Значение константы Вебера для различных органов чувств

Ощущения	Значение константы
Ощущение изменения высоты звука	0,003
Ощущение изменения яркости света	0,017
Ощущение изменения веса предметов	0,020
Ощущение изменения громкости звука	0,100
Ощущение изменения давления на	0.140
поверхность кожи
Ощущение изменения вкуса соляного	0,200
раствора

Основываясь на экспериментальных данных Вебера, другой немецкий уче­ный — Г. Фехнер — сформулировал следующий закон, называемый обычно зако­ном Фехнера: если интенсивность раздражений увеличивается в геометрической прогрессии, то ощущения будут расти в арифметической прогрессии. В другой формулировке этот закон звучит так: интенсивность ощущений растет пропорцио­нально логарифму интенсивности раздражителя. Следовательно, если раздражи­тель образует такой ряд: 10; 100; 1000; 10 000, то интенсивность ощущения будет пропорциональна числам 1; 2; 3; 4. Главный смысл данной закономерности заклю­чается в том, что интенсивность ощущений возрастает не пропорционально из­менению раздражителей, а гораздо медленнее. В математическом виде зависимость интенсивности ощущений от силы раздражителя выражается формулой:

S=K*LgI+C,

(где S — интенсивность ощущения; I — сила раздражителя; К и С — константы). Данная формула отражает положение, которое носит название основного психо­физического закона, или закона Вебера—Фехнера.

Спустя полстолетия после открытия основного психофизического закона он вновь привлек к себе внимание и породил много споров по поводу своей точности. Американский ученый С. Стивенc пришел к выводу о том, что основной психофизический закон выражается не логарифмической, а степенной кривой. Он исхо­дил из предположения о том, что для ощущений, или сенсорного пространства, характерно то же отношение, что и для пространства стимулов. Данная законо­мерность может быть представлена следующим математическим выражением:

где Е — первичное ощущения, — минимальное изменение ощущения, которое возникает при изменении воздействующего стимула на минимальную величину, заметную для человека. Таким образом, из данного математического выражения следует, что соотношение между минимально возможном изменение наших ощу­щений и первичным ощущением есть величина постоянная — К. А если это так, то соотношение между пространством стимулов и сенсорным пространством (наши­ми ощущениями) может быть представлено следующим уравнением:

Данное уравнение получило название закона Стивенса. Решение этого уравне­ния выражается следующей формулой:

S-KхRⁿ,

где 5 — сила ощущений, К — константа, определяемая избранной единицей изме­рения, п — показатель, зависящий от модальности ощущений и изменяющийся в пределах от 0,3 для ощущения громкости до 3,5 для ощущения, получаемого от удара электрическим током, R — значение воздействующего раздражителя.

Американские ученые Р. и Б. Тетсунян попытались математически объяснить смысл степени n. В результате они пришли к выводу, что значение степени п для каждой модальности (т. е. для каждого органа чувств) определяет соотношение между диапазоном ощущений и диапазоном воспринимаемых стимулов.

Спор о том, какой из законов является более точным, так и не был разрешен. Науке известны многочисленные попытки дать ответ на этот вопрос. Одна из та­ких попыток принадлежит Ю. М Забродину, который предложил свое объясне­ние психофизического соотношения. Мир стимулов опять представляет закон Бугера—Вебера, а структуру сенсорного пространства Забродин предложил в сле­дующем виде:

т. е. добавил константу - z. В результате соотношение между миром стимулов и миром наших ощущений отражается в следующем уравнении:

Очевидно, при z=0 формула обобщенного закона переходит в логарифмиче­ский закон Фехнера, а при z=1 - в степенной закон Стивенса.

Почему Ю. М. Забродин ввел константу zи каков ее смысл? Дело в том, что ве­личина этой константы определяет степень осведомленности испытуемого о целях, задачах и ходе проведения эксперимента. В экспериментах Г. Фехнера принимали участие «наивные» испытуемые, которые попали в абсолютно незнакомую экспе­риментальную ситуацию и ничего, кроме инструкции, не знали о предстоящем эксперименте. Таким образом, в законе Фехнера z=0, что означает полную не­осведомленность испытуемых. Стивене решал более прагматические задачи. Его скорее интересовало, как человек воспринимает сенсорный сигнал в реальной жизни, а не абстрактные проблемы работы сенсорной системы. Он доказывал воз­можность прямых оценок величины ощущений, точность которых увеличивается при надлежащей тренировке испытуемых. В его экспериментах принимали учас­тие испытуемые, прошедшие предварительную подготовку, обученные действо­вать в ситуации психофизического эксперимента. Поэтому в законе Стивенса z=1, что показывает полную осведомленность испытуемого.

Таким образом, закон, предложенный Ю. М. Забродиным, снимает противоре­чие между законами Стивенса и Фехнера. Поэтому не случайно он получил назва­ние обобщенного психофизического закона.

Однако, как бы ни решалось противоречие законов Фехнера и Стивенса, оба варианта достаточно точно отражают суть изменения ощущений при изменении ве-личины раздражения. Во-первых, ощущения меняются непропорционально силе физических стимулов, действующих на органы чувств. Во-вторых, сила ощуще­ния растет гораздо медленнее, чем величина физических стимулов. Именно в этом состоит смысл психофизических законов.