Психофизика. Проблема абсолютных порогов ощущений

Психика возникла и развивается в непрерывном взаимодействии с окружающим физическим миром. Характер и результаты этого взаимодействия определяются конкретными условиями нашей планеты. Достаточно устойчивые периодические изменения физических условий, связанные с переходами от дня к ночи, от зимы к лету, сила тяжести, определяющая точку отсчета в трехмерном пространстве, участок спектра солнечного излучения, вызывающий фотохимические реакции, – эти и другие специфические свойства Земли выдвинули требования, которым должны были удовлетворять все организмы, населяющие эту планету. Этим же требованиям соответственно должна удовлетворять наша психика как, по меньшей мере, регулятор активного поведения организма.

Мы, по сути, частицы материального мира, в этом мире существуем, с ним взаимодействуем – мы адаптированы к этому миру. То, что мы как то воспринимаем этот мир и общество себе подобных и, более того, в какой то мере понимаем друг друга – эти и многие другие реалии нашей действительности не вызывают у нас удивления, они обыденны, мы к ним привыкли и принимаем как данное, само собой разумеющееся. Но при более детальном рассмотрении самые обыденные привычные факты часто оказываются самыми непонятными. Так, например, на вопрос: «Почему вы видите дерево?» вы отвечаете: «Потому что мне дерево показывают». Вы будете абсолютно правы, но при этом остается открытой одна из самых интересных и сложных проблем психологии – почему мы видим мир таким, каким мы его видим, а не как комбинацию электромагнитных полей, которые физика достаточно уже изучила, и не как ряд электрических импульсов в нейронных цепях или распределение электрических потенциалов в различных частях коры головного мозга, изучением чего занимается физиология? Из первого вопроса следует второй, более частный, но звучащий несколько парадоксально: «Почему для описания результата восприятия окружающего мира мы используем глагол “видеть”»?

На эти и другие подобные вопросы пытается ответить психофизика. Гравитационное поле Земли, вне которого еще недавно (до появления космонавтики и, следовательно, проблемы невесомости) не мыслилось наше существование, определяет систему координат в трехмерном эвклидовом физическом пространстве, относительно которой мы строим психическую картину мира. С детства мы знаем о существовании 5 основных чувств: зрения, слуха, осязания, обоняния, вкуса. На самом деле «чувств» гораздо больше. По всему телу размешены рецепторы, с помощью которых мы получаем информацию о состоянии внешней среды и внутреннем состоянии организма. Эта информация поступает к нам непрерывно с момента рождения до смерти. Медики исследовали самочувствие человека в условиях сенсорной депривации, т. е. когда контакты с окружающим миром сведены к минимуму. Это достигалось с помощью повязки на глазах, наушников, специальных перчаток, ванны, наполненной водой определенной температуры, и других доступных средств. Оказалось, что сенсорная депривация переживается очень болезненно. У человека появляются галлюцинации, чувство страха, неуверенности, потеря ориентации, некоторые из испытуемых нуждались после эксперимента в длительном лечении. Таким образом, сенсорные процессы (иногда их называют элементарными ощущениями) нам необходимы не столько для построения осознанной картины мира, сколько для непрерывной н Психофизическая проблема представляет собой предмет интереса психофизики – одного из разделов науки экспериментальной психологии. Кроме этой глобальной проблемы, психофизика занимается более частными задачами, имеющими конкретное практическое приложение, а именно установлением количественных и качественных соотношений между параметрами физических раздражителей (стимулов) и характеристиками вызываемых ими ощущений.еосознаваемой адаптации к изменениям во в Решение психофизической проблемы – отношения психики и физического мира – начинается с определения границы между психическими и физическими явлениями, т. е. в какой момент в структуре мира происходит качественный скачок и возникает то, что мы называем психикой. С постановкой этого вопроса связано возникновение научной психологии и ее основополагающего раздела – психофизики.

В 1860 г. была опубликована работа немецкого ученого – физика, математика, психолога и философа – Густава Теодора Фехнера «Основы психофизики». Этой публикацией было положено начало науке психологии, науке со своим предметом исследования и методами, среди которых главным является эксперимент. До Фехнера психология была набором умозрительных спекуляций. В конце XVIII в. Кант утверждал, что невозможно построить науку психологию, такую же точную, как физика или химия, во первых, потому, что в психологии принципиально неприменима математика, во вторых, потому, что никогда невозможно будет заставить человека вести себя так, как нужно психологу (т. е. невозможно применять в психологии эксперимент как метод исследования). Такое положение дел можно объяснить тем, что психология не могла найти свой предмет. Пытаясь заниматься тем, что мы сегодня называем высшими психическими процессами и функциями, психологи того времени не могли найти основу своих исследований, нащупать научную почву под ногами и поэтому вынужденно вязли в трясине квазинаучных спекуляций. Кроме того, здоровую конкуренцию создавало бурное развитие естественных наук. Казалось, еще немного – и очередной Базаров разрежет очередную лягушку и наконец обнаружит душу (что психология, по определению, пытается исследовать душу, признавали почти все). Это по меньшей мере лишало психологию социального заказа.

Фехнер, будучи пантеистом, считал, что материальное и идеальное – это две стороны единого целого. Он задался целью выяснить, где проходит граница между материальным и идеальным. Фехнер подошел к этой проблеме как естествоиспытатель.

Существует так называемая пороговая проблема. Порог складывается из двух составляющих. Первая, физиологическая, часть порога возражений не вызывает. Действительно, для возбуждения нервного процесса необходима вполне определенная величина раздражителя, которая зависит от свойств нервной системы. Следовательно, ее вариации такие же, как и у других физиологических характеристик. Но вторая, психологическая, составляющая порождает пороговую проблему. Ее величина (а значит, и общее значение порога) настолько изменчива даже у одного и того же испытуемого, что это вызывает сомнения в целесообразности использования понятия порога в психологических построениях. Кроме того, существует много экспериментальных фактов, которые невозможно объяснить в рамках пороговых теорий. Самым известным из них является «ложная тревога» – случай, когда испытуемый дает положительную реакцию на «пустую пробу», т. е. при отсутствии стимула. Одной из попыток решить проблему «ложной тревоги» была высокопороговая теория Блэквела.

Блэквел постулировал наличие высокого порога. Явление «ложной тревоги» он объяснял попытками испытуемых угадывать, т. е. поведенческими, а не сенсорными факторами. Он рассуждал так. Испытуемый дает положительный ответ или когда у него действительно появилось ощущение от воздействия стимула (согласно постулату Блэквела в этом случае величина стимула должна превышать пороговое значение), или когда он пытается угадать правильный ответ.

Примером объяснения работы сенсорной системы без использования понятия порогов может служить применение в психофизике разработанной в радиотехнике теории обнаружения сигналов. Сторонники этого подхода считают, что в околопороговой области возбуждения, вызванные сигналом, пересекаются с внутренним шумом нервной системы. Если уровень сигнала ниже уровня шума, то не воспринимается ощущение, вызванное именно сигналом. Если же сигнал сравним по величине с шумом или превышает его, то появление ощущения определяется степенью перекрытия распределений вероятностей сигнала и шума, в связи с чем меняется стратегия поведения испытуемого. Если испытуемый выбирает стратегию риска, то возрастают и вероятность обнаружения стимула, и вероятность «ложной тревоги». Если испытуемый предпочитает работать осторожно, то вместе с уменьшением вероятности «ложной тревоги» уменьшается вероятность обнаружения. Таким образом, в теории обнаружения сигналов «ложная тревога» из досадной помехи превращается в одну из основных характеристик работы испытуемого. Функциональная связь между вероятностью «ложной тревоги» и вероятностью обнаружения сигнала (эта связь называется рабочей характеристикой приемника – РХП) полностью описывает работу испытуемого в психофизическом эксперименте.

И противники, и сторонники пороговых теорий сходятся в том, что независимо от теоретической целесообразности понятия порога его можно использовать в практических приложениях. Поэтому в качестве компромисса было принято операциональное определение порога: «Порогом называется величина стимула, при которой испытуемый начинает действовать согласно инструкции с заданной вероятностью». Поясним это определение на примере применения метода постоянных раздражителей (метода констант) для оценки величин абсолютного и разностного порогов.