Измерение ощущений. 
Психология общая и экспериментальная

Методы исследования интенсивности ощущений

Переходя к количественной стороне ощущений (т. е., главным образом, к их интенсивности), я прежде всего должен сказать, что исследование интенсивности ощущений в течение очень долгого времени привлекало к себе огромный интерес, и психологи. затратили массу энергии на разработку этой области. Этот интерес вполне понятен. Дело в том, что именно в области ощущений возможно наиболее точное измерение внешних раздражителей, действующих на нашу психику. Поэтому именно в этой области были впервые сделаны попытки ввести математику и измерение в область психологии.

Еще Кант во второй половине XVIII столетия не допускал возможности, чтобы психология могла когда-нибудь сделаться точной наукой в том смысле, в каком мы применяем этот термин к естественным наукам. Главное основание он видел в том, что в психологии невозможно измерение. В то время как внешние предметы имеют два измерения — во времени и в пространстве, психологические процессы, как считал Кант, могут протекать только во времени. Пространственности психические явления не имеют и, следовательно, измерению они недоступны. Но уже в начале XIX столетия немецкий философ Гербарт предпринимает подробно разработанную и теоретически обоснованную попытку ввести в область психологии измерение и, следовательно, дать психологии возможность сделаться точной наукой. У Гербарта эта попытка носит еще чисто теоретический, умозрительный характер. Впоследствии же, благодаря работам Вебера и исследованиям Фехнера, явилась возможность фактического обоснования этих предположений, и именно путем приложения к измерению психических явлений экспериментального метода.

Так как в течение очень продолжительного времени попытки ввести измерение в психологии ограничивались почти исключительно областью ощущений и простейших восприятий, то я и остановлюсь прежде всего на методах, применявшихся к исследованию ощущений.

Первым методом является метод постепенных изменений, или метод едва заметных разниц.

Я уже демонстрировал вам этот метод в опыте с часами: испытуемый сидит, обернувшись к экспериментатору; экспериментатор, держащий в руке карманные часы, отходит от него на такое расстояние, что тиканье часов не слышно ему, затем постепенно приближается к нему, пока испытуемый не скажет, наконец, что слышит едва заметное тиканье часов. Этим путем устанавливается минимальный порог раздражения, или та минимальная интенсивность раздражителя, которая еще может быть воспринята испытуемым. Затем экспериментатор подходит еще ближе и просит сказать, когда ощущение станет чуть-чуть больше, т. е. старается установить разностный порог раздражения, соответствующий едва заметному приросту ощущения.

В смысле точности опыт с часами, конечно, примитивен; для более точных исследований существуют особые приборы, где постепенный прирост раздражителя может быть точно измерен и выражен в цифрах. Метод едва заметных различий может применяться нс только в области слуховых.

по и в области всех остальных родов ощущений. Вы можете взять кар тонный экран, в середине которого вставлен кружок из промасленной бумаги Находящийся сзади источник света постепенно придвигается к экрану, и испытуемый должен отметить тот момент, когда он, наконец, заметил прирост интенсивности освещения. Мерилом раздражителя служит расстояние, на которое пришлось передвинуть источник света (разносный порог раздражения).

При подобного рода исследованиях необходимо производить не только опыты с постепенным увеличением раздражения, но также и опыты с постепенным его уменьшением (например, отодвигая от испытуемого источник света или звука). Обычно ставят несколько повторных исследований с постепенным усилением раздражителя, а затем с постепенным его ослаблением; записывают те и другие результаты и берут среднюю величину.

Второй метод — это так называемый метод истинных и ложных случаев.

Производится соответствующий опыт с прибором академика Бехтерева для исследования слуховых ощущений.* Экспериментатор дает один за другим два раздражения (например, два звука), отличающиеся друг от друга на величину, несколько меньшую, чем разностный порог; испытуемый должен сказать, которое раздражение было сильнее. Опыт повторяется много раз, и затем результат вычисляется по формуле —, т. е. берется отношение числа верных ответов (г) к общему числу опытов (п). Обычно принимают, что если число правильных ответов больше половины, то мы уже имеем известные шансы за то, что здесь была не простая случайность, а известное распознавание. Если же число правильных ответов достигает 75%, то процесс различения, несомненно, здесь происходит. Существуют сложные формулы для того, чтобы из результатов, полученных при помощи метода истинных и ложных случаев, получить непосредственно величину разностного порога для данного случая. Но эти сложные приемы имеют значение лишь для специальных исследований, почему я и не буду здесь о них распространяться.

Третий метод — это метод средней ошибки.

Производится опыт с прибором д-ра Владимирского для исследования глазомера. Экспериментатор подвигает справа налево черную нить, укрепленную вертикально, и просит испытуемого сказать, когда эта линия будет находиться посредине. На задней стороне прибора нанесены деления в миллиметрах, и по этим делениям можно судить о величине сделанной испытуемым ошибки. Повторив этот опыт много раз, вычисляют затем среднее из всех сделанных в том и другом направлении ошибок, а также среднее колебание в величине этих ошибок.

Эти три метода наиболее часто употребляются при исследовании ощущений, а также при изучении отношений, существующих между ощущениями и соответствующими им разражителями. Этот последний вопрос — об отношении между интенсивностью ощущения и интенсивностью раздражения — был впервые подробно исследован немецким физиологом Э. Г. Вебером. Поэтому и установленный им закон известен под именем закона Вебера.

Вебер работал над восприятием длины линий и над пространственными ощущениями кожи, исследуя эти последние при помощи прикосновения двумя концами циркуля к коже. Опыты эти показали, что прирост ощущения не прямо пропорционален приросту раздражения, но что чем больше абсолютная величина раздражения, тем больший нужен прирост для того, чтобы он был воспринят испытуемым. Например, на коллективном опыте с падающими шариками я показал вам, что на таком уровне, когда звук сравнительно слабый, известная разница ясно ощущается большинством испытуемых, но когда мы производим тот же опыт на более высоком уровне, взяв ту же самую разницу в интенсивности звуков, то огромное большинство ответов уже не соответствует действительности: для получения того же количества правильных ответов, как и раньше, приходится значительно увеличить разницу между двумя звуками.

Вебер установил, что величина нужного прироста раздражения находится в известном постоянном отношении к абсолютной величине раздражения. Для ощущений давления и для звуковых ощущений это отношение равняется 1/3; так, например, если мы имеем на руке тяжесть в 9 граммов и будем исследовать по методу минимальных изменений, какой прирост нужен, чтобы испытуемый почувствовал едва заметный прирост ощущений, то увидим, что надо довести тяжесть до 12 граммов. Если основная тяжесть равна 60 граммам, то надо увеличить ее на 20 граммов и т. д. Для световых ощущений величина прироста должна равняться 1/100 основного раздражения, а для ощущений мышечного чувства 1/17. Итак, закон Вебера состоит в следующем: для получения едва заметного прироста ощущения раздражитель должен возрастать таким образом, чтобы величина прироста находилась к величине раздражителя всегда в одном и том же отношении, причем для каждого определенного рода ощущений это отношение остается постоянным.

Впоследствии Фехнер воспользовался этим законом, видоизменив его известным образом для того, чтобы доказать возможность применения математики к психологии.

Если мы обозначим едва заметный прирост ощущения через К, абсолютную величину раздражения через R, а прирост его через AR, то вышеозначенное положение представится в виде следующей ли формулы:

причем С обозначает постоянную величину.

Это можно изобразить графически.

На графике видно, что при одинаковых приростах ощущения К (AM, МР, PR и т. д.) раздражение R (АС, MN, PQ, RS и т. д.) должно каждый раз увеличиваться на все большую и большую величину, причем эта величина является строго определенной, оставаясь все время в одном и том же отношении к абсолютной величине имеющегося налицо раздражения. Отсюда вытекает следующая формулировка закона Вебера: ощущения возрастают в арифметической прогрессии, в то время как раздражения — в геометрической.

Закон Вебера, проверенный и подробно разработанный Фехнером, сыграл огромную роль в развитии экспериментальной психологии вообще и, в частности, в вопросе о возможности применения математики к психологии. Фехнер придал ему следующую математическую формулировку. Если мы примем, что отношение, уста;

AR.

новленное Вебером: К = С -=р, приложимо также и к бесконечно К.

малым различиям ощущений и раздражений, то К превращается в дифференциальную величину dE (Е — ощущение), a AR — в dR (R — раздражение) и получается дифференциальное уравнение:

dE = Интегрируя его и принимая раздражение, соответствую;

щее минимальному порогу ощущения, равным 1, получаем в конце концов формулу: Е = CIoqnatR, ощущение равняется логарифму раздражения, названную Фехнером психофизической формулой.

Основываясь на законе Вебера, Фехнер далее пытался доказать возможность точного измерения в области психических величин. Он основывался на том, что психические величины могут быть измеряемы в двух направлениях: во-первых — во времени, вовторых — в своей интенсивности. Обыкновенно против возможности количественного измерения ощущений выставляются следующие возражения. Когда я измеряю протяженность, вес и другие свойство физического тела, то я всегда имею известную мерку, единицу измерения (грамм, аршин и пр.), однородную с измеряемым телом и его свойствами. Благодаря этому можно сказать, что единица измерения столько-то раз содержится в длине или весе измеряемого тела. Между тем при измерении ощущений такой мерки не может быть, так как физический раздражитель не однороден с вызываемыми им ощущениями. И вот Фехнер сделал первое допущение, именно он принял за такую единицу измерения едва заметную величину ощущения, или порог ощущения: тот минимальный звук, который мы еще воспринимаем при полной тишине, то чрезвычайно слабое световое ощущение, которое мы еще можем воспринять на абсолютно черном фоне, например, в полной темноте, на черном очень слабо освещенном бархате и т. д.

Далее Фехнер сделал еще и второе допущение, обозначив едва заметные приросты ощущений (или так называемые разностные пороги ощущений) также через 1 и, таким образом, приравняв их друг к другу и к минимальному порогу ощущения. После такого допущения является уже действительно возможным измерять ощущения различной интенсивности совершенно в том же смысле, в каком мы измеряем физические явления. Так, например, ощущение яркого света мы будем рассматривать как состоящее из большого числа едва заметных ощущений. Пушечный выстрел будем приравнивать по интенсивности стольким-то ружейным выстрелам и т. д.

Не довольствуясь одними теоретическими рассуждениями, Фехнер путем огромного количества опытов, произведенных им над различными родами ощущений, подтвердил закон Вебера и доказал приложимость его почти ко всем родам наших ощущений. Ввиду этого он назвал закон Вебера основным психологическим законом. Фехнер предположил, что закон этот имеет основное значение для всей нашей психической жизни, что он выражает собой то отношение, которое существует вообще между действующими на нас внешними раздражителями и теми психическими переживаниями, которые возникают под влиянием этих раздражителей. И действительно, факты показывают, что закон Вебера, математически формулированный Фехнером, имеет чрезвычайно широкое распространение в нашей психической жизни. Приведу несколько примеров, указанных самим Фехнером. Когда мы сидим в очень тихой обстановке, то слышим малейший звук; наоборот, когда в комнате шумно, тогда надо говорить громко, чтобы быть услышанным, т. е. прибавка слухового раздражения к уже имеющемуся должна быть гораздо более значительной. Другой пример, из области зрительных ощущений. Почему мы днем не видим звезд на небе? Не потому, чтоб их днем там не было, а потому что днем яркий солнечный свет образует для них слишком светлый фон; необходим значительный прирост светового раздражителя для того, чтобы вызвать ощущение светлого пятна на этом фоне. И мы действительно видим, что некоторые очень яркие кометы бывают видны также и днем. Наоборот, ночью, в особенности когда нет луны, освещение неба настолько незначительно, что звезды воспринимаются отчетливо.

Но не только в области ощущений, а и в области чувствований мы имеем также отношения, напоминающие собой закон Вебера. Так человек, много натерпевшийся горя, воспринимает малейшее облегчение, малейшую радость или проявление участия гораздо интенсивнее, чем человек, избалованный судьбой. У первого радостных ощущений в жизни очень мало, и потому малейший прирост в этом направлении чувствуется им совершенно отчетливо; наоборот, второй большую часть своей жизни проводит в удовольствии, и потому ему надо что-нибудь экстраординарное, чтобы вызвать в нем прирост удовольствия.

Такое широкое распространение данного отношения в психической жизни человека и заставило Фехнера придать этому закону основное значение и считать его основным психофизическим законом; математическая же формулировка данного отношения и те допущения, которые он счел возможным сделать, дали ему возможность предположить, что именно в этом пункте мы имеем возможность точно формулировать отношение между психическими и физическими процессами.

Однако как математическая формула Фехнера, так и в особенности сделанные из нее выводы встретили ряд возражений и притом очень существенных. При этом самый закон Вебера, в первоначальной его форме, почти никем не оспаривался, возражение же вызывало главным образом то распространенное толкование, которое дал ему Фехнер. Прежде всего указывали mi то, что закон этот приложим не ко всем ощущениям в одинаковой мере. Наиболее точные данные получаются в ощущениях давления и вообще в осязательных, а также в ощущениях света и звука. Что же касается ощущений обонятельных, вкусовых и термических, то здесь мы имеем дело с более смутными и неясными данными и о такой правильности, как сейчас мы указали, там не может быть речи. Далее, закон этот применим только к средней интенсивности ощущений; там же, где речь идет об очень слабом или очень сильном раздражителе, там закон этот, как показали исследования, уже теряет свою силу.

Таким образом, прежде всего со стороны фактической, закон этот встречает значительные ограничения, и уже это одно заставляет сомневаться в том, можно ли считать его основным психофизическим законом, имеющим значение для всех наших психических переживаний. Но и со стороны теоретической против Фехнера был выдвинут целый ряд существенных возражений. Я остановлюсь на одном из них, наиболее важном.

Фехнсру возражали, что его основное допущение, дававшее ему возможность построить всю гипотезу измеримости психических явлений, в корне своем неправильно. Когда мы измеряем стол, прилагая к нему единицу измерения — аршин, то мы можем это делать потому, что стол, как физический предмет, действительно состоит из отдельных единиц. Мы можем этот стол разрезать на куски, и каждый кусок будет равен по своей длине этой измерительной единице. То же самое с измерением веса. Мы можем всякий данный предмет разделить на куски таким образом, чтобы каждый кусок равнялся одному фунту. Ничего подобного мы не можем сделать в психическом мире, в мире ощущений. Я не могу, например, ощущения яркого света разбить на части таким образом, чтобы каждая из этих частей равнялась бы слабому световому ощущению. Я могу, правда, источник света, например лампу, заменить несколькими более слабыми лампочками, но здесь речь идет о физическом предмете, о его делении, а не о делении психического явления, т. е. ощущения. Это дало повод целому ряду психологов и физиологов утверждать, что ощущения не могут быть измеряемы в том смысле, как измеряются физические предметы.

Спрашивается, каково действительное значение закона Вебера и той математической формулировки, которую ему придал Фехнер? Или, другими словами, какое же значение могут иметь наши измерения в области психической жизни? Мне уже приходилось раньше упоминать о том, что одним из важнейших моментов, подвинувших в последнее время изучение и анализ психических явлений, было именно приложение к ним математики, т. е. измерения, подсчета, статистики и т. д. Одно из преимуществ экспериментального метода перед другими именно в том и заключается, что он во многих случаях облегчает применение математики к психологии. Не служит ли приведенное выше возражение коренным препятствием ко всему этому?

Вупдт указал на то, что можно применять математику к психологии и не становясь на точку зрения Фехнера, т. е. не считая возможным рассматривать интенсивное ощущение как состоящее из ряда других, меньших единиц. Мы можем измерять изменяющуюся величину раздражителей и сопоставлять с ней ту или иную интенсивность наших ощущений. Наблюдая или изучая путем самонаблюдения свои ощущения, я констатирую различную их интенсивность. Я замечаю далее, что по своей интенсивности ощущения одного и того же рода, например световые или звуковые, могли быть расположены в виде известного ряда, причем в этом ряду интенсивность данного ощущения все более и более возрастает, увеличиваясь каждый раз на едва заметную величину. Далее, я сопоставляю члены этого ряда (ряда ощущений) с членами другого ряда (ряда раздражений) и вижу, что члены этого второго ряда растут в известной прогрессии, именно — геометрической. Такого рода применение математики к психологии является вполне допустимым.

Положим далее, что я хочу исследовать, каким образом изменяются ощущения под влиянием утомления. Опыт показывает, что в состоянии утомления для того, чтобы получить ощущение известной интенсивности, приходится взять уже не прежний член ряда раздражений, а другой, более значительный. Точно то же самое можно сказать и относительно измерения индивидуальных различий: применяя к другим людям раздражители, вызывающие у меня минимальное ощущение или разностный порог ощущения, я констатирую, что у них сила этих раздражителей должна быть различным образом изменена, и выражаю эти изменения в числах.

Таким образом, применение математики к психологии все равно остается возможным и плодотворным и в том случае, если мы не будем стоять на точке зрения Фехнера, а примем, что измерение интенсивности ощущений или психических процессов должно производиться иным путем, чем это делается в области физических явлений.

Спрашивается теперь, каким образом следует объяснять те явления, которые наблюдал Вебер и которые были точно формулированы Фехнером? Какова причина того, что ощущение возрастает только в арифметической прогрессии, в то время как раздражение растет в геометрической? Этому факту давались различные объяснения. Сам Фехнер, сделавший первую попытку истолковать его, считал, что в основе его лежит процесс «психофизического движения», возникающий всегда в тех случаях, когда тот или иной мозговой процесс сопровождается известными психическими переживаниями. Это объяснение в настоящее время никем уже не разделяется. Установлено с несомненностью, что закон Вебера имеет лишь ограниченную область применения и, следовательно, не может считаться основным общезначащим психофизическим законом в том смысле, как это думал Фехнер.

Другое истолкование, чисто физиологическое, заключается в следующем. Когда какое-либо раздражение, действующее на наши органы чувств, вызывает в конце концов соответствующий процесс в коре головного мозга, то процесс этот для своего возникновения должен преодолеть известное сопротивление. Это сопротивление будет тем больше, чем больше абсолютная величина раздражителя, что и влечет за собой отношения, формулированные законом Вебера. Объяснение это представляет собой гипотезу, очень мало обоснованную фактическими данными. Мы еще так мало знаем о природе нервных процессов, совершающихся в коре головного мозга, что исходить из этих наших познаний для истолкования столь тонких психических явлений представляется весьма рискованным.

Наиболее правдоподобным следует считать, на мой взгляд, объяснение, предложенное Вундтом,* который много занимался изучением и проверкой закона ВебераФехнера как со стороны фактической, так и со стороны теоретического его истолкования. Вундт считает, что формула Вебера является лишь частичным выражением более общего психического закона, именно закона относительности. В нашей душевной жизни мы постоянно наблюдаем, что всякие психические переживания оцениваются нами не отдельно, а в связи со всеми другими переживаниями. Если я, например, вышел из темной комнаты на улицу, то свет мне здесь кажется гораздо более ослепительным, чем если бы я вышел из освещенной комнаты. Человеку, привыкшему к шуму и движению большого города, тихие улицы захолустного городка кажутся совсем вымершими и т. д. Закон Вебера представляет собой разновидность этого общего закона относительности: когда в моем сознании раньше было уже большое раздражение, то мне нужен и больший прирост, так как я его оцениваю не отдельно, а в связи с предшествовавшим раздражением. *.

Такого рода объяснение, с одной стороны, позволяет нам понять, почему закон Вебера имеет такое широкое распространение во всей психической жизни человека, а с другой — указывает ему известную, ограниченную область применения, делая понятными те отступления и несоответствия, о которых упоминалось выше.