От психофизических измерений до общих измерений в психологии

Самая развитая сегодня наука – физика – почти 300 лет своего существования понимала под измерением простое сравнение с каким‑либо эталоном (например, эталонный метр или эталонный килограмм, которые, как мы помним из школьного курса физики, хранятся в Севре близ Парижа). И только приступив к исследованию микромира, развивая квантовую механику, физики по‑настоящему столкнулись с проблемой измерения: что мы измеряем (предмет измерения), в какой степени измерительный прибор влияет на предмет измерения и, следовательно, на результат. В психологии эта проблема возникла изначально. Попыткой ее решения было введение двух парадигм классической психофизики. Но простой перенос из физики или физиологии моделей, отражающих представления о мире ученых своего времени, в психологию себя не оправдал. Эти парадигмы оказались со временем несостоятельны.

Проблема измерения – общая для всех наук, но в психологии она проступает наиболее наглядно. Если в физике взаимодействие исследователя и предмета измерения опосредовано измерительным прибором, то в психологии таким «прибором» является вся организация психологического эксперимента. В психологическом эксперименте человек (испытуемый) отнюдь не «измерительный прибор», которым измеряются раздражители (стимулы), как считали создатели психофизики. Стимулы отражаются человеческой психикой, и задача психологического измерения заключается в том, чтобы получить количественные соотношения между этими психическими образами. Предметом психологического измерения можно считать часть «образа мира» (результата индивидуального психического отражения действительности), актуализированную набором стимулов (или ситуацией эксперимента), согласно предложенному критерию оценки (инструкцией испытуемому).

В современной теории измерения вводится понятие эмпирической системы с отношениями S, числовой системы с отношениями R и оператора g, который гомоморфно отражает первую систему во вторую. Измерением называется тройка элементов (S, g, R), причем все они одинаково важны, пренебрежение любым из них делает измерение невозможным.

Построив шкалу, мы должны установить ее тип. Тип шкалы определяется допустимым преобразованием, т. е. преобразованием элементов шкалы, которое не изменяет ее структуру. В психологии чаще всего используют четыре типа шкал.

1. Шкалы наименований. В этом случае стимулам приписываются какие‑либо идентификаторы, которые позволяют отличать их друг от друга, или стимулы относятся к каким‑либо различным классам. Допустимым преобразованием при этом будет тождественное преобразование. Например, если в группе присвоить каждому студенту номер по алфавитному списку, а затем провести перекличку и различать студентов по именам, то структура шкалы наименований не изменится.

2. Шкалы порядка. При измерении в этих шкалах объекты упорядочиваются по степени выраженности измеряемого свойства. Мы можем утверждать, что a» d, но насколько больше, мы не знаем. Допустимым для шкал порядка является любое монотонное преобразование.

3. Шкалы интервалов. Эти шкалы дают нам информацию не только о том, что a» d, a d «h, но и насколько больше, т. е. в шкалах интервалов содержится информация о расстояниях между объектами. Допустимое преобразование для шкал интервалов линейное: у = ах + b, следовательно, шкалы интервалов задаются с точностью до масштаба (а) и точки отсчета или сдвига (b).

4. Шкалы отношений. Допустимое преобразование в этом случае у = ах, т. е. нулевая точка фиксирована.

Шкалы интервалов и отношений называются метрическими шкалами, так как в них вводится единица измерения расстояний между объектами.

Тип шкалы определяет вид операций, которые можно применять к шкальным значениям. Например, если к футболисту N₁ прибавить футболиста N₄, то в ответе получим двух футболистов, а не 5, так как номера спортсменов представляют шкалу наименований, в которой недопустимы арифметические операции, хотя при виде чисел почти всегда возникает сильный соблазн использовать такую привычную для нас арифметику. Статистические методы, в основе которых лежит вычисление средних значений, допустимы только в метрических шкалах, а в шкале порядка можно использовать непараметрические методы статистики (например, коэффициент порядковой корреляции Спирмена).

Рассмотрим эти формальные положения общей теории измерений применительно к психологии. Эмпирическая система с отношениями S в этом случае – это множество психических образов с отношениями между ними как результат отражения множества стимулов с соответствующими отношениями. Формальное множество с отношениями (не обязательно числовое) R – это результат психологического измерения, который получается применением выбранной психолого‑математической модели к множеству «сырых оценок», полученных после эмпирической части эксперимента.

Гомоморфизм g – оператор, устанавливающий однозначное соответствие между этими двумя множествами (и между элементами множеств, и между отношениями на этих множествах). При правильной организации процедуры эксперимента нам удается гомоморфно отразить психические образы в формальное множество, и по структуре последнего можно судить о структуре эмпирической системы (системы психических образов), в чем и заключается цель измерения.

Измерение интенсивности ощущений позволяет установить количественное соотношение между психофизическими коррелятами, т. е. получить психофизический закон. Но в психологии редко можно установить такие простые психофизические корреляты, как, например, частота сигнала – высота звука. Даже простые звуковые сигналы мы воспринимаем не просто как громкие и высокие, они нам кажутся приятными или неприятными, грубыми или нежными, бархатистыми или жесткими, для подобных характеристик не существует физически измеренных характеристик стимулов. Но мы чувствуем, что в разных сигналах такие психологические характеристики выражены в разной степени. Сегодня мы уже умеем их измерять. Количественные соотношения между психическими переменными в отсутствии «опорной» физической шкалы называются психометрическими законами.

Самые известные из них закон сравнительных суждений Терстоуна и закон категориальных суждений Торгерсона. Первый строит шкалу по данным, полученным методом парных сравнений. Испытуемым попарно предлагаются все стимулы из исследуемого набора. Один из них должен указать, в каком члене пары сильнее выражен указанный критерий оценки. Эта процедура проводится с группой испытуемых или несколько раз с одним испытуемым. Затем оценивается средняя вероятность предпочтения каждого стимула, т. е. подсчитывается, сколько раз стимулу отдавалось предпочтение в парах, и полученное число делится на количество испытуемых. Полученные числа представляют шкалу порядка. Очевидно, чем чаще стимул предпочитался в сравнении с другими стимулами, тем более выражен в нем критерий оценки. Но Терстоун пошел дальше. Он предположил, что образы стимулов представляют собой тоже случайные величины, причем они независимы и имеют равные дисперсии. Используя известное линейное преобразование, с помощью которого любую случайную величину можно перевести в случайную величину с математическим ожиданием, равным 0, и дисперсией, равной 1 (нормированная и центрированная величина): z = (x – m) / (S).

Терстоун предложил в качестве субъективной оценки использовать квантиль нормального распределения, который соответствует найденной в эксперименте вероятности предпочтения. Так он получил шкалу интервалов.

Подобным образом Торгерсон построил шкалу интервалов по данным метода категорий. В этом методе стимулы распределяются по некоторому количеству заданных категорий (например, следующие 4 категории: «плохо», «удовлетворительно», «хорошо», «отлично»). Сложность в этом случае в том, что в психическом пространстве отражаются не только стимулы, но и границы категорий. Исходной вероятностью для получения субъективной оценки в законе Торгерсона служит частота попадания в категорию.

Психологи первыми столкнулись с проблемой измерений и достаточно успешно решали ее в рамках психофизики. Попытки применения методов, разработанных в психофизике‑2, к более сложным психологическим объектам столкнулись с принципиальными трудностями, которые до сих пор полностью не разрешены. Но тем не менее во многих областях психологии (например, в психодиагностике) эти методы применяются весьма успешно.