ПСИХОФИЗИКА [ psychophysics ]

     (Греч.: ψυχή - душа, ψυχικός - душевный, 1642;  +  φΰσις - природа, φΰσικός - материальный, естественный, касающийся природы, 1715).
     Психофизика (1860) - это раздел психологии, предметом которого является исследование количественных отношений между причиной и следствием - между объективными физическими воздействиями (стимулами) и субъективными психическими событиями (ощущениями).
     Иногда психофизику называют физиологией субъективных сенсорных процессов. Это выделяет её из физиологии сенсорных систем (объективных сенсорных процессов), когда и воздействия и реакции являются объективными физическими процессами, например, воздействие - вспышка света, реакция - электрический вызванный ответ зрительной коры больших полушарий мозга.
     В общем, отношения между любым воздействием и реакцией организма (сенсорной системы) на воздействие нелинейны. При очень малых интенсивностях воздействий реакция отсутствует вообще, а при значительных (неповреждающих) воздействиях, увеличение интенсивности воздействия не меняет характера реакций. Психофизика занимается исследованием отношений между стимулом и ощущением в указанном интервале воздействий, от минимума до максимума.
     Рассмотрим кратко основные этапы истории психофизики и перспективы её развития.
     В 1834 г. германский физиолог Эрнст Генрих Вебер (Ernst Heinrich Weber, 1795‑1878) на основании собственных исследований пришел к следующему заключению. Как бы ни менялась величина воздействия (раздражения, стимула)  -   S, отношение приращения воздействия -   dS к исходному предшествующему воздействию -   S будет всегда величиной постоянной, то есть  dS / S = k.  Эта относительная величина, соответствующая едва заметному приращению ощущения, называется дифференциальным порогом ощущения. Рассмотрим пример. Пусть на кожу ладони (в условиях, когда зрительный контроль обследуемого исключен) положена гиря в   S = 100 г, то есть на кожу ладони действует давление в 100 г и человек ощущает это давление. Будем дискретно, по 1 г увеличивать давление. Допустим, едва заметная разница в ощущении давления возникнет тогда, когда давление будет усилено на  dS = 3 г. Отсюда  k = 3 / 100,  k = 0,03, или  k = 3%. Теперь, в тех же условиях положим гирю в S = 200 г. Тогда для того, чтобы человек ощутил разницу в давлении, придется добавить гирю весом в  dS = 6 г. Видим, что также  k = 6 / 200,  k = 0,03, или  k = 3%. Аналогично, если  S = 600 г, то придется добавить  dS = 18 г и опять  k = 18 / 600,  k = 0,03, или  k = 3%. Указанное отношение называется законом Вебера. В определенном смысле оно справедливо для всех ощущений (яркость света 1 ÷ 2%, вкусовое раздражение 10%), а также для некоторых объективно измеряемых дифференциальных порогов. Исследования Вебера были первым камнем в фундаменте будущей психофизики.
     Термин психофизика был введен германским физиком и философом Густавом Теодором Фехнером (Gustav Theodor Fechner, 1801‑1887). Он же создал фундаментальные методы психофизики, провел на их основе психофизические эксперименты и создал направление исследований, до сих пор существующее в экспериментальной психологии. Классическая книга Фехнера «Элементы психофизики» (Elemente der Psychophysik, 1860) может рассматриваться как начало не только психофизики, но также экспериментальной психологии. Фехнер, интересовавшийся метафизикой и поисками возможностей исследования отношений психического и физического мира, основательно занялся исследованием принципа измерения ощущений по отношению к стимулам, его вызвавшим. Он изучил закон Вебера и попытался использовать его для измерения интенсивности ощущения. Результатом его исследований была формула  I = a · log S + b,  где  I - интенсивность ощущения,  S  - интенсивность воздействия (раздражения, стимула),  a, b  - постоянные. Эту формулу часто называют законом Фехнера-Вебера. Она выражает простое отношение, что для того, чтобы ощущение нарастало линейно, значение стимула должно увеличиваться логарифмически. Для Фехнера это означало, что отношение между двумя мирами, физическим и психическим поддается количественной оценке, а это является основанием для существования раздела психологии - психофизики.
     Позже были получены другие модели психофизических отношений. В частности, в 1950 г американским теоретическим психологом С.С. Стивенсом (S.S. Stevens) была предложена формула  I = k · (S - S0) · n,  где  I - интенсивность ощущения,  S  - интенсивность воздействия (раздражения, стимула),  S0  - пороговая интенсивность воздействия (раздражения, стимула),  k, n  - постоянные.
     Современная психофизика базируется на работах Вебера, Фехнера, но вместе с тем продвинулась далеко вперед и в настоящее время стоит на пороге смены старых парадигм. Связано это с двумя главными причинами.
     Первая из них заключается в том, что психофизики прошлого, от Вебера и Фехнера, до настоящего времени, использовали и используют детерминистскую методологию. Детерминистская методология основывается на следующих предпосылках.
     (а)  Воздействие имеет жестко предопределенную, неслучайную природу. Каждое воздействие может быть описано определенной аналитической функцией (единичный импульс, единичный скачок, синусоидальная функция и т.д.).
     (б)  Сенсорные системы (их структура и функции) имеют жестко предопределенную, неслучайную природу.
     (в)  Психические структуры и процессы имеют строго предопределенную, неслучайную природу.
     (г)  Отношения между психическими и физическими сущностями и явлениями неслучайны и должны быть описаны неслучайными математическими функциями (например, формулами, отражающими закон Вебера, закон Фехнера‑Вебера, закон Стивенса).
     Действительность свидетельствует о том, что все эти предпосылки неверны, а потому неконструктивны. Отсюда полностью или частично неверны и результаты исследований, которые на них основаны.
     Реально и сенсорные системы, и психические процессы с ними связанные, и среда (воздействия, раздражения, стимулы), и их отношения имеют вероятностную природу. Адекватно описать эти сущности и явления можно только с использованием соответствующих им средств, основанных на теории вероятностей (вероятностная методология, аксиомы вероятностной методологии, Трифонов Е.В., 1978,...).
     В статике стимулы, реакции и ощущения могут быть оценены распределениями вероятностей их характеристик, а не просто неслучайными числами. В динамике это могут быть математические ожидания или дисперсии как функции времени. Отношения стимул-реакция (ощущение) могут описываться регрессиями первого и второго порядка или соответствующими регрессионными функциями времени.
     Исходя из этих реальностей, описание психофизических сущностей с помощью формул Вебера, Фехнера, Стивенса и других неслучайных функций не является полным. С определенными оговорками эти описания можно считать лишь малоэффективной частной единичной оценкой реальных сущностей и их отношений. Это противоречие между сущностью и ее отображением является первой причиной трудностей и неудач многих авторов, пытавшихся проверить законы Вебера, Фехнера, Стивенса, повторить результаты их экспериментов и развить их идеи.
     Вторая причина заключается в следующем. Психофизики рассматривали сенсорные системы как пассивные структуры. Исследователи абстрагировались от того, что эти системы реально являются стохастическими системами автоматического управления, генеральной стратегией управления в которых является прогнозирование (Трифонов Е.В., 1978, …, 2005, …). Учет факта о наличии прогнозирования в психофизических системах полностью меняет представления о пороге раздражения (ощущения). Реально порог раздражения (ощущения) определяется не только интенсивностью стимула, но и предшествующим «опытом системы», степенью «новизны» конкретного стимула для сенсорной системы, его значимостью и, в итоге, степенью реализации прогнозирования в сенсорной системе.
     Итак, отношения между воздействиями физической среды (раздражением, стимулом) и физическими и психическими ответами человека на эти воздействия могут быть адекватно описаны не формулами Вебера, Фехнера, Стивенса и подобными неслучайными алгебраическими выражениями, а значительно более сложными стохастическими функциями, каждая переменная или параметр которых имеет психофизиологический смысл и объяснение.
     Итак, традиционная детерминистская методология загнала психофизику в тупик. Выход из тупика один - использование вероятностной методологии. Результатом будет создание принципиально другой психофизики. Однако выход этот закрыт усилиями консерваторов. Это «великие ученые» с врожденной ленностью большого ума, мотивированные страхом быть отогнанными от кормушки.