Психофізика відчуттів

Психофізика - це наука про вимір відчуттів, що вивчає кількісні відносини між інтенсивністю подразника та силою відчуття.

Основний психофізичний закон

Ернст Генріх Вебер на основі експериментів з розрізнення сили тиску на шкіру (ваги вантажів, що піднімаються на долоні) встановив, що замість того, щоб просто сприймати різницю між подразниками, ми сприймаємо відношення цієї різниці до величини вихідного подразника. До нього аналогічний висновок вже було зроблено у середині ХІХ ст. французьким фізиком і математикомП'єром Бугером щодо яскравості зорових відчуттів.Г.Фехнер висловив сформульовануЕ. Вебером закономірність у математичній формі:

ΔR - зміна подразника, необхідне виявлення ледь помітного відмінності у стимуляції;R - величина подразника;k – константа, значення якої залежить від виду відчуттів.

Конкретне числове значення k називаютьвідношенням Е. Вебера. В подальшому було виявлено, що величина k не залишається постійною у всьому діапазоні інтенсивності подразника, а збільшується в області низьких та високих значень. Проте відношення збільшення величини подразника та сили відчуття (або відношення збільшення стимулу до вихідного його значення) залишається постійним для середньої області діапазону інтенсивності подразників, що викликають практично всі види відчуттів (закон Бугера - Вебера ).

Надалі вимір відчуттів став предметом дослідженьГ. Фехнера. Маючи закон Бугера – Вебера, і навіть на власне припущення у тому, що відчуття подразника є накопичену суму рівних приростів відчуття,Г.Фехнер спочатку висловив усе це в диференціальній формі якdR=adI/I, потім проінтегрував [приймаючи R=О при інтенсивності подразника, що дорівнює абсолютному порогу (Iο)] і отримав наступне рівняння:

R=clog Iο/I

деR - величина відчуття;с – константа, величина якої залежить від підстави логарифму та від відношення Вебера;I – інтенсивність подразника;Iο - величина абсолютного порога інтенсивності.

Наведене вище рівняння отримало назву основного психофізичного закону, абозакону Вебера - Фехнера, згідно з яким відчуття описуються кривою приросту, що зменшується (або логарифмічної кривої). Наприклад, збільшення яскравості, що відчувається при заміні однієї лампочки на десять, буде таким же, як і у разі заміни десяти лампочок сотнею. Інакше висловлюючись, зростанню величини подразника у геометричній прогресії відповідає приріст відчуття в арифметичної прогресії.

Пізніше було зроблено спроби уточнити основний закон психофізики. Так, американський психофізикС. Стівенс виявив статечний, а не логарифмічний характер залежності між силою відчуття та інтенсивністю подразника:

деR - сила відчуття;з - константа;I – інтенсивність подразника;Iο - величина абсолютного порогу відчуття;n – показник ступеня, що залежить від модальності відчуттів (значення наводяться у довідниках).

Узагальнений психофізичний закон, запропонований Ю. Забродіним, враховував той факт, що характер залежності між відчуттями і подразниками, що впливають, обумовлений поінформованістю людини про процеси відчуття. Виходячи з цього, Ю. Забродін ввів у формулу закону С. Стівенса показник z, що характеризує ступінь поінформованості:

З формули видно, що при z = 0 формула узагальненого закону Ю. Забродіна приймає вигляд закону Вебера - Фехнера, а при 2 = 1 - закону Стівенса.

Сучасні дослідження шкалювання вказують, що рівнянняЮ. Забродина перестав бути узагальненим «в останній інстанції» психофізичним законом, тобто. воно не може охопити все існуюче різноманіття психофізичних функцій. А загаломЮ. Забродіним розроблено системно-динамічний підхід до аналізу сенсорних процесів.

Ставлячи завдання вимірювання відчуттів,Г. Фехнер припускав, що людина не здатна безпосередньо кількісно оцінити їх величини. Тому він запропонував опосередкований метод виміру – в одиницях фізичної величини стимулу. Величина відчуття уявлялася як сума ледь помітних його збільшення над вихідною точкою. Для її позначенняГ. Фехнер ввів поняттяпорога відчуттів, що вимірюється в одиницях стимулу. Він розрізняв абсолютний поріг чутливості та розрізняльний (диференціальний) поріг.