к грузу в 200 граммов, для того чтобы почувствовать различия, необходимо добавить шесть граммов. Иначе говоря: чтобы заметить увеличение веса, надо к первоначальному грузу прибавить приблизительно ^д его массы. Дальнейшие исследования показали, что подобная закономерность существует и у других видов ощущений. Например, если исходная освещенность комнаты составляет 100 люксов, то прибавка осве­щенности, которую мы впервые заметим, должна составлять не менее одного люк­са. Если же освещенность составляет 1000 люксов, то прибавка должна состав­лять не менее 10 люксов. То же самое относится и к слуховым, и к двигательным, и к другим ощущениям. Итак, порог различий ощущений определяется соотноше­нием

DI / I

где DI — величина, на которую должен быть изменен исходный, уже породивший ощущение стимул, чтобы человек заметил, что он действительно изменился; I - величина действующего стимула. Причем исследования показали, что относительная

178 • Часть II. Психические процессы

величина, характеризующая порог различения, является постоянной для конкретного анализатора. Для зрительного анализатора это соотношение составляет приблизительно 1/1000, для слухового — 1/10, для тактильного — 1/30. Таким образом, порог различения имеет постоянную относительную величину, т. е. всегда выражается в виде отношения, показывающего, какую часть первоначальной величины раздра­жителя надо прибавить к этому раздражению, чтобы получить едва заметное различие в ощущениях. Это положение было названо законом Бугера—Вебера. В математическом виде этот закон может быть записан в следующем виде:

DI / I = const,

где const (константа) — постоянная величина, характеризующая порог различия ощущения, названная константой Вебера. Параметры константы Вебера приве­дены в табл. 7.1.

Таблица 7.1 Значение константы Вебера для различных органов чувств

Основываясь на экспериментальных данных Вебера, другой немецкий уче­ный — Г. Фехнер — сформулировал следующий закон, называемый обычно законом Фехнера: если интенсивность раздражений увеличивается в геометрической прогрессии, то ощущения будут расти в арифметической прогрессии. В другой формулировке этот закон звучит так: интенсивность ощущений растет пропорцио­нально логарифму интенсивности раздражителя. Следовательно, если раздражи­тель образует такой ряд: 10; 100; 1000; 10 000, то интенсивность ощущения будет пропорциональна числам 1; 2; 3; 4. Главный смысл данной закономерности заключается в том, что интенсивность ощущений возрастает не пропорционально из­менению раздражителей, а гораздо медленнее. В математическом виде зависимость интенсивности ощущений от силы раздражителя выражается формулой:

S = K * LgI +C,

(где S — интенсивность ощущения; I — сила раздражителя; K и C — константы). Данная формула отражает положение, которое носит название основного психофизического закона, или закона Вебера—Фехнера.

Спустя полстолетия после открытия основного психофизического закона он вновь привлек к себе внимание и породил много споров по поводу своей точности. Американский ученый С. Стивене пришел к выводу о том, что основной психофи-

Глава 7. Ощущение • 179

зический закон выражается не логарифмической, а степенной кривой. Он исходил из предположения о том, что для ощущений, или сенсорного пространства, характерно то же отношение, что и для пространства стимулов. Данная закономерность может быть представлена следующим математическим выражением:

DЕ / Е = К

где Е — первичное ощущения, D Е — минимальное изменение ощущения, которое возникает при изменении воздействующего стимула на минимальную величину, заметную для человека. Таким образом, из данного математического выражения следует, что соотношение между минимально возможном изменение наших ощу­щений и первичным ощущением есть величина постоянная — К. А если это так, то соотношение между пространством стимулов и сенсорным пространством (наши­ми ощущениями) может быть представлено следующим уравнением:

DЕ / Е = К х DI / I

Данное уравнение получило название закона Стивенса. Решение этого уравнения выражается следующей формулой:

S = K x Rⁿ,

где S — сила ощущений, К — константа, определяемая избранной единицей измерения, п — показатель, зависящий от модальности ощущений и изменяющийся в пределах от 0,3 для ощущения громкости до 3,5 для ощущения, получаемого от удара электрическим током, R — значение воздействующего раздражителя.

Американские ученые Р. и Б. Тетсунян попытались математически объяснить смысл степени п. В результате они пришли к выводу, что значение степени п для каждой модальности (т. е. для каждого органа чувств) определяет соотношение между диапазоном ощущений и диапазоном воспринимаемых стимулов.

Спор о том, какой из законов является более точным, так и не был разрешен. Науке известны многочисленные попытки дать ответ на этот вопрос. Одна из та­ких попыток принадлежит Ю. М Забродину, который предложил свое объясне­ние психофизического соотношения. Мир стимулов опять представляет закон Бугера—Вебера, а структуру сенсорного пространства Забродин предложил в следующем виде:

DЕ / Е_z

т. е. добавил константу — г. В результате соотношение между миром стимулов и миром наших ощущений отражается в следующем уравнении:

DЕ / Е_z = К х DI / I

Очевидно, при z =0 формула обобщенного закона переходит в логарифмиче­ский закон Фехнера, а при z = 1 — в степенной закон Стивенса.

Почему Ю. М. Забродин ввел константу 2 и каков ее смысл? Дело в том, что величина этой константы определяет степень осведомленности испытуемого о целях, задачах и ходе проведения эксперимента. В экспериментах Г. Фехнера принимали

180 • Часть II. Психические процессы

участие «наивные» испытуемые, которые попали в абсолютно незнакомую экспе­риментальную ситуацию и ничего, кроме инструкции, не знали о предстоящем эксперименте. Таким образом, в законе Фехнера z=0, что означает полную неосведомленность испытуемых. Стивенс решал более прагматические задачи. Его скорее интересовало, как человек воспринимает сенсорный сигнал в реальной жизни, а не абстрактные проблемы работы сенсорной системы. 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.

Таким образом, закон, предложенный Ю. М. Забродиным, снимает противоречие между законами Стивенса и Фехнера. Поэтому не случайно он получил название обобщенного психофизического закона.

Однако, как бы ни решалось противоречие законов Фехнера и Стивенса, оба варианта достаточно точно отражают суть изменения ощущений при изменении величины раздражения. Во-первых, ощущения меняются непропорционально силе физических стимулов, действующих на органы чувств. Во-вторых, сила ощущения растет гораздо медленнее, чем величина физических стимулов. Именно в этом состоит смысл психофизических законов.

7.4. Сенсорная адаптация

и взаимодействие ощущений

Говоря о свойствах ощущений, мы не можем не остановиться на ряде явлений, связанных с ощущениями. Было бы неправильно полагать, что абсолютная и от­носительная чувствительность остаются неизменными и их пороги выражаются в постоянных числах. Как показывают исследования, чувствительность может ме­няться в очень больших пределах. Например, в темноте наше зрение обостряется, а при сильном освещении его чувствительность снижается. Это можно наблюдать, когда из темной комнаты переходишь на свет или из ярко освещенного помеще­ния в темноту. В обоих случаях человек временно «слепнет», требуется некоторое время, чтобы глаза приспособились к яркому освещению или темноте. Это говорит о том, что в зависимости от окружающей обстановки (освещенности) зрительная чувствительность человека резко меняется. Как показали исследования, это изме­нение очень велико и чувствительность глаза в темноте обостряется в 200000 раз.

Описанные изменения чувствительности, зависящие от условий среды, связа­ны с явлением сенсорной адаптации. Сенсорной адаптацией называется измене­ние чувствительности, происходящее вследствие приспособления органа чувств к действующим на него раздражителям. Как правило, адаптация выражается в том, что при действии на органы чувств достаточно сильных раздражителей чувстви­тельность уменьшается, а при действии слабых раздражителей или при отсутствии раздражителя чувствительность увеличивается.

Глава 7. Ощущение • 181

. Такое изменение чувствительности не происходит сразу, а требует известного времени. Причем временные характеристики этого процесса неодинаковы для раз­ных органов чувств. Так, для того чтобы зрение в темной комнате приобрело нуж­ную чувствительность, должно пройти около 30 мин. Лишь после этого человек приобретает способность хорошо ориентироваться в темноте. Адаптация слухо­вых органов идет гораздо быстрее. Слух человека адаптируется к окружающему фону уже через 15 с. Так же быстро происходит изменение чувствительности у осязания (слабое прикосновение к коже перестает восприниматься уже через не­сколько секунд).

Достаточно хорошо известны явления тепловой адаптации (привыкание к из­менению температуры окружающей среды). Однако эти явления выражены от­четливо лишь в среднем диапазоне, и привыкание к сильному холоду или сильной жаре, так же как и к болевым раздражителям, почти не встречается. Известны и явления адаптации к запахам.

Адаптация наших ощущений главным образом зависит от процессов, происхо­дящих в самом рецепторе. Так, например, под влиянием света разлагается (выцве­тает) зрительный пурпур, находящийся в палочках сетчатки глаза. В темноте же, напротив, зрительный пурпур восстанавливается, что приводит к повышению чув­ствительности. Однако явление адаптации связано и с процессами, протекающи­ми в центральных отделах анализаторов, в частности с изменением возбудимости нервных центров. При длительном раздражении кора головного мозга отвечает внутренним охранительным торможением, снижающим чувствительность. Разви­тие торможения вызывает усиленное возбуждение других очагов, способствуя повышению чувствительности в новых условиях. В целом, адаптация является важным процессом, указывающим на большую пластичность организма в его при­способлении к условиям среды.

Существует еще одно явление, которое мы должны рассмотреть. Все виды ощу­щений не изолированы друг от друга, поэтому интенсивность ощущений зависит не только от силы раздражителя и уровня адаптации рецептора, но и от раздражи­телей, воздействующих в данный момент на другие органы чувств. Изменение чувствительности анализатора под влиянием раздражения других органов чувств называется взаимодействием ощущений.

Следует различать два вида взаимодействия ощущений: 1) взаимодействие между ощущениями одного вида и 2) взаимодействие между ощущениями раз­личных видов.

Взаимодействия между ощущениями разных видов можно проиллюстрировать исследованиями академика П. П. Лазарева, который установил, что освещение глаз делает слышимые звуки более громкими. Аналогичные результаты были по­лучены профессором С. В. Кравковым. Он установил, что ни один орган чувств не может работать, не оказывая влияния на функционирование других органов. Так, оказалось, что звуковое раздражение (например, свист) может обострить работу зрительного ощущения, повысив его чувствительность к световым раздражителям. Аналогичным образом влияют и некоторые запахи, повышая или понижая свето­вую и слуховую чувствительность. Все наши анализаторные системы способны в большей или меньшей мере влиять друг на друга. При этом взаимодействие ощущений, как и адаптация, проявляется в двух противоположных процессах —

Поиск по сайту: