Абсолютный порог чувствительности — это такая величина стимула (физического раздражителя), при которой начинает возникать ощущение. Обратимся к рис. 11-1. Все стимулы, которые больше (сильнее, громче, ярче) определенной интенсивности раздражителя, вызывают ощущения (правая часть диапазона). Стоит же нам несколько уменьшить величину стимула (сдвинуть его в левую часть диапазона), как мы перестаем его ощущать.

Дети похожи на родителей. Иногда мы не можем отличить голос сына от голоса отца, во всяком случае, в первые секунды телефонного разговора. Нам трудно настроить гитару: подстраивая одну струну к другой, мы не слышим разницы в звучании, но наш товарищ с консерваторским образованием говорит, что нужно еще подтянуть на четверть тона. Следовательно, есть такая величина физического различия между стимулами, при которой мы начинаем их различать. Эта величина носит название дифференциального порога, или порога дифференциальной чувствительности.

Обратимся к рис. 11-2. Если мы уменьшим физическую разницу между стимулами, то различие между ними перестанет ощущаться. Стоит слегка «развести» стимулы по физической интенсивности, как ощущение различия появится.

Несмотря на то, что абсолютный и дифференциальный пороги представляют собой явно различные характеристики, за этими понятиями стоит общий принцип, или, как говорят в науке, одно и то же допущение. Предполагается, что сенсорный ряд — диапазон наших ощущений — дискретен (прерывен): до определенных пределов ощущение есть, а потом пропадает. Причем эта точка зрения распространяется как на абсолютный порог, так и на дифференциальный.

Абсолютный порог чувствительности – величина стимула, при которой начинает возникать ощущение.

Дифференциальный порог – величина физического различия между стимулами, при которой мы начинаем их различать.

Психометрическая функция – зависимость вероятности обнаружения (различения) стимулов от их интенсивности.

Представление, что наша сенсорная система устроена по пороговому, прерывному принципу, называется концепцией дискретности сенсорного ряда. Казалось бы, вполне разумная идея. О чем тут спорить?! Оказывается, есть о чем. Психофизики, воодушевленные идеей «абсолютного нуля», или точкой исчезновения ощущений, провели сотни экспериментов в надежде найти и раз и навсегда определить пороги чувствительности. Не тут-то было. Помещают испытуемого в специальную, изолированную от шумов экспериментальную комнату, измеряют его пороги, один раз получают одно значение, другой раз — получают другое значение. Это похоже на ситуацию, когда дверь в квартире открывается то с двух с половиной оборотов, то с двух, то с полутора, то вообще с одного, а замок тот же, и закрываете вы его все время ровно на два оборота.

Получается, что порог как бы плавает. Каждый раз мы получаем несколько различные значения -иными словами, даже для очень слабых раздражителей существует некоторая (ненулевая) вероятность их обнаружения, а для отностельно сильных — ненулевая вероятность их необнаружения. Зависимость вероятности обнаружения (различения) стимулов от их интенсивности называется психометрической функцией. Как должна выглядеть психометрическая функция, если сенсорная система работает по дискретному принципу? До определенного уровня интенсивности стимула вероятность обнаружения равна нулю, потом — единице

А как она выглядит в действительности? Так, как показано на рис. 11-3, б. Основываясь на результатах психофизических исследований, один из оппонентов Фехнера — И. Мюллер — высказал идею о непрерывности сенсорного ряда, суть которой состоит в том, что не существует порога как такового: любой стимул в принципе может вызвать ощущение. Почему же мы не обнаруживаем некоторые слабые сигналы? Потому что, утверждал Мюллер, на возможность обнаружения стимула влияет не только его физическая интенсивность, но и расположенность сенсорной системы к ощущению. Эта расположенность зависит от множества случайных, плохо контролируемых факторов: усталости наблюдателя, степени его внимательности, мотивации, опыта и т. п. Одни факторы благоприятно действуют на способность наблюдателя к обнаружению сигнала (например, большой опыт), а другие неблагоприятно (например, усталость). Соответственно, неблагоприятные факторы уменьшают способность к обнаружению, а благоприятные — увеличивают. Но в целом, по мнению Мюллера, нет оснований говорить о существовании какой-то особой точки на оси ощущений, где они прерываются, исчезают. Сенсорный ряд непрерывен. Если бы мы могли создать идеальные условия наблюдения, то сенсорная система восприняла бы сколь угодно малый сигнал.

Со времени научной дискуссии между Фехнером и Мюллером прошло уже более ста лет, но проблема дискретности-непрерывности сенсорного ряда до сих пор не получила окончательного решения. Исходные психофизические идеи вдохновили многих исследователей и позволили им создать массу психофизических концепций, интересных в теоретическом плане и полезных в практическом. Ниже мы коротко рассмотрим наиболее характерные из них.

Стивенс, Морган и Фолькман в 1941 году сформулировали нейроквантовую теорию, основное допущение которой состоит в том, что единицами нервной системы являются нервные кванты, каждый квант срабатывает по принципу «все или ничего», т. е. срабатывает, когда достигнут его порог, и не срабатывает, когда величина возбуждения ниже порогового уровня. Однако для возникновения ощущения, по мнению авторов теории, недостаточно возбуждения одного кванта. Ощущение возникает только при возбуждении двух нервных квантов. Кроме того, чувствительность организма флуктуирует (изменяется во времени, колеблется) совершенно случайным образом. Эти и другие допущения позволили объяснить некоторые особенности психометрических функций и защитить идею дискретности сенсорного ряда, невзирая на отсутствие в экспериментальных данных психофизиков скачкообразного перехода от необнаружения к обнаружению или от неразличения к различению. Следует отметить, что введение понятия «нервный квант» было малообоснованным: за ним не стояло четких эмпирических данных, оно не имело ясного психофизиологического значения и поэтому само допущение о существовании нервных квантов воспринимается не без сомнений.

Весьма продуктивной оказалась концепция, предложенная Грином и Светсом в 1966 г. и получившая название «теория обнаружения сигнала». Суть этой теории сводится к следующему. Любой сигнал воспринимается на фоне шума. Даже если полностью отсутствуют внешние помехи, сама сенсорная система просто за счет своей работы создает некоторый шум: в нас бьется сердце, по жилам течет кровь, мы дышим и т. д. Этот шум при жизни наблюдателя нельзя отключить (во всяком случае, он вряд ли на это согласится). Поэтому, хотя сенсорная система работает по непрерывному принципу, все равно обнаружение сигнала — вероятностный процесс. Сигнал сливается с шумом, он становится плохо отличимым от него, особенно когда физическая интенсивность самого сигнала очень мала. Наблюдатель, по сути дела, выполняет задачу отличения сигнала от шума. Шум, как ветер, колеблется вокруг некоторого среднего значения: он может быть то совсем слабым, и тут можно с высокой степенью уверенности сказать, что сигнала не было, то усиливается, и в этом случае шум легко перепутать с сигналом. На правильность ответа о наличии сигнала влияют, с одной стороны, собственно сенсорные способности анализаторов (слуха, зрения и т. д.), с другой — компонент принятия решения. Основными факторами принятия решения являются вероятности сигналов и то значение, которое имеют для вас правильные ответы и ошибки обнаружения.

Возьмем в качестве примера контроль качества продукции. Сигналом для контролера является бракованное изделие. Несигналом (шумом) — качественное изделие. Изделий много. Контролер один. Он может ошибаться. Посмотрим, какие возможны варианты сочетаний ответов наблюдателя и истинного положения вещей. Эти сочетания называются исходами процесса обнаружения. Контролер может в принципе дать два типа правильных ответов: оценить качественное изделие как качественное, бракованное — как бракованное; а также два типа неправильных посчитать бракованное качественным и, наоборот, качественное бракованным. Возможные исходы показаны на рис. 11-4.

Если отличить бракованное изделие от не бракованного непросто, если брак плохо отличим от качественных изделий в силу, например, погрешностей измерительной аппаратуры, дефицита времени или усталости контролера, то задача становится пороговой, т. е. различие между физическими событиями настолько незначительно, что это создает проблемы для сенсорной системы: сигнал сливается с шумом, и для того чтобы отличить одно от другого, приходится привлекать некоторые дополнительные (помимо сенсорных) механизмы.

Это, как указывалось выше, механизмы принятия решения. Если при прочих равных условиях вероятность брака велика (цех имеет плохую репутацию), то наблюдатель при возникновении сомнений будет относительно более склонен отвечать «сигнал», и наоборот, если вероятность брака мала (исполнители исключительно добросовестны), то предпочитаемым ответом будет «нет брака». Сходным образом обстоит дело со значимостями, или ценностями исходов. Если, например, за обнаруженный после контролера брак с него снимают премию, он будет очень придирчив. Если же начальник внушает контролеру, что главное — количество, пусть даже изделия будут слегка некондиционными, то контролер будет выносить вердикт «брак» с очень большой осторожностью. Соответственно, уменьшится процент правильных обнаружений и ложных тревог.