Глава 2. Ощущение

	Ответ «Брак»	Ответ «Нет брака»
Бракованное изделие (сигнал)	Правильное обнаружение (попадание)	Пропуск сигнала
Качественное изделие (шум)	Ложная тревога	Правильное отрицание (покой)

Рис. 2.3. Исходы процесса обнаружения сигнала.

Если отличить бракованное изделие от качественного не просто, если брак плохо отличим от качественных изделий в силу, например, погреш- ностей измерительной аппаратуры, дефицита времени или усталости контролера, то задача становится пороговой. Другими словами, разли- чие между физическими событиями настолько незначительно, что это создает проблемы для сенсорной системы: сигнал сливается с шумом, и для того, чтобы отличить одно от другого приходится привлекать не- которые дополнительные (помимо сенсорных) механизмы. Это, как ука- зывалось выше, механизмы принятия решения. Если при прочих рав- ных условиях вероятность брака велика (цех имеет плохую репутацию), то наблюдатель при возникновении сомнений будет относительно бо- лее склонен отвечать «сигнал». И наоборот, если вероятность брака мала (исполнители исключительно добросовестны), то предпочитаемым от- ветом будет «нет брака». Сходным образом обстоит дело со значимос- тями, или ценностями исходов. Если, например, за обнаруженный после контроля брак с контролера снимают премию (и приличную), то он бу- дет очень придирчив. Если же начальник внушает контролеру, что глав- ное количество, пусть даже изделия будут слегка некондиционными, то контролер будет выносить вердикт «брак» с очень большой осторожно- стью. Соответственно уменьшится процент правильных обнаружений и ложных тревог.

Одной из главных заслуг авторов теории обнаружения сигнала являет- ся введение в структуру сенсорного процесса составляющей принятия ре- шения. Это, с одной стороны, позволило взглянуть на проблемы ощуще- ний с более высоких системных позиций, а с другой — выработать подход к решению многих прикладных проблем — первоначально чисто военной тематики (работа на радарах и сонарах), а потом и гражданской (контроль качества продукции, процессы восприятия человека человеком и др.).

Исходной позицией теории двух состояний Люса (1960, 1963) является допущение о дискретности сенсорного ряда. И в этом ее отличие от тео- рии обнаружения сигнала. Роднит же две теории признание наличия вне- сенсорных факторов обнаружения и различения сигналов, а также призна- ние существования неопределенности, связанной с работой самой сенсор- ной системы.

Люс полагал, что существует некоторое критическое значение раздра- жителя, ниже которого ощущение не возникает. Однако даже при отсут-

30

Психофизика ощущений

ствии раздражителя вероятность превышения порога выше нуля. Верно и обратное: при наличии раздражителя итоговое влияние может не дос- тигнуть порога. Таким образом, действие раздражителя может вызвать одно из двух состояний: либо обнаружение, либо необнаружение. Как видно, эти последние допущения весьма сходны с основными допуще- ниями теории обнаружения. Но это еще не все. Ответ наблюдателя оп- ределяется не только этими двумя состояниями. Существует независимый механизм угадывания как выход из ситуации неопределенности, связан- ной с наличием двух возможных состояний. За счет механизма угадыва- ния человек может дать положительный ответ на допороговый сигнал, т.е. в состоянии необнаружения. И наоборот, за счет того же механизма на- блюдатель может дать отрицательный ответ в случае состояния обна- ружения.

Л юс считал, что человек при обнаружении сигнала следует одной из трех основных стратегий:

• Стратегии риска, которая вызвана стремлением увеличить число об- наружений (например, когда важно не пропустить сигнал). Такая стра- тегия, естественно, приводит к тому, что наблюдатель (например, опе- ратор радарной установки) обнаруживает относительно больше целей, но в то же время в его ответах растет количество ложных тревог. Эта стратегия хороша только тогда, когда нас не смущают затраты, связан- ные с ложными тревогами (например, напрасный расход боеприпа- сов, топлива и т. п.), и цена пропуска цели очень велика (например, когда противник представляет собой большую опасность).

• Стратегии осторожности, связанной со стремлением наблюдателя «напрасно не беспокоиться», что выражается в полном или частичном отказе от угадывания, в избегании ложных тревог. Это иногда приво- дит даже к отрицательным ответам в состоянии обнаружения.

• Стратегии следования сенсорным впечатлениям, суть которой состоит в том, что наблюдатель пытается не принимать во внимание ничего, кроме самих сенсорных впечатлений, быть, что называется, непред- взятым.

Таким образом, Люс лишь несколько иначе описывает сенсорную со- ставляющую процесса обнаружения. В остальном же (в плане подхода к вненсенсорпым составляющим) его взгляд сродни взглядам авторов тео- рии обнаружения.

Основной психофизический закон

Выше мы проанализировали проблему порогов чувствительности, постав- ленную еще Фехнером. Другой классической проблемой психофизики, также связанной с именем Фехнера, является проблема зависимости ве- личины ощущения от величины физического стимула или основного пси- хофизического закона. Это как функция в математике:

31

Ршва 2. Ощущение

у =№,

где под у в данном случае имеется в виду величина ощущения, а под х — физическая величина стимула.

Это ли не интересная задача: определить, как, какой зависимостью свя- заны между собой физический и психический миры! Но для того чтобы вычислить зависимость одной величины от другой, нужно уметь измерять эти величины. Измерять параметры физического стимула мы худо-бедно научились. А как быть с ощущениями? Фехнер рассуждал следующим об- разом. Субъект не в состоянии количественно оценить величину возник- шего у него ощущения. Например, человек не может, не лукавя, ответить на вопрос: «Во сколько раз (в два, три, четыре) твои ощущения сладости от этого чая сильнее ощущений сладости от другого чая?». Он может толь- ко сказать, какое из ощущений сильнее (слабее). Что же можно использо- вать в качестве единицы измерения ощущений? Фехнер предложил для этого величину едва заметного различия, которая представляет собой ми- нимальное различие между физическими значениями стимулов, которое вызывает ощущение различия. Скажем, добавляем в «исходный» чай не- много сахара и даем пробовать человеку. Он не замечает различия по сла- дости с предыдущим, ощущение осталось прежним. Добавляем еще не- много сахара — не замечает различий; еще немного — заметил! Вот эта разница между количеством сахара в «исходном» чае и в чае, который уже кажется слаще, и называется величиной едва заметного различия, которая представляет собой не что иное, как величину дифференциального поро- га. Но что стоит за введением понятия «величина едва заметного разли- чия»? За ним стоит стремление найти минимальное различие между ощу- щениями, или минимальную градацию, минимальное расстояние между «насечками» на «линейке» ощущений.

Обратимся к рис. 2.4. До достижения стимулом определенной физиче- ской величины ощущения нет. После достижения абсолютного порога ощущение появляется. Абсолютный порог— нулевая точка на оси ощуще- ний. Но слишком малое различие между стимулами мы не замечаем. Шка- ла ощущений грубее шкалы физических величин. Нужно увеличить физи- ческую величину на несколько единиц, чтобы получить приращение ощу- щения в одну единицу. В нашем условном примере, для того чтобы увели- чить ощущение от 0 до 1, нужно увеличить стимул на 2 единицы; чтобы уве- личить ощущение от 1 до 2, нужно увеличить стимул на 3 единицы и т.д. Величина едва заметного различия в первом случае равна 2, во втором — 3. Далее, если предположить, как это и сделал Фехнер, что минимальные

	0	I	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Физический ряд	*	*	*	*	*	*	*	*	*	*	*	*
		0		1			2				3
Сенсорный ряд		*		*			*				*

Рис. 2.4. Соотношение физического и сенсорного рядов.

32

Психофизика ощущений

различия между ощущениями (в нижней части рисунка) равны между со- бой, т.е. что приращение ощущения при возрастании стимула на одно едва заметное различие вызывает всегда одинаковое по величине увеличение ощущения, то измерять ощущения можно, считая количество едва замет- ных различий, накопленных при увеличении стимула от абсолютного по- рога. Итак, первое допущение Фехнера, использованное им при выводе формулы основного психофизического закона, состояло в том, что прира- щение ощущения при приращении величины раздражителя на одно едва заметное различие константно (всегда одно и то же).

Вторым основанием для вывода формулы зависимости ощущения от стимула было так называемое соотношение Вебера. Немецкий физиолог Вебер предположил (и это впоследствии экспериментально подтверди- лось), что отношение едва заметного различия к величине исходного сти- мула равно некоторой константной для каждой сенсорной модальности (для каждого типа ощущения) величине. В данном случае речь идет о со- отношении физических величин. Что означает константность этого отно- шения? И почему Веберу пришла такая мысль? Представьте себе, что вы взяли большую кружку чая, положив туда предварительно одну ложку са- хара. Если в эту кружку добавят еще одну ложку чая, вы почувствуете раз- ницу? Наверное, да. А если в кружке уже будет 10 ложек сахара, то после добавления еще одной заметите разницу? Вряд ли. Чем больше интенсив- ность исходного стимула, тем больше нужно увеличить его, чтобы заметить разницу, иными словами, тем больше величина едва заметного различия. В нашем условном примере этот принцип в общем соблюден:

где— величина едва заметного различия, /— величина (интенсивность) исходного стимула.

Опираясь па положения о равенстве минимальных различий между ощущениями и соотношение Вебера, Фехнер математически вывел фор- мулу основного психофизического закона:

где R— величина ощущения; С— константа, связанная с соотношением Вебера; 5— величина действующего стимула;— абсолютный порог.

Примерно через сто лет после появления книги Фехнера Стивене [ 1960] выдвинул идею о возможности непосредственной количественной оцен- ки человеком своих ощущений. Кроме того, Стивене пересмотрел основ- ной постулат Фехнера о константности минимальных различий между ощу- щениями: вместоСтивене предложилЭто соотношение выглядит аналогично соотношению Вебера, но только в нем фигурируют не физические величины, а психические — ощущения. Соотношение Стивенса означает, что отношение минимального приращения ощущения к исход-

33