4
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОРОГОВ РАЗЛИЧЕНИЯ
МУСКУЛЬНЫХ ОЩУЩЕНИЙ МЕТОДОМ МИНИМАЛЬНЫХ
ИЗМЕНЕНИЙ
Вводные
замечания.
Мускульные
ощущения –
это
один из видов проприоцептивных ощущений.
Они возникают благодаря работе рецепторов,
расположенных в мышцах и связках
человека. Данные ощущения играют важную
роль в регулировании движений человека.
Порог
различения (дифференциальный порог) –
это минимальная разница интенсивности
двух стимулов одного и того же вида,
позволяющая воспринимать их как
различные, т.е. осуществлять их
дифференцирование.
Методы
определения абсолютных порогов
чувствительности были
разработаны Густавом Теодором Фехнером
(1801 – 1887), физиком и философом, который
считается основоположником психофизики.
Метод
границ (метод минимальных изменений).
Основное
содержание метода отражено в его
названии: выбранную последовательность
стимулов необходимо предъявлять таким
образом, чтобы стимулы отличались друг
от друга на минимально возможную
величину. Предъявление стимулов чередуют
то в возрастающем, то в убывающем порядке.
Для каждой последовательности предъявления
стимулов определяют границу смены
ответов (типа: «Да/нет», «Вижу/не вижу»).
Обычно
измерение порога начинают с убывающего
ряда стимулов, приняв за исходное
значение величину отчетливо воспринимаемого
стимула. Считают, что порог, т.е. величина
стимула, при котором произошла смена
ответа испытуемого, находится в середине
межстимульного интервала – между тем
стимулом, который еще воспринимается,
и тем, который уже не воспринимается.
Аналогично определяют порог и для
возрастающего ряда стимулов. Границы
смены категории ответов в восходящих
и нисходящих рядах стимулов чаще всего
не совпадают. Это происходит вследствие
возникновения у испытуемых так называемых
систематических ошибок – ошибок
привыканий и ошибок ожидания.
Ошибка
ожидания
происходит из-за того, что изменение
интенсивности стимула происходит
упорядоченно и ритмично и это становится
для испытуемого предсказуемым. В
результате его ожидания могут повлиять
на оценку стимула.
Ошибка
привыкания
заключается в тенденции, которая может
проявиться у испытуемого, продолжать
серию привычных ответов.
Каждую
восходящую и каждую нисходящую
последовательность стимулов повторяют
в одном опыте от 6 до 15 раз. За абсолютных
порог чувствительности (RL)
принимают среднее арифметическое
значение величин всех найденных в
процессе исследования порогов появления
и исчезновения:
RL=,
где
RL
– средний абсолютный порог чувствительности,
L
–
значение порога в каждом стимульном
ряду как восходящем, так и нисходящем.
N
–
Общее число стимульных рядов.
Вариативность
ответов испытуемого оценивают с помощью
среднеквадратичного отклонения ().
Ошибку, которую приходится допускать,
если найденную в опыте оценку абсолютного
порога рассматривать как истинное его
значение, называют стандартной ошибкой
среднего значения:
,
Где
— среднее квадратичное отклонение
значения RL,
N
–
объем выборки.
Хотя
процедура измерений остается в основном
такой же, что и при измерении абсолютных
порогов, в нее вносятся некоторые
изменения. Главное из них связано с тем,
что определение разностного порога
предполагает выбор эталонного стимула
среди набора надпороговых стимулов. По
отношению к нему и производят сравнение
всех остальных стимулов. Сравнение
эталонного и остальных, т.е. переменных
стимулов, может осуществляться как
последовательно, так и одновременно. В
первом случае первым предъявляется
эталонный стимул, а во втором – эталонный
и переменный стимулы предъявляются
одновременно.
Использование
метода границ для определения разностных
порогов требует учета не двух, а трех
категорий ответов испытуемых: «больше»,
«меньше» и «равно».
При
обработке экспериментальных данных
для каждого стимульного ряда находят
границы между сменой категорий ответов,
а именно: от «меньше» к «равно» и от
«равно» к «больше».
Усредняя
значения интенсивностей, соответствующие
интервалам между этими границами
(совместно для нисходящих и восходящих
рядов стимуляции), получают средние
значения «верхнего» (для ответов
«больше») и «нижнего» (для ответов
«меньше») порогов чувствительности.
Разность между ними определяет интервал
неопределенности (где преобладают
ответы «равно»). Величина интервала
неопределенности, разделенная пополам,
и принимается за искомую величину
разностного порога чувствительности.
Цель
работы.
Определение порога различения мускульных
ощущений веса методом минимальных
изменений.
Процедура
эксперимента.
Для
выполнения работы группа разбивается
на бригады (2-3 человека), в каждой бригаде
один человек выполняет роль испытуемого.
Испытуемому
предлагают с помощью мускульных ощущений
определить равенство двух грузиков.
Закрыв глаза, чтобы исключить зрительный
контроль, испытуемый взвешивает один
грузик в правой руке, другой – в левой.
В процессе эксперимента разрешается
перекладывать сравниваемые грузики из
одной руки в другую. Оба грузика в начале
опыта должны иметь одинаковый вес. Затем
в каждом очередном предъявлении
экспериментатор изменяет вес переменного
грузика (т.е. увеличивает/уменьшает его
на некоторую минимальную единицу веса).
При этом в ходе эксперимента экспериментатор
случайным образом меняет свои предложения,
т.е. кладет эталонный грузик то в правую,
то в левую руку испытуемого.
В
каждой пробе испытуемый должен оценить
веса сравниваемых грузиков и вынести
суждение: «Равны» или «Правый тяжелее»
и т.д.
До
определенного момента испытуемый не
замечает разницы в весе обоих разновесов.
Но затем он устанавливает, что один из
разновесов стал тяжелее(или легче).
Величина добавочного веса, при которой
испытуемый впервые ощущает разницу, и
будет показателем порога различения.
Опыт повторяют 10 — 15 раз и полученные
данные усредняют. При этом каждую серию
проводят в двух разных реализациях: 1)
с увеличением веса разновесы переменной
массы; 2) с уменьшением этого веса.
Полученные данные усредняют. Результаты
эксперимента фиксирутся в протоколе,
следующей формы:
ПРОТОКОЛ
ЭКСПЕРИМЕНТА
по
определению разностного порога мускульных
ощущений
методом
минимальных изменений
Испытуемый
__________________________ Эталонный вес __________
Время
проведения эксперимента_______________________________
Номер |
Ответы |
||||
Переменный вес |
Переменный вес |
Переменный вес |
… |
Переменный вес |
|
Предъявление |
|||||
Опыт |
|||||
… |
|||||
Опыт |
|||||
Процент ответов |
|||||
Предъявление |
|||||
Опыт |
|||||
… |
|||||
Опыт |
|||||
Процент ответов |
На
основе обработки данных, содержащихся
в протоколе эксперимента, определяются
значения порогов различения, которые
оформляются в виде таблицы следующей
формы:
Таблица
1 – Пороги различения, полученные на
основе обработки экспериментальных
данных
Испытуемый
__________________________ Эталонный вес __________
Номер |
1 |
2 |
3 |
… |
n |
Среднее |
Порог различения, |
По
полученным результатам делаются выводы.
Контрольные
вопросы
-
Назовите
и охарактеризуйте виды порогов
чувствительности анализаторов человека. -
Назовите
и охарактеризуйте методы определения
абсолютных порогов чувствительности. -
Назовите
и охарактеризуйте методы определения
разностных порогов чувствительности. -
В
чем заключается отличие методов
определения абсолютных и разностных
порогов чувствительности? -
Назовите
и охарактеризуйте типичные ошибки,
котоые могут иметь место при использовании
метода минимальных изменений.
Соседние файлы в папке ПВИ-ЛР
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
-
Методы классической психофизики. Метод минимальных изменений, метод средней ошибки, постоянных раздражителей.
Психофиз.
— это наука, изучающая отношения между
раздражителями (стимулами) и ощущениями
(сенсорными реакциями) с помощью
количественных методов. Как таковая
она имеет дело со следующими вопросами:
1) Какой уровень стимуляции необходим
для того, чтобы вызвать ощущение или
сенсорную реакцию? 2) Насколько должна
измениться величина раздражителя, чтобы
можно было обнаружить изменение? 3) В
каком отношении (или отношениях) нужно
изменить стимул, чтобы он стал перцептивно
эквивалентным другому стимулу? 4) Как
меняется ощущение или сенсорная реакция
с изменением величины раздражителя?
Так
называемые классические методы — метод
границ, метод установки или средней и
метод постоянных раздражителей —
впервые были сведены вместе и представлены
Фехнером в его фундаментальном труде
«Элементы психофизики», опубликованном
в 1860 г. Они использовались для определения
абсолютных и разностных порогов.
Абсолютный порог определяется как
величина раздражителя, дающего 50% случаев
обнаружения. Аналогично этому
дифференциальный порог — это минимальное
изменение раздражения, обнаруживаемое
в 50% случаев.
Фехнер
предположил, что порог – дискретная и
стабильная величина (дискретная теория).
Попытка эмпирически вычислить эту точку
(порог это точка). Мюллер – теория
непрерывного порога. Значение пороговой
точки – это функция от большого кол-ва
переменных (могут быть + и – влияющими).
При определенном стечении обстоятельств
очень слабое воздействие может вызвать
ощущение (и наоборот). Но это крайне
маловероятно.
Метод
границ (Метод минимальных изменений,
Фехнер)
Основное
содержание метода отражено в его
названии: выбранный континуум стимулов
необходимо предъявлять таким образом,
чтобы дискретные значения этого
континуума отличались друг от друга на
минимально возможную величину.
Предъявление стимулов чередуют то в
возрастающем, то в убывающем порядке.
Для каждой последовательности предъявления
стимулов определяют границу смены
ответов (типа: «да / нет», «вижу / не
вижу»). Обычно измерение порога начинают
с убывающего ряда стимулов, приняв за
исходное значение величину отчетливо
воспринимаемого стимула. Считают, что
порог, т. е. величина стимула, при которой
произошла смена ответов испытуемого,
находится в середине межстимульного
интервала — между тем стимулом, который
еще воспринимается, и тем, который уже
не воспринимается. Аналогично определяют
порог и для возрастающего ряда стимулов.
Границы смены категории ответов в
восходящих и нисходящих рядах стимулов
чаще всего не совпадают. Это происходит
вследствие возникновения у испытуемого
так называемых систематических ошибок
— ошибок привыкания и ошибок ожидания.
Каждую восходящую и каждую нисходящую
последовательность стимулов повторяют
в одном опыте от 6 до 15 раз. За абсолютный
порог чувствительности (RL)
принимают среднее арифметическое
значение величин всех найденных в
процессе исследования порогов появления
и порогов исчезновения. Вариативность
ответов испытуемого оценивают с помощью
среднеквадратичного отклонения ().
Ошибку, которую приходится допускать,
если найденную в опыте оценку абсолютного
порога рассматривать как истинное его
значение, называют стандартной ошибкой
среднего значения.
Использование
метода границ для определения разностных
порогов требует учета не двух, а трех
категорий ответов испытуемого: «больше»,
«меньше» и «равно». При обработке
экспериментальных данных для каждого
стимульного ряда находят границы между
сменой категорий ответов, а именно: от
«меньше» к «равно» и от «равно» к
«больше». Усредняя значения интенсивностей
стимулов, соответствующие интервалам
между этими границами (совместно для
нисходящих и восходящих рядов стимуляции),
получают средние значения «верхнего»
(для ответов «больше») и «нижнего» (для
ответов «меньше») порогов чувствительности.
Разность между ними определяет интервал
неопределенности, т. е. ту зону стимульного
ряда, в которой преобладают ответы
«равно». Величина интервала неопределенности,
разделенная пополам, дает нам искомую
величину разностного порога
чувствительности.
Из
лекций: Предъявляют раздражитель ниже
порогового уровня и постепенно увеличивают
воздействие. Далее предъявляют сильное
воздействие и постепенно ослабляют.
Так меняют несколько раз. Вычисляют
среднее значение. На
результат могут влиять установки.
Используется как подготовительный
метод. Метод
ступеней
– упрощенная разновидность метода
границ. Движение продолжается только
до смены категории, дальше в обратном
порядке.
Метод
постоянных раздражителей
Другим
методом, используемым для определения
абсолютного порога чувствительности,
является метод постоянных раздражителей,
или метод констант. Этот метод требует
проведения предварительного опыта,
цель которого состоит в ориентировочном
определении диапазона пороговой зоны.
Пороговая зона — это такой диапазон
интенсивности раздражителя, на границах
которого испытуемый практически всегда
начинает или перестает ощущать воздействие
стимула. Выявленный в опыте диапазон
пороговой зоны
разделяют
на равное, желательно нечетное, число
интервалов интенсивности (от 5 до 9).
Поэтому все разности между величинами
всех стимулов в пороговой зоне одинаковы.
В течение всего опыта эти выбранные
интенсивности остаются неизменными
(отсюда и название метода: метод констант).
Во время проведения опыта стимулы разной
интенсивности предъявляют в случайном
порядке, причем обязательно стимулы
каждой интенсивности необходимо
предъявлять одинаковое число раз.
Разностный
порог определяется по отношению к
произвольно выбранному стандартному
стимулу сверхпороговой интенсивности.
В процессе измерении можно пользоваться
таким планом эксперимента, согласно
которому от испытуемого требуются две
категории ответов (и «больше», и «меньше»,
чем эталон). Но можно использовать и
другой план, предусматривающий три
категории ответов (аналогично методу
границ). Однако второй вариант методики
используют реже, поскольку наличие в
нем третьей категории ответов («равно
эталону») способствует предпочтению
испытуемыми именно этой категории
ответов, что приводит к снижению точности
полученных результатов измерения.
Лекции.
Предварительно нужно найти околопороговую
область (вероятность правильного ответа
около 0,9). После нахождения точек интервал
делится на 5-7 равных отрезков. Каждое
из воздействий предъявляется много раз
(20-50 проб для каждого воздействия).
Нахождение пороговой точки (50% правильных
ответов 50 неправильных). Наиболее точный
и эффективный метод, устойчив к артефактам.
Ближе к концепции Мюллера.
Метод
средней ошибки (Фехнер)
И
наконец, для определения абсолютного
порога чувствительности используют
метод средней ошибки. Однако применение
его целесообразно только в тех случаях,
когда есть возможность непрерывно
(плавно) изменять предъявляемый стимул.
При измерениях по данной методике
испытуемый сам регулирует величину
стимула. Начиная от первоначально
вызвавшей у него отчетливое ощущение,
он плавно снижает интенсивность стимула
до тех пор, пока не установит такое ее
значение, при котором он впервые
утрачивает ощущение его воздействия.
Если опыт начинается с явно неощущаемой
интенсивности стимула, то испытуемый
должен найти такое ее значение, при
которой ощущение появляется.
При
обработке полученных результатов в
качестве показателей абсолютного порога
чувствительности используют меры
центральной тенденции — медиану (Me)
и среднюю арифметическую величину (М).
При
измерении разностного порога
чувствительности методом средней ошибки
испытуемому предъявляют одновременно
два стимула — эталон и переменный, причем
величину переменного стимула испытуемый
изменяет самостоятельно. Аппаратура
должна позволять плавную регулировку
измеряемого параметра переменного
стимула. Задача испытуемого состоит в
подравнивании переменного стимула к
эталону. Для вычисления разностного
порога испытуемый должен произвести
множество подравниваний, что дает
возможность рассчитать среднюю
арифметическую величину (М)
и среднее квадратичное отклонение ()
точности подравнивания. В эксперименте
с использованием метода средней ошибки
величина разностного порога чувствительности
в значительной степени зависит от
формулировки инструкции, даваемой
испытуемому. Однако этот способ измерения
разностного порога чувствительности
недостаточно точен, поскольку при
расчете оказывается учтенной лишь одна
часть интервала неопределенности, в
котором находится порог чувствительности.
Лекции.
Испытуемый сам может менять интенсивность
воздействия. Прибор устанавливается
на воздействие ниже порога, испытуемый
сам увеличивает воздействие, пока не
ощутит его. Следующая проба в обратном
направлении. Начальные точки движения
не должны быть всегда одинаковыми.
Применяется для измерения диф. Порогов
(нахождения ошибки). Недостаток –
технические проблемы, трудоемкость
процедуры.
Зависимые
переменные:
-
Субъективно
определенная характеристика тождества,
то есть физическая характеристика
стимула, который субъект считает
тождественным стандартном; -
Различие
между субъективной оценкой тождественности
стимулов и реальной количественной
оценкой стандартного стимула, т.е.
постоянная ошибка.
Возможные
сферы применения метода:
-
при
изучении иллюзии Мюллер — Леер; -
во
многих практических сферах деятельности,
связанных с калибровкой аппаратуры (с
целью профессионального отбора ).
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Методы психофизики
Содержание
1.Введение
2.Метод минимальных изменений (метод границ)
.Метод средней ошибки (метод подравнивания)
.Метод постоянных раздражителей (метод констант)
.Методы, учитывающие несенсорные психологические факторы
.Методы, учитывающие пространственно-временные факторы стимуляции
.Методы объективной сенсометрии
.Заключение
.Список литературы
Введение
Главная область применения психофизических методов — измерение ощущений. Хотя они с успехом используются и для изучения других психических процессов, а в модифицированных вариантах даже в социально-психологических исследованиях. Основное назначение методов вытекает из предмета психофизической науки как раздела общей психологии.
Согласно наиболее известной классификации методов психологического исследования, группа психофизических методов входит в класс эмпирических методов, внутри которых они совместно с методом психических реакций относятся к разряду классической формы лабораторного эксперимента. «Эти методы получили исключительное развитие не только в психологии, но во многих смежных науках».
При классификации психофизических методов обычно сталкиваются с теми же трудностями, что и при описании структуры психофизики: с многообразием оснований (критериев) для группировки методов и их взаимопереплетенностью, в значительной мере определяемой неоднозначностью связей между исходными теоретическими предпосылками каждого конкретного метода и получаемыми с его помощью эмпирическими данными. Так, в качестве оснований для классификации эмпирических методов одновременно могут выступать следующие критерии: 1) деление науки на психофизику-I и психофизику-II; 2) различия между классической и современной психофизиками; 3) принципы дискретности или непрерывности сенсорного ряда; 4) прямые или косвенные способы психологических измерений; 5) различия в подходе к статистической обработке результатов эксперимента: либо посредством мер центральной тенденции (мер локализации), либо посредством мер вариабельности (мер рассеивания) и т. д.
Вторая трудность вытекает из того факта, что различные теоретические модели, даже диаметрально противоположные, могут приводить к одному и тому же методу, и, наоборот, результаты, полученные с помощью одного и того же метода, могут быть в ходе обработки приведены к показателям, принятым в разных теоретических моделях.
Все психофизические методы разработаны на основе определенных теоретических представлений. Процедура измерения, способы выражения данных продиктованы теоретическими позициями авторов метода, поэтому объяснить методы вне их связи с теорией очень трудно. Видимо, правы исследователи, придерживающиеся линии, согласно которой при описании методов предпочтение отдается тем теориям, на основе которых они изначально вырабатывались, а не тем, которые впоследствии внесли свои, зачастую весьма существенные коррективы. Так, классические методы связываются с пороговой концепцией Фехнера, хотя огромный вклад в их разработку внесли и представители классической теории непрерывности сенсорного ряда (Г. Мюллер, Д. Ястров, Ф. Урбан и др.). Теоретической основой современных методов является, наоборот, принцип непрерывности сенсорного ряда, хотя наряду с моделями теории обнаружения сигнала существуют модели Блэквелла, Люса, Аткинсона, придерживающихся пороговой концепции.
Некоторые методы психофизики заимствованы из других наук, однако все они настолько адаптированы к ее задачам, что к настоящему времени их вполне можно отнести к разряду психофизических методов.
Наиболее привычная группировка психофизических методов опирается на деление психофизической науки по предмету исследования на две области (психофизика-I и психофизика-II). Тогда имеем две большие группы: методы измерения сенсорной чувствительности (или пороговые методы) и методы сенсорного шкалирования.
Метод минимальных изменений (метод границ)
Метод минимальных изменений (ММИ) часто встречается под другими названиями: метод границ, метод пределов, едва заметных различий, наименьших различий, едва заметной разницы, серийного исследования. При этом некоторые названия относятся скорее к отдельным модификациям ММИ и не характерны для всей группы этих методик. Поэтому рекомендуется пользоваться названиями, отражающими специфические черты метода, характерные для всех его вариантов, а именно: или метод минимальных изменений, или метод границ. Хотя в научный оборот метод введен Г. Фехнером, связывают его чаще с именем В. Вундта, внесшего наибольший вклад в его дальнейшее развитие.
Надежность локализации пороговых точек достигается путем их многократной регистрации. Этим нивелируется влияние случайных факторов сенсорного характера (например, флуктуация чувствительности) и несенсорного характера (например, незначительные колебания величины стимула, отвлечения и колебания внимания испытуемого), а также влияние таких разнонаправленных систематических факторов, как приобретение опыта в данной сенсорной деятельности и развитие утомления. Окончательно место пороговой точки определяется как среднее всех произведенных замеров. Разброс получаемых показателей характеризует меру точности в оценке величины порога и носят наименование переменной ошибки.
При указанных процедурах выявления порога (восходящая пли нисходящая стимуляция) возникает вопрос о точности измерений. Естественно предположить, что при увеличении стимуляции пороговая точка лежит в интервале между точкой, где ощущение в последний раз не наблюдалось, и точкой, где ощущение возникает впервые. При уменьшении стимуляции — картина зеркальная: пороговая точка находится между точкой, где в последний раз был дан положительный ответ, и точкой, где впервые ощущение не было зарегистрировано. Обычно за величину порога принимается точка посередине этого интервала. Отсюда ясно, что чем меньше этот интервал, то есть «шаг» изменения стимула, тем выше точность измерения. Этим обстоятельством вызвано другое название метода — минимальных изменений.
Таким образом, пороговую точку в принципе можно найти двумя способами: увеличивая стимул (восходящий ряд) или уменьшая его (нисходящий ряд). Однако экспериментально установлено, что величины порогов, полученные этими способами, не совпадают между собой, иногда довольно значительно. Это вынудило исследователей различать порог появления (ПП), полученный по процедуре с восходящими рядами, и порог исчезновения (ПИ), полученный по процедуре с нисходящими рядами. Полусумма однократно замеренных ПП и ПИ определяет величину мгновенного порога в паре.
Процедуры измерения абсолютных и дифференциальных порогов отличны друг от друга. Это связано с тем, что в первом случае испытуемому предъявляется только один переменный стимул R, а во втором еще и эталонный стимул R3T. Отсюда при оценке абсолютной чувствительности в одной паре стимульных рядов необходимо определять только две пороговые точки, а при оценке дифференциальной чувствительности — четыре: для нисходящего ряда — верхний порог исчезновения ощущения различия (ВПИ) и нижний порог появления вновь ощущения различия (НПП), для восходящего ряда — нижний порог исчезновения ощущения различия (НПИ) и верхний порог появления вновь ощущения различия (ВПП).
При таких процедурах неизбежно появляются так называемые ошибки привыкания (запаздывания) и ошибки ожидания (предвосхищения). Первые связаны с психологической инерцией суждений: продолжить ряд одних и тех же оценок испытуемому обычно легче, чем прервать его, высказав отличное от предыдущих суждений. Ошибки второго типа возникают вследствие того, что испытуемый на основе полученного в эксперименте опыта понимает, что ощущение на каком-либо шаге изменения стимула должно появиться (при восходящих рядах) или исчезнуть (при нисходящих рядах). Он начинает ожидать появления этого психологического эффекта, и с каждым шагом все напряженнее. В результате он сообщает о появлении или исчезновении у него ощущения раньше, чем это происходит в действительности. Для предотвращения этих ошибок (по крайней мере для их взаимного уравновешивания) нисходящие и восходящие ряды стимуляции чередуются, а длина этих рядов (число шагов) варьируется.
психофизический метод раздражитель стимуляция
Метод средней ошибки (метод подравнивания)
Метод средней ошибки был предложен для измерения дифференциальной сенсорной чувствительности Г. Фехнером и в отличие от двух других классических методов не претерпел с тех пор каких-либо особенных изменений, поэтому более других методов он остается связанным с именем отца психофизики.
Наиболее характерная особенность рассматриваемого метода, обособляющая его от других, заключается в том, что изменение стимуляции производится не экспериментатором, а самим испытуемым, который должен установить величину переменного стимула, равную величине стандартного стимула (эталона). Эта процедурная особенность отражена в таких названиях, как метод установки, метод подгонки, метод подравнивания, метод воспроизведения.
Естественно, чтобы добиться абсолютной точности испытуемому не удается. Характеристики этой неточности (ошибки) выступают в качестве меры оценки его дифференциальной чувствительности. Эта особенность способа обработки экспериментальных данных отражена в таких названиях как метод средней ошибки, метод средних ошибок и метод ошибок. Не вдаваясь в сравнительный анализ названий метода, укажем только, что наиболее распространенными и удачными названиями считаются метод средней ошибки (МСО), метод установки и метод подравнивания.
МСО успешно применяется в косвенном психологическом шкалировании для построения шкал сравнительных суждений. Такая возможность существует благодаря тому, что эмпирической задачей метода является уравнивание стимулов, в основе чего лежат процессы сравнения и оценки переменного и постоянного раздражителей, то есть вынесение суждений о их величине.
По процедуре метод представляет собой последовательный ряд замеров (проб) величин переменного стимула, которые испытуемым признаются равными эталону. К процессу предъявления стимуляции выдвигаются следующие основные требования.
Обязательные:
) свобода (в пространстве и во времени) изменения стимуляции испытуемым.
) непрерывность изменения переменного стимула. Естественно, что выполнение этого требования часто зависит от разрешающей возможности используемой в опытах аппаратуры.
) отсутствие у испытуемого обратной информации, то есть незнание нм действительной точности подгонки переменного стимула под эталон
Типичные:
) чередование направлений изменения стимуляции. Переменный стимул нужно изменять как в направлении его возрастания от величины, заведомо меньшей, чем стандарт, так и наоборот. Порядок чередования может быть любым: как поочередное предъявление восходящих и нисходящих рядов, так и смена направлений по сериям. Важно только чтобы количество проб на увеличение и на уменьшение было одинаковым. Рекомендуется также с целью нивелировки влияния несенсорных факторов (утомление, опытность) распределять эти пробы по времени симметрично, то есть одинаковое число раз и в зеркальной последовательности в первой и во второй половине опыта.
) чередование взаимного положения эталона и переменного стимула в пространстве. Выполнение этого условия позволяет уравнять влияние на результаты экспериментов пространственной ошибки, то есть переоценки или недооценки одного из стимулов в зависимости от их взаимного пространственного расположения. Требования к порядку чередования взаимного пространственного положения стимулов то же, что и к порядку чередования направления стимуляции.
) избежать или снивелировать влияние временной ошибки по аналогии с устранением влияния пространственной ошибки при использовании МСО не удается, так как обычно приходится вначале предъявлять эталон, и только потом уже переменный стимул, который подгоняется под этот эталон.
) общее число замеров (проб) в принципе может быть любым, лишь бы обеспечивалась требуемая достоверность результатов. Учитывая требования 4 и 5 о чередовании направлений стимуляции и взаимного расположения стимулов, обычно число замеров назначается кратным четырем.
) целесообразность предварительных экспериментов (обычно ознакомительного характера) определяется исследователем. Их результаты позволяют уточнить необходимое число замеров, спланировать время и структуру основного эксперимента, выработать у испытуемых необходимые навыки и т. д.
Метод постоянных раздражителей (метод констант)
Третьим классическим методом психофизики является метод постоянных раздражителей (МПР), впервые тщательно разработанный и широко апробированный Г. Фехнером. Значительный вклад в дальнейшее развитие метода внесли теоретические оппоненты Г. Фехнера Г. Мюллер и Ф. Урбан, стоявшие в вопросах пороговой теории на позициях концепции непрерывности сенсорного ряда.
Рассматриваемый метод встречается под названиями: метод констант, постоянных раздражений, постоянных стимулов, истинных и ложных случаев, верных и неверных случаев, правильных и ошибочных ответов, частотный метод. Основное назначение метода — измерение абсолютной и дифференциальной чувствительности. Вместе с тем, он широко применяется в психофизическом шкалировании, где с его помощью строятся косвенные шкалы сравнительных суждений, а сам метод известен под названием «метода АХ».
Кратко суть МПР состоит в следующем. Испытуемому в случайном порядке предъявляются несколько отличных друг от друга, но неизменных в продолжение всего опыта стимулов, диапазон величин которых включает пороговую зону. На основании ответов испытуемого вычисляется частота попадания каждого из предъявленных стимулов (постоянных раздражителей) в определенную категорию ответов («да», «нет», «больше», «меньше» и др.). По вычисленным частотам определяются, аналитически или графически, характеристики исследуемой чувствительности: положение точки субъектного равенства, пороги, стандартное отклонение и проч. Из этого описания следуют главные особенности метода, отличающие его от двух предыдущих классических методов.
Первая заключается в том, что переменная стимуляция представляет собой набор конкретных неизменных стимулов, что определило такие названия метода, как метод констант, постоянных раздражителей и т. п. В других методах переменный стимул подвергается систематическому изменению до достижения требуемой сенсорной реакции. Различия очевидны и принципиальны. Некоторая терминологическая двусмысленность возникает при измерении методом констант дифференциальной чувствительности, так как термин «постоянный раздражитель» применим в этом случае одновременно и к предъявляемому эталонному стимулу. Поэтому еще Г. И. Челпанов предложил используемые в опыте конкретные значения переменной стимуляции называть «сравниваемыми раздражителями».
Вторая принципиальная особенность МПР — случайный порядок предъявления сравниваемых стимулов. В других методах переменные стимулы предъявляются испытуемому закономерным образом: путем последовательного (дискретного или непрерывного) увеличения или уменьшения.
Третья характерная черта МПР следует из первой и заключается в необходимости предварительного определения ориентировочного диапазона переменной стимуляции, включающего пороговую зону, и внутри которого назначаются сравниваемые раздражители. Этот процедурный элемент метода реализуется обычно с помощью метода минимальных изменений.
Четвертая особенность состоит в том, что результатом являются не величины стимулов, соответствующие определенным сенсорным эффектам (пороги в ММИ и точки субъективного равенства в МСО), а число (частота) оценок разных категорий, выносимых испытуемым по каждому сравниваемому стимулу. Именно этим обусловлено такое название МПР как частотный метод.
Пятая принципиальная особенность метода, вытекающая из предыдущей, — это наличие трудоемкого, относительно самостоятельного этапа обработки эмпирических данных, на котором полученные при измерениях частотные показатели преобразуются путем различных вычислений и графических построений в искомые характеристики сенсорной чувствительности. Для выполнения этой работы привлекается мощный математический аппарат и разработаны различные специальные способы обработки данных, чего нет в других классических методах.
МПР имеет репутацию наиболее надежного, точного и универсального метода, дающего точные статистические данные. Он «типичен для классической психофизики, которая уделяет особое внимание статистическому и непрямому подходу к психологическим величинам».
Методы, учитывающие несенсорные психологические факторы
Метод «да — нет»
Метод базируется на теории обнаружения сигнала и применяется для исследования и абсолютной, и дифференциальной чувствительности. Экспериментальная процедура заключается в предъявлении испытуемому в случайном порядке сигнальных и пустых проб.
По ответам в сигнальных пробах вычисляется вероятность обнаружения стимула (Рц), по ответам в пустых пробах вычисляется вероятность ложной тревоги (Рлт). Изменяя некоторые параметры экспериментальной ситуации, получают несколько пар величин этих вероятностей. Зависимость между ними есть РХП (рабочая характеристика приемника), рассматриваемая как основная характеристика исполнения у испытуемого.
В качестве показателя возможности обнаружения сигнала (что и характеризует сенсорную чувствительность) обычно используется величина d’ определяемая по формуле:
‘ = (ms — mn) / y,
где ms есть M [s + n] — математическое ожидание сенсорных эффектов, вызываемых действием совокупности сигнала и шума; mn есть М [n] — математическое ожидание эффектов, вызываемых действием только шума; у — стандартное отклонение рассматриваемого распределения. Этот же показатель можно определить не только аналитически, но и графически (что, кстати, тоже напоминает МПР, где возможен и тот, и другой варианты определения порогов). Таким образом, показателем чувствительности выступает расстояние между математическими ожиданиями распределений двух указанных вариантов сенсорных эффектов, измеренное в единицах стандартного отклонения.
В случаях несимметричности кривой РХП кроме d’ могут вычисляться и другие показатели сенсорной чувствительности (Am, a, de), подробное описание которых можно найти в работе К. В. Бардина.
Метод оценки
Как и предыдущий метод, метод оценки основывается на теории обнаружения сигнала. Главное процедурное отличие состоит в том, что Испытуемый здесь пользуется не двухкатегорийной системой альтернативных оценок «да» или «нет», а многокатегорийной системой оценок, лежащих в интервале величин вероятности присутствия стимула в пробе от 0 до 1. Применение нескольких оценочных категорий в этом методе играет ту же роль, что и варьирование параметров экспериментальной ситуации в методе «да-нет»: по числу сигнальных и пустых проб, отнесенных в каждую категорию, вычисляются соответствующие величины вероятностей (Ри и Рлт). На основании этих величин строится соответствующая РХП, а на ее основе, как и в методе «да-нет», вычисляются приведенные выше показатели чувствительности.
Метод вынужденного выбора
Метод реализует идеи Г. Блэквелла. Встречается и под названиями метода принудительного или насильственного выбора. Своеобразие процедуры заключается в том, что на каждом «шаге» изменения стимуляции испытуемому вместе с переменным стимулом предъявляют несколько «пустых проб». Число таких проб колеблется от 1 до 7. Наиболее популярен вариант с одной пустой пробой. При большем их числе переменный стимул «замешивается» среди них в случайном порядке. Порог получают как производную от вероятности (точнее частости) правильных ответов. Таким образом, здесь нет необходимости строить РХП, хотя такая возможность имеется и можно получить аналог d’ предыдущих методов.
Процедура метода похожа на процедуру метода констант, однако более естественным выглядит отнесение этого метода к группе вариантов метода границ (ММИ), поскольку набор стимулов представляет собой обычно некоторый континуум с определенным «шагом». Более того, впервые этот метод был введен в научный оборот в 1950-х годах Г. Блеквеллом и Ф. Джонсом на основе варианта ММИ, известного как метод восходящих рядов, обрисованного нами выше и относимого к группе вариантов с процедурой неполного знания. В настоящее время метод вынужденного выбора широко применяется в современной психофизике и приобрел статус одного из ее основных методов, утратив первоначальную связь с методом минимальных изменений. Подробное изложение современной трактовки рассматриваемого метода приведено в работе.
Методы, учитывающие пространственно-временные факторы стимуляции
Методы, относящиеся к этой группе, служат измерению изменений сенсорной эффективности стимулов при варьировании временного или пространственного интервала между ними. Эти изменения выражаются в абсолютной переоценке или недооценке соответствующих стимулов. Значительный вклад в разработку этой группы методов внес Е. К. Гусев.
Метод трех посылок. Испытуемому предъявляются последовательно три стимула. Один из них является влияющим, другой тестовым, третий служит эталоном сравнения. Последний стимул пространственно или во времени достаточно удален от двух других во избежание его физиологического взаимодействия с ними. Эмпирическая задача сводится к уравниванию эталонного стимула с тестовым в сенсорном отношении. Разность надпороговых уровней интенсивности таких уравненных стимулов используется в качестве показателя переоценки (или недооценки) тестового стимула, обусловленной пространственной пли временной близостью влияющего стимула.
Метод бинарной рецепсиографии. Испытуемому предъявляются две серии кратких стимулов (вспышек света, звуковых импульсов, прикосновений к коже и т. п.). Эти серии, как правило, предъявляются на различные рецептивные поля даже в случае оценки влияния временных факторов формирования порога. Тем самым может быть существенно сокращен интервал раздельного восприятия «перекрестных» пар стимулов (т. е. пар, образованных соседними по времени предъявления членами одной и другой серии стимуляции). Далее задается ступенчатое временное или пространственное смещение одной серии импульсов относительно другой и таким образом изменяется интервал между перекрестными членами пар в сдвоенных сериях. При каждом заданном интервале между этими соседними членами разных серий подсчитывается: 1) общее число обнаружений отдельно для одной и другой серии (то есть идущих первыми по времени или в пространстве и вторыми членами перекрестных пар); 2) общее число относительных оценок сенсорной эффективности в перекрестных стимульных парах. Например, ответов: правый (левый, верхний и т. п.) стимул больше (ярче, Длиннее и т. п.) для пространственных соотношений или первый (второй, предшествующий).
По психометрическим кривым, построенным на базе полученных экспериментальных данных, определяется изменение сенсорной эффективности каждого члена перекрестной пары в зависимости от временного или пространственного интервала между ними. Причем эта оценка Производится как по зарегистрированным для каждого из них сдвигам чувствительности, так и по интенсивности или качеству ощущения.
Метод сопоставления границ предназначен для решения того же типа задач, что и предыдущий метод. Однако его применение, в отличие от метода бинарной рецепсиографии, не ограничено использованием стимулов околопорогового уровня. Основной его процедурой является сопоставление величин относительных динамических сдвигов сенсорной эффективности (AR) и чувствительности (АЕ), а также динамических сдвигов чувствительности (AEi) обоих членов пары стимулов. При этом под AR понимается переоценка одного из членов пары по отношению к другому по интенсивности ощущения, под АЕ — относительная переоценка того же стимула по чувствительности, а под AEi изменения чувствительности к первому (АЕ,) и второму (АЕ2) членам пары при одном и том же надпороговом уровне влияющего стимула (соответственно второго и первого). Точность, с которой могут быть определены обусловленные сближением стимулов изменения абсолютной величины сенсорного ответа (интенсивности ощущения) каждого стимула (члена пары) определяется величиной корреляции между AR и АЕ.
Методы объективной сенсометрии
Эта группа методов предназначена для регистрации различных физиологических проявлений психической деятельности человека.
К таким проявлениям в первую очередь относятся многочисленные вегетативные реакции, неплохо поддающиеся аппаратурной фиксации. Так, кожно-гальваническая реакция (иначе электрическая активность кожи) может исследоваться методами Фере и Тарханова и их современными модификациями. Изменения в работе сердечно-сосудистой системы регистрируются методами измерения артериального давления (АД), электрокардиографии (ЭКГ), вазомоторными методами. Зрачковый рефлекс наблюдается с помощью метода пупиллометрии, а глазодвигательная активность — с помощью окулографических методов (и в частности электроокулографии — ЭОГ).
Особое развитие получили психофизиологические методы регистрации электрической активности ЦНС человека и животных. Речь идет о методах электроэнцефалографии (ЭЭГ) и вызванных ответов, или потенциалов (ВП). ЭЭГ — это запись биоритмов головного мозга, представляющих собой регулярные ритмические проявления его спонтанной (фоновой) электрической активности. Принято выделять пять групп таких биоритмов. За критерий их разделения взята частота их колебаний: дельта-ритм (1-3 Гц), тета-ритм (4-7 Гц), альфа-ритм (813 Гц), бета-ритм (14-30 Гц), гамма-ритм (свыше 30 Гц). Эти колебания имеют различную амплитуду, то есть величину электрических изменений: наиболее характерный диапазон амплитуд 5-30 мквольт.
Амплитуда и частота связаны друг с другом: так, у одного и того же человека амплитуда бета-волнравна примерно 1/10 альфа-волн.
Считается, что с изменением состояния человека в результате умственной нагрузки, эмоционального напряжения, сна и других действий в ЭЭГ происходит смена доминирующего ритма: с пробуждением и активацией деятельности усиливаются более высокочастотные ритмы, а с переходом ко сну и понижением активности они замещаются низкочастотными. При анализе ЭЭГ часто используют еще два показателя «время альфа-ритма» и «блокада альфа- ритма». Первое — это процент времени, занимаемый альфа-ритмом. Второе — это резкое уменьшение амплитуды альфа-волн, которое обычно происходит при воздействии раздражителей. Так, засветка глаз вызывает в затылочных отделах мозга (зрительные центры) блокаду альфа-ритма.
Если ЭЭГ — это регистрация спонтанной электрической активности мозга, то вызванные потенциалы — это электрические отклики мозга на отдельные стимулы. ВП — это биоэлектрические колебания в нервных структурах в ответ на раздражение рецепторов или эффекторных путей, находящиеся в строго определенной временной связи с моментом предъявления стимула. Так как на фоне спонтанной активности ВП трудно различимы, их запись осуществляется специальными техническими средствами, позволяющими выделить сигнал из шума. Для этого суммируют некоторое число отрезков ЭЭГ, находящихся в одинаковой временной связи с моментом стимуляции. В результате такого наложения получается как бы усиление (умножение) интересующего эффекта. Отсюда другое название метода — метод усредненных ВП. Форма, амплитуда и латентный период ВП зависят от места приложения электрода (то есть участка мозга), модальности и интенсивности стимула, состояния субъекта и его индивидуальных особенностей.
Заключение
В самое последнее время бурно развиваются новые варианты психофизиологических методов, основанные на применении электронной техники: компьютерная и магнитнорезонансная томография. Их применение в психологических исследованиях, по-видимому, имеет хорошие перспективы.
Список литературы
1.Никандров В. В. — Психофизика и психофизические методы
2.Никандров В. В. — Классические методы психофизики
Глава 5. ПСИХОФИЗИКА
…
§ 5.2. ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ И ПОРОГИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ
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. Процесс создания психического образа он представил схемой, изображенной на рис. 15.
Рис. 15. Процесс создания психического образа
Схема, предложенная Фехнером, почти повторяет рассмотренную выше схему процесса восприятия, которую используют современные психофизики. 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. Искомая граница проходит там, где начинается ощущение, т. е. возникает первый психический процесс. Величину стимула, при которой начинается ощущение, Фехнер назвал нижним абсолютным порогом. Для определения этого порога им были разработаны методы, до сих пор активно используемые в психологических экспериментах. В методологическую основу своих исследований Фехнер положил два 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.
Из первого утверждения вытекает требование организовывать психофизический эксперимент таким образом, чтобы исключить влияние на его результаты всех психических систем, кроме сенсорной. Второе утверждение позволяет проводить исследования на небольшом количестве испытуемых и распространять выводы на всю генеральную совокупность — все население Земли. Эти два постулата очень упрощенно представляли изучаемую проблему, но это упрощение помогло начать экспериментальные исследования и получить значительные результаты. Сегодня мы понимаем, что обе эти парадигмы уже устарели. Первая противоречит принципу активности целостной психики, кроме того, оказалось, что невозможно выделить и исследовать в эксперименте одну, даже самую примитивную, психическую систему из целостной структуры человеческой психики. Несостоятельность второй парадигмы частично следует из несостоятельности первой — активизация в психофизическом эксперименте всех психических систем от самых низших до самых высших приводит к очень большому разнообразию реакций испытуемых, следовательно, к разнообразию их психофизических характеристик, что позволяет сегодня говорить о необходимости создания дифференциальной психофизики, т. е. психофизики, в которой декларируется индивидуальный подход к каждому испытуемому в эксперименте.
Кроме того, Фехнер считал, что человек не может непосредственно оценивать свои ощущения количественно, поэтому он разработал «косвенные» методы, с помощью которых можно количественно представить отношения между величиной раздражителя (стимула) и интенсивностью вызванного им ощущения. Рассмотрим измерение психофизических порогов на примере метода минимальных изменений (см. рис. 16).
Предположим, нас интересует величина звукового сигнала, начиная с которой испытуемый может его слышать, т. е. мы должны определить нижний абсолютный порог громкости. Измерение методом минимальных изменений проводится следующим образом. Испытуемому дается инструкция говорить «да», если он сигнал слышит, и «нет», – если не слышит. Сначала испытуемому предъявляется стимул, который он явно может расслышать (St1). Затем при каждом предъявлении, при использовании схемы нисходящей стимуляции, величина стимула уменьшается.
Рис. 16. Измерение психофизических порогов:
а – нисходящая стимуляция; б– восходящая стимуляция
Эта процедура проводится 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 предлагается стимул, который он никак не может слышать (St2). 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:
1. Р1»Р2 (рис. 16, а).
2. P1«P2 (рис. 16, б).
Абсолютный порог равен среднеарифметическому порогов появления и исчезновения: Stp = (P1 + P2) / 2
Аналогичным способом определяется 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.
Неравенство порогов исчезновения и появления можно объяснить «ошибкой ожидания» (см. рис. 16, а) или «ошибкой привыкания» (см. рис. 16, б). «Ошибка ожидания» заключается в том, что испытуемый, догадываясь о предстоящем появлении (исчезновении) ощущения, меняет характер ответов, не дождавшись подлинного появления (исчезновения). При «ошибке привыкания» испытуемый «привыкает» давать ответ определенного типа и не изменяет характер ответа даже при явном появлении (исчезновении) ощущения. Оба случая не могут быть объяснены в рамках парадигм классической психофизики, и поэтому они считались артефактами эксперимента, т. е. следствием неконтролируемых факторов, не имеющих отношения к решаемой задаче.
Абсолютные пороги — верхний и нижний — определяют границы доступного нашему восприятию окружающего мира. По аналогии с измерительным прибором абсолютные пороги определяют диапазон измерений сенсорной системы, но, кроме доступного диапазона измерений, работу прибора характеризует его точность, или чувствительность. Аналогом чувствительности прибора в сенсорной системе служит разностный порог. Этот порог равен величине, на которую нужно изменить значение стимула, чтобы испытуемый заметил изменение в своих ощущениях.
Для определения разностного порога можно применить метод минимальных изменений, но при этом в эксперимент вводится эталонный стимул. Испытуемому дается инструкция говорить «да», если он ощущает различие между эталонным и переменным стимулами, и говорить «нет», если ощущение различия пропадает. Введение эталонного стимула делает процедуру измерения разностного порога более громоздкой по сравнению с измерением абсолютного порога. На первом этапе устанавливают значение переменного стимула заведомо больше эталонного. Описанным выше способом определяют верхний порог исчезновения различия Р1в и верхний порог появления различия Р2в. Затем вычисляют верхний дифференциальный порог — значение стимула, при котором появляется изменение в ощущении эталонного стимула: Рв = (Р1в + Р2в) / 2, и верхний разностный порог: рв = Рв — S, где S — значение эталонного стимула.
Смысл разностного порога понятен из его названия. Затем устанавливают значение переменного стимула заведомо ниже эталонного и аналогичным образом определяют нижний дифференциальный порог Рн и нижний разностный порог рн. Разность между верхним и нижним дифференциальными порогами определяет интервал неопределенности (Рв — Рн), т. е. область изменений величины стимула, которые не замечаются испытуемым. Половина интервала неопределенности: р = (Рв — Рн) / 2, называется средним разностным порогом. Средний разностный порог характеризует разрешающую способность сенсорной системы. Далее вычисляют точку субъективного равенства: р = (Рв — Рн) / 2.
Точка субъективного равенства является образом эталонного стимула в сенсорном пространстве, ее значение показывает, насколько точно испытуемый оценивает эталонный стимул. Если верхний и нижний разностные пороги равны, что соответствует симметричному относительно эталонного стимула интервалу неопределенности, то точка субъективного равенства совпадает с величиной эталонного стимула. Если значение точки субъективного равенства больше значения эталонного стимула, значит, испытуемый переоценивает эталонный стимул, если меньше — недооценивает.
Введение понятия порога и разработка методов его количественной оценки было очень продуктивным и в построении теоретических моделей психики, и в практических приложениях. Например, выяснили, что высоту звука мы воспринимаем в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Значения порогов определены для всех модальностей. Это позволяет, например, конструировать аудио-, видеоаппаратуру с характеристиками, оптимальными для использования потребителями, диагностировать многие заболевания (болезни вызывают резкие изменения пороговых величин ощущений различных модальностей) и т. д. Но, несмотря на эти и другие успехи, со времен Фехнера и до настоящего времени оспаривается само существование порога как психологического явления.
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. Следовательно, вероятность положительного ответа (Р) будет равна сумме вероятности истинного обнаружения стимула (Ри) и вероятности угадывания (Руг): Р = Ри + Руг.
Вероятность того, что величина предъявленного стимула была ниже пороговой, равна (1 — Ри), так как, по Блэквелу, вероятность появления стимула, величина которого выше порогового значения, совпадает с вероятностью истинного обнаружения Ри. Угадывание происходит в случае, когда одновременно проявляется эффект «ложной тревоги» и появляется нижепороговый стимул, следовательно,
Руг = Рлт (1 — Ри),
где Рлт — вероятность «ложной тревоги».
Подставив Руг в исходную формулу, получим: Р = Ри + Рлт (1 — Ри).
Из этого соотношения определяем истинную вероятность правильного ответа: Ри = (Р — Рлт) / (1 — Рлт)
Эта формула называется формулой поправки на случайный успех, при этом значения Р и Рлт оцениваются непосредственно в эксперименте.
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.
Диапазон изменений величины стимула, перекрывающий пороговую область (оценить примерно пороговую область можно в предварительном исследовании), разбивают на несколько частей, как правило, на 7 или 8. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 — значения стимулов, которые соответствуют границам поддиапазонов. Для каждого такого значения оценивают экспериментальным путем вероятности положительных ответов. Очевидно, что чем больше величина стимула, тем выше вероятность его обнаружения. В околопороговой области эта вероятность подчиняется нормальному закону распределения. Строят кривую распределения вероятностей. На рис. 17 приведен такой график.
Рис. 17. Зависимость вероятности обнаружения от величины стимула в околопороговой области
По оси абсцисс отложены значения используемых стимулов, по оси ординат — соответствующие вероятности положительных ответов. Чтобы оценить величину абсолютного операционального порога, необходимо задать требуемую вероятность положительных ответов испытуемых. Чаще всего используют 50 %-ный и 75 %-ный пороги, т. е. значения стимулов, при которых испытуемые его обнаруживают в 50 % или 75 % случаев соответственно. Для оценки величины разностного порога используют среднеквадратичное отклонение полученного распределения или иногда просто разность между 75 %-ным и 50 %-ным порогами.
Психофизика как наука получила свое начало с определения понятия и оценки величин сенсорных порогов. Сегодня та часть психофизики, которая занимается исследованиями в этой области, называется психофизика-1 или пороговая психофизика.