Экспериментальное изучение ощущений. 
Проблемы психофизики

Общая характеристика психофизики

Психофизика — это первая экспериментальная область в психологии, возникшая еще в первой половине XIX в. и имевшая в качестве предмета изучения ощущения. Основателем психофизики является немецкий ученый Густав Теодор Фехнер (1801 — 1887). Фехнер поставил своей целью изучать связь между миром психическим и физическим, что и дало само название «психо» + «физика». Начиная с работ Фехнера, эта связь изучалась через измерение человеческих ощущений и определение количественных отношений между величинами физических раздражителей и ощущений, возникших в результате воздействия этих раздражителей. Вопрос о соответствии мира физического и мира психического ставился в науке давно. Напомним только, что из философии известно, что еще в XVII в. Рене Декарт сформулировал так называемую психофизическую проблему связи мира психического и мира материального. Декарт выделил две субстанции — материю (субстанция протяженная и не мыслящая) и душу (субстанция мыслящая, но не протяженная). В связи с этим возник вопрос, как обе субстанции соотносятся друг с другом. Каково место психического в мире физического и наоборот? Вокруг решения психофизической проблемы было сломано немало копий — и в философии, и в психологии. Одно из наиболее цитируемых решений психофизической проблемы в философии принадлежит Б. Спинозе, однако в контексте психологии познания особое значение приобрели научные исследования Фехнера. Одним их достижений работ Фехнера является положение о том, что психическое также может быть не только изучено, но и измерено строгими экспериментальными методами. И в настоящее время методы Фехнера, разработанные в рамках психофизики, применяются в разных разделах психологии.

Научные взгляды Фехнера были приближены к панпсихизму^[1], и, опираясь на философию немецкого философа Фридриха Шеллинга (1775—1854), в одной из своих значительных работ Zend-Avesta, oder, Uber die Dinge des Himmels und des Jenseits («Зенд-Авеста, или о вещах небесных и загробной жизни») Фехнер выдвинул принцип всеобщей одухотворенности мироздания. Фехнер полагал, что все в природе одушевленно («beseelt») и, отвергая декартовский дуализм души и тела, развивал двойственную монистическую точку зрения на природу взаимоотношений физического и психического. Двойственный монизм Фехнера заключался в том, что, пытаясь решить психофизическую проблему, он хотел создать универсальную науку о единстве психического и физического, в силу чего и появляется сам термин «психофизика»¹.

Принцип одушевленности Вселенной лег в основу всех научных исследований Фехнера и стал стержнем всех его идей. К числу таких идей относится положение о соответствии физического психическому. В одной из своих знаменитых метафор Фехнер уподобляет Вселенную кривой, которая, с одной точки зрения, может рассматриваться как выпуклая, а с другой стороны — как вогнутая, не теряя при этом своей целостности. Исходя из этой метафоры, Фехнер видит цель психофизики в том, чтобы продемонстрировать единство души и тела эмпирически, посредством установления отношений между увеличением энергии внешнего и соответствующим изменением в интенсивности психического. Фехнер писал: «Задача собственно состояла не в том, чтобы найти единицу измерения духовного, но более в том, чтобы найти функциональные отношения между физическим и психическим…»^[2][3] Поэтому Фехнер полагал, что, устанавливая строгие математические законы взаимодействия физического и психического, он доказывает постулат о единстве мира.

Весь процесс взаимодействия психики и материального мира Фехнера разделил на четыре этапа: раздражение (физический процесс), возбуждение (физиологический процесс), ощущение (психический процесс), суждение (логический процесс)^[4] (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Этапы чувственного отражения по Фехнеру.

При этом Фехнер не имел возможности количественно определять физиологический процесс возбуждения, поэтому он пытался установить прямую зависимость между физическим процессом раздражения и психическим процессом ощущения. Это упрощение процесса чувственного отражения впоследствии вызвало много критики со стороны физиологов, которые утверждали, что установленная Фехнером зависимость является не психофизической, а чисто физиологической, аргументируя это тем, что эта зависимость выражает не отношение между ощущением и раздражением, а связь между раздражением и нервным возбуждением.

Вопрос о переходе от возбуждения к ощущению затрагивался в трудах современников Фехнера, наибольшее влияние на науку XIX в. и психофизику в частности оказала теория немецкого физиолога Иоганнеса Петера Мюллера (1801 — 1858) и, в частности, его закон специфической энергии органов чувств. Мюллер установил, что какие бы раздражители не использовались для воздействия на нерв, ощущение всегда будет одним и тем же. Поэтому закон специфической энергии органов чувств Мюллера можно сформулировать так: ощущение зависит от того, какой нерв пришел в возбуждение, а не от того, какой конкретно раздражитель вызвал это возбуждение. Этот закон закрепил в науке того времени положение о том, что ощущения зависят от материального субстрата, т. е. мозга. Мюллер игнорировал зависимость ощущений от объективных свойств раздражителя.

Закон Мюллера послужил развитию психофизики от обратного; пытаясь опровергнуть позицию Мюллера, Фехнер использовал понятие порога ощущения. В классической психофизике порог ощущения (иначе — сенсорный порог) — это критическое значение раздражителя, выше которого действие этого раздражителя начинает вызывать осознанное ощущение. Такой порог называется абсолютным. Абсолютный порог обратно пропорционален сенсорной чувствительности — способности организма воспринимать действие раздражителей: чем выше абсолютный порог, тем ниже чувствительность субъекта. Поэтому характеризуя абсолютный порог, часто говорят либо об абсолютной чувствительности, либо об абсолютном пороге чувствительности.

Абсолютный порог, о котором шла речь по своей сути представляет нижний порог чувствительности, но абсолютная чувствительность ограничена не только нижним, но и верхним порогом ощущения. Верхний абсолютный порог ощущений — это максимальная величина раздражителя, при которой еще возникает адекватное действующему раздражителю ощущение. Дальнейшее увеличение силы раздражителя вызывает либо исчезновение ощущения, либо переход в ощущение другой модальности, например болевое. Абсолютный верхний порог иногда еще называют терминальным порогом.

Касательно судьбы эффекта от раздражителей, интенсивность которых ниже абсолютного порога, Фехнер разделял позицию немецкого философа Гербарта: они продолжают воздействовать на организм, но эти воздействия остаются неосознанными. Однако же в современной науке существуют данные о том, что человек воспринимает раздражители, находящиеся за нижним порогом его чувствительности. Эти раздражители называют субсенсорными, потому что они демонстрируют восприимчивость к неощущаемым сознательно раздражителям. Советский физиолог Г. В. Гершуни в своих экспериментах показал изменение электрической деятельности коры головного мозга, связанное с воздействием неощущаемых внешне раздражителей (звуковых, интенсивность которых лежала ниже абсолютного порога). Зона неслышимых звуков, вызывающих различные реакции, была названа Гершуни «субсенсорной областью»^[5].

В психофизике Фехнера абсолютный порог — это точка перехода от возбуждения нерва к ощущению, иначе говоря, порог — это точка связи мира физического и мира психического, и, измеряя пороги, Фехнер полагал, что можно установить количественную меру этой связи, определив ее математическое выражение, известное в настоящее время как психофизический закон.

Абсолютная чувствительность является важной характеристикой работы сенсорной системы. В настоящее время данные о величинах абсолютного порога в разных модальностях применяются в различных областях знания — медицине, электротехнике, робототехнике. Практически все характеристики органов чувств, участвующие в процессе приема информации, имеют свои значения абсолютного порога. Например, во вкусовой модальности известны абсолютные пороги к разным вкусовым ощущениям: у большинства людей самым низким оказывается порог определения веществ с горьким вкусом.

Чувствительность сенсорных систем, определяемая величиной абсолютных порогов, изменяется под влиянием физиологических и психологических условий. Значения порогов варьируются по времени протекания процессов в органе чувств (например, в случае темповой адаптации, рис. 3.2) и по пространственной локализации рецепторов, участвующих в приеме информации (например, абсолютная чувствительность рецепторов, расположенных в фовеалыюй ямке и на периферии сетчатки (рис. 3.3)).

Рис. 3.2. Пример абсолютного порога: кривая темновой адаптации палочек и колбочек глаза (зависимость величины абсолютного порога от времени):

о — колбочки; • — палочки Кроме абсолютного порога известен дифференциальный порог (порог различения). Впервые дифференциальный порог был экспериментально установлен немецким ученым Э. Вебером, а Фехнер направил эти исследования в русло установления психофизических связей. Дифференциальный порог определяется как минимальное (т.е. едва заметное) различие в раздражителях, меньше которого оба раздражителя кажутся равными, т. е. объективно в мире физическом оба раздражителя отличаются на какую-то величину, но эта величина ниже дифференциального порога, поэтому наблюдатель ощущает эти раздражители как одинаковые.

Рис. 3.3. Порог чувствительности рецепторов сетчатки к свету в зависимости от длины волны и расположения на сетчатке¹:

о — фовеальная ямка;? — периферия Усилия Фехнера были направлены на решение психофизической проблемы, однако его исследования привели к развитию нового направления в экспериментальной психологии, заложив основы естественнонаучного подхода к психическим процессам. В настоящее время психофизика представляет собой сложную область психологического знания, направленную на решение разнообразных проблем. В зависимости от предмета и решаемой проблемы изучения выделяют разные разделы психофизики.

В трудах последователей Фехнера наибольшее развитие получили две проблемы, которые легли в основу двух разных направлений в психофизике (рис. 3.4). Первая проблема касалась измерения порогов и сенсорной чувствительности, вторая — шкалирования ощущений, находящихся выше пороговой точки. В работах Фехнера обе проблемы были тесно взаимосвязаны^[6]

друг с другом, однако позже психофизику, которая решает первую проблему, стали называть психофизикой-1, а психофизику, которая решает вторую проблему, — психофизикой-П, тем самым разграничивая предмет изучения каждого из разделов. Психофизику-11 еще называют надпороговой психофизикой, потому что шкалируются ощущения, находящиеся выше пороговой точки.

Рис. 3.4. Основные направления психофизики.

Исходя из логики исторического развития, выделяют классическую психофизику и современную. Классическая психофизика представлена работами Фехнера и его современников Ж. Дельбефа, Дж. Петрова, Ч. Пирса и др. Большой вклад в развитие современной психофизики внесли С. С. Стивенс, Д. Бекеши, Г. Блсквелл, а также Д. Грин, Д. Свете и У. Тэннер. Принципиальным отличием классической психофизики от современной является учет последней влияния на работу сенсорной системы различных несенсорных факторов.

• [1] Панпсихизм (от греч. pan — все и psyche — душа) — идеалистическое представлениео всеобщей одушевленности природы.
• [2] Fechner G. Т. Zend-Avesta oder iiber die Dinge des Himmels und des Jenseits. VomStandpunkt der Naturbetrachtung. Leipzig: L. Voss, 1851.
• [3] Fechner G. T. Elemente der Psychophysik. Leipzig: Breitkopf und Hartel, Theil 2., 1860.S. 559.
• [4] Цит. по: Бардин К. В. Проблема порогов чувствительности и психофизические методы.М.: Наука, 1976.
• [5] Гершуни Г. В. Изучение субсенсорных реакций при деятельности органов чувств //Физиологический журнал СССР. 1947. Том XXXIII. № 4. С. 393—412.
• [6] Gescheider G. A. Psychophysics: Method, theory and application. Hillsdale, NJ: Eribaum, 1985.