Моделирование простого различения (Сравнительный анализ)

Тема 2. Моделирование простого различения (Сравнительный анализ) Лекция 1. Простое различение План лекции 1. Введение в психофизику 2. Феномен простого различения 1. Введение в психофизику Основателем психофизики является Густав Теодор Фехнер. Заслуги Г. Фехнера перед психологической наукой огромны. Выдвинутый им (и главное операционально реализованный!) постулат о потенциальной измеримости психических явлений фактически стал фундаментом, на котором основан сегодняшний психологический эксперимент. А созданная Г. Фехнером психофизика сделалась первым примером экспериментальной психологической дисциплины, основанной на таком измерении. Чтобы в полной мере оценить сделанное Г. Фехнером, достаточно вспомнить, что до него психические явления считались принципиально неизмеримыми, а психология рассматривалась как чисто умозрительная область знания и на этом основании причислялась к философским наукам. Психофизика в том виде, каким она была создана Г. Фехнером, представляла собой гомогенную научную дисциплину. Разделение ее на «Психофизику-I» (измерение чувствительности сенсорных систем) и «Психофизику-II» (измерение величины наличных ощущений) произошло уже позже. Гомогенность фехнеровской психофизики была связана в первую очередь с тем, что и измерение чувствительности, и измерение величины ощущения базировались у Г. Фехнера на одном основании, которым для него было понятие порога. Величина порога в физических единицах выступала в качестве показателя чувствительности, а введенная в формулу основного психофизического закона — позволяла дать оценку величины ощущения. Известно, какую бурю в научных кругах вызвало опубликование Г. Фехнером своих «Элементов психофизики». Были подвергнуты критике практически все основания новой науки, и в первую очередь понятие порога. В противовес ему Г. Мюллер, Дж. Ястров, Ж. Дельбеф и другие выдвинули идею о непрерывном строении сенсорного ряда. Так возникла первая проблема психофизики — пороговая проблема. Речь идет о том, по какому принципу строится отражение нашими органами чувств оказываемых на них воздействий: по дискретному, когда это воздействие должно достигнуть определенной величины, чтобы вызвать ощущение; или же непрерывному, когда любое возрастание раздражителя дает соответствующее возрастание ощущения. Иными словами, речь идет о том, является ли порог реальным свойством сенсорной системы, или это лишь дискретный способ анализа непрерывной величины. К сожалению, данная проблема сегодня стоит на повестке дня с той же остротой, что и сто лет назад. Как это ни парадоксально, но все предлагавшиеся решения ее через некоторое время находили не менее удачное решение, предложенное с противоположных позиций. В опубликованной более 10 лет назад работе автора было подробно прослежено, почему накопленный более чем за столетие огромный экспериментальный материал оказывалось возможным трактовать, отправляясь от взаимоисключающих точек зрения. Там же отмечалось появление новых направлений исследования и выражалась надежда, что они могут приблизить нас к решению пороговой проблемы. Данные, полученные в рамках одного из таких направлений, и предлагаются ниже вниманию читателя. 2. Феномен простого различения Начнем с экспериментальных фактов. По литературе известно, что от наблюдателя, которому предъявляются сигналы, относящиеся к зоне неразличения, можно ожидать одной из двух реакций: либо отказа от продолжения опыта, либо перехода на случайное угадывание. Нам хотелось выяснить, при каком значении d' последуют эти реакции, гели предъявлять для различения две тональные посылки, незначительно отличающиеся одна от другой по уровню. Неожиданно оказалось, что, когда в ходе последовательного уменьшения разницы между сигналами становится невозможным различать их по громкости, наблюдатель вырабатывает у себя способность улавливать в звучании некоторые новые качества и использовать их для различения. Так звуки могли казаться ему звонкими или глухими, острыми или притупленными, давящими или пронзающими, матовыми или блестящими, плотными или рыхлыми, гладкими или шероховатыми и т.д. Такие дополнительные сенсорные характеристики звука (ДСХ в последующем изложении) часто были неустойчивыми, плохо поддавались вербализации, но все же могли использоваться для различения. Налицо был несомненный переход наблюдателя от работы по одной сенсорной характеристике (громкости) к работе по нескольким ДСХ. Соответственно для интерпретации полученных фактов была привлечена идея о многомерности сенсорного пространства. С этой точки зрения механизм обсуждаемых явлений может выглядеть следующим образом. Допустим, что многомерность сенсорного пространства ограничена двумя осями. Пусть одна из них будет осью громкости (х), а другая (у) — осью одной из названных выше ДСХ. Тогда множества сенсорных эффектов, вызываемых достаточно близкими сигналами, можно представить в виде двух областей, имеющих участок перекрытия (см. рис. 1). На оси х (громкость) они будут представлены распределениями f(x/S1) иf(x/S2), а на оси у (наша ДСХ) — распределениями f(y/S1) и f(y/S2). При таком расположении множеств, как на рис. 1, А, разведение распределений на оси х намного больше, чем на оси у. Здесь d'х> d'y. Наблюдатель без труда различает сигналы по громкости. Теперь предположим, что разница между сигналами S1 и S2 будет уменьшаться так, что зона пересечения f(y/S1) и f(y/S2) будет заметно увеличиваться, а зона пересечения f(x/S1)H f(x/S2) будет изменяться значительно меньше. Понятно, что через какое-то время окажется, что d'х ≈ d'y (см. рис. 1, Б), а затем станет d'х < d'y (см. рис. 1, В). Теперь сигналов по параметру у (т.е. по ДСХ) окажется для наблюдателя значительно проще, нежели по параметру х (громкости). Если наблюдатель перейдет на оценку сигналов по ДСХ, это даст возрастание эффективности различения по сравнению с тем, когда он оценивает сигналы по громкости. Понятно, что описанный механизм будет принципиально оставаться тем же самым, независимо от того, сколькими осями обладает сенсорное пространство, двумя, как было на приводимом рисунке, или большим числом. Не имеет принципиального значения также вопрос о равновариативности показанных на рис. 1 распределений. Важно лишь, что возрастание участка наложения на оси х идет медленнее, чем на оси у. Таков в общих чертах механизм описанного явления. Рис. 1. Схема, поясняющая механизм улучшения различимости при использовании ДСХ. Кругами обозначены области ощущений, вызываемых сравниваемыми стимулами. S1 и S2. d' - принятый в психофизике индекс чувствительности. Что же касается природы ДСХ, то пока что здесь не имеется единого мнения. Одна точка зрения сводится к тому, что ДСХ являются субъективным отражением некоторых не учтенных в опыте физических характеристик стимуляции. В качестве таковых называются высокочастотные спектральные составляющие, которые возникают при включении и выключении сигнала, а также дополнительные спектральные составляющие с частотами, кратными частоте основного тона (гармоники основного тона). Другая точка зрения состоит в том, что ДСХ обязаны своим происхождением нелинейным искажениям уха, которые, как известно, меняются в зависимости от амплитуды тона. Наконец, третья точка зрения сводится к тому, что ДСХ представляют собой феномен чисто психологической природы. Как можно отнестись к этим точкам зрения или трем гипотезам? Наименее вероятной нам представляется первая из точек зрения. Вопросы и задания для самоконтроля 1. Какие цели ставит перед собой Психофизика-I и Психофизика – II ? 2. В чем заключается проблема простого различения?