Основной психофизический закон” С.С.Стивенса и его психологическая интерпретация: теоретические и прикладные аспекты

В 1960 году психологи всего мира отмечали столетие выхода в свет книги Фехнера «Элементы психофизики». Руководитель ла­боратории психофизики Гарвардского университета Стенли Смит Стивене выступил с речью по случаю этого юбилея. Название доклада было явно претенциозным ~ «Воздадим честь Фехнеру и пересмотрим его закон», Стивене объявил основной психофизический закон Фсхиера «укоренившимся недоразумением» и предложил и качестве его альтернативы степенную функцию типа

R=kSⁿ,

т. е. «величина ощущения пропорциональна силе раздражителя, возведенной в некоторую степень». По Стивенсу, экспонента в уравнении основного психофизического закона зависит только от модальности раздражителя и может принимать значения от 0,33 (для восприятия яркости света) до 3,5 (для болевого ощущения при электрокожном раздражении). Величины показателей степени для стимулов других сенсорных модальностей укладываются в диапазоне между этими крайними значениями.

Нетрудно понять, что степенной закон Стивенса возник не на пу­стом месте. Аналогичные взгляды высказывали еще Брентано, Плато, Дельбеф и другие исследователи в конце прошлого века. Справедливости ради надо отмстить, что закон Стивенса возник не как результат математических спекуляций, а как следствие мно­гочисленных экспериментов по шкалированию стимулов различ­ной сенсорной модальности (см. 2.4).

Логарифмическая и степенная функции не одно и то же, хотя в некоторых случаях они могут быть достаточно близки между собой. Логарифмическая функция подразумевает, что если вели­чина стимула меняется в геометрической прогрессии, то величина ощущения - в арифметической. Иначе говоря, равным отношени­ям интенсивностей соответствуют равные приращения (разницы) ощущений. Степенная же функция предполагает, что равные от­ношения между стимулами дают равные отношения между субъек­тивными величинами. При этом показатель степени играет роль коэффициента пропорциональности между субъективной и физи­ческой шкалами в их логарифмическом выражении.

Если рассмотреть семейство степенных функций с разным показателем степени в простых линейных координатах (рис. 8), то можно видеть, что они значительно различаются между собой.

Для тех сенсорных модальностей, где п < I (яркость света, громкость звука, интенсивность вкусового ощущения или запаха), кривые возрастают с насыщением и прирост субъективной величины R значительно отстает от прироста интенсивности раздражите­ля S.

Рис. 8. Семейство степенных функций Стивенса для стимулов разной сенсорной модальности:

а болевое ощущение (n = 3,5): б - ускорение (n= 1,7); в- тяжесть груза (n = 1,3); г - длина пиний (n = 1,0); д - вкусовое отупение (n = 0,8); е •- громкость тонального звука (n = 0.67); ж - яркость точечного источника света (n = 0,5); з — яркость светового пятна (n = 0,33)

Это имеет немаловажное значение, если учесть, что человек воспринимает стимулы этих модальностей в достаточно широком физическом диапазоне (например, для интенсивности звука этот диапазон составляет около 6, а для яркости света — 8-9 логариф­мических единиц). Степенное преобразование позволяет зритель­ной и слуховой системам работать в наиболее экономичном режи­ме, «сжимая» физические шкалы при их трансформации в шкалы ощущений, суждений, оценок.

Для других сенсорных модальностей (тяжесть груза, величина ускорения, собственное мышечное усилие) величина экспоненты функции больше единицы (n ~ 1,2-1,7), т. е. в этом случае при­рост ощущения опережает прирост физических величин. По-ви­димому, это играет определенную защитную, охранительную роль, препятствуя чрезмерной перегрузке проприорецепторов. Еще бо­лее отчетливо это проявляется для болевого ощущения (n = 3,5), диапазон которого (от уровня болевого порога до уровня невыно­симой боли) не превышает одной логарифмической единицы. Дей­ствительно, есть ли необходимость для организма воспринимать боль в широком физическом диапазоне, тогда как болевое ощущение само по себе сигнализирует о каком-то неблагополучии в организме? Таким образом, величина показателя степени функции Стивенса, по-видимому, играет важную роль в плане адекватного соотнесения друг с другом физических и психических (субъектив­ных) величин.

Наконец, необходимо упомянуть о том, что некоторые сенсор­ные модальности (длительность воздействия, линейные размеры, удаленность) обнаруживают величину экспоненты, близкую к еди­нице:

R=kS¹=kS.

Это те характеристики сенсорной стимуляции, которые должны восприниматься наиболее адекватно, без каких-либо искажений. Если бы пространственные и временные параметры сенсорного раз­дражителя претерпевали нелинейные искажения, наше поведение и деятельность вряд ли были бы адекватными и целесообразными.