1 (Можно также сказать, что операция определяется задачей, но задачу и образует "цель плюс условия".)

Операции тоже обладают самостоятельностью: одни и те же операции могут выполнять разные действия; наоборот, одно и то же действие может быть выполнено посредством разных операций. Они также могут протекать как в форме внешних, так и в форме внутренних, умственных процессов (например, логические операции).

Особенно нужно подчеркнуть, что операции представляют собой как бы чисто "технический" состав действий, который всегда может быть формализован, экстериоризован и, следовательно, передан машине.

Выделенные мной процессы назовем разными "единицами" человеческой деятельности. И это потому, что они представляют собой не просто отдельные части (компоненты), из суммы которых состоит деятельность. Попробуйте, например, мысленно вычесть из действия все операции, посредством которых оно реализуется; очевидно, что в результате от действия ничего не останется. Останется лишь цель и мотив, побуждающий к ее достижению. Так же обстоит дело в отношении деятельности и осуществляющих её действий.

Главные отношения, которые связывают между собой выделенные нами единицы деятельности, это - отношения генетические, отношения переходов одних единиц в другие в ходе развития деятельности. Из самого процесса не видно, например, действие это или операция; Когда ребенок начинает обучаться арифметике, то для него арифметическая операция есть действие: он должен осознать его цель и выделить, как мы говорим, его "ориентировочную основу". Лишь затем оно может трансформироваться в операцию. Теперь мы знаем, в чем состоит главное условие и общие механизмы трансформации.

Для того чтобы действие трансформировалось в операцию, оно должно включиться в некоторое другое действие более высокого уровня в качестве обслуживающего его.

Так, если ребенок переходит от действия сложения или вычитания (сколько будет 5 + 7 или 9 - 4) к решению задач, требующих сложения или вычитания (например, "сколько всего было яблок?"), то процессы сложения или вычитания становятся лишь способами, с помощью которых решается задача, т. е. операциями. Собственно же действие ребенка (достижение цели, поставленной в задаче) состоит теперь в том, чтобы найти необходимую операцию, отвечающую указанному в задаче условию.

Известны и те общие механизмы, которые участвуют в этом. Обобщение исходного действия поэтапная его интериоризация, его специфическая редукция и, наконец, наступающая его автоматизация, в основе которой лежит формирование соответствующей функциональной системы или, говоря словами Ухтомского, соответствующего "подвижного органа мозга".

Формирование операций - это патетическая история умирания живых человеческих действий с образующими их личностный смысл Мотивами и осознанием его целей. Но это и новое их порождение: умирая, они освобождаются от субъективной пристрастности живого действия; они теперь отражают лишь объективные межпредметные отношения, которые, конечно, отнюдь не являются психологическими. Соответственно и сами операции лишаются психологического содержания: они принадлежат технологии, логике, математике. Вот почему они могут выполняться орудием, машиной; на одном уровне это может быть арифмометр, на другом - вычислительная машина или программа, называемая машиной "логик-теоретик" (Ньюэлл).

Но какими бы ни были эти машины, их создание есть процесс овеществления преобразованных человеческих функций. С этой точки зрения машины - это, по выражению Маркса, "созданные человеческой рукой органы человеческого мозга", которым человек поручает выполнение реализирующих его действия операций - операций, которые выходят по своей совокупности, по требуемым им затратам энергии или по необходимому быстродействию за пределы его возможностей.

Итак, машины выполняют только операции, только системы операций. Они лишены субъективных мотивов, и то, что они делают, не имеет для них смысла. Они не целеполагают и не могут осознавать целей. Они способны только следовать условиям, а это и значит - выполнять операции1.

1 (Эта мысль очень точно выражена одним французским автором, который писал: "Нельзя говорить о труде машины, можно говорить только о ее функционировании, которое состоит из совокупности заданных ей операций" (Вернон. О способе существования технических обществ. М., 1958).)

В этом и лежит ключ к решению проблем мышления человека и "мышления" машины. Поставим эту проблему так: может ли человек передать машине выполнение любых процессов мышления? Из сказанного выше вытекает двоякий ответ: нет и да.

Нет, потому что машине могут быть переданы только операции, т. е. как бы "отслаивающиеся" из живой субъективной и пристрастной мыслительной деятельности человека процессы, отражающие объективные связи и отношения, которые сами становятся предметом анализа и формализации.

Да, потому что это "отслаивание" есть процесс, происходящий постоянно, безгранично. То, что сегодня есть открытие, творческое решение, завтра становится способом реализации новых решений. Интегральное исчисление для Ньютона и Лейбница было открытием, высотой их математического творчества, потом оно стало одной из математических операций, которые мы используем для решения разнообразных задач. Однако для этого необходимо, чтобы произошло дальнейшее развитие математического мышления.

Сегодня процессы, недоступные для машины, завтра могут быть формализованы и поручены машине. Но это завтра приносит человеческому мышлению и что-то новое: мышление делает дальнейший шаг в своем развитии.

Ошибка, которая заводит в тупик споры на эту тему, состоит в том, что в то время как успехи в развитии математических и логических машин экстраполируются с завидной смелостью, возможности человеческого мышления рассматриваются как остановившиеся в своем развитии, остающиеся такими, какими они являются сегодня.

Мы подходим здесь к другой стороне проблемы "автоматизация и человек". Передавая машине выполнение операций, человек не только разгружает свой мозг. Этим он и вооружает его и поэтому приобретает все новые и новые возможности. Используя, например, вычислительные машины, он становится способным решать такие задачи, которые без участия машины оставались бы для него недоступными. Более того: чем более объективируется и автоматизируется в машинных процессах деятельность человека, тем более повышается ее психический уровень, тем более человек может проявить в ней свою субъективность, свои творческие силы и способности.

До сих пор я рассматривал проблему "автоматизация и человек" в узких границах проблемы "человек - машина". В действительности это гораздо более широкая проблема.

Автоматизация есть выражение происходящей научно-технической революции, одно из важнейших ее выражений. Поэтому ее нельзя рассматривать вне контекста тех более широких изменений, которые произошли и происходят сейчас в том, что Вернадский называл "техносферой".

Насыщение техникой всех областей человеческой жизни - возрастание числа машин и механизмов, развитие автомобильного и воздушного транспорта, телефона, радио, телевидения, повышение концентрации населения в центрах обитания, приводящее к умножению прямых общений, происходит все возрастающими темпами. Все это ведет к резкому возрастанию информации, врывающейся в мозг. Но дело не только в усиленном, так сказать, "информационном питании", получаемым человеком, ребенком. Меняются сами источники информации и мера ее абстрактности. Достаточно сослаться, например, на отличие в этом отношении речи, передаваемой посредством технических средств (радио и т. п. ), от речи живого собеседника или на неизмеримо большую абстрактность представлений, необходимых для практической ориентировки даже в простейших явлениях, порожденных проникновением современной техники в быт.

Что же является неизбежным следствием этого для человека, для его умственного развития?

Как в сфере физического развития, в сфере умственного развития сейчас наблюдается явление акселерации. Иначе говоря, новейшая техника, невиданные прежде темпы технического прогресса "подхлестывают" психическое развитие человека.

Мы снова стоим перед острым вопросом: что это несет человеку? Его дальнейшее возвышение, триумф или может быть угрозу?

Это зависит от обстоятельств.

Чтобы пояснить свою мысль, я попытаюсь проанализировать одну из конкретных проблем - проблему профессиональной подготовки человека к жизни, его образования.

Одно из явлений, порожденных ускорением темпов научно-технического прогресса, состоит в том, что происходит все большее укорочение "продолжительности жизни" профессиональных знаний и умений. Так, еще в начале нашего столетия полученные молодым человеком профессиональные знания и умения могли служить ему, не требуя существенной перестройки, на протяжении десятка и более лет. Иначе обстоит дело в современных условиях. "Моральный износ" знаний начинается сразу же после завершения образования и происходит чрезвычайно быстро; меняется даже номенклатура самих профессий; одни профессии начинают исчезать, зато рождаются другие. Вместе с тем непрерывное массовое переобучение практически становится все менее осуществимым - и с экономической точки зрения, и организационно.

Очевидно, что единственный выход состоит здесь в том, чтобы изменить самый тип профессиональной подготовки, т. е. сделать процесс обучения - на всех уровнях образования от средней школы до высшей - обеспечивающим такое усвоение знаний и умений, которое дает не только возможность применять их, но также формирует способность самостоятельно осваивать новые достижения, способность двигаться вместе с ускоряющимся научно-техническим прогрессом.

Разрешима ли эта проблема? Да, хотя ее решение потребует серьезной реформы обучения и отказа от многих педагогических догм. Ведь задача состоит в том, чтобы изменить самый характер умственной деятельности учащихся, формирующейся в процессе усвоения знаний и умений.

Проблема профессиональной подготовки человека представляет собой хотя и важную, но все же только одну из многих проблем, которые порождаются ускорением технического прогресса, развитием новой техники, развитием автоматизации. На примере этой проблемы было показано два разных и противоположных подхода к перспективам человека перед лицом техники будущего.

В основе одного из них лежит идея, что автоматизация приводит к тому, что субъектом производства становится машина, адаптирующаяся к слабости и несовершенству человека. Подход этот, порождая заботу о развитии машин, относится к человеку лишь как к обслуживающему мир машин. При таком подходе отвлекаются от влияния технического прогресса на умственное развитие человека и снимается необходимость готовить человека так, чтобы он мог "двигаться вместе с ускоряющимся прогрессом"; если этот вопрос и возникает, то только в отношении необходимости формирования малой группы создателей новых технических идей - технической элиты.

Мы думаем иначе, потому что объективная тенденция развития техники производства, которая неизбежно проложит себе путь через иногда скрывающие ее преходящие исторические условия, заключается в освобождении человеческого труда, в устранении его отчуждения.

Машина, разгружающая человека от исполнительских операций, призвана не подавлять человека, а вооружать и возвышать его.

Вышеизложенное - отнюдь не только отвлеченные философские и социологические размышления. Из сказанного вытекает и конкретная стратегия технической мысли, стратегия проектирования автоматизированных систем.

Чтобы пояснить эту мысль, приведу один пример. Как правило, процесс проектирования идет от предполагаемых технических возможностей системы; исходя из этого далее определяются место и функции человека-оператора (или группы операторов); при этом учитывается преимущественно ограниченность возможностей человека (относительно небольшое количество информации, которую он может переработать в единицу времени, медленность реакции, недостаточная сопротивляемость помехам и т. д.). Сейчас мы думаем о возможности другого пути. Этот путь состоит в том, чтобы в разработке технического задания исходить из идеи обслуживания деятельности человека автоматами и, соответственно, учитывать прежде всего позитивные возможности человека как действительного субъекта труда, т. е. то, что составляет не его недостатки, а его преимущества по сравнению с машиной.

В проблеме "автоматизация и человек" приходят сейчас в столкновение две позиции, два подхода. Один из них отделяет проблему развития человека и утверждает подчинение человека машине. Даже когда говорят о "приспособлении машины к человеку", то имеют в виду лишь частный вопрос, не отменяющий идеи подчиненности человека машине. С какими особенностями человека должна считаться машина, чтобы человек смог обслуживать ее? - таков, в конечном счете, смысл этого вопроса.

Такой подход можно назвать фетишизирующим машины и видящим в человеке придаток к машине.

В основе другого подхода лежит та простая идея, что единственно существенным субъектом труда и творчества был, остается и всегда будет человек.

Что, напротив, машина - какой бы совершенной и "разумной" она ни была - лишь опосредствует деятельность человека, преобразующего природу, и в этом смысле в принципе ничем не отличается от орудия.

Этот подход, таким образом, не отделяет проблемы развития автоматизации от проблемы развития человека, его творческих сил и способностей.

Вместе с тем он не отделяет решения проблемы "автоматизация и человек" и от социальных условий и социальных следствий технического прогресса.

Но это уже другая тема, которая требует особого рассмотрения.

Психологические исследования. М., 1972. Вып. 2. С. 3-12.

Некоторые методологические проблемы инженерной психологии (Б. А. Смирнов)

В настоящее время инженерная психология переживает период бурного развития, накопления и упорядочения эмпирических данных, возникновения новых теорий и гипотез. Происходит процесс становления инженерной психологии как самостоятельной науки. В этих условиях возникает значение методологических проблем инженерной психологии.

Методологические проблемы в период активного развертывания инженерно-психологических исследований, характеризующихся переходом от собирания отдельных эмпирических факторов к их упорядочению и систематизации, помогают выделить объект и предмет исследования, определить методы их изучения, определить принципы раскрытия закономерностей и исследуемой области явлений, установить место данного направления в системе наук. В конечном итоге методология науки - это ее идейные позиции, определяющие назначение, направление и содержание всех ее исследований.

Методологической основой советской науки, в том числе и советской инженерной психологии, является марксистско-ленинская философия, базирующаяся на материалистическом понимании окружающего мира и диалектическом методе его познания.

Это положение имеет огромное значение для любой науки. Известно [1]. как остро критиковал академик С. И. Вавилов "философский индефферентизм" в физике, указывая, что в науке широких теоретических обобщений (к их числу, несомненно, относится и инженерная психология) это мнимое безразличие к философии, а точнее, философская безграмотность прямо ведет к неудачам в практической работе.

Предмет и направления исследований инженерной психологии. Определение предмета науки важно с двух точек зрения. Во-первых, наличие предмета исследований является необходимым (однако еще недостаточным) условием превращения той или иной отрасли знаний в самостоятельную науку. Во-вторых, определение предмета помогает установить круг задач, решаемых данной наукой, определить границы науки. В общем случае под предметом науки принимается ее основное содержание, т. е. изучаемые ее законы существования, движения и развития объектов ее исследования.

В настоящее время многие авторы считают предметом инженерной психологии систему "человек - машина" (СЧМ), под которой понимается совокупность динамически связанных человеческих и технических звеньев, предназначенных для выполнения общей, единой задачи. Однако такое определение является неправильным с нескольких точек зрения.

Во-первых, поскольку СЧМ есть продукт человеческого труда, то человек познает тс, что он сам создал. Поэтому такое определение вольно или невольно переводит исследователя на позиции так называемого "приборного" идеализма, широко распространенного на западе. Изучать любая наука может только объективные законы окружающего нас материального мира.

Во-вторых, при таком определении нарушен диалектический подход к классификации наук. Еще Ф. Энгельс в работе "Диалектика природы" писал, что в основе классификации наук должны лежать изучаемые и анализируемые ими классы процессов. Поэтому приведенное выше определение предмета инженерной психологии есть отражение структурного подхода к изучению окружающего нас мира. С позиций же диалектического подхода необходимо указать, какие классы процессов анализирует инженерная психология.

В-третьих, приведенное определение приводит к неправомерному расширению границ инженерной психологии, росту числа проблем, предназначенных для решения инженерной психологии. И поэтому вполне справедливо некоторые авторы [8; 11] выражают опасение, что при таком подходе в недалеком будущем к области инженерной психологии будут отнесены все проблемы современного естествознания. Это опасение они резонно обосновывают тем, что в связи с бурным ростом научно-технического прогресса системы "человек - машина" проникают во все стороны жизни, расширяется область их применения и увеличивается число решаемых ими задач.

Такого неправомерного расширения границ инженерной психологии можно избежать, если дать четкое определение ее предмета. При определении предмета необходимо ответить по крайней мере на три вопроса:

- какие закономерности вскрывает и изучает инженерная психология?

- почему возникает необходимость изучения этих закономерностей и какова готовность науки к их изучению?

- насколько специфичны эти закономерности и не изучаются ли они в других науках?

Ответ на первый вопрос позволяет выявить вообще наличие предмета исследования, без этого никакая область знаний не может считаться наукой.

Ответ на второй вопрос показывает практическую потребность общества в данной науке, возможность и необходимость применения ее результатов в практической и теоретической деятельности людей.

Ответ на третий вопрос необходим для выделения данной области знаний в самостоятельную науку. В противном случае данная область знаний будет просто-напросто составной частью какой-либо другой науки или нескольких наук.

Определение предмета инженерной психологии лучше всего начать с ответа на второй вопрос.

Потребности развития общества поставили задачу вскрытия и изучения закономерностей взаимодействия человека с современной техникой, управления этими закономерностями с целью получения высокоэффективных СЧМ. Подчеркнем, что речь идет не о любом взаимодействии человека и техники, а об их взаимодействии в условиях автоматизации и комплексной механизации, иными словами - в тех случаях, когда деятельность человека носит ярко выраженный операторский характер.

В то же время оказалось, что решить проблему оператор - машина только на этапе эксплуатации не представляется возможным. Встал вопрос об учете человеческого фактора на этапе проектирования, иными словами - о проектировании систем с учетом особенностей работы оператора.

И, наконец, третьей особенностью проблемы взаимодействия человека и техники в настоящее время явился ее комплексный характер: потребности создания высокоэффективных СЧМ потребовали не просто изучения трудовой деятельности, а комплексного изучения возможностей человека и современной техники в рамках единой системы "человек - машина.

Необходимо отметить, что трудовая деятельность человека изучается уже продолжительное время такими дисциплинами, как психология, физиология и гигиена труда. Однако ни одна из этих дисциплин не в состоянии решить проблему взаимодействия человека и техники с учетом рассмотренных особенностей, обусловленных всем ходом научно-технического прогресса. Это объясняется тем, что указанные дисциплины являются сугубо антропологическими, а для решения поставленных развитием техники и общества проблем нужна новая, синтетическая наука, которая ассимилировала бы в себе данные технических и антропологических наук.

Такая наука в нашей стране получила название инженерной психологии. Предметом ее, на основании вышеизложенного, следует считать изучение закономерностей информационного взаимодействия человека-оператора с современной техникой с целью использования этих закономерностей в практике проектирования, испытаний и эксплуатации СЧМ. Конечной целью инженерной психологии является создание высокоэффективных СЧМ на основе рационального использования возможностей человека и техники.

Следовательно, в недалеком будущем профессия оператора (диспетчера, дежурного у пульта управления, аппаратчика механизированного производства, водителя машины) станет одной из массовых профессий. Но эта профессия имеет свои специфические особенности, определяющие эффективность всей СЧМ и не изучаемые в других науках. Это еще более обусловливает необходимость дальнейшего развития инженерной психологии и в первую очередь - разработки ее методологических основ. Для правильного понимания круга задачи, решаемых инженерной психологией, нужно четко определить, что является специфичным для операторской деятельности, какие особенности отличают ее от других видов деятельности. Основные из них показаны в [4].

Только в том случае, когда деятельность человека обладает этими особенностями, можно говорить об операторской деятельности и изучении ее в рамках инженерной психологии. Поэтому попытки отнесения к области инженерной психологии вопросов отбора кандидатов в высшие учебные заведения, проектирования кресел пассажирских автобусов, исследования деятельности управленческого персонала на высшем уровне, влияния шума работающих машин на жителей близлежащих домов и т. д. не могут считаться правомерными в рамках инженерной психологии и лишь приводят к размыванию ее границ и уводят от решения важных проблем, которые поставлены жизнью, научно-техническим прогрессом перед данной наукой.

Весьма важной является задача определения направлений, по которым проводятся инженерно-психологические исследования. В настоящее время можно выделить два основных направления - теоретическое и прикладное. Задачей теоретического направления является разработка методологических основ инженерной психологии, разработка логической структуры инженерной психологии как науки, т. е. выявление ее оснований, принципов, законов, методов. В конечном итоге целью инженерно-психологической теории является обобщение с позиций диалектического материализма всех тех многочисленных эмпирических данных, которые накоплены в инженерной психологии.

Задачей прикладного направления является использование данных инженерной психологии в практической деятельности людей. Как то, так и другое направление должно охватывать своими исследованиями все основные стадии существования СЧМ: проектирование, испытание и эксплуатацию. Именно такой обобщающий подход, рассмотрение процессов проектирования, испытаний и эксплуатации в тесной взаимосвязи, в ограниченном единстве и является характерной чертой инженерной психологии, отличающей ее от всех других наук, изучающих трудовую деятельность человека.

Поэтому не имеет смысла относить ту или иную проблему инженерной психологии (например, надежность и эффективность СЧМ, групповая деятельность, организация рабочего места оператора и т. д. ) к характерным проблемам проектирования, испытаний или эксплуатаций. Любая из проблем инженерной психологии должна решаться в определенной системе на каждой из стадий существования СЧМ. Так, например, вопросы групповой деятельности решаются и при проектировании (распределение функций между операторами, организация их взаимосвязей, определение структуры группы, и т. д. ), и при испытаниях (проверка выдвинутых в ходе проектирования решений), и при эксплуатации (обеспечение психофизиологической совместимости операторов, создание необходимого микроклимата в коллективе, выбор лидеров и ведомых и т. д.).

Аналогичные примеры можно привести при рассмотрении и других проблем инженерной психологии. Точно так же любая из этих проблем имеет как теоретический, так и прикладной характер.

Методологические принципы инженерной психологии. Поскольку в процессах взаимодействия человека и техники большую роль играют психологические и психофизиологические закономерности операторской деятельности, постольку большое значение в инженерно-психологическом исследовании деятельности оператора имеет выполнение основных методологических принципов советской диалектико-материалистической психологии. Такими принципами являются детерминизм, связь психики и деятельности, развитие, личностный подход [7].

Принцип детерминизма заключается в материальной причинной обусловленности психических явлений В мире не существует беспричинных явлений. Это полностью относится и к психической деятельности. Этот принцип имеет большое значение в период накопления и обобщения экспериментальных данных. Только описание (в том числе и количественное, с применением математических методов) различных явлений, характеризующих деятельность оператора, без объяснения причин их возникновения является несоблюдением этого принципа и может привести к грубейшим ошибкам. Это особенно необходимо помнить при проведении и обработке результатов инженерно-психологического эксперимента и при построении моделей деятельности оператора.

Принцип связи психики и деятельности человека подчеркивает ведущую, определяющую роль деятельности в развитии психики. Те или иные психические явления не существуют сами по себе, а проявляются в связи с конкретной деятельностью человека. Поэтому и инженерная психология изучает не просто психические и психофизиологические процессы деятельности человека-оператора, определяет различные характеристики этих процессов не вообще, а применительно к конкретному виду операторской деятельности. Несоблюдение этого принципа заключается часто в том, что характеристики психических процессов, полученные для одних условий деятельности, не критически, без всякого анализа переносятся на другую деятельность. Кроме того, иногда ведут речь о некоторых абсолютных характеристиках психических процессов человека-оператора (памяти, внимания, мышления и т. д. ) без всякой связи с конкретной деятельностью.

Принцип развития психики учит, что психическая деятельность человека не может быть понята до конца, если ее рассматривать частично, вне движения и развития. Это развитие можно рассматривать в двух планах: в плане исторического развития человека и в плане развития отдельного человека как личности в процессе его жизни. Следует отметить, что инженерная психология рассматривает развитие не только в количественном, но и в качественном отношении. Поэтому Психическая деятельность обученного оператора и количественно (меньше ошибок, большее быстродействие и т. д. ) и качественно отлична от психической деятельности оператора-ученика (различна степень имеющихся навыков, по-разному осуществляется организация запоминания необходимой информации и т. д. ).

Личностный подход как методологический принцип советской психологии заключается в понимании личности как совокупности внутренних условий, через которые преломляются все внешние воздействия. В соответствии с личностным подходом ни одно психическое явление, проявляющееся в деятельности человека-оператора, а следовательно (в соответствии с принципом единства психики и деятельности), и сама деятельность не могут быть правильно поняты без учета их личной обусловленности. Несоблюдение этого принципа проявляется в том, что иногда результаты, полученные для одного оператора, распространяются и на других операторов. Иногда же, наоборот, усредненные данные для группы операторов присваиваются и каждому отдельному оператору. При этом игнорируется тот факт, что одни и те же условия могут вызвать различные реакции у различных людей.

Рассмотренные принципы являются определяющими при исследовании операторской деятельности. Однако задачи инженерной психологии гораздо шире, они не ограничиваются изучением только операторской деятельности как таковой. Конечной целью инженерной психологии является исследование и оптимизация комплекса "человек - машина". Для достижения этой цели необходимо соблюдать ряд общих принципов инженерной психологии. К их числу относятся принципы комплексности, непрерывности, соответствия, сложности, единства критериев, иерархии требований.

Согласно принципу комплексности конечным объектом инженерно-психологических исследований является система "человек - машина" в целом. Поэтому и объектом оптимизации в этих исследованиях являются не характеристики человека или машины в отдельности, а характеристики СЧМ в целом.

Принцип непрерывности рассматривает инженерно-психологические исследования не как одноразовое мероприятие, выполняемое на одной из стадий жизненного цикла СЧМ, а как систему мероприятий по учету человеческого фактора на всех стадиях существования СЧМ: проектировании, испытаниях, эксплуатации.

Принцип соответствия требует рассмотрения человека и машины как равноправных составных частей СЧМ. В результате инженерно-психологических исследований должно быть обеспечено взаимное согласование (соответствие) возможностей человека и машины, взаимная "подгонка" их друг к другу.

Это взаимное соответствие касается обеих частей СЧМ. Создание благоприятных условий для одной из них в ущерб другой не может обеспечить максимальную эффективность системы "человек - машина".

Принцип сложности рассматривает инженерную психологию как науку, исследующую сложные процессы, т. е. процессы, протекающие в сложных системах, каковыми являются системы "человек - машина". Бессмысленно говорить об инженерно-психологическом исследовании простых систем и изделий (например, бытовых приборов или детской коляски). Для оптимизации таких изделий достаточно данных техники и технической эстетики, а для учета человеческого фактора - интуиции, здравого смысла и имеющегося опыта.

Согласно принципу единства критериев основные характеристики деятельности человека и работы машины должны быть описаны с помощью одних и тех же критериев. Это позволит, во-первых, сравнивать между собой одноименные характеристики человека и машины, а во-вторых, максимально использовать созданные в технических науках методы расчета, дополняя их при необходимости характеристиками деятельности человека.

Вместе с тем при отсутствии возможности описания человека и машины в сопоставимых единицах могут использоваться критерии, не имеющие аналога или эквивалентных единиц измерения для другого из компонентов СЧМ. Для человека такими являются критерии, характеризующие эмоциональную и операционную напряженность деятельности, критерии психо-физиологического состояния и др., для машины - скрытность (для излучающих систем), эстетические критерии и др.

В любом случае при выборе критерия должны соблюдаться два основных правила: критерий всегда должен иметь определенный практический смысл и для него должны быть известны способы его получения, определения и регистрации. В противном случае применение выбранного критерия не представляется возможным, поскольку критерий не будет "работать".

Принцип иерархии требований [3] предусматривает определение тех основных требований, ради удовлетворения которых должны проводиться в первую очередь инженерно-психологические исследования. При невыполнении этого принципа эффективность инженерной психологии как науки может быть крайне низкой. В наиболее общем случае основными требованиями к СЧМ является соблюдение (не превышение) предельно допустимых норм деятельности оператора и обеспечение требуемой эффективности СЧМ.

Методы исследований в инженерной психологии. Отличительной чертой инженерной психологии является необходимость учета человеческого фактора уже при проектировании СЧМ. В связи с этим только традиционные экспериментальные методы, широко применяемые в науках о трудовой деятельности, не могут полностью обеспечить решение всех задач инженерной психологии. Потребности учета человеческого фактора при проектировании вызвали необходимость разработки и специфических для инженерной психологии методов исследования.

К числу их относятся прежде всего методы моделирования деятельности оператора в системе "человек - машина".

Сущность метода моделирования заключается прежде всего в изучении реальной деятельности и построении на основе этого изучения психологической, математической или статистической модели.

Дальнейшее изучение деятельности оператора осуществляется на модели и полученные результаты считаются справедливыми и для реальной деятельности.

Трем названным видам моделей соответствуют три вида моделирования деятельности оператора: психологическое, математическое и статистическое.

Психологическое моделирование заключается в замещении реальной деятельности некоторой ее модификацией. Это замещение осуществляется с помощью специальных моделирующих устройств, в роли которых могут выступать имитаторы, макеты, испытательные стенды и т. д. Психологическое моделирование может быть двух видов. В первом случае моделирующие устройства позволяют дать внешнее воспроизведение, имитацию реальной деятельности и рабочего места. Примером такого моделирования является исследование работы на тренажерах, воспроизводящих реальные пульты управления. Во втором случае при моделировании воспроизводятся те или иные характерные стороны реальной деятельности при отсутствии внешнего сходства между моделирующей и реальной деятельностью. Примером такого моделирования является исследование групповой деятельности по гомеостатической методике.

Основное требование к психологическим моделям деятельности оператора- воспроизведение психологической структуры реальной деятельности а не только ее чисто внешняя имитация, как это, к сожалению, иногда имеет место. При невыполнении этого требования результаты инженерно-психологического эксперимента не будут соответствовать реальной деятельности.

Другое требование к психологическому моделированию (как и к любому экспериментальному исследованию) заключается в правильном выполнении всех этапов проведения - эксперимента. К числу этих этапов относится постановка задачи, планирование эксперимента, собственно экспериментирование и обработка полученных результатов. Неполное или неточное выполнение этих этапов приводит зачастую к невозможности (или ограниченной возможности) использования полученных данных.

Математическое моделирование заключается в исследовании деятельности оператора с помощью математических моделей, под которыми понимается некоторый математический объект (формула, уравнение, неравенство и т. д. ), поставленный в соответствие реальному процессу. Математическая модель есть результат формального описания (формализации) деятельности человека-оператора. Исследование деятельности оператора или каких-либо процессов, сопровождающих эту деятельность, заключается в исследовании тех или иных формул или решений определенных уравнений или их систем. В необходимых случаях эти исследования или решения проводятся при целом ряде ограничений, налагаемых в виде системы неравенства.

В основу формализованного описания деятельности оператора может быть положен различный математический аппарат. Наибольшее применение в инженерной психологии находит теория массового обслуживания, теория информации, теория автоматического регулирования, методы математической статистики.

Математические модели находят широкое применение не только при проектировании СЧМ, но и при исследовании деятельности оператора в реальных условиях. В последнем случае применение моделей осуществляется по двум направлениям. Во-первых, математические модели строятся для получения априорных данных об исследуемой деятельности [4]. Во-вторых, математические модели получаются как результат экспериментального исследования, и дальнейшее исследование (анализ) проводится уже над этими моделями без продолжения эксперимента.

Под статистическим (имитационным) моделированием понимается имитация деятельности оператора при помощи ЭВМ с учетом воздействия случайных факторов, обусловленных влиянием условий деятельности, процесса управления и самого оператора.

Достоинством метода статистического моделирования по сравнению с психологическим является возможность применения его на любых стадиях проектирования СЧМ, а по сравнению с математическим - возможность учета основных психофизиологических закономерностей деятельности оператора.

Наряду с этими достоинствами метод статистического моделирования обладает и рядом недостатков, ограничивающих область его применения.

К числу их относится то, что этот метод является численным и поэтому результаты, полученные при моделировании, соответствуют определенным начальным условиям и исходным данным. Для других условий моделирование необходимо проводить заново.

Из всего сказанного следует, что наиболее полное исследование деятельности оператора может быть осуществлено лишь разумным сочетанием методов исследования.

На самых ранних этапах проектирования преимущество за методами математического и статистического моделирования, на более поздних, по мере уточнения характеристик и конструкции СЧМ - за методом психологического моделирования. На этапе эксплуатации наиболее ценные результаты дает исследование деятельности оператора в реальных условиях, однако при этом весьма ценным может оказаться также и применение математических моделей. Эти положения целиком и полностью определяются теорией познания диалектического материализма, утверждающего, что критерием любой истины является только практика, эксперимент. На всех этапах исследования весьма ценным является применение логических методов анализа.

Особенности равнокомпонентного подхода. Равнокомпонентный подход к исследованию процессов взаимодействия оператора и машины в СЧМ непосредственно вытекает из рассмотренных выше методологических принципов инженерной психологии, в первую очередь таких, как принцип комплексности, соответствия, сложности, единства критериев и др.

Отличительными чертами равнокомпонентного подхода является следующее. Во-первых, человек и машина рассматриваются как равноправные компоненты СЧМ, подлежащие исследованию, анализу и проектированию. При этом должно быть обеспечено взаимное согласование возможностей человека и техники, только которое позволяет обеспечить конечную цель инженерно-психологических исследований - обеспечение максимальной эффективности СЧМ.

Особенно велико значение этого подхода при проектировании СЧМ. Такой подход есть не что иное, как предоставление конструктору прав рассматривать человека и технику в качестве равных по значимости компонент, которые обеспечивают достижение требуемой эффективности СЧМ и которыми он может варьировать в равной степени ради достижения этой эффективности. Сказанное, однако, не снимает с конструктора ответственности за всесторонний учет человеческого фактора.

Во-вторых, применение такого подхода позволяет не заново создавать методики расчета тех или иных характеристик (например, надежности, точности, эффективности и т. д.), а максимально использовать методики, разработанные в технических науках, дополняя их характеристиками деятельности оператора. Однако при этом должны учитываться специфические закономерности операторской деятельности, влияние различных факторов на характеристики деятельности оператора.

Сказанное можно проиллюстрировать на примере проблемы надежности СЧМ. В настоящее время широко развивается так называемая общая теория надежности СЧМ [6], в которую, по мнению ее авторов, составной частью должна входить теория надежности технических устройств. В основе теории надежности СЧМ лежит обобщенный структурный метод, который является сравнительно громоздким и требует большого количества исходных данных.

С позиций же равнокомпонентного подхода в основе оценки надежности СЧМ лежат методы теории надежности технических систем. Человек рассматривается как один из компонентов СЧМ и его влияние на надежность СЧМ учитывается также, как влияние других компонентов. Задача инженерной психологии заключается в нахождении необходимых надежностных характеристик человека с учетом специфики его деятельности и влияния различного рода факторов, влияющих на эту деятельность, а также в учете этих характеристик при оценке СЧМ в целом. Один из возможных примеров решения подобной задачи приводится в [9; 10].

Большое значение равнокомпонентный подход имеет для проблемы моделирования деятельности оператора. Как известно, в основе математических и статистических моделей деятельности оператора лежат методы, широко применяемые в технических науках. Слепое копирование этих методов без учета специфики деятельности человека прямо ведет к механо-центрическому подходу. Тем не менее в ряде последних работ описание деятельности человека в СЧМ проводится точно так же, как описание работы технических элементов. В первую очередь это касается построения моделей операторской деятельности, в основе которых лежат методы теории массового обслуживания [5; 12]. В то же время еще несколько лет назад [10] была сделана попытка учета целого ряда психофизиологических закономерностей при моделировании деятельности оператора: особенностей процессов памяти, возникновения операционной напряженности, недопустимости обслуживания, возникновения ошибок и их исправления, динамики работоспособности, взаимодействия операторов, влияния их индивидуальных психофизиологических характеристик. Для учета этих закономерностей были предложены методы формализованного описания, разработаны моделирующие алгоритмы и проведено моделирование на ЭВМ деятельности оператора в сложной системе [9].

И, наконец, третьей особенностью равнокомпонентного подхода является то, что применение его при проектировании СЧМ не ломает существующую практику проектирования, а лишь дополняет ее с точки зрения возможности всестороннего учета человеческого фактора и достижения за счет этого максимальной эффективности СЧМ.

Литература

1. Бокарев В. А. Кибернетика и военное дело. М., 1969.

2. Денисов В. Г. Эргономика. Киев, 1971.

3. Дубровский В. Я., Щедровицкий Л. П. Проблемы системного инженерно-психологического проектирования. М., 1971.

4. Ломов Б. Ф. Человек и техника. М., 1966.

5. Меньшов А. И. Космическая эргономика. М., 1971.

6. Методические рекомендации по оценке надежности и эффективности систем "человек - техника"/Под ред. А. И. Губинского. Л., 1971.

7. Методологические и теоретические проблемы психологии/Под ред. Е. В. Шороховой. М., 1969.

8. Митин А. У., Прохоров А. И., Хохлов Е. М. Диалектическая логика - основное средство обобщения и решения проблемы в инженерной психологии//Вопросы эргономического и инженерно-психологического анализа. Свердловск, 1970.

9.Смирнов Б.А. Применение метода статистического моделирования для исследования деятельности человека-оператора//Проблемы бионики. Харьков, 1970.

10. Смирнов Б. А. Об одном способе оценки надежности систем "человек - машина"//Надежность и эффективность комплексных систем "человек - техника". Л., 1971.

11. Хохлов Е. М. Некоторые проблемы анализа в инженерной психологии//Вопросы эргономического и инженерно-психологического анализа. Свердловск, 1970.

12. Эргономика: принципы и рекомендации. М., 1971. Вып. 3.

Инженерно-психологические проблемы. Киев, 1975. С. 33-39.

Методы инженерной психологии

Некоторые вопросы применения математики в психологии (Б. Ф. Ломов, В. И. Николаев, В. Ф. Рубахин)

Современный этап развития психологической науки характеризуется экстенсивным развертыванием исследований в различных направлениях, накоплением огромного фактического материала и широким включением этой науки в решение практических задач.

Опыт других наук показывает, что на определенных этапах (сходных с тем, который переживает сейчас психология) неизбежно возникают задачи систематизации накапливаемых данных, их обобщения и формализации.

Важнейшим (хотя и не единственным) средством решения этих задач является использование математики. Вот почему в последнее время так часто возникают дискуссии о взаимоотношениях психологии и математики, о возможностях применения математических методов для описания и анализа результатов психологических исследований.

В этом отношении психология ничем не отличается от других конкретных наук. Вопрос о связи с математикой поставлен в ней так же остро, как в свое время он был поставлен в физике, затем в химии и биологии; как ставится он сейчас в экономике, лингвистике и некоторых других науках.

Психология, которую еще недавно часто относили к ветви чисто гуманитарных наук (рассматривали ее как область философии и педагогики) по методам исследований, принципам их организации, по подходам к анализу получаемых результатов, сейчас вплотную подходит к границам естественных наук.

Связанное с этим проникновение в психологические исследования математических методов существенно изменяет их характер.

С одной стороны, возникают новые возможности получения и анализа результатов психологического исследования.

С другой, предъявляются более строгие требования к понятийному аппарату психологии, к постановке задач исследования и построению новых теорий.

Вопрос о применении математических методов в психологии не нов. Еще в середине XIX и начале XX в. наблюдаются, правда, еще не вполне регулярные, но тем не менее приносящие взаимную пользу попытки провести аналогии между психологическими и физическими исследованиями, особенно в области построения лабораторного эксперимента, анализа и обработки экспериментальных данных. По существу уже в первых экспериментально-психологических исследованиях (например, в классической психофизике, в работах по изучению сенсомоторных реакций) для обработки получаемых данных и их обобщения был использован существовавший в то время математический аппарат.

Почти одновременно в психологию и физику приходят вероятностные и статистические методы, теория дифференциальных уравнений, вариационное исчисление и другие. В психологии работают известные математики и физики - Г. Т. Фехнер, Г. Гельмгольц, В. Вундт, интерес к психологическим исследованиям проявляют А. Пуанкаре, Ж. Адамар, Н. Бор, А. Эйнштейн. О том, чтобы математически описать деятельность мозга, мечтал И. П. Павлов.

Исследования того периода можно отнести к числу самых первых пробных шагов на пути применения математических методов в психологических исследованиях. Но идеи того периода оставили в психологии заметный след. Более того, описанные в математической форме результаты ряда исследований вошли в психологическую науку как существенные достижения. Примером тому может служить знаменитый закон Фехнера, характеризующий зависимость интенсивности ощущения от интенсивности стимула1. Он до сих пор приводится во всех учебных пособиях и учебниках по психологии.

1 (В современной психофизике закон Фехнера подвергается серьезной критике. Однако важно отметить, что эта критика ведется в русле математического подхода к изучению ощущений. Так С. С. Стивенс [75] противопоставляет утверждаемой Фехнером логарифмической зависимости ощущения от стимула степенную. Свете, Таннер и Бердзал [71] подходят к изучению ощущений с позиций статистической теории принятия решения.)

Однако на первых этапах развития экспериментальной психологии математические методы использовались для анализа и описания сравнительно простых проявлений психического. С их помощью, например, выявлялась зависимость времени сенсомоторной реакции от интенсивности стимула, измерялась абсолютная и дифференциальная чувствительность различных органов чувств и т. п. Существовавшие в то время математические методы собственно, и не позволяли исследовать более сложные проявления психического.

Вторая четверть XX в. в развитии психологии характеризуется некоторой потерей интереса к математическим методам. В психологических исследованиях преобладают качественные описания, количественному анализу уделяется весьма незначительное внимание, формализация не пользуется популярностью.

Интерес к применению математических методов с новой силой вспыхнул в середине XX в. И это в значительной мере стало возможным благодаря развитию самой математики, а также ряда технических наук. В это время зарождаются и развиваются такие дисциплины, как теория информации, теория алгоритмов, появляются методы математического описания процессов поведения, регуляции и организации систем, начинают развиваться кибернетика и теория систем.

Вместе с тем существенные изменения происходят и в самой психологии: возникают новые задачи и формируются новые направления исследований. Не рассматривая структуру современной психологии, отметим только, что для многих ее областей характерна большая потребность в использовании математики.

Существенную роль в проникновении математики в психологию сыграла (и продолжает играть) инженерная психология. Возникшая как ответ на потребность практики в исследовании систем "человек - машина" (деятельность человека в системах контроля и управления), инженерная психология первой из психологических дисциплин попыталась применить новые математические подходы и методы. Несколько позднее они стали использоваться также и в других областях психологии (социальной, педагогической, медицинской и т. д.).

В связи с развитием психологических исследований и все более широким применением в них математики, естественно, возникает задача создания специального метаязыка психологической науки, который мог бы охватить единым терминологическим (и понятийным) аппаратом систему психологических явлений, человеческую деятельность и функционирование сложных систем, включающих человека (типа "человек - машина", "рабочая группа", "коллектив людей - техника").

Вместе с тем применение психологических знаний в практике проектирования сложных систем и необходимость описания этих систем единым языком вызвали дополнительные требования к строгости, точности, качественной и количественной определенности многих как новых, так и старых классических психологических методов, понятий, концепций и теорий.

Не менее мощным стимулом применения математических методов в психологии явилось широкое использование вычислительной техники при изучении явлений, связанных с деятельностью человека.

Следует, однако, отметить, что процесс "внедрения" математических методов в психологию идет неравномерно и связан с определенными трудностями. Возникающие в связи с этим процессом проблемы условно можно разделить на следующие группы:

1) методологические проблемы использования математики в психологии;

2) построение психологических шкал и психологические измерения;

3) планирование психологических экспериментов и обработка получаемых данных;

4) использование методов математического моделирования в психологии;

5) информация и психические процессы;

6) математические методы в проектировании деятельности человека;

7) системный анализ в психологии;

8) применение электронно-вычислительной техники в психологии.

Разумеется, это разделение может рассматриваться как удобная рабочая схема, ни в коей мере не претендующая на содержательную классификацию проблем (скорее, она констатирует направления, в которых ведутся поиски). По нашему мнению, время для построения такой классификации еще не настало. Сделав эти предварительные замечания, перейдем к рассмотрению отдельных групп проблем.

Методологические проблемы использования математики в психологии

Можно указать две крайние точки зрения по вопросу о применении математики в психологии. Одна из них связана с представлением о математике как некотором универсальном средстве решения всех проблем в любой науке. Сторонники этой точки зрения видят в математике панацею от всех бед, а в математизации психологии - единственный путь преодоления всех трудностей, которые лежат на пути исследования психических явлений.

Другая, прямо противоположная точка зрения состоит в утверждении, что применение математики в психологии, в силу специфики предмета исследования, в принципе невозможно: ничего, кроме путаницы и замены так называемого содержательного анализа манипулированием бессодержательными символами, оно не дает.

Обе точки зрения основаны на явном недоразумении. Источником их возникновения является то, что от математики пытаются требовать большего, чем она может дать и вместе с тем не видят ее действительных возможностей; к тому же забывают, что математика сама не является застывшей наукой, а развивается по мере потребности в ней.

Математика никогда не претендовала и не претендует на решение проблем, принадлежащих другим наукам. Академик А.Н. Крылов образно сравнивал математику с жерновами, которые перемалывают лишь то, что в них положат. Если в эти жернова засыпать семена сорняков, то рассчитывать на получение пшеничной муки не приходится. Основным условием, при котором применение математики в психологии может дать полезный результат, является прежде всего разработка проблем самой психологии. Сам по себе количественный анализ без выяснения качественной определенности изучаемых явлений, конечно, ничего не дает. Но вместе с тем математика, если снова воспользоваться сравнением ее с жерновами, перемалывает то, что в них засыпается. Математические методы позволяют преобразовывать данные конкретной науки в форму, удобную для теоретических построений.

Иногда высказываются мнения о том, что в психологии математические методы выступают только в качестве приемов обработки экспериментальных данных (или данных наблюдения). Однако нам представляется, что это мнение ограниченно. Значение математики для психологии не исчерпывается только обработкой данных. Она выступает также как средство абстракции, анализа и обобщения экспериментально-психологических данных, а следовательно, и как средство построения психологической теории1.

1 (Даже простой перевод данных психологии на математический язык позволяет выразить их в компактной и удобной для теоретического осмысливания форме, вскрыть противоречия, несогласованности, неясности и т. д.)

Иногда высказываются суждения о том, что вообще-то математические методы могут быть полезными для психологии, но не те, которые применяются сейчас, а те, которые будут когда-то созданы. Естественно возникает вопрос, какие же методы должны быть созданы и когда они могут быть созданы.

Конечно, существующие математические методы не удовлетворяют полностью потребности психологии. Кстати, и сами потребности еще не сформулированы четко. Но это еще не значит, что существующие методы не могут найти применения в психологии. Важно только знать их возможности и границы их применения. Те новые математические методы, которые нужны психологии, не могут родиться сами собой, как deus ex machina. Путь их создания - совместная постоянная работа психологов и математиков. В ходе такой работы неизбежно применение "старых методов", выявление их ограниченности, недостаточности, неполноты, уточнение проблем, поиска других методов и т. д.

Рассматривая процесс "внедрения" математических методов в психологию, легко заметить, что наибольшую трудность здесь представляют так называемые целостность, многомерность, динамичность и многосвязная иерархическая структура исследуемых психических явлений.

В связи со сложностью объекта психологического исследования применение системного подхода здесь наталкивается на ряд трудностей. Прежде всего оказывается весьма трудным и даже невозможным изолированное рассмотрение психических явлений, вне их связи с социальными, биологическими, физическими явлениями. Далее, наличие множественных внутренних связей и зависимостей в системе психических явлений весьма затрудняет их расчленение. Наконец, надо отметить трудности моделирования психических явлений. Это касается как естественного, или натурного, моделирования (когда в сравнительно-психологических исследованиях мы пытаемся заменить одну сверхсложную систему другой, часто не менее сложной), так и математического. Пока, к сожалению, мы еще не имеем достаточной теоретической базы для реализации методов моделирования психических явлений.

Отмеченные трудности методологического характера связаны с современным состоянием математики. Здесь следует отметить, что современная математика в сущности есть метод познания количественных (прежде всего пространственных) свойств и отношений предметов. Математика отвлекается от всех качественных свойств вещей и явлений.

Важнейшей особенностью математики является фундаментальная значимость в ней "идеальных" понятий (точка, прямая, плоскость, число, величина, элемент, множество и т. д. ), позволяющих осуществлять аксиоматическое построение математических теорий, т. е. такое построение, в ходе которого из сравнительно небольшого числа первоначальных положений (аксиом) все доказуемые предложения получаются при помощи логического вывода, дедукции.

Развитие теории доказательств привело к появлению математической логики, а на ее основе - к формированию различных методов формального описания процессов и явлений. Однако для формальных описаний также необходимо предварительное введение "идеализированных" понятий.

Очевидно, применение математики требует разработки "идеализированных" понятий и в той конкретной науке, к которой она применяется. По-видимому, наиболее существенный прогресс в применении математических методов в психологии может быть достигнут тогда, когда математики и психологи найдут и четко определят набор специфических "идеализированных" психологических понятий. Сложившиеся в эмпирической психологии традиционные понятия оказались для такой "идеализации" недостаточно четкими и строго определенными. Сейчас в ходе развития исследований формируется новая аналитическая картина психологических явлений, складываются новые представления об их структуре и динамике, формируются новые понятия [1]. Можно надеяться, что в этом процессе и возникнет та самая система понятий, которая позволит более эффективно применять математику.

Разумеется, введение и уточнение "идеализированных" понятий не разрешает всех вопросов и не превращает психологию в некоторую математическую дисциплину. Подобно тому, как широкое использование математики в физике не сделало эту науку "чисто формальной" (физика была и остается по преимуществу опытной наукой), так и использование математики в психологии не отменяет необходимости в экспериментальных исследованиях, в формировании специфических методов поиска новых научных знаний и их практического использования в педагогике, медицине, технике и т. п. Более того, применение математики требует развития психологических (прежде всего, экспериментально-психологических) исследований. Без "пищи", которую они дают, использование математических методов в психологии неизбежно превратится в пустую игру символами.

Вместе с тем следует отметить и недостаточную разработанность специального прикладного аппарата математики, который бы удовлетворял потребности психологии. До сих пор формирование этого аппарата было связано с обслуживанием потребностей технических и естественных наук (физики, химии, астрономии и т. п.) и лишь в последнее время математика начинает выходить в другие области знания.

Психологам еще предстоит поставить задачи перед математикой, а математикам еще предстоит развернуть поиск и разведку новых направлений и методов, адекватных психологической проблематике.

Существенное значение в этой связи имеет преодоление языкового барьера. В настоящее время, к сожалению, часто психологи не могут объяснить математикам смысл проблем, поставить задачу вполне корректно. Если же это и удается, математики зачастую не могут довести до психологов смысл полученных математических результатов.

Не менее важной методологически является и проблема моделирования в психологии. Более детально этот вопрос мы рассмотрим ниже. Здесь лишь заметим, что в последние годы в психологии наблюдается весьма интенсивное увлечение моделями. Однако при этом далеко не всегда соблюдается необходимая строгость в подходе к моделированию психических явлений. Нередко имеет место прямое механическое заимствование методов и способов моделирования, сложившихся, например, в технике, и их использование без учета особенностей новой сферы приложения.

Указанные трудности приводят к замедленному (по сравнению с желаемым) проникновению математических методов в психологические исследования и к значительной неравномерности этого процесса в различных областях психологической науки. В целях дальнейшего развития как общей теории психологии, так и отдельных специализированных ее направлении (особенно математической психологии) необходима планомерная работа в области методологии применения математики в психологии. При этом необходимо учитывать, что главные затруднения связаны с недостаточной разработкой трех основных групп вопросов:

- методологии применения математических методов в психологии;

- терминологических вопросов, связанных с преодолением языкового барьера между математикой и психологией;

- специального прикладного математического аппарата и путей его применения в психологии.

Наконец, достаточно важными являются организационно-научные вопросы, связанные с организацией исследований, созданием комплексных научных центров, подготовкой и обучением специальных научных кадров, расширением меж- и внутридисциплинарных научных контактов и связей и т. п. Правда, в последние годы в Советском Союзе и за рубежом делаются многочисленные попытки преодолеть указанные трудности. Речь идет о специальных комиссиях, секциях, симпозиумах и конференциях по вопросам, лежащим на границе психологии и техники проектирования систем, психологии и кибернетики, психологии и математики и т. д. Но этого, конечно, недостаточно. Несомненно, существенный прогресс в применении математики к психологии может быть достигнут только тогда, когда будут созданы необходимые научные кадры, достаточно глубоко разбирающиеся в психологии и на серьезном уровне владеющие современным математическим аппаратом.

Психологические шкалы и психологические измерения

Проблема измерений в психологии весьма актуальна, но вместе с тем она требует, пожалуй, во много раз больших усилий для своего решения, чем в других науках. Действительно, если в области физического измерения можно применять довольно строгие правила, чтобы значения, приписываемые параметрам, обладали определенными алгебраическими свойствами, то в психологии (во всяком случае, при современном уровне знании) далеко не всегда можно найти для всех алгебраических процедур такие экспериментальные операции, "которые, будучи произведены на двух вещах, привели бы к такому эмпирическому результату, который можно было бы предвидеть на основании соответствующей арифметической операции, произведенной на двух числах, предписываемых этим вещам [2].

Измерения могут быть трех видов: первичные (если они не основываются на каких-либо предварительных измерениях), производные и приборные. Под приборными измерениями понимаются числовые значения (первичные и производные), полученные при использовании допустимых инструментов.

Общая теория измерений (первичных, производных и приборных) предполагает решение двух основных проблем. Первая из них касается справедливости приписывания числовых значений объектам и явлениям; вторая - выяснения того, в каком смысле можно говорить об единственности этих значений [3].

Если воспользоваться понятиями изоморфности и гомоморфности, то первая основная проблема теории измерений состоит в следующем: требуется доказать, что любая эмпирическая система, рассматриваемая с целью измерения заданного свойства элементов области, изоморфна соответствующим образом выбранной числовой системе с некоторыми отношениями. Такая постановка предполагает преодоление ряда трудностей, связанных с тем, что числовая система с некоторыми отношениями не всегда может быть сведена к полю действительных чисел, и гомоморфизм систем не является гомоморфизмом эмпирической системы полю действительных чисел. Кроме того, не столь важно указать какую-нибудь числовую систему, изоморфную эмпирической; значительно важнее выбрать ее так, чтобы она содержала некоторые простые и понятные соотношения.

Вторая основная проблема (проблема единственности) может быть сформулирована следующим образом: требуется определить тип шкалы, при помощи которой производится измерение.

С математической точки зрения, выявление типа шкалы измерений определяет способ, позволяющий перейти от одной числовой системы к другой, если они включают одни и те же отношения и гомоморфны одной и той же эмпирической системе.

Формальное определение шкал достаточно ясно изложено в упомянутой выше работе П. Суппеса и Дж. Зинеса. Поэтому, не останавливаясь на нем, отметим только, что понятия шкалы и числового представления различны: "Числовое представление - это функция, гомоморфно отражающая эмпирическую систему на числовую, шкала - это кортеж длиной три, один из элементов которого есть числовое представление" [3].

Нельзя установить тип шкалы и выяснить вопрос единственности, если известно только числовое представление, но, зная шкалу, мы можем делать выводы о свойствах единственности приписывания числовых значений.

С. С. Стивенсом в 1951 г. были предложены четыре шкалы: наименований, порядка, интервалов и отношений. Эти шкалы определяют четыре уровня (от самых слабых и общих до самых сильных и специфических), на которых устанавливается "двойное - психологическое и числовое - чтение одной и той же формальной системы отношений" [4].

При использовании шкалы наименований экспериментатор должен расклассифицировать свои данные, т. е. установить "отношение равномерности", позволяющее ему распределить полученные данные в определенное число "дизъюнктивных" классов: каждый результат должен найти свое место в одном и только одном классе. Шкалы наименований часто применяются, например, для количественного анализа словесных отчетов испытуемых (бесед между экспериментатором и испытуемым). Элементом, подлежащим классификации, может быть фрагмент речи одного индивида, заключенный между высказываниями другого, либо высказывание экспериментатора, сопровождаемое ответом испытуемого.

Числа, применяемые для обозначения классов, обладают только одним свойством - быть отличными друг от друга. Все виды числовой обработки, основанные на шкалах наименований, касаются упорядоченных в каждом классе чисел наблюдений или их состава. Методы, применяемые в ходе обработки, есть не что иное, как "статистика качественных признаков (Юл и Кендал).

Измерения, производимые при помощи шкалы порядка, обладают свойствами шкалы наименований, но сверх того позволяют устанавливать отношение равенства между вещами и отношение порядка (последовательности). Примерами здесь могут служить величины ощущений или сенсомоторных реакций, а также результаты тестовых испытаний.

Свойствами чисел, предписываемых шкалами порядка, являются такие, которые остаются неизменными при замене этих чисел другими, упорядоченными, как и первые (монотонное преобразование).

Для построения шкалы интервалов необходимо, чтобы была найдена экспериментальная операция, которая позволила бы определить то, что имеют в виду, когда говорят, что разность между двумя фактами равна разности между двумя другими фактами. Тогда можно будет приписывать числа таким образом, что двум экспериментально равным различиям будут соответствовать два равных числовых значения [2]. Примерами здесь могут служить исследования интериндивидуальных различий в ощущениях и т. д. Свойства чисел, приписываемых по шкале интервалов, таковы, что они сохраняются неизменными после линейного преобразования.

Шкала отношений применяется тогда, когда экспериментально определяется, что отношение между двумя какими-нибудь значениями равно отношению между двумя другими значениями. Подобные психологические измерения обладают всеми свойствами самых "сильных" физических измерений, таких, как измерение длины или массы. Все арифметические операции имеют смысл применительно к таким числам.

В некоторых случаях перечисленные шкалы являются лишь первым этапом процесса измерения. Например, если мы располагаем для каждого испытуемого тестовой отметкой и оценкой школьной или профессиональной успеваемости, то можно построить производную шкалу "прогноз', назначение которой "состоит в том, что она позволяет приписывать каждому испытуемому популяции, откуда извлечена эта группа, число, которое, будучи функцией отметки в тесте, является наиболее вероятной школьной или профессиональной оценкой этого испытуемого [2].

Мощным аппаратом является факторный анализ, позволяющий получить производные шкалы, отметку в виде фактора, на основе нескольких первичных шкал.

Хотя в настоящее время измерения стали весьма распространеными и в психологических исследованиях, само содержание понятия измерения остается все еще весьма слабо разработанным. Иногда в психологических исследованиях недостаточно ясно определяется, какие величины (или точнее - характеристики) подвергаются измерению. Недостаточно также разработаны статистические вопросы, связанные с практическим применением шкал.

Планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных

Проблема методов исследования занимает в психологии исключительно важное место. Условно их можно разделить на экспериментальные и неэкспериментальные.

Вся система неэкспериментальных методов направлена непосредственно на сбор, регистрацию, "фотографию" некоторого первичного материала через наблюдение, опрос, тесты и т. п. При помощи этих методов добывается эмпирический материал.

Экспериментальные методы подразумевают исследовательскую процедуру, осуществляемую при контролируемых исследователем условиях. Так, характеризуя эксперимент как метод исследования, А. Чапанис писал: "Существенным требованием к эксперименту является строгое выделение одного исследуемого фактора или его вариаций и регистрация тех изменений, которые связаны с действием этого фактора, и на этой основе извлекаются начальные данные". Нужно отметить, что в психологии соблюдение этого требования - дело чрезвычайно трудное. Однако современные методы планирования эксперимента позволяют добиваться расчленения ряда факторов и изолированного рассмотрения каждого из них.

Абстрактно оценивать научную ценность того или иного метода нельзя. Для психологии особенно справедлива мысль, что нет плохого или хорошего метода, есть адекватное или неадекватное его применение.

Обработка эмпирического материала составляет второй этап исследования. Здесь широко применяются методы математической статистики. В связи с комплексным характером зависимостей в психологии используется ряд методов и статистических приемов, направленных на анализ сложных многофакторных структур. Среди них следует отметить вариационный и факторный анализ. Вариационный анализ связан с оценкой влияния целого ряда факторов (независимых переменных). Этот метод применяется почти во всех областях экспериментальной психологии.

Факторный анализ состоит не в установлении зависимости между переменными, а в общем определении составных частей факторной структуры сложного явления.

Нужно отметить, что применение методов факторного анализа получило достаточно широкое распространение в психологических исследованиях сравнительно недавно [5]. Эти методы применяются при изучении типологических особенностей высшей нервной деятельности человека, в исследованиях структуры интеллекта, личности, в социальной психологии и др. Развитие электронно-вычислительной техники позволило пересмотреть точку зрения на применение факторного анализа для исследования сложных многофакторных процессов методом главных компонент. При использовании вычислительных машин этот метод предпочтительнее других способов решения факторизационной задачи. Но наряду с распространением методов математической статистики в обработке результатов экспериментов, эти методы все еще недостаточно применяются в организации и планировании эксперимента. Между тем сейчас на первый план выдвигается проблема организации, постановки и проведения эксперимента. Более сложная и широкая по масштабам организация психологических исследований становится все более необходимой как в теоретическом, так и в практическом плане. В этой связи все большее значение для психологии приобретает математическая теория эксперимента. Идеи этой дисциплины внедряются в настоящее время во многих областях науки и техники, но они все еще не нашли отражения в психологических исследованиях. Остановимся кратко на том, что дает применение этих методов [6 и др.].

В любой экспериментальной работе исследователю приходится иметь дело не только с основным интересующим его фактором, но также со множеством других мешающих ему влияний и воздействий. Если прежде большие усилия затрачивались на стабилизацию этих неучитываемых факторов или на них вообще не обращалось внимания, то теперь использование специальных методов позволяет получить результат с учетом их.

Планирование эксперимента задает четкую логическую схему для всех операций при постановке эксперимента. Исследователь здесь хорошо знает, что и как надо делать и как надо интерпретировать результаты наблюдений.

Применение математической теории эксперимента открывает широкие перспективы улучшения организации и планирования экспериментов, резкого повышения эффективности научных исследований. Важнейшей задачей психологии является овладение этой теорией и ее использование при организации как отдельных исследований, так и их циклов.

Математическое моделирование

В настоящее время все более широкое применение в психологических исследованиях получает построение математических моделей. Достаточно сказать, что уже в 1965 г. в США было издано фундаментальное трехтомное "Руководство по математической психологии", в котором значительное внимание уделено именно проблеме моделирования. Число работ в этой области достигает сейчас внушительных размеров.

Несомненно, использование математического моделирования в психологии имеет большое значение для ее развития. Как уже отмечалось, использование математических методов в психологии осуществляется в разных формах: при статистической обработке результатов наблюдений; при отыскании уравнений, которые описывают соотношение между переменными, изучаемыми в эксперименте, и, наконец, при создании и испытании математических моделей.

Вторая из указанных форм является как бы итогом обработки результатов эксперимента. Однако часто бывает так, что полученная таким образом эмпирическая зависимость выдается за математическую модель исследуемого психологического явления. Это, конечно, неточно. Если статистические методы используются нами для подытоживания данных эксперимента и проверки статистических гипотез, то математическая модель относится к более абстрактному уровню анализа. Модель превосходит описательную систему тем, что она может служить инструментом для предсказания до сих пор не наблюдавшихся событий, и в этом, пожалуй, ее главная ценность.

Моделирование в самой общей форме [7] может быть охарактеризовано как опосредствованное теоретическое и эмпирическое исследование объекта, при котором изучается не сам объект, а некоторая вспомогательная искусственная или естественная система: а) находящаяся в некотором объективном соответствии с познаваемым объектом, отражающая определенные его свойства; б) способная замещать объект в определенных отношениях; в) дающая при ее исследовании информацию о самом моделируемом объекте.

В математических моделях такой вспомогательной системой часто служат знаковые модели, которые построены с помощью логико-математического языка и функционируют по законам этого языка. Часто знаковые модели используются в качестве программ для вычислительных машин, решающих ту или иную исследовательскую задачу.

Математические модели применяются для исследования широкого круга психических процессов: восприятия, решения задач, обучения и др. При этом круг вопросов быстро расширяется и в ряде областей имеются обнадеживающие результаты1.