Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Сенсорные и перцептивные процессы. Учебное пособие
.pdf
Свойства сенсорных и перцептивных процессов 21
факторов и подчиняется поэтому нормальному закону распределения1.
Критика фехнеровской психофизики была в основном конструктивной
и стимулировала целый ряд исследований. Со временем острота дискуссии между подходами, утверждающими существование порога или непрерывность сенсорного ряда, практически сошла на нет. Правомерность
какого-то из них так и не была полностью опровергнута, чему в значительной степени способствовало привлечение в психофизику понятийного аппарата теории обнаружения сигналов. В рамках нашего практикума
мы будем в основном следовать парадигме классической психофизики
2
.
Четвёртый выделенный Титченером атрибут ощущения – продолжи-
тельность – изначально выступал характеристикой времени, в течение
которого длится ощущение, а также сохраняется последовательный об-
раз воздействовавшего раздражителя. В настоящее время исследователей
часто интересует также время, в течение которого формируется ощущение, или его латентный период. Временн´ые параметры ощущений
исследуются методами ментальной хронометрии – экспериментальнопсихологического направления, восходящего к работам Фридриха Вильгельма Бесселя (1784–1846), Германа Людвига Фердинанда фон Гельмгольца (1821–1894), Франциска Корнелиса Дондерса (1818–1889) и Зигмунда Риттера Экснера фон Эвартена (1846–1926).
Бессель был первым, кто предпринял специальное исследование индивидуальных различий времени сенсомоторной реакции у человека; правда, эти различия интересовали его в первую очередь как астронома, стремившегося повысить точность измерений. Интересу Бесселя предшествовал казус, имевший место в 1795 г.: директор Гринвичской обсерватории,
пятый Королевский астроном Невил Маскелайн (1732–1811) заподозрил
в недобросовестности, а позже, зимой 1796 г., и вовсе отстранил от наблюдений своего ассистента Дэвида Киннбрука (1771 или 1772 – 1802),
чьи данные о времени прохождения звезды через меридиан отличались
от его собственных [20]. Эти события были упомянуты в печати
3
Бернгар-
1
Более подробно о нормальном распределении рассказывается в параграфе 1.4, а также 3.1.1
и последующих.
2
Для более глубокого ознакомления с психофизической проблематикой рекомендуем читателю
работу Кирилла Васильевича Бардина (1929–1995) «Пороговая проблема в классической и современной психофизике» [15], содержащую выстроенный в исторической последовательности обзор теорий,
многие из которых не утратили актуальности по сей день.
3
Zeitschrift f¨ur Astronomie und verwandte Wissenschaften. 2, 199–244 (1816). По публикации [20].
22 О психологии сенсорных и перцептивных процессов
дом Августом фон Линденау (1779–1854), и Бессель, сравнив собственное
время реакции с временем реакции других опытных астрономов, предложил учитывать «фактор наблюдателя» при работе с астрономическими
данными
1
.
Гельмгольц был учеником выдающегося естествоиспытателя Иоганна
Петера Мюллера (1801–1858)
2
. Известный в истории науки прежде всего
как физик, Гельмгольц внёс также огромный вклад в физиологию и формирующуюся экспериментальную психологию [13, 22]. В 1850 г. Гельмгольцу удалось измерить скорость передачи импульса по двигательному
нерву к мышце лягушки при помощи кимографа
3
– она составила около
30 м/с. Исследование содержало важное открытие, так как ранее счи-
талось, что возбуждение в нервной системе передаётся мгновенно или
настолько быстро, что скорость его измерить нельзя. Утверждают, что
Мюллер даже отказывался публиковать результаты, усомнившись в их
достоверности [22].
Использованная Гельмгольцем методика измерений легла в основу
метода вычитания, применённого Дондерсом для оценки времени собственно психических реакций различения и выбора. Дондерс анализировал три типа сенсомоторных реакций [22, 23]: реакцию типа A, или
простую (позже этот термин использовал Вундт), при которой испытуемый даёт единственный ответ на единственный раздражитель; типа B,
когда от испытуемого требуется реагировать специфическим образом на
разные раздражители; реакцию типа C, предполагающую единственный
ответ на один из нескольких стимулов. Вычитанием времени A-реакции
из C-реакции можно было получить время, необходимое на операцию различения, C из B – время выбора. Эти исследования были продолжены
Экснером, которому мы обязаны в том числе и появлением термина «время реакции».
Разработанные в прошлом столетии электрофизиологические и то-
мографические методы исследования мозга позволили перейти от по-
1
Bessel, F. W. Astronomische Beobachtungen auf der K¨oniglichen Universit¨ats-Sternwarte in
K¨onigsberg (K¨onigsberg, 1822). По публикации [20].
2
У Мюллера некоторое время после окончания медицинского факультета в Тюбингене работал и Вундт. Защитив диссертацию в Гейдельберге, он с 1858 по 1864 г. был там же ассистентом
у Гельмгольца [21].
3
Кимограф был впервые создан Гельмгольцем и позже усовершенствован Этьеном-Жюлем
Маре (1830–1904).
Свойства сенсорных и перцептивных процессов 23
веденческих к непосредственным исследованиям временн ´ых параметров
ощущений человека. Так, электроэнцефалографический метод поверхностной регистрации вызванных потенциалов (ВП) мозга позволяет изучать временн´ую динамику процессов решения сенсорных и перцептивных задач и даже определять участие мозговых структур в этих процессах, правда, с весьма ограниченной пространственной точностью. Методы функциональной магнитно-резонансной томографии обеспечивают высокую пространственную точность, но проигрывают ВП во временн´ом разрешении. Электрофизиологические и томографические технологии нейровизуализиции быстро развиваются. На стыке этих технологий и традиционных исследовательских направлений формируется новая научная отрасль – нейроиконика, фундаментальной задачей которой является «раскрытие закономерностей согласования входного сигнала с пространственно-временным образом активности головного мозга» [24, с. 3].
Таким образом, интенсивность, пространственная локализация и дли-
тельность являются количественными характеристиками ощущений
и в той или иной степени измеримы. Лабораторные работы, предлагаемые в нашем курсе, касаются этих свойств и построены на использовании
пороговых и хронометрических методов.
Тогда как физиология и экспериментальная психология сознания
XIX – начала XX в. стоят у истоков изучения процессов ощущения,
основополагающая роль в формировании проблематики исследований
восприятия принадлежит, по-видимому, гештальт-подходу. Феноменологический метод, применяемый гештальтистами, дал обширный материал,
объяснению которого с естественнонаучных позиций посвящены многие
современные исследования [25]. Однако этот путь развития науки не
обходится без трудностей. Если модальность и качество ощущения далеко не всегда могут быть прямо отождествлены с определённой группой
рецепторов или даже сенсорной системой, то образы восприятия могут
оказываться ещё дальше от своего физического источника и физиологического субстрата, выступая в качестве продуктов сложной корковой
обработки внешних сигналов с участием памяти, мышления, внимания.
Вопрос об отдельных свойствах образа восприятия крайне сложен
и напрямую связан с вопросом о соотношении процессов ощущения и вос-
24 О психологии сенсорных и перцептивных процессов
приятия. Если в ощущении отражаются отдельные свойства предмета,
воздействующего на органы чувств, в восприятии предмет предстаёт
в своей целостности, которая не сводится к простой сумме ощущений.
Восприятие являет собой эволюционно более новую и сложную форму чувственного познания [26]. Тем не менее в перцептивном образе
проявляются и отдельные свойства объектов: «местоположение в пространстве (локализация), их удаленность от субъекта, направление
движения относительно субъекта и/или друг друга, рельеф, форма
и величина, а также длительность и временная последовательность (или
одновременность) воздействия объекта на субъект в качестве внешнего раздражителя» [26, с. 52]. Благодаря этим свойствам формируется
пространственно-временная структура образа восприятия. Кроме того,
перцептивный образ, как и ощущение, характеризуется модальностью
1
и интенсивностью [26].
Помимо свойств, общих с процессом ощущения, восприятие имеет
и ряд специфических атрибутов, сущностно характеризующих этот познавательный процесс, – это так называемые свойства высокого порядка.
Перечислим некоторые из них:
1. Активность – участие в процессе восприятия движения рецепторных органов, а также изменения положения тела в пространстве.
Важно отметить, что такие движения не просто создают рецепторам
наилучшие условия для восприятия, но и сами участвуют в формировании образа воспринимаемого предмета. Так, в опытах, когда
испытуемым надевали искажающие расположение предметов очки,
те из них, кому разрешали передвигаться по лаборатории самостоятельно, быстрее учились правильно оценивать положение предметов,
чем те, кого возили по лаборатории в креслах [27]. В формировании
зрительного образа велика роль движений глаз, на что указывал
ещё Иван Михайлович Сеченов (1829–1905); методические основы их
экспериментального изучения были заложены Альфредом Лукьяновичем Ярбусом
2
(1914–1986) [5]. В настоящее время движения глаз
1
Образы восприятия, как правило, имеют признаки нескольких модальностей, одна из которых
может преобладать.
2
Ярбус фактически стоял у истоков нового исследовательского направления – окулографии.
Свойства сенсорных и перцептивных процессов 25
активно исследуются благодаря развитию высокоточных средств оптической регистрации (напр., [28]).
2. Целостность – восприятие предметов осуществляется не в виде одиночных ощущений, а в виде целостных образов, причём даже те
признаки объектов, которые не воспринимаются в данный момент,
всё равно оказываются включёнными в целостный образ (например,
тыльная часть предмета, которую мы в данный момент не видим).
Эта способность является не врождённой, а приобретённой, как показали опыты на людях, по тем или иным причинам временно утративших зрение в младенчестве и вновь приобретших способность видеть во взрослом возрасте.
3. Константность – предметы воспринимаются как относительно постоянные по форме, размерам и т. п. вне зависимости от их отображения на рецепторах. Так, дверь воспринимается нами одинаково вне
зависимости от того, является ли она полностью открытой, закрытой или занимает промежуточное положение, хотя в каждом случае
проекция её на сетчатку глаза будет разной [29].
4. Структурность – в восприятии наличествует обобщённая структура,
не сводимая к простой сумме ощущений. Так, знакомую мелодию
человек узнает вне зависимости от того, будет ли её исполнять оркестр, магнитофон или человеческий голос, а одни и те же буквы
воспринимаются как одинаковые вне зависимости от их начертания.
Как показали опыты Ханса Фолькельта (1886–1964), структурность
восприятия первична, а не формируется в процессе обучения [21].
5. Осмысленность – человеческое восприятие работает в тесном контакте с мышлением, с пониманием сущности предметов, отнесением
их к определённому классу. Благодаря этому восприятие человека,
в отличие от восприятия животных, не является чисто биологическим процессом.
6. Избирательность – некоторые объекты имеют преимущество при
восприятии. Это свойство тесно связано с процессом внимания ; как
и внимание, избирательность бывает произвольной и непроизвольной. Благодаря избирательности осуществляется фигуро-фоновая
сегментация воспринимаемой «сцены». Непроизвольная избирательность определяется в первую очередь физическими харак-
26 О психологии сенсорных и перцептивных процессов
теристиками раздражителей, воздействующих на органы чувств,
и проявляется в эффектах выскакивания (pop-out), ориентировочной реакции и т. д. Благодаря произвольной избирательности
осуществляется выделение тех или иных объектов в зависимости
от выполняемой человеком задачи, его установки, направленности
фокального внимания.
7. Апперцепция
1
– зависимость восприятия от психической жизни человека. Один и тот же объект воспринимается в зависимости от способностей, опыта, направленности личности субъекта. Так, в уже
упоминавшемся примере с человеком, зрение которому было возвращено в зрелом возрасте, его зрительное восприятие было ограничено
осязательным опытом [32]. В ходе своей жизни человек формирует
так называемые оперативные единицы восприятия, которыми становятся образы предметов или даже целых ситуаций. Это даёт возможность их одномоментного восприятия, независимо от числа содержащихся в них признаков. Таким образом, развитие восприятия ведёт
к созданию определенной совокупности образов или перцептивных
моделей окружения [33].
Заметим, что практически каждое из свойств может быть исследовано
экспериментально.
Современный российский психолог Владимир Александрович Барабанщиков в рамках разрабатываемого им онтологического подхода к исследованию психики рассматривает восприятие в более широком контексте. Психологическое содержание этого процесса раскрывается «на основе понятия”событие“, которое выражает укоренённость восприятия
в процессах бытия, его продуктивность и уникальность» [34, c. 8]. Перечисленные нами свойства восприятия обобщаются понятием «информационное содержание восприятия», которое включает три размерности: модально-качественную, пространственно-временную и предметносмысловую. На основе информационного содержания формируется чув-
ственная модель объекта.
1
Это свойство иногда называют историчностью. В прошлом под апперцепцией понималось
нечто большее, чем одно из свойств восприятия. Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646–1716) называл
апперцепциями осознанные восприятия [30]; Иммануил Кант (1724–1804) определял апперцепцию
как идущее от субъекта изменение данного извне содержания [31].
Некоторые принципы выполнения измерений 27
1.4 Некоторые принципы выполнения измерений
Бытовая мудрость, выраженная известной пословицей «семь раз отмерь, один раз отрежь», полностью согласуется с техниками проведения
измерений, выработанными учёными за столетия исследований. Так, описывая процедуру определения порога методом минимальных изменений,
Вундт утверждал, что опыты следует проводить «въ большомъ количествѣ, чтобы получить точныя среднiя величины и, гдѣ это оказывается
нужнымъ, чтобы устранить постоянныя ошибки» [35, с. 225]. Совершенно очевидным представляется то, что не следует делать выводы на основании однократно проведённого измерения. Мало того, едва ли вызовет
сомнения тот факт, что знания, полученные исследователем в некий благоприятный для его творчества момент, заслуживают меньшего доверия,
нежели те, которые основаны на результатах многократных проверок,
проведённых в разное время и/или разными людьми.
Даже имея дело с неживой природой, например, измеряя линейкой
длину тетрадных клеточек, мы постоянно совершаем ошибки. Виной тому отчасти выступает ряд случайных факторов, действующих на стороне
измеряющего, которые мы не можем контролировать даже при большом
желании. Даже если нам сопутствует удача, фактор, к сожалению, непостоянный, мы ограничены погрешностью измерительного инструмента.
Вместе с тем изменяется и само измеряемое, и эти изменения составляют
другую сторону проблемы точности формируемых нами выводов. Так,
для вышеприведённого примера разница в результатах измерений тетрадных клеточек может объясняться особенностями технологии печати.
В случае, если измерения проводятся на живом объекте, мы получаем
гораздо более сложную картину результатов как минимум потому, что
параметры объекта меняются по не вполне понятным, зачастую только
исследуемым нами, причинам (например, существует целый ряд психофи-
зических теорий, в которых уделяется преимущественное внимание тем
или иным аспектам изменчивости сенсорных порогов у человека [15]).
Что же делать с нашими случайными, но неизбежными ошибками,
а также с флуктуациями параметров интересующего нас объекта? Великие математики Абрахам де Муавр (1667–1754), Пьер-Симон де Ла-
28 О психологии сенсорных и перцептивных процессов
плас (1749–1827), Карл Фридрих Гаусс (1777–1855) в значительной степени решили эту проблему, предложив закон, которому вполне может
подчиняться случайность. Закон этот описывает вероятность принятия
того или иного значения величиной, на которую действует огромное количество случайных факторов. Распределение значений такой величины
принято называть распределением Гаусса или нормальным распределением
1
.
Студентам бывает нелегко осмыслить понятие «распределение вероятностей». Мы предлагаем использовать старинный способ, дающий возможность не просто понять, но и «прочувствовать» закономерность, наблюдаемую в области случайных явлений.
Возьмите две игральные кости. Если вы играете в нарды, то опыт
можно провести непосредственно за игрой. Кидайте кости и записывайте
выпавшую сумму. Общее число возможных комбинаций выпадения костей равно 36, а количество возможных сумм (исходов) – 11 (от 2 до 12).
Очевидно, что вероятность выпадения суммы 2 ниже, чем суммы 3, ведь
2 может быть получено в результате только одной комбинации (1 + 1),
а 3 – двух (1 + 2 и 2 + 1). Следуя этой логике, мы могли бы определить
теоретические вероятности p(x
i
) появления всех исходов xiот 2 до 122:
x
i
: 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
p(x
i
) :
1
36236336436536636536436336236136
.
При достаточно большом количестве повторений опыта частоты выпадения сумм совпадут с нашей теоретической моделью – законом распределения вероятностей
3
.
1
Один из основоположников современной математической статистики, английский математик
Карл Пирсон (1857–1936) назвал это распределение нормальным, стремясь смягчить международные споры об авторстве: до того времени, когда его методы стали популярными, он использовал
понятие кривой Гаусса или Лапласа – Гаусса. На тот момент он мог не знать о работах Муавра [36].
Иногда в литературе встречаются утверждения о том, что нормальное распределение получило своё
название по причине близости распределения случайных величин, исследуемых естественными науками, к нормальному; действительно, это бывает довольно часто, но далеко не всегда.
2
К тому же результату можно прийти, имея в виду, что вероятность выпадения каждой комбинации подчиняется биномиальному закону и рассчитывается по формуле Бернулли как вероятность
появления двух событий в двух опытах. Бросание двух кубиков эквивалентно двум бросаниям одного, и вероятность единичного исхода принимается за
1
6
.
3
Строго говоря, данное распределение является дискретным и далёким от нормального. Получить дискретное распределение, приближающееся к нормальному, можно увеличением числа кубиков в модели.
Некоторые принципы выполнения измерений 29
Рисунок 1.2: стандартная кривая нормаль-
ного распределения. По оси абсцисс – значение случайной величины, по оси ординат – вероятность
Но вернёмся к распределению
Гаусса и рассмотрим соответствующий ему график плотности вероятности (рис. 1.2). Кривая, описываемая выражением
y =
1
σ√2π
e
(−
(x−µ)
2
2σ
2
)
,
где e – число Эйлера (≈ 2, 71828),
построенная при нулевом значении математического ожидания
μ и равном единице показателе разброса σ, называется стандартной кривой нормального распределения.
Для лучшего понимания смысла параметров закона нормального распределения следует иметь в виду, что в математической статистике оценкой матожидания μ, часто обозначаемого также латинской M , служит
среднее арифметическое наблюдаемых значений случайной величины;
оценкой параметра разброса σ – величина
s =
n
i=1
(xi−¯X)
n
,
называемая стандартным отклонением.
На рис. 1.2 математическому ожиданию μ = 0 соответствует наибольшее значение вероятности. Если принять, что эмпирически исследуемая
случайная величина распределена по нормальному закону, станет очевидным, что с б´ольшей вероятностью мы будем наблюдать в опыте именно те
её значения, которые расположены ближе к матожиданию. Показатель
разброса, который отображён по оси абсцисс, описывает размер области,
в которой наблюдение того или иного значения исследуемой величины
вероятно. Вообще-то эта область бесконечна, т.е. в теории мы допускаем любую степень выраженности признака. Например, если принять, что
рост взрослого человека в популяции распределён нормально со средним,
равным 170, и стандартным отклонением 20, то теоретически существование людей-гигантов трёхметрового и большего роста возможно, но ма-
ловероятно – вероятность этого составляет около 4, 016 · 10
−11
. Обычно
30 О психологии сенсорных и перцептивных процессов
область, в которой разумно ожидать проявления признака (с вероятностью около 0,9973), принято ограничивать ±3σ («правило трёх сигм»)
1
.
На лабораторных занятиях нам не раз придётся столкнуться с применением статистических процедур, разработанных для того, чтобы помочь
исследователю принять решение на основании экспериментальных данных, подчиняющихся некоторому, в том числе и нормальному, закону.
Однако чтобы эти процедуры действительно имели смысл, при производстве опытов «безусловно необходимо иметь в виду следующее» [37,
с. 140]:
1. «В теории случайных ошибок предполагается, что все измерения
данного ряда выполнены с одинаковой точностью, т.е. являются измерениями равноточными и вследствие этого равноценными, поэтому все измерения необходимо делать одинаково тщательно, так как
иначе кроме случайных ошибок, которые лежат в пределах точности измерений, в них могут оказаться ещё более грубые ошибки,
обусловленные нашей небрежностью» [37, с. 140].
2. «Выводы теории вероятностей оправдываются только при много-
кратном повторении событий. . . . Только при этом условии оконча-
тельный результат измерений, вычисленный на основании положений теории случайных ошибок, может отвечать в пределах точности
измерений значению измеряемой величины» [37, c. 140].
3. Кроме того, следует понимать, что применение методов теории вероятностей «даёт нам возможность установить в конечном результате только наиболее вероятное значение измеряемой величины» [37,
c. 141]. Проводя измерения и обрабатывая их результаты, мы ни в коем случае не получаем «истинное», «абсолютное» в метафизическом
смысле значение изучаемого параметра. Однако наша задача как
раз заключается в том, чтобы максимально приблизиться к этому
истинному значению.
Существует и ещё одно важное обстоятельство, относящееся к получе-
нию данных в психологических экспериментах. Помимо случайных оши-
1
Более подробно о нормальном распределении рассказывается в подпараграфе 3.1.1
и последующих.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]