7. Закон Вебера та Фехнера
Кожне відчуття, крім якості, неодмінно має певний рівень інтенсивності, чи сили. Здається цікавим з'ясувати, яке взаємовідносини між інтенсивністю відчуття та інтенсивністю подразнення. Можливо, що інтенсивність відчуття або зовсім не пов'язана з інтенсивністю роздратування, або, навпаки, вона є прямим відображенням цього останнього, або ж, нарешті, між ними є специфічний взаємозв'язок, що підпорядковується певній закономірності.
Вирішити це питання неможливо ні шляхом простого спостереження, ні на основі того чи іншого теоретичного міркування. І тут дати щось значуще може лише експеримент. Тому не дивно, що перший крок, зроблений на шляху наукового вирішення цього питання, мав експериментальний характер; разом з тим, це було те перше психологічне питання, вирішити яке спробували шляхом експерименту. Історія експериментальної психології починається з того часу, коли фізіолог Вебер поставив питання про співвідношення між відчуттям та роздратуванням, тобто між психічним та фізичним, з точки зору їх інтенсивності. Надалі досвіди Вебера продовжив фізик Фехнер, остаточно заклавши цим основи тієї частини психології, яка відома під назвою «психофізики» і яка протягом кількох десятиліть вважалася найцікавішою та найважливішою галуззю психології.
То що ж з'ясувалося про взаємозв'язок між відчуттям і роздратуванням з погляду їхньої інтенсивності?
По-перше, остаточно підтвердилися спостереження, які свідчать, що людина відчуває зовсім на будь-яке зміна роздратування, а відчуває лише роздратування щодо великої інтенсивності. По-друге, в результаті точних досліджень було знайдено закон, що лежить в основіспіввідношення між інтенсивностями подразнення та відчуття.
Для розуміння цього закону особливо важливим є поняття так званого «порога», встановлене в процесі психофізичних досліджень.
З'ясувалося, що інтенсивність роздратування має досягти певного рівня для того, щоб ми хоч якось відчули його вплив. Рівень подразнення, що дає таке ледь помітне відчуття, називається «нижнім порогом» відчуття. Проте існує такий рівень інтенсивності подразнення, після збільшення якого інтенсивність відчуття вже не посилюється. Цей рівень називається «верхнім порогом» відчуття. Вплив подразнення ми відчуваємо лише в інтервалі між цими порогами, тому їх прийнято називати і «зовнішніми порогами» відчуття.
Примітно, що повного паралелізму між інтенсивностями відчуття та роздратування немає і в міжпороговому інтервалі інтенсивностей. Наприклад, беручи до рук книгу, ми, зрозуміло, відчуваємо її вагу. Отже, у разі інтенсивність її ваги перебуває у проміжку між нижнім і верхнім порогами. А тепер закладемо в книгу аркуш паперу; фізично вага книги збільшиться, тобто рівень інтенсивності роздратування підвищиться. Однак, взявши книгу в руки, ми цю зміну її ваги не відчуємо. Збільшення ваги має досягти певного рівня, щоб ми могли це помітити. Величина приросту роздратування, необхідного для одержання цієї ледь помітної відмінності між відчуттями, називається «порогом розрізнення». —«допороговим».Рівень порога розрізнення (високий чи низький) залежить від чутливості до розрізнення: чим вищечутливість до розрізнення, тим нижчий поріг розрізнення.
Вебер першим звернув увагу (1834) на те, що поріг розрізнення буває двояким - абсолютним і релятивним і що дуже важливо відрізняти їх один від одного. Абсолютним порогом розрізнення називається приріст інтенсивності подразнення, необхідний досягнення порога розрізнення. Наприклад, якщо для того, щоб відчути ледь помітну зміну 2000-грамової ваги, до неї необхідно додати 200 грам, і тоді ця величина є абсолютним поріг відчуття. Показник абсолютного порога перестав бути постійної величиною і від ваги основного подразника. Наприклад, якщо до основного подразника вагою 2000 грамів слід додати 200 грамів, то у випадку 4000-грамового подразника 200 грамів вже недостатньо — до нього потрібно додати більше.
Якщо цю ж величину (у нашому прикладі - 200 грам) висловити не в твердих фізичних одиницях виміру (у нашому прикладі - грамах), а числом, що виражає відношення між додатковим роздратуванням та основним роздратуванням, то отримаєморелятивний поріг розрізнення(У нашому прикладі вага основного подразника становила 2000 грам, а додаткового - 200 грам; відношення між ними становить 200/2000 = 0,1. Отже, релятивний поріг дорівнює 0,1). Коли Вебер обчислив релятивний поріг розрізнення різних випадків основного подразнення, з'ясувалося, що це поріг є константну величину. У сфері модальності ваги він дорівнює 0,1. Це означає, що для того, щоб відчути ледь помітну зміну ваги, її потрібно збільшити або зменшити на десяту частину.
Саме в цьому полягає відомий основний психофізичний закон Вебера, який відіграв таку значну роль історії психології. Його формула дужепроста і виражається так:
де dr - величина додаткового подразнення, а r - величина основного подразнення.
де Е – інтенсивність відчуття, R – інтенсивність подразнення.
Наступні інтенсивні дослідження підтвердили, що закон Вебера-Фехнера має приблизне значення — він дійсний лише певних межах. У цих межах величина порога розрізнення для різних модальностей виявилася такою:
Вага - 10% (близько 2000-6000 грам).
Тиск - 5% (на кінчику вказівного пальця, в межах 50-2000 г).
Світло - 1-3% (в межах 1000-2000 люкс).
Гострота зору - 2% (при порівнянні ліній, площин).
Тон - 12% (у межах середньої висоти та середньої сили).
Помилка Фехнера головним чином полягала в тому, що він вважав за можливе точний вимір інтенсивності відчуття, прийнявши за одиницю виміру так звану «лише помітну різницю між інтенсивностями відчуття». Експериментальне вивчення питання не підтвердило правильності його підходу.