Психофизика и психология ощущений

Психофизика (физика сознания) изучает связи между физическими свойствами стимулов и ощущениями, которые они вызывают. Она дает функциональное, то есть процессно- ориентированное, описание; интерес психофизики сосредоточен прежде всего на процессах сенсорных систем, а не на их структуре и физиологии.

Физика ощущения

Вот очень простой вопрос из области психофизики: какова последовательность событий между начальным стимулированием и конечным ощущением, сформулированным как «ярко-красный цвет» или «громкий шум»? Подробности этой цепочки, конечно, будут разными в зависимости от разных типов ощущений, но в любой из них всегда есть три основные стадии: воздействие стимула на орган чувств, возникновение электрического сигнала в нервной цепи с последующим нервным импульсом и, наконец, психологическая реакция.

Пороги

Чтобы изучать восприятие, психологам прошлых лет нужно было найти надежные способы измерения человеческой чувствительности. Одна из главных идей психофизики — понятие порога. Это уровень интенсивности стимула, необходимый для того, чтобы вызвать отклик. Абсолютный порог — это минимальный уровень энергии, требуемый для реакции. Так, можно определить самый тихий звук или самый неяркий свет — достаточный, чтобы человек его ощутил, а более слабый сигнал не будет восприниматься как звук или свет. Минимальное изменение стимула, которое может заметить человек, называется дифференциальным порогом.

Едва заметное различие

Едва заметное различие (ЕЗР), или дифференциальный порог, — это минимальная разница между двумя сходными стимулами. Она зависит и от объема, и от силы реакции. Густав Фехнер первым использовал ЕЗР для измерения ощущений человека в рамках своего знаменитого эксперимента 1850-х годов, когда исследовал реакцию человека на яркость. Каждый испытуемый видел два светлых диска, яркость которых регулировалась. Яркость одного из дисков увеличивалась, пока участник эксперимента не начинал замечать разницу, и эту разницу Фехнер определил как 1 ЕЗР. Затем яркость дисков выравнивалась и снова увеличивалась для одного из дисков, пока разница снова не достигала 1 ЕЗР. Затем все это повторялось, чтобы выявить диапазон реакций человека на яркость стимулов. Фехнер открыл один из основных законов психофизики: интенсивность ощущения пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя. То есть, чтобы один источник света казался человеку в два раза ярче, чем другой, он должен быть ярче не в два раза, а больше. Эрнст Генрих Вебер открыл другой закон психофизики. Он обнаружил, что дифференциальный порог зависит от отношения интенсивности одного раздражителя к интенсивности другого. Так, предположим, вы воспроизводите для слушателя звук громкостью в 50 децибел, затем начинаете увеличивать громкость. И звук в 55 дб слушателю кажется более громким, а звук в 54 дб — нет. Если же первоначальная громкость звука составляет 70 дб, то для того, чтобы обнаружить повышение громкости, понадобятся 77 дб. Для первоначальных 30 дб разница будет заметна при 33 дб, а для 100 — 110 дб. Соотношение в каждом случае будет постоянным, 1 : 10. Исследования 1940-х годов выявили конкретные цифры: для яркости разница начинает ощущаться при изменении на 1,2%, а для ощущения вкуса соли — при изменении солености на 20%.

Методы

За историю психофизики успели выработаться проверенные и надежные методы. Один из них — метод установки (или метод средней ошибки). Испытуемые регулируют интенсивность звука, света или запаха так, чтобы она соответствовала первоначальной интенсивности. Другой метод — метод границ — состоит в том, что испытуемые определяют интенсивность второго раздражителя больше или меньше, чем интенсивность первого раздражителя. В методе постоянных раздражителей участников эксперимента просят распознать уровень интенсивности раздражителя сразу у нескольких источников.

Шкала

В точном мире психофизики измерения играют ключевую роль, и поэтому решающее значение отводится выбору шкалы. Для любой шкалы предъявляют четыре требования: шкала должна отражать различия (мужчина или женщина, горячее или холодное); шкала должна отражать величину объекта (доги крупнее терьеров); шкала должна иметь равный интервал (между 5 и 8 килограммами такая же разница, как между 22 и 25 килограммами). И наконец, шкала должна иметь нулевую точку, определяющую уровень, на котором измеряемое свойство не фиксируется. Психологи различают четыре типа шкал: номинальная (показывающая различие), порядковая (показывающая различие и величину), интервальная (показывающая различие, величину и равные интервалы) и относительная (включающая все три компонента). Так, оценки за экзамен — это порядковая шкала, хотя она и может показаться интервальной. А температуру, вес и видимость мы измеряем с помощью относительных шкал.

Теория обнаружения сигнала

Психологи используют теорию обнаружения сигнала (ТОС), когда хотят измерить, как принимаются решения в условиях неопределенности. Испытуемым нужно определить, обнаружили они раздражитель или нет, — а это зависит и от их органов чувств, и от ожиданий испытуемых, а также от их стремления к точности. ТОС широко используется в современных исследованиях, и это, пожалуй, ценнейшее наследие психофизики раннего периода. Порог не является постоянной величиной, потому что в его определении решающую роль играют два человеческих фактора. Чувствительность — то есть насколько хорошо человек может видеть или слышать раздражитель. И искажение в ответах — насколько легко человек подтверждает восприятие раздражителя, когда не уверен. ТОС считает, что испытуемый не просто пассивно воспринимает информацию, но активно принимает решения о восприятии в условиях неопределенности, что делает определение сигнала более системным.

Экспериментаторы используют «пустые пробы», когда в ходе эксперимента не происходит изменения раздражителя (наблюдается лишь так называемый «шум»), а ответы проверяются (см. таблицу). Терминология определения сигналов выделяет: «попадание» — подтверждение сигнала; «пропуск сигнала» — не фиксирование раздражителя; «ложную тревогу» — фиксирование раздражителя, когда его нет; «правильное отрицание» — ответ «нет», когда раздражителя и в самом деле нет. Если человек стремится обнаружить все сигналы, в его ответах возрастает «ложная тревога». Или, наоборот, человек боится «ложных тревог» настолько, что часто совершает «пропуск сигнала». Ошибочные ответы, искажения, используются для оценки порога обнаружения раздражения. Чтобы сделать соответствующую поправку, психологи специально манипулируют искажением в ответах испытуемых и определяют его на основе их ответов. Это влияние графически отражается на кривой соотношений правильного и ложного обнаружения сигналов.

Теория обнаружения сигнала — это лучший способ определить чувствительность человека к изменениям. Человек сам определяет, действовал ли раздражитель, поэтому задействованы и другие факторы, такие как мотивация и прежний опыт.

Изучение действия акупунктуры с помощью ТОС

Один из основных вопросов, связанных с акупунктурой, — действительно иглы уменьшают боль или пациентам это просто внушается. Критиков интересует, действительно данные подтверждают обезболивающий эффект иглоукалывания или иглы просто поднимают порог чувствительности пациента к самой боли. То есть людям становится лучше от того, что в ходе терапии поднимается их болевой порог. Одно из ранних исследований проверило гипотезу болевого порога. Испытуемым прикладывали к плечу горячий раздражитель и просили оценить его интенсивность по шкале от 1 (нет ощущений) до 12 (невыносимо). Измерения делались до сеансов акупунктуры, во время сеансов и после них. Иглоукалывающая терапия и в самом деле облегчала боль, но исследование выявило, что акупунктура поднимает болевой порог у пациентов.