188 • Частина II. Психічні процеси

проникаючі в ніс разом з повітрям. У дорослої людини площа нюхової області приблизно рівна 480 мм2. У новонародженого вона значно більше. Це пояснюється тим, що у новонароджених провідними відчуттями є смакові і нюхові відчуття. Саме завдяки ним дитина отримує максимальну кількість інформації про навколишній світ, вони ж забезпечують новонародженому задоволення його основних потреб. В процесі розвитку нюхові і смакові відчуття поступаються провідним місцем іншим, більш інформативним відчуттям, і в першу чергу зору.

Слід зазначити, що смакові відчуття в більшості випадків змішуються з нюховими. Різноманітність смаку значною мірою залежить від домішки нюхових відчуттів. Наприклад, при нежиті, коли нюхові відчуття «відключені», у ряді випадків їжа здається позбавленою смаку. Окрім цього, до смакових відчуттів домішуються тактильні і температурні відчуття від рецепторів, що знаходяться в області слизистої оболонки в роті. Так, своєрідність «гострою» або «терпкою» убогі головним чином пов'язано з тактильними відчуттями, а характерний смак м'яти в значній мірі залежить від роздратування холодовых рецепторів.

Якщо виключити всі ці домішки тактильних, температурних і нюхових відчуттів, то власне смакові відчуття зведуться до чотирьох основних типів: солодке, кисле, гірке, солоне. Поєднання цих чотирьох компонентів дозволяє отримати багатообразні смакові варіанти.

Експериментальні дослідження смакових відчуттів проводилися в лабораторії П. П. Лазарева. Для отримання смакових відчуттів використовувалися: цукор, щавлева кислота, куховарська сіль і хінін. Було встановлено, що за допомогою цих речовин можна імітувати більшість смакових відчуттів. Наприклад, смак зрілого персика дає поєднання в певних пропорціях солодкого, кислого і гіркого.

Експериментальним шляхом також було встановлено, що різні частини мови мають різну чутливість до чотирьох смакових якостей. Наприклад, чутливість до солодкого максимальна на кінчику язика і мінімальна у задньої частини його, а чутливість до гіркого, навпаки, максимальна ззаду і мінімальна на кінчику язика.

На відміну від смакових нюхові відчуття не можуть бути зведені до поєднань основних запахів. Тому строгої класифікації запахів не існує. Всі запахи прив'язують до конкретного предмету, який володіє ними. Наприклад, квітковий запах, запах троянди, запах жасмину і ін. Як і для смакових відчуттів, велику роль в отриманні запаху грають домішки інших відчуттів:

смакових (особливо від роздратування смакових рецепторів, що знаходяться в задній частині глотки), тактильних і температурних. Гострі їдкі запахи гірчиці, хріну, аміаку містять в собі домішку тактильних і больових відчуттів, а освіжаючий запах ментолу — домішка відчуттів холоду.

Також слід звернути увагу на те, що чутливість нюхових і смакових рецепторів підвищується при стані голоду. Після декількох годинників голодування значно посилюється абсолютна чутливість до солодкого, збільшується, але у меншій мірі, чутливість до кислого. Це дає підставу припускати, що нюхові і смакові відчуття в значній

Розділ 7. Відчуття • 189

мірі пов'язані з необхідністю задоволення такої біологічної потреби, як потреба в їжі.

Індивідуальні відмінності смакових відчуттів у людей невеликі, але бувають виключення. Так, існують люди, які здатні в значно більшому ступені, в порівнянні з більшістю людей, розрізняти компоненти запаху або смаку. Смакові і нюхові відчуття можна розвивати за допомогою постійних тренувань. Це враховується при освоєнні професії дегустатора.

Слухові відчуття. Подразником для органу слуху є звукові хвилі, тобто подовжнє коливання частинок повітря, що розповсюджується на всі боки від коливаючого тіла, яке служить джерелом звуку.

Всі звуки, які сприймає людське вухо, можуть бути розділені на дві групи: музичні (звуки співу, звуки музичних інструментів і ін.) і шуми (всілякі скрипи, шерехи, стукоти і т. д.). Строгої межі між цими групами звуків немає, оскільки музичні звуки містять шуми, а шуми можуть містити елементи музичних звуків. Людська мова, як правило, одночасно містить звуки обох груп.

У звукових хвилях розрізняють частоту, амплітуду і форму коливань. Відповідно цьому слухові відчуття мають наступні три сторони: висоту звуку, яка є віддзеркаленням частоти коливання; гучність звуку, що визначається амплітудою коливання хвиль; тембр, що є віддзеркаленням форми коливання хвиль.

Висота звуку вимірюється в герцах, тобто в кількості коливань звукової хвилі в секунду. Чутливість людського вуха має свої межі. Верхня межа слуху у дітей — 22 000 герц. До старості ця межа знижується до 15 000 герц і навіть нижче. Тому літні люди часто не чують високих звуків, наприклад цвірчання коників. Нижня межа слуху людини — 16-20 герц.

Абсолютна чутливість найбільш висока по відношенню до звуків середньої частоти коливань — 1000-3000 герц, а здатність розрізнення висоти звуку у різних людей значно варіюється. Найвищий поріг розрізнення спостерігається у музикантів і настроювачів музичних інструментів. Досліди Б. Н. Теплова свідчить, що у людей даної професії здатність розрізняти висоту звуку визначається параметром в ^1/20 або навіть ^1/30 півтони. Це означає, що між двома сусідніми клавішами рояля настроювач може чути 20-30 проміжних ступенів висоти.

Гучністю звуку називається суб'єктивна інтенсивність слухового відчуття. Чому суб'єктивна? Ми не можемо говорити про об'єктивні характеристики звуку, тому що, як випливає з основного психофізичного закону, наші відчуття пропорційні не інтенсивності впливаючого роздратування, а логарифму цієї інтенсивності. По-друге, людське вухо володіє різною чутливістю до звуків різної висоти. Тому можуть існувати і з високою інтенсивністю впливати на наш організм звуки, які ми абсолютно не чуємо. По-третє, існують індивідуальні відмінності між людьми відносно абсолютної чутливості до звукових подразників. Проте практика визначає необхідність вимірювання гучності звуку. Одиницями вимірювання є децибели. За одну одиницю вимірювання узята інтенсивність звуку, витікаючого від цокання годинника, на відстані 0,5 м від людського вуха. Так, гучність звичайної людської мови на відстані 1 метра

Частина II. Психічні процеси

Імена

Г

Гельмгольц Герман (1821-1894) — німецький фізик, фізіолог і психолог. Будучи фізиком за освітою, він прагнув внести до вивчення живого організму фізичні методи дослідження. У своїй роботі «Про збереження сили» Гельмгольц математично обгрунтував закон збереження енергії і положення про те, що живий організм є физико-хімічним середовищем, в якому цей закон точно виконується. Він вперше зміряв швидкість проведення збудження по нервових волокнах, що поклало початок вивченню часу реакції.

Гельмгольц вніс істотний внесок в теорію сприйняття. Зокрема, в психології сприйняття розвивав концепцію несвідомих висновків, відповідно до якої актуальне сприйняття визначається звичними способами, що вже є у людини, за рахунок яких зберігається постійність видимого миру і в яких істотну роль грають м'язові відчуття і рухи. На основі даної концепції зробив спробу пояснити механізми сприйняття простору. Услід за М. В. Ломоносовым розвинув трикомпонентну теорію колірного зору. Розробив резонансну теорію слуху. Крім того, Гельмгольц вніс значний внесок у розвиток світової психологічної науки. Так, його

співробітниками і учнями були В. Вундт, И. М. Сеченов і ін.

складе 16-22 децибел, шум на вулиці (без трамвая) — до 30 децибел, шум в котельній — 87 децибел і т.д.

Тембром називається те специфічна якість, яка відрізняє один від одного звуки однієї і тієї ж висоти і інтенсивності, що видаються різними джерелами. Дуже часто про тембр говорять як про «забарвлення» звуку.

Відмінності в тембрі між двома звуками визначаються різноманітністю форм звукового коливання. У найпростішому випадку форма звукового коливання відповідатиме синусоїді. Такі звуки отримали назву «простих». Їх можна отримати тільки за допомогою спеціальних приладів. Близьким до простого звуку є звучання камертона — приладу, використовуваного для настройки музичних інструментів. У повсякденному житті ми не зустрічаємося з простими звуками. Звуки, що оточують нас, складаються з різних звукових елементів, тому форма їх звучання, як правило, не відповідає синусоїді. Але проте музичні звуки виникають при звукових коливаннях, що мають форму строгої періодичної послідовності, а у шумів — навпаки. Форма звукового коливання характеризується відсутністю строгої періодизації.

Також слід мати на увазі, що в повсякденному житті ми сприймаємо безліч простих звуків, але цього різноманіття ми не розрізняємо, тому що всі ці звуки зливаються в один. Так, наприклад, два звуки різної висоти часто, в результаті їх злиття, сприймаються нами як один звук з певним тембром. Тому поєднання простих звуків в одному складному додає своєрідність формі звукового коливання і визначає тембр звучання. Тембр звучання залежить від ступеня злиття звуків. Чим простіше форма звукового коливання, тим приємніше звучання. Тому прийнято виділяти приємне звучання — консонанс і неприємне звучання — дисонанс.

Розділ 7. Відчуття • 191

Мал. 7.7. Будова рецепторів слухових відчуттів

Якнайкраще пояснення природи слухових відчуттів дає резонансна теорія слуху Гельмгольца. Як відомо, кінцевим апаратом слухового нерва є орган Корті, що покоїться на основній перетинці, що йде уздовж всього спірального кісткового каналу, званого равликом (мал. 7.7). Основна перетинка складається з великої кількості (близько 24 000) поперечних волокон, довжина яких поступово зменшується від вершины равлика до її підстави. По резонансній теорії Гельмгольца, кожне таке волокно настроєне, подібно до струни, на певну частоту коливань. Коли до равлика доходять звукові коливання певної частоти, то резонує певна група волокон основної перетинки і збуджуються тільки ті клітки органу Корті, які покояться па цих волокнах. Коротші волокна, лежачі у підстави равлика, реагують на вищі звуки, довші волокна, лежачі у її вершины, — на низькі.

Слід зазначити, що співробітники лабораторії І. П. Павлова, що вивчали фізіологію слуху, прийшли до висновку, що теорія Гельмгольца досить точно розкриває природу слухових відчуттів.

Зорові відчуття. Подразником для органу зору є світло, тобто електромагнітні хвилі, що мають довжину від 390 до 800 миллимикронов (мілімікрон — мільйонна частка міліметра). Хвилі певної довжини викликають у людини відчуття певного кольору. Так, наприклад, відчуття червоного світла викликаються хвилями завдовжки в 630-800 миллимикронов, жовтого, — хвилями від 570 до 590 миллимикронов, зеленого, — хвилями від 500 до 570 миллимикронов, синього, — хвилями від 430 до 480 миллимикронов.

Все, що ми бачимо, має колір, тому зорові відчуття — це відчуття кольору. Всі кольори діляться на дві великі групи: кольори ахроматичні і кольори хроматичні. До ахроматичних відносяться білий, чорний і сірий. До хроматичних відноситься решта всіх кольорів (червоний, синій, зелений і т. д.).

192 • Частина II. Психічні процеси

З історії психології Теорії слуху Слід зазначити, що резонансна теорія слуху Гельмгольца є не єдиною. Так, в 1886 р. британський фізик Э. Резерфорд висунув теорію, якою він намагався пояснити принципи кодування висоти і інтенсивності звуку. Його теорія містила два твердження. По-перше, на його думку, звукова хвиля примушує вібрувати всю барабанну перетинку (мембрану), і частота вібрацій відповідає частоті звуку. По-друге, частота вібрацій мембрани задає частоту нервових імпульсів, передаваних по слуховому нерву. Так, тон частотою 1000 герц примушує мембрану вібрувати 1000 разів в секунду, внаслідок чого волокна слухового нерва розряджаються з частотою 1000 імпульсів в секунду, а мозок інтерпретує це як певну висоту. Оскільки в даній теорії передбачалося, що висота залежить від змін звуку в часі, її назвали тимчасовою теорією (у деяких літературних джерелах її також називають частотною теорією). Виявилось, що гіпотеза Резерфорда не в змозі пояснити всі феномени слухових відчуттів. Наприклад, було виявлено, що нервові волокна можуть передавати не більше 1000 імпульсів в секунду, і тоді неясно, як людина сприймає висоту тону з частотою більше 1000 герц. У 1949 р. В. Вивер зробив спробу модифікувати теорію Резерфорда. Він висловив припущення про те, що частоти вище 1000 герц кодуються різними групами нервових волокон, кожна з яких активується в декілька різному темпі. Якщо, наприклад, одна група нейронів видає 1000 імпульсів в секунду, а. потім 1 мілісекунду опісля інша група нейронів починає видавати 1000 імпульсів в секунду, то комбінація імпульсів цих двох груп дасть 2000 імпульсів в секунду. Проте через деякий час було встановлено, що дана гіпотеза здатна пояснити сприйняття звукових коливань, частота яких не перевищує 4000 герц, а ми можемо чути вищі звуки. Оскільки теорія Гельмгольца точніше може пояснити, як людське вухо сприймає звуки різної 1ысоты, в даний час вона є визнанішою. Справедливості ради слід відповісти, що основну ідею даної теорії висловив французький анатом Жозеф Гишар Дювернье, який в 1683 р. припустив, що частота кодується висотою звуку механічно, шляхом резонансу. Як саме відбуваються коливання мембрани, не було відомо до 1940 р., коли Георг фон Бекеші зумів зміряти її рухи. він встановив, що мембрана поводиться не як піаніно з роздільними струнами, а як простирадло, яке струсили за один кінець. При попаданні звукової хвилі у вухо вся мембрана починає коливатися (вібрувати), але в той же час місце найбільш інтенсивного руху залежить від висоти звуку. Високі частоти викликають вібрацію в ближньому кінці мембрани; у міру підвищення частоти вібрація зрушується до овального віконця. За це і за ряд інших досліджень слуху фон Бекеші отримав в 1961 р. Нобелівську премію. Разом з тим слід зазначити, що дана теорія локальності пояснює багато, але не всі явища сприйняття висоти звуку. Зокрема, основні утруднення пов'язані з тонами низьких частот. Річ у тому, що при частотах нижче 50 герц всі частини базилярної мембрани вібрують приблизно однаково. Це означає, що всі рецептори активуються в рівній мірі, з чого виходить, що у нас немає способу розрізнення частот нижче 50 герц. На самій же справі ми ложем розрізняти частоту всього в 20 герц. Таким чином, в даний час повного пояснення механізмів слухових відчуттів поки немає.

Сонячне світло, як і світло будь-якого штучного джерела, складається з хвиль різної довжини. В той же час будь-який предмет, або фізичне тіло, сприйматиметься в строго певному кольорі (поєднанні квітів). Колір конкретного предмету залежить від того, які хвилі і в якій пропорції відбиваються цим предметом. Якщо предмет рівномірно відображає всі хвилі, тобто він характеризується відсутністю вибірковості віддзеркалення, то її колір буде ахроматичним. Якщо ж він характеризується вибірковістю віддзеркалення хвиль, тобто відображає

Розділ 7. Відчуття • 193

переважно хвилі певної довжини, а інші поглинає, то предмет буде забарвлений в певний хроматичний колір.

Ахроматичні кольори відрізняються один від одного тільки світлиною. Світлина залежить від коефіцієнта віддзеркалення предмету, тобто від того, яку частину падаючого світу він відображає. Чим більше коефіцієнт віддзеркалення, тим світліше колір. Так, наприклад, білий писальний папір, залежно від її сорту, відображає від 65 до 85 % падаючого на неї світла. Чорний папір, в який завертають фотопапір, має коефіцієнт віддзеркалення 0,04, тобто відображає всього лише 4 % падаючого світла, а хороший чорний оксамит відображає всього 0,3% падаючого на нього світла — його коефіцієнт віддзеркалення складає 0,003.

Хроматичні кольори характеризуються трьома властивостями: світлиною, колірним тоном і насиченістю. Колірний тон залежить від того, які саме довжини хвиль переважають в світловому потоці, відбиваному даним предметом. Насиченістю називається ступінь вираженості даного колірного тону, тобто ступінь відмінності кольору від сірого, однакового з ним по світлині. Насиченість кольору залежить від того, наскільки переважають в світловому потоці ті довжини хвиль, які визначають його колірний тон.

Слід зазначити, що наше око володіє неоднаковою чутливістю до світлових хвиль різної довжини. В результаті кольору спектру при об'єктивній рівності інтенсивності здаються нами неоднаковими по світлині. Найсвітлішим нам здається жовтий колір, а найбільш темним — синій, тому що чутливість ока до хвиль цієї довжини в 40 разів нижче, ніж чутливість ока до жовтого кольору. Слід зазначити, що чутливість людського ока дуже велика. Наприклад, між чорним і білим кольором людина може розрізнити близько 200 перехідних квітів. Проте необхідно розділяти поняття «Чутливість ока» і «гострота зору».

Гостротою зору прийнято називати здатність розрізняти дрібні і видалені предмети. Чим дрібніше об'єкти, які око в змозі бачити в конкретних умовах, тим вище його гострота зору. Гострота зору характеризується мінімальним проміжком між двома крапками, які з даної відстані сприймаються окремо один від одного, а не зливаються в одну. Цю величину можна назвати просторовим порогом зору.

На практиці всі сприймані нами кольори, навіть ті, які здаються однотонними, є результатом складної взаємодії світлових хвиль різної довжини. У наше око одночасно потрапляють хвилі різної довжини, при цьому відбувається змішування хвиль, внаслідок чого ми бачимо один певний колір. Роботами Ньютона і Гельмгольца були встановлені закони змішування квітів. З цих законів два представляють для нас найбільший інтерес. По-перше, для кожного хроматичного кольору можна підібрати інший хроматичний колір, який при змішенні з першим дає ахроматичний колір, т. с. білий або сірий. Такі два кольори прийнято називати додатковими. І по-друге, змішенням двох не додаткових квітів виходить третій — проміжний між двома першими колір. З приведених вище законів витікає одне дуже важливе положення: всі колірні тони можна отримати шляхом змішення три відповідно вибраних хроматичних квітів. Це положення надзвичайне важливо для розуміння природи кольорового зору.