1. Пороги ощущений. Чувствительность. Субсенсорный диапазон
Пороги бывают двух видов:
Разностные -ощущение различается между 2-мя стимулами
Абсолютные - связаны с ощущением факта воздействия стимула
С помощью порога можно измерить характеристикусистемы восприятия. Величину ее чувствительности: чем выше порог, тем выше должна быть величина стимула
Чувствительность-величина обратная величине порога E=1/p
Субсенсорный диапазон-тот диапазон, где осознанной реакции нет, но кгр, внутр. органы свидетельствуют о получении сигнала
Порог-первый переход между ощущениями испытуемого(разница в показаниях), иными словами когда человек начинает говорить, что чувствует стимул
Соответственно порог изменяется интенсивностью стимула, причем
Есть диапазон, где никто не чувствует сигнал, есть где все чувствуют, но это не интересно, интересен тот диапазон где некоторые ответы положительны, некоторые отрицательны, причем это справедливо даже если испытуемый один....там как раз и находится субсенсорный диапазон...
Фехнер говорит о точном пороге, но следует понимать, что его местоположение условно
Порог связывает интенсивность стимула и момент появления ощущения и его исчезновения(переход в другую модальность или болевые ощущения)
Примером может служить шум, когда звук настолько силен, что начинает ощущаться тактильно..или свет, который слепит-боль...
Кроме того, Фехнер выделяет 4 вида порога
Нижний абсолютный порог ощущения-мин. величина интенсивности стимула, впервые вызывающая ощущения, то есть делит стимул на 2 категории ощущаемые и неощущаемые
Верхний абсолютный порог-мин. величина интенсивности стимула, при котором впервые возникает изменение модальности ощущений(как я упоминала выше, это когда к основной модальности примешивается новая, чаще всего болевая)
Разностный, он же дифференциальный порог-мин. величина различия в интенсивности двух стимулов, впервые воспроизводится как едва заметное различие
Относительный разностный порог-отношение разностного порога и эталона, относительно которого этот разностный порог измеряется
С понятием порога связывают понятия 2 видов чувствительности:
Абсолютная - обратная нижнему абсолютному порогу и разностная-обратная разностому порогу
Величина порога зависит не только от физический факторов сигнала, но и от несенсорных по своей природе (например мотивации)
2. Метод границ
Это самый прямой метод определения порога. При определении разностного порога экспериментатор изменяет сравниваемый стимул малыми шагами в восходящих и нисходящих рядах. Испытуемый при каждом изменении стимула должен сказать, меньше, равен или больше переменный стимул, по сравнению со стандартным. В результате эксперимента определяются значения переменного стимула, соответствующие смене категории ответа. При определении абсолютного порога, задача испытуемого состоит в том, чтобы отвечать, обнаруживает он стимул, или нет.
Абсолютный порог
Испытуемый должен отвечать «да» когда слышит тон, и «нет» - когда он его не слышит в течение определённого времени. Перед основным опытом следует провести несколько тренировочных проб, т.к. словесные инструкции часто дают худший результат, чем тренировка.
Экспериментатор начинает первый ряд со стимула в 24 Гц, испытуемый отвечает «да». Стимул постепенно уменьшается на 1 Гц. На стимуле в 14 Гц испытуемый отвечает «нет». Т.е порог лежит между 14 и 15 Гц. За порог принимается средняя точка – 14,5 Гц, и эта величина записывается как одно из значений абсолютного порога. Затем тот же эксперимент повторяется в восходящем порядке, начиная с 10 Гц, и испытуемый отвечает «Нет», до тех пор пока стимул не становится 16 Гц. Т.о. средняя точка берётся 15,5 Гц. Чередующиеся восходящие и нисходящие ряды повторяются много раз, пока экспериментатор не убедится в единообразия средней величины. После из средних значений вычисляют абсолютный порог (есть три способа, но их результаты одинаковы).
Ошибка привыкания – тенденция сохранять ответ «да» в нисходящий рядах, и наоборот.
Ошибка предвосхищения – связана с ожиданием перемены и, таким образом, сменой ответа «да» на нет» в нисходящем ряду и наоборот
Основная цель чередования нисходящих и восходящих рядов – сбалансировать любую из постоянных ошибок, если они возникают.
Разностный порог
В целом процедура измерения такая же, как и с абсолютным порогом, но используется три, а не две категории. Испытуемый должен соотнести получаемый стимул со стандартным с помощью модальностей «больше», «меньше» и «равно». Если он не может уверенно различить стимулы, он должен угадывать.
Точка Субъективного Равенства (ТСР) – точка, где с наибольшей вероятностью переменный стимул кажется равным стандартному или где число оценок «плюс» и «минус» одинаково. Если она расположена выше стандарта, то это положительная константная ошибка (КО), если ниже – отрицательная.
3. Метод установки
Как следует из названия метода, испытуемый сам манипулирует непрерывно меняющимся сравниваемым стимулом. В некоторых случа¬ях лучше, если манипуляции со сравниваемым стимулом производит экспериментатор, но в наиболее типичной форме этого метода подравни¬вать стимул к данному стандарту должен, согласно инструкции, сам ис¬пытуемый. Он делает это несколько раз. Данный метод применяется главным образом для измерения точки субъективного равенства, хотя он может быть использован и для определения разностного порога. Проиллюстрируем этот метод на данных опыта над иллюзией Мюллера-Лайера. Линии име¬ют одинаковую длину, но линия слева — сравниваемый стимул — ка¬жется длиннее, чем линия справа — стандарт. Выраженность иллюзии можно измерить как константную ошибку (КО) в физических единицах длины. Испытуемый сидит на расстоянии примерно двух метров от аппарата. Линии находятся на уровне его глаз. Он может изменять длину переменной линии, двигая «скобку» туда и обратно, прежде чем сделать окончательную подгонку. Экспериментатор сидит рядом за ширмой, он предъявляет 60 линий и записывает результаты подгонки наблюдателя с точностью до миллиметра. Испытуемый не знает, насколько точны его установки, так как задача опыта заключается только в том, чтобы опре¬делить, совпадают ли установки наблюдателя с физической длиной ли¬нии. Половина подгонок начиналась с переменной линии меньшей дли¬ны, чем стандарт, так что для подгонки требовалось движение от стан¬дарта. Для другой половины переменная линия была установлена на большую длину, чем стандарт, и, следова¬тельно, для подгонки необходимо движение к нему. Еще одно необходимое изменение заключалось в том, чтобы устанавливать переменные линии на различных расстояниях от кажущегося равенства в начале каждой пробы. Пробы «От» и «К» урав¬новешивались, чтобы исключить возможное влияние практики и утомле¬ния. Для этого первые 15 проб делались восходящими, опыт с подгонками следующие 30 — нисходящими и последние 15 — снова восходящими.
Разность между точкой субъективного равенства и установкой на¬блюдателя в каждой отдельной пробе называется переменной ошибкой (ПО) и измеряется по среднему квадратичному отклонению. Поскольку и стандарт и постоянная ошибка неизмен¬ны, распределение оценок наблюдателя прямо отражает переменную ошибку..
Этот метод имеет ряд преимуществ. Одно заклю¬чается в условной статистической обработке данных. Другое преимуще¬ство состоит в том, что такая естественная и прямая экспериментальная процедура более привлекательна для типичного испытуемого, хотя, по-видимому, он предпочел бы получать информацию о том, правильно ли он действует в каждой пробе. Интерес испытуемого поддерживается, так как он сам манипулирует со стимулом, но он может зайти за точку, ко¬торая в данный момент представляется ему точкой равенства. Таким образом, в оценках важную роль играют как моторные навыки, так и время, которое затрачивает испытуемый на каждую оценку. Эти факто¬ры влияют, вероятно, на вариабельность оценок и, следовательно, ско¬рее на порог различения, чем на точку субъективного равенства. В об¬щем, когда наблюдатель манипулирует со стимулом, несколько труднее по сравнению с двумя другими основными психофизическими методами поддерживать постоянными экспериментальные условия. Наконец, многие стимулы невозможно менять непрерывно или малыми шагами. Этот метод не позволяет получить непосредствен¬но значение разностного порога; он дает другую меру того же типа. Ос¬новное преимущество метода подравнивания заключается в простоте и быстроте определения показателей порога при наличии соответствующей аппаратуры. Этот метод трудно использовать при изучении таких сен¬сорных модальностей, в которых два сравниваемых стимула должны предъявляться поочередно (напр., грузы или звуки).
4. Метод констант
Этот метод касается определения стимулов, лежащих в переходной зоне, к которой за одну границу принимаются почти всегда воспринима¬емые стимулы, а за другую — почти никогда не воспринимаемые стиму¬лы. Если стимул или различие между стимулами воспринимается в 50% случаев, то они соответственно указывают положение абсолютного и разностного порогов. Для того, чтобы составить карту всей переходной зоны, обычно выбирают 5-9 различных стимулов в диапазоне от редко замечаемых до почти всегда замечаемых стимулов. При измерении абсо¬лютного порога выбирают такие стимулы, которые лежат по обе сторо¬ны от порога раздражения или абсолютного порога. Обычно исполь¬зуется только две категория ответов — «да» и «нет». «Пустые» пробы (пробы, которые при определении разностного порога стимулы равны, а при определении абсолютного порога стимул не предъявляется) надо включать так, чтобы испытуемый не знал о них. Ответы на «пустые» пробы дают дополнительные сведения относи¬тельно влияния угадывания и других видов субъективных искажений ответа на величину индивидуальных абсолютных порогов. За абсолютный порог обычно принимают такое значение стимула, при котором он вос¬принимается в 50% случаев.
За¬метим, что значение стимула, соответствующее 50%, в переходной зоне абсолютного порога соответствует ТСР в пере¬ходной зоне разностного порога. За последний принимается значение стимула, который оценивается как больший по сравнению со стимулом, соответствующим точке субъективного равенства (как в методе границ) в 75% случаев. Поскольку в течение опыта используются одни и те же стимулы, этот метод называется методом постоянных раздражителей или иногда, когда предъявляется стандартный раздражитель, методом постоянных разностей между раздражителями. В последнем случае про¬ба состоит в сравнении стандартного и одного из сравниваемых стиму¬лов. Для того, чтобы уравновесить серийные эффекты, например, адап¬тацию, сравниваемый стимул в одной половине проб предъявляется пер¬вым, а в другой половине — вторым. Сравниваемые стимулы, как и в случае определения абсолютного порога, предъявляются в случайном порядке, возможно чаще; для каждого значения стимула сравнение производится но крайней море 20 раз. Задача испытуемого — установить по некоторому признаку, какой из сти¬мулов больше — первый или второй. Результаты сводятся в таблицу частот, частот обнаружения ис¬пытуемым раздражителя в случае абсолютного порога (50-процентный уровень) или частот, с которыми каждый сравниваемый стимул оцени¬вается испытуемым как больший, чем стандарт (75-процентный уро¬вень).
Фехнер называл его методом истин¬ных и ложных случаев.
Зачем нужен этот дополнительный метод? В некоторых областях метод установки практически неприменим, так как многие стимулы невозможно изменять непрерывно. Метод границ связан с ошибками привыкания и ожидания, которых можно избежать, пользуясь методом постоянных стимулов, предусматривающим предъявление раздражите¬лей в случайном порядке.
Метод постоянных стимулов гибок, хотя обычно он используется для определения разно¬стного порога, закона Вебера и связанных с ними проблем. В известном смысле этот метод типичен для классической психофизики, которая уде¬ляет особое внимание статистическому и непрямому подходу к психоло¬гическим величинам.
5. Закон Фехнера. Процедура вывода
Два столетия назад, в 1760 г., Бугер исследовал свою способность различать тень, отбрасываемую свечой, если экран, на который падает тень, одновременно освещается другой свечой. В 1834 г. Э.Вебер повторил забытые к тому времени опыты Бугера. Изучая разли¬чение веса, он показал, что минимально воспринимаемая разница в весе представляет собой постоянную величину, равную приблизительно 1/30, т.е. груз в 31 г различается от груза в 30 г; груз в 62 г от груза в 60 г\ 124 г от 120 г и т.д. Такое же постоянство в отношении минимального воспринимаемого прироста раздражения к его исходной величине Вебер установил для зрения (различение длины линий) и слуха (различение высоты тона). Вебер предполагал, что им обнаружен важный общий принцип, однако специального закона он не сформулировал.
Выражение «закон Вебера» принадлежит Фехнеру, но впослед¬ствии укоренилось выражение «закон Вебера—Фехнера», так как роль Фехнера в разработке проблемы измерения ощущений исключительно велика. Фехнер рассуждал следующим образом. Мы не можем измерить ощущение. Мы можем только удостоверить, есть ли ощущение, больше, меньше или равно данное ощущение другому. Но поскольку мы можем измерять стимулы, мы можем измерить и минимальный стимул, необходимый для вызова ощущений или для того, чтобы минимально уси¬лить или минимально ослабить имеющееся в наличии ощущение. Посту¬пая таким образом, мы измеряем чувствительность как величину, обратную порогу.
Фехнер ввел понятие об абсолютной и различительной (или дифференциальной, или разностной) чувствительности: абсолютная чув¬ствительность измеряется абсолютным порогом, т.е. минимальной интен¬сивностью раздражения, вызывающей ощущение, различительная чув¬ствительность измеряется разностным порогом, т.е. минимальным при¬ростом интенсивности раздражения, вызывающим усиление или ослабление ощущения, по отношению к исходной интенсивности раздра¬жения. Так, если груз в 60 г (I) оценивается как равный по весу грузу в 61 г и чуть более легкий, чем груз в 62 г (I1), то минимальный вос¬принимаемый прирост веса будет равен: I=2 г, а разностный порог (отношение Вебера) будет равен: I/I = 1/30
Закон Вебера выражается, таким образом, формулой:
R/R= константа
для едва воспринимаемого прироста величины раздражения R.
Фехнер предположил, что если R/R= константа, то и минимальный прирост ощущения (S) относительно исходного уровня ощущения (S) тоже константа, т.е. S=c*(R/R) где с — константа пропорциональности. Эта формула «основ¬ная формула Фехнера». Введение AS в это уравнение следует рассматри¬вать как заключение Фехнера о равенстве между собой всех S, всех минимальных приростов ощущения. Таким образом, приросты ощуще¬ния S рассматриваются Фехнером как единицы измерения.
Путём соответствующих изменений, Фехнер пришёл к формуле:
S= /k log (R/r)
Это и есть Massformel Фехнера — формула для измерения ощуще¬ний. Шкала S — это шкала едва различимых приростов ощущения над нулем, т.е. ощущением при абсолютном пороге. Затем Фехнер сделал еще одно допущение. Он предположил, что мы можем измерять R, любой надпороговый стимул, его отношением к г, пороговому стимулу. Если, таким образом, принять г за единицу измерения, г = 1, то
S = k log R.
Этой последней формуле Фехнер и дал название «закона Вебера». Выраженная словами, она гласит: величина ощущения пропорцио¬нальна логарифму величины раздражения. Формула эта выведена при ряде условных допущений: во-первых, что единицей R является пороговая величина стимула г; во-вторых, что S = 0 при поро¬ге, т.е. при R = г; в-третьих, что все AS, все минимальные воспринима¬емые приросты величины раздражения, равны между собой. После¬дующие эксперименты показали, что отношение Вебера постоянно не во всем диапазоне интенсивностей раздражения. Тем не менее, несмотря на бесчисленную критику и все ограничения, закон Бугера—Вебера—Фех¬нера имеет достаточно широкую зону приложения.
6. Типы шкал
Шкала
Характеристики
Примеры
Наименований
Объекты классифицированы, а классы обозначены номерами. То, что номер одного класса больше или меньше дру¬гого, еще ничего не говорит о свойствах объектов, за исключением того, что они различаются.
Раса, цвет глаз, номера на футбол¬ках, пол, клинические диагнозы, автомобильные номера, номера страховок.
Порядковая
Соответствующие значения чисел, при¬сваиваемых предметам, отражают коли¬чество свойства, принадлежащего пред¬метам. Равные разности чисел не озна¬чают равных разностей в количествах свойств.
Твердость минералов, награды за заслуги, ранжирование по индиви¬дуальным чертам личности, воен¬ные ранги
Интервальная
Существует единица измерения, при помощи которой предметы можно не только упорядочить, но и приписать им числа так, чтобы равные разности чисел, присвоенных предметам, отражали рав¬ные различия в количествах измеряемо¬го свойства. Нулевая точка интерваль¬ной шкалы произвольна и не указывает на отсутствие свойства.
Календарное время, шкалы температур по Фаренгейту и Цельсию.
Отношений
Числа, присвоенные предметам, обла¬дают всеми свойствами объектов интер¬вальной шкалы, но, помимо этого, на шкале существует абсолютный нуль. Значение нуль свидетельствует об от¬сутствии оцениваемого свойства. Отно¬шения чисел, присвоенных в измерении, отражают количественные отношения измеряемого свойства Рост, вес, время, температура по Кельвину (абсолютный нуль).
Вопрос 7. Метод ранжирования
Другое название этого метода — метод качественного упорядочи¬вания. Оно говорит само за себя; испытуемый упорядочивает по данно¬му признаку предъявленное число образцов. Так получают один ранго¬вый порядок. Одни и те же образцы упорядочиваются несколько раз, обычно разными наблюдателями и для каждого образца подсчитывается средний ранг. Этот метод очень удобен, когда мы имеем дело с большим количеством образцов. Обычно несколько образцов предъявляют одновре¬менно и позволяют испытуемому выбирать один ранговый порядок так долго, как он пожелает. Когда много образцов, его могут попросить гру¬бо рассортировать их по качествам (классам) до того, как он приступит к окончательному ранжированию.
Одной из первых работ, связанных с методом ранжирования, была работа Кэттелла с уточнениями и дополнениями его учеников (Самнера, Торндайка, и т. д.). Тем временем Спирман показал, как использовать порядковые ряды при измерениях кор¬реляции — важный вклад в метод.
Кэттелл воспользовался методом ранжирования для определения лидеров любой естественной науки в оценке их коллег. Он предложил 10 психологам проранжировать 200 американцев, которые претендовали на звание психолога. Десять судей работали самостоятельно, независимо друг от друга. Затем Кэттелл подсчитал среднее всех 10 рангов, определен¬ных для каждого психолога. Он опубликовал перечень самых высоких средних рангов в 1903 г. и открыл имена людей в 1933 г. Наша таблица включает в себя 51 имя и их порядок. Некоторые из людей были скорее философами, чем психологами; некоторые лица, стоящие вблизи или на некотором расстоянии от конца таблицы, были молодыми людьми, кото¬рых еще рано было посвящать в рыцари. Что касается значимости такого списка, то мы не можем сделать ничего лучшего, чем привести цитату из оригинала — статьи Кэттелла: «Следует четко отметить, что эти оценки дают только то, что они открыто могут дать, а именно, результирующее мнение 10 компетентных судей. Они показывают репутацию человека у экспертов, но совсем не обязательно его способности или вклад (в науку). Не исключены постоянные ошибки, которые происходят из-за того, что он известен больше или меньше. Однако нет других критериев для оценки деятельности человека помимо той, которая получена от большинства ком¬петентных судей».
Мы имеем здесь нечто подобное нормальному распределению; мы имеем только верхнюю четверть такого распределения, четверть, которая сама является выделенной группой женщин и мужчин, уже получивших степень и положение учителя. Мы не можем использовать эти данные для создания шкалы превосходства или репутации, имеющей в основании аб¬солютный нуль. Мы можем несколько улучшить шкалу, взяв человека, занявшего верхнее место на шкале в качестве отсчетной точки и спросить, кто вдвое менее хорош, чем Вильям Джемс. Но это будет уже другой экс¬перимент. Что можно получить от средних рангов кроме их положения?
Средние ранги ведущих американских психологов 1903 г.
1.0. Вильям Джемс 3.7. Дж. Мак Кин Кэттелл
4.1. Хьюго Мюнстерберг
4.4. Г. Стенли Халл
7.5. Дж. Марк Болдуин
7.5. Эдвард Б. Титченер
7.6. Ионна Ройс
9.2. Георг Т. Лэдд 9.6. Джон Девэй
11.6. Иозеф Ястров 12.3. Эдмонд К. Сэнфорд
16.8. Мэри В. Калкинс 17.1. Вильям Л. Бриан
17.9. Георг С. Фаллертон
18.7. Георг М. Страттон
19.3. Эдвард Л. Торндайк 19.6. Эдмонд В. Делабарре 21.6. Эдвард В. Скрипчер
Давайте посмотрим, насколько сходятся вместе средние ранги у ос¬нования таблицы. Допустим, что мы имеем 10 весов, каждый из них очень хорошо отличается от другого, и просим дюжину наблюдателей упорядо¬чить их. Каждый наблюдатель упорядочивает их одним и тем же образом, и средними рангами будут 1, 2, 3,.. 9, 10. Но допустим, что мы проводим тот же эксперимент с 10 равными весами: каждый наблюдатель упорядо¬чивает их в свой, отличающийся от других, ряд, и все средние ранги бу¬дут приблизительно одними и теми же (одинаковыми). Теперь пусть веса немного отличаются друг от друга так, что каждый наблюдатель будет склонен сделать несколько ошибок: средние ранги будут лежать между двумя упомянутыми экстремумами и они будут точно соответствовать ряду объективных весов.
В этом заложен полезный принцип. Предлагая достаточному числу компетентных судей ранжировать некоторые образцы, получаем почти равные средние ранги там, где образцы почти равны, и сильно отличаю¬щиеся, когда образцы заметно не равны; короче, средние ранги будут правильно соответствовать образцам и в порядке, и в пространстве.
Из списка психологов мы извлекаем, что номера 2, 3, 4 примерно одинаковы по психологической ценности, насколько это показало время; то же самое можно сказать о трех следующих людях и о последних двенад¬цати. Мы можем сделать вывод, что точный порядок, как утверждает Кэт¬телл, очень неопределенен в том случае, когда средние ранги примерно равны.
Для более полного использования этого метода должно быть опре¬деленное число образцов; все они классифицируются каждым из испы¬туемых. Тогда можно, как показано в первом издании этой книги, изме¬рить количество согласий и несогласий среди судей. Мы покажем, как один и тот же вид шкалы можно получить из ранжирования и парных сравнений. Ранжирование можно свести к частотам выбора (С) и затем к величинам p и z.
Вопрос 8. Парное сравнение
Существуют, по крайней мере, два метода шкалирования — шкали¬рование отношений возвращает к работе Фехнера — пионера в области эк¬спериментальной эстетики и его методу выбора. Этот устаревший метод был использован Фехнером при изучении эстетической оценки различных вари¬антов прямоугольников. Он изготавливал картонные ящички, стороны ко¬торых изменялись в пределах от квадрата до узкого прямоугольника и раз¬брасывал их в случайном порядке на столе. Фехнер проводил эксперимент с несколькими сотнями людей, предлагая каждому выбрать наиболее и наи¬менее приятные формы фигурок, разбросанных на столе. Затем он мог ис¬пользовать относительную частоту выбора в качестве показателя и таким способом определял эстетическую ценность каждого прямоугольника. Бла¬гоприятные выборы падают, в основном, на середину серии (около золотой серединки), а неблагоприятные — в экстремальных направлениях.
Две наиболее совершенные формы выбора известны как метод ранжи¬рования и метод парных сравнений. Если бы Фехнер попросил распределить все приятные прямоугольники в одном конце, а неприятные — в другом, то такое категоричное распоряжение дало бы больше дополнительной ин¬формации. Если бы показывал он только два прямоугольника одновремен¬но и просил бы испытуемого выбрать наиболее приятный, то, проделывая то же самое со всеми парами, Фехнер опять-таки мог бы получить больше информации, чем методом выбора. Или он мог бы взять определенный пря¬моугольник в качестве стандарта. Предъявляя стандарт в паре со сравнива¬емыми, он получил бы оценку сравниваемого как более или менее прият¬ного, чем стандартный, подобно тому, как это делается методом постоянных раздражителей. Это последнее предположение недостаточно обосновано пси¬хологически в изучении эстетических или других величин потому, что ис¬пытуемый как бы пресыщается стандартными стимулами. Однако мы уви¬дим, что с точки зрения логики и математики метод парных сравнений является сокращенным методом постоянных раздражителей. Кроме того, метод ранжирования сводится к методу парных сравнений.
Метод парных сравнений введен Коном1 при изучении предпочитаемости цветов. Его часто признают в качестве наиболее адекватного способа получения надежных оценок. Задача испытуемого в любой момент уп¬рощается до предела, потому что перед ним только два образца. Он срав¬нивает их в определенном отношении, переходит к другой паре и так до тех пор, пока не оценит всех образцов. Если каждый образец сочетается с каж¬дым другим, то количество пар равно …, что составляет 45 пар из 10 образцов или 190 из 20. «Работа» может иногда сокращаться: можно раз¬делить серию образцов на две или более частных серий. Предъявляя все пары стимулов в случайной последовательности, экспериментатор может избавиться от временной и пространственной ошибок, помещая каждый образец первым в одной паре и вторым в другой. В индивидуальных экс¬периментах он может приготовить бланк регистрации в форме таблицы (см. табл. 1). Каждый образец представлен в строчке и колонке. Если, на¬пример, испытуемый предпочитает G букве В, то буква G записывается на пересечении колонки G и строчки В. Когда все выборы уже сделаны, экс¬периментатор подсчитывает все G, занесенные в таблицу в строчке G или колонке G и записывает количества под колонкой G. Таким образом, экс¬периментатор узнает частоты выборов (С-частоты). Когда перед наблюда¬телем 10 образцов, каждый сравнивается с оставшимися девятью; чтобы получить процентное или вероятностное выражение, каждое значение С делится на 9 или в общем виде на (п-1). Возможна определенная провер¬ка: сумма показателей С-частот должна быть равна п(" ~ 1), средняя вели¬чина р должна быть равна 0,50. 2
Вопрос 9. Метод равных сенсорных расстояний
Имеется ряд методов, в которых испытуемый пытается выбрать или согласовать серию стимулов так, чтобы они отмечали субъективно рав¬ные расстояния на некотором континууме. Первый из них — «деление интервала пополам» — был использован Плато в 1850 г. Он просил ху¬дожников воссоздать серый тон, который является средним между чер¬ным и белым. Иными словами, субъективное расстояние между белым и серым было таким же, как между черным и серым. Метод разработан Дельбефом, Мюллером и Титченером (1905). Основной целью была про¬верка справедливости закона Фехнера. Если бы средняя точка совпадала со средним геометрическим, а не средним арифметическим, то Фехнер оказался бы прав. Иногда точка приходилась на одно среднее, иногда на другое; случалось и так, что она оказывалась где-то между ними. Мы не будем рассматривать старые доказательства, которым Титченер посвятил целый раздел своей книги. Понятно, что этот метод подвержен тем же ошибкам, что и метод фракционирования. В самом деле, метод деления интервала пополам очень похож на метод деления пополам величины. Единственным различием является то, что метод деления пополам может давать истинный нуль для шкалы.
Эксперимент Сенфорда. Конечно, нет причины ограничивать экспери¬менты делением пополам. Можно раздробить субъективное расстояние на любое количество равных интервалов. В эксперименте по взвешиванию Сен¬форда 108 пакетов, ранжированных от 5 до 100 г, раскладываются на пять кучек с приблизительно равными сенсорными расстояниями между ними. Если среднее от всех весов, помещенных в каждую кучку, нанести на орди¬нату в логарифмическом масштабе, а субъективные величины в линейном масштабе — на абсциссу, то по закону Фехнера точки должны лечь на пря¬мой линии. <...>
Метод оценки величины, вопрос 10
Метод оценки величины имеет дело с отношениями как таковыми и требует, чтобы испытуемый приписал числа последовательности стиму¬лов при инструкции выбирать числа, пропорциональные воспринимае¬мым величинам ощущений. Экспериментатор может задать меру (модуль) предъявлением некоторого стимула и дать ему некоторое особое значе¬ние, например, 10, или он может представить испытуемому возможность самому свободно выбрать свой модуль. (Замечание: если оценка величи¬ны дает асимметричное распределение, как обычно бывает, то желатель¬но подсчитывать медианы вместо средних арифметических).
Метод оценки отношений, вопрос 11
Метод оценки отношения обратен по процедуре методу установ¬ления отношения. Вместо того, чтобы задать отношения заранее, экспе¬риментатор подает два (или более) стимула и просит испытуемого на¬звать отношения между ними. Испытуемый может дать прямую оценку отношений, как и в первых опытах Ричардсона и Росса, или он вынуж¬ден будет выразить отношение при помощи деления заданного числа точек на две группы, пропорциональные двум стимулам по способу, предложенному Метфесселем. Принуждение, включенное в так называ¬емый метод «постоянной суммы», содержит очевидные недостатки, кото¬рые проявляются при работе с большим диапазоном отношений.
Метод установления величины, вопрос 12
Метод оценки величины является логически обратным методу уста¬новки величины; этим методом больше всего пренебрегали. Вместо предъявления серии стимулов в случайном порядке и вместо того, чтобы просить испытуемого оценить их воспринимаемые величины, эксперимен¬татор может назвать различные величины и попросить испытуемого отре¬гулировать стимулы таким образом, чтобы они были пропорциональны субъективным величинам. Подобно любому методу, он имеет, вероятно, свои достоинства и свои недостатки, и интересно выяснить величины, по крайней мере, некоторых из них.
Одно мы знаем точно — это то, что при использовании этого мето¬да экспериментатор должен сопротивляться любому импульсу, который побуждал бы его обозначить верх или низ диапазона. В противном слу¬чае эта задача превращается в одну из задач категориального шкалиро¬вания. В некоторых более ранних экспериментах мы использовали по¬добный метод, который можно назвать установлением категорий, чтобы получить семиточечную шкалу категорий для громкости. Мы предъяв¬ляли два уровня, которые обозначались как 1 и 7, а затем просили ис¬пытуемых воспроизводить в случайном порядке остальные категории. Результаты были подобны обычным оценкам категорий, полученным для континуума класса 1: функция была выпукла вниз, когда график вычерчивался против шкалы сонов (по оси абсцисс).
Установление величины производилось в эксперименте, в котором ля обозначения величины мы предпочитали яркость, а не число. Мы устанавливали яркость одного тест-объекта на разных уровнях и проси¬ли испытуемых отрегулировать шум таким образом, чтобы его громкость казалась столь же сильной, как и яркость света. Хотя это исследование (проводимое Дж.Стивенсом) еще не закончено, результаты, по-видимому, вполне соответствуют тому, что мы знаем относительно субъективных шкал для громкости и яркости. Интенсивности белого шума пропорцио¬нальны в грубом приближении интенсивностям белого света, что явно предполагает, что громкость и яркость являются сходными функциями интенсивности.
Метод установления отношений, вопрос 13
Второй класс методов, который появился в истории первым, получил название фракционирования, так как обычная процедура метода требует от испытуемого, чтобы он уста¬новил (выбрал) стимул для получения ощущения, оцениваемого как по¬ловина ощущения, вызванного стандартным стимулом. Другие дроби так¬же используются и дают содержательные результаты. Фракционирование в этом смысле является только частью более общего метода. Другая часть, которую можно назвать умножением или мультипликацией включает в себя дополнительную процедуру, требующую, чтобы испытуемый иден¬тифицировал или установил предписанное отношение, которое больше единицы, т.е. переменный стимул в два, три и т.д. раза больше заданно¬го стандарта. Эта процедура использовалась, вероятно, не так часто, как следовало бы; в пользу этого есть достаточно оснований, показывающих, что применение процедуры удвоения в качестве дополнительной к деле¬нию пополам дает возможность сбалансировать определенные системати¬ческие отклонения.
Эти две процедуры вместе могут быть названы установлением от¬ношения. Установление отношений может осуществляться различными способами. Так, экспериментатор может разрешить испытуемому регули¬ровать стимул для того, чтобы получить предписанное отношение к стан¬дарту, или же экспериментатор может сам установить стимул и спросить испытуемого, имеет ли место предписанное отношение (метод «постоян¬ных стимулов»).
Интересный вариант установления отношений включает фиксацию двух яркостей для того, чтобы определить кажущееся отношение, кото¬рое испытуемый должен воспроизвести, устанавливая две громкости в том же самом кажущемся отношении. В эксперименте, проведенном Дж.Стивенсом, физическое отношение (децибелы), устанавливаемое испы¬туемыми между интенсивностями белого шума, приблизительно совпада¬ет с отношением, которое экспериментатор устанавливает между интен¬сивностями двух белых поверхностей.
Вопрос 14. психофизическая шкала сонов.
Какой вид будет иметь такая шкала, если ее поместить вдоль шка¬лы физической интенсивности? Ответ можно получить, рассмотрев рис.1. Громкость — мера силы звукового ощущения, представлена в зависимо¬сти от интенсивности стимула в децибелах (см. подпись к рис. 1). Уве¬личение оценки громкости по мере увеличения интенсивности стимула изображено сплошной линией, названной «шкалой сонов». Сон — еди¬ницы громкости. Один сон — громкость тона, частота которого равна 1000 Гц, а интенсивность — 40 дБ над абсолютным порогом. Два сона равны удвоенной громкости, три сона — утроенной громкости и т.д. Крутой участок кривой означает, что при высоких интенсивностях зву¬ка громкость возрастает быстрее. По определению, один сон получают при тоне 40 дБ. Видно, что 2 сона имеют место при тоне 55, 7 сонов — при 60, 13 сонов — при 70, 25 сонов — при 80, 50 сонов — при 90 дБ над абсолютным порогом. При низких уровнях интенсивности звука мы должны сильно продвинуться по нашей логарифмической шкале физи¬ческой энергии, чтобы получить незначительное возрастание громкости, но при высоких интенсивностях сравнительно небольшое увеличение энергии ведет к громадному изменению громкости. Указанные выше со¬отношения получены эмпирически в результате тщательных эксперимен¬тов. Для упрощения расчетов громкости было принято международное соглашение о том, что увеличение интенсивности на 10 дБ удваивает громкость. Итак, громкость звука, интенсивность которого равна 40 дБ, составляет 1 сон; 50 дБ — 2; 60 дБ — 4; 70 дБ — 8 и т.д.
Прерывистая линия (рис. 1), названная шкалой «децибел», показы¬вает, как увеличилась бы громкость, если бы выполнялся закон Фехнера, так как на горизонтальной оси отложены логарифмические единицы — децибел тоже является логарифмической единицей — интенсивность ощу¬щения должна быть связана с ней линейно. Ясно видно большое расхож¬дение между предсказаниями закона Фехнера и результатами измерений по методу фракционирования.
Вопрос 15, метод Стивенсона
Стивенс сформулировал степенной закон: сила ощущения- это степенная функция от изменения интенсивности стимула.
Вывод закона Стивенса:
1. Принимается справедливость закона Бугера- Вебера о том, что величина относительного порога постоянна во всем диапазоне изменения величины стимула: S/S=k
2. Постулируется равенство отношений ЕЗР к величине самого ощущения во всем диапазоне изменения ощущений:
(R/R)=C2 , отсюда (S/kS)=(R/ C2R)=1
3. Вопреки собственным представлениям о дискретности сенсорной шкалы предполагается непрерывность сенсорной оси и, следовательно, адекватность использования математических операций дифференцирования и интегрирования.
4. (dS/kS)=(dR/ C2R) , а затем
5. (C2/k)dS/S=dR/R
6. Вывод окончательной формулы: (C2/k)lnS+C4=lnR или C4SC2/k=R+C5
7. и, наконец: R=CSn+d
1. Мы можем попросить человека прямо оценить величину своего ощущения, используя числа, и его числовые оценки будут достаточно надежно отражать величину ощущения.
2. Величина ЕЗР не может быть постоянной, а увеличивается с ростом интенсивности самого ощущения
16. Критика Стивенсом постулата Фехнера
Позиция Фехнера:
Мы не можем измерить величину ощущения прямо, поэтому мы будем делать это косвенно, оценивая ее в единицах интенсивности стимула. Для построения психофизической функции вводится нулевая точка на оси ощущений- абсолютный порог. В качестве единицы измерения ощущений вводится ЕЗР – величина стимула, соответствующая ощущению едва заметного различия,. которое можно оценить в ходе опыта, измеряя разностные пороги. Т. е. если нам нужно измерить субъективное расстояние между двумя ощущениями, то мы измеряем его на сенсорной оси в количестве ступеней ЕРЗ. Фехнер сформулировал логарифмический закон- сила ощущения изменяется пропорционально логарифму интенсивности стимула.
Стивенс:
Мы можем попросить человека прямо оценить величину своего ощущения, используя числа, и его числовые оценки будут достаточно надежно отражать величину ощущения. Стивенс сформулировал степенной закон: сила ощущения- это степенная функция от изменения интенсивности стимула.
Между Фехнером и Стивенсом существует одно принципиальное различие: каким образом вводится единица измерения на сенсорной оси. Первый постулировал равенство ЕЗР, полагая, что величины наших ощущений пороговых различий стимулов неизменны несмотря на изменение интенсивности ощущений, и фактически признавал существование субъективного аналога закона Бугера - Вебера. Второй принципиально отвергал такую возможность, вводя предположение о равенстве относительных ЕЗР, полагая, что величина ЕЗР не может быть постоянной, а увеличивается с ростом интенсивности самого ощущения. Понятно, что проверить справедливость принятых постулатов довольно трудно. Более того, результаты экспериментов показывают, что в виду значительного сходства для ряда сенсорных модальностей, получаемых в опыте психофизических функций, даже с помощью современных статистических методов достаточно сложно оценить, какой математической функцией (логарифмической или степенной) в наилучшей степени описываются полученные данные.
Современные исследования показали, что справедливость закона Бугера – Вебера имеет ограниченный характер: отношение S/S не является постоянным на всем диапазоне изменения стимула. Оно уменьшается при малых интенсивностях стимула, увеличивается при высоких и неизменно лишь в среднем диапазоне интенсивностей.
Вопрос 17. метод кроссмодальных различий.
Однако интересно не то, уверены или не уверены мы в полноценнос¬ти этого метода. Интересно другое, можем ли мы подтвердить правиль¬ность степенного закона, вообще не предлагая наблюдателям производить численные оценки? Если да, то можем ли мы проверить правильность от¬ношений между показателями, приведенными в табл. 1? Утвердительный ответ на этот вопрос дают результаты проведения эксперимента по методу, согласно которому наблюдатель производит уравнивание интенсивностей ощущений двух различных модальностей. Посредством таких межмодаль¬ных сравнений, производимых при разных интенсивностях стимуляций, можно получить «функцию равных ощущений», а затем сравнить ее с та¬кой же функцией, предсказанной на основании величин показателей для этих двух модальностей.
Если обе модальности при соответствующем выборе единиц описы¬ваются уравнениями:
S1 = R1 m и S2 = R2n
и если субъективные величины St и S2 уравниваются путем меж¬модального сравнения на различных уровнях стимуляции, то результи¬рующая функция равных ощущений примет вид:
R1 m = R2n
Или в логарифмах
log R1 = (n\m) log R 2.
Иначе говоря, в логарифмических координатах функция равных ощущений будет прямой линией, наклон которой определяется отноше¬нием двух данных показателей.
Что касается самого эксперимента, то вопрос заключается в том, способны ли наблюдатели делать межмодальные сравнения и могут ли быть предсказаны эти сравнения, исходя из шкалы отношений кажущих¬ся величин, определяемой независимо путем оценки величин? Способ¬ность наблюдателей высказывать простые суждения о кажущемся равен¬стве была твердо установлена в другом контексте. <...>
Звук и механическая вибрация являются такими стимулами, ка¬жущуюся силу которых приравнять сравнительно легко. В качестве зву¬ка в экспериментах использовался шум умеренно низкой частоты. Вибрация имела постоянную частоту (60 Гц) и подавалась на кончик средне¬го пальца1.
Соотнесение кажущейся интенсивности звука и вибрации проводи¬лось в двух дополняющих друг друга экспериментах. В одном из них звук подравнивался под вибрацию, в другом вибрация подравнивалась под звук. И звук и вибрация подавались одновременно. 10 наблюдателей про¬изводили в кажддм эксперименте два подравнивания на каждой интен¬сивности.
Результаты этих экспериментов приведены на рис. 3. Кружочки обозначают средние уровни вибрации в децибелах, к которым подравни¬вались звуки, а квадратики — средние уровни звука в децибелах, к ко¬торым подравнивалась вибрация. Оси координат даны в децибелах отно¬сительно ориентировочно определенных порогов обоих раздражителей.
Интересно, что на рис. 3 наклон линии равен 0,6, т.е. близок к нак¬лону, требуемому отношением показателей двух функций, полученных отдельно для звука и вибрации методом оценки величин. Эта зависимость в основном линейна, и, следовательно, в диапазоне использованных сти¬мулов как громкость, так и вибрация подчиняются степенному закону.
18. Основные положения теории обнаружения сигналов
В экспериментально найденных значениях абсолютного порога, есть стимулы определенной интенсивности, которые наблюдатель иногда обнаруживает, а иногда — нет. Иными сло¬вами, стимулы одной и той же интенсивности порой фиксируются, а порой — нет. Это изменение распознаваемости стимулов одной и той же интенсивности красноречиво свидетельствует об изменении величины порога во времени. Подобный вывод — серьезный вызов утверждению о том, что точная вели¬чина интенсивности отличает распознаваемые стимулы от тех, которые нельзя распознать.
Чтобы понять эту проблему порога, следует вспомнить, что во мно¬гих житейских ситуациях мы зачастую не уверены в том, перешли ли порог чувствительности, т.е. правильно ли восприняли слабый или по¬граничный сигнал. Разве мы действительно слышим телефонный звонок, когда косим траву на лужайке, или стук в дверь, стоя под душем.
В качестве примера такой неопределенной (неоднозначной) ситуа¬ции представьте себе, что вы в одиночестве с нетерпением ждете возвра¬щения подруги. Вы знаете, что сигналом, возвещающим ее возвращение, станут шаги на лестнице. С точки зрения психофизики это означает, что вы будете прислушиваться к определенному звуку — к звуку шагов. Поскольку этот звук возникнет за пределами комнаты, он будет слабым, слышным на фоне других постоянных звуков. В подобной ситуации вы либо можете услышать звук шагов, когда он действительно раздастся, либо вам покажется, что вы его слышите, когда никого не будет поблизости. Ра¬зумеется, вы стараетесь создать некий сенсорный образ звука шагов. Вы также пытаетесь разобраться в разных звуках — в тех, которые вы действительно слышите, и в тех, которые вам кажутся. Вполне может случиться, что когда действительно раздастся звук шагов, вы не услы¬шите его, но может быть и по-другому: вы будете уверены, что слыши¬те шаги.
Внимание наблюдателя в ходе эксперимента, мотивация выполнения задания, связанное с обнаружением сигнала, и другие аналогичные несенсорные факторы – всё это принято называть искажением ответа, и которые влияют на вывод наблюдателя о наличие или отсутствие сигнала.
Для мозга характерна спонтанная нейронная активность. Эта спонтанная сенсорно-нейронная активность частично является результатом неупорядоченного возникновения потенциалов действия. Эту активность сравнивают с помехами на радио и считают некой формой постороннего фонового шума (Ш) в сенсорной системе. Шум так же может включать случайные последствия усталости и влияние таких причин, как уровень внимания или мотивация. Т.к. шум не является частью внешнего раздражителя, он может существенно повлиять на обнаружение слабого сигнала.
Критерий. Задание выполняемое наблюдателем, связано с определением того, является ли испытываемое им ощущение результатом сигнала или только шума. Согласно Теории Обнаружения Стимула (ТОС), наблюдатели вырабатывают «проходной балл», или критерий результирующей сенсорной активности. Обычно его обозначают греческой буквой .
Матрица результатов. В зависимости от соотношения сенсорной активности и критерия наблюдателя, возможно 4-ре ответа.
Попадание – это положительный ответ и правильное обнаружение сигнала.
Ложная тревога – это положительный ответ, данный при отсутствии сигнала.
Промах – это отрицательный ответ, данный тогда, когда сигнал предъявлен.
Правильное отрицание – отрицательный ответ, когда нет сигнала.
Ошибочные ответы связаны с перекрытием «шума» истинных сенсорных эффектов.
Влияние критериев: ожидания и мотивация
Первый критерий – изменения уровня сенсорного шума.
Второй критерий – ожидание сигнала. В эксперименте вероятность того, что сигнал будет предъявлен в данный момент, может изменяться. Это создаёт условия для несенсорного искажения ответа – ожидания.
Второй несенсорной причиной искажения является мотивация получения конкретного результата, например заинтересованность наблюдателя в последствиях его ответа.
