Хрестоматия. Петухов. Том 3. Книга 2. Учебник по общей психологии, предназначено для проведения семинарских занятий по данному курсу и самостоятельного чтения

• Название: Учебник по общей психологии, предназначено для проведения семинарских занятий по данному курсу и самостоятельного чтения
• Анкор: Хрестоматия. Петухов. Том 3. Книга 2.doc
• Дата: 22.09.2018
• Размер: 20.88 Mb.
• Имя файла: Хрестоматия. Петухов. Том 3. Книга 2.doc
• Тип: Учебник; #24954
• страница: 7 из 53

С. Стивенс

МЕТОДЫ ШКАЛИРОВАНИЯ ОТНОШЕНИЙ¹

Прежде, чем рассматривать конкретные примеры шкал отноше­ний, коротко познакомимся с проблемой метода или процедуры. Мето­ды создания шкал отношений субъективной величины относительно новы. Правда, Меркель в своей работе «Методы дополнительного раздра­жения»² (1888 г.) пытался найти стимулы, которые удваивали бы кажу­щееся ощущение, но его изыскания почти не оказали влияние на разви­тие психофизики. Фаллертон и Кэттелл^З, используя метод удвоения и деления пополам, не достигли большего. Даже Титченер в своей обстоя­тельной книге «Руководство экспериментатору»⁴ ограничивается мимо­летной ссылкой на метод Меркеля, т.е. метод «удвоения» стимулов. Об авторе этого метода он говорит: «мы помним, что он по своему умствен­ному предрасположению является более физиком, чем психологом, и его работа бедна интроспективными данными»⁵. Может быть, Титченер и прав, объясняя недостатки Меркеля «умственным предрасположением». Однако хотелось бы знать, что бы он сказал, узнав, что, по крайней мере семь различных физических лабораторий внесли важный вклад в разра­ботку шкалы отношений субъективной громкости — шкалы сонов — против, возможно, трех психологических лабораторий.

¹ Проблемы и методы психофизики / Под ред. А.Г.Асмолова, М.Б.Михалевской. М.:
Изд-во Моск. ун-та, 1974. С. 71-76.

² См.: Merkel J. Die Abhangigkeit zwischen Reiz und Empfingung // Phil. Stud. 1889.
4. S. 541-594. 5. S. 245-291, 499-557.

³ См.: Fullerton G.S., Cattell J. McK. On the perception of small differences. Philadelphia:
Univer. of Pennsylvania Press, 1892.

⁴ См.: Titchener E.B. Experimental psychology. (Instructor's Manual). N. Y. Macmillan,
1923. Vol. II. Part II.

⁵ См. там же. С. 223.

52 Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

Толчок к разработке метода — это целая проблема. Сам метод, сколь бы блистательным и перспективным он ни был, немного стоит, если за ним не стоит методология. Физики и психологи разрабатывают утонченные методы измерения громкости главным образом потому, что разработка этой проблемы представляет для них практический интерес, в особеннос­ти для инженеров-акустиков. Это видно уже из того факта, что некоторые из самых ранних работ оплачены коммерческими компаниями. Довольно любопытно, что практическая проблема возникла из-за очевидных недо­статков закона Фехнера. Вскоре после принятия децибельной шкалы для измерения интенсивности звука инженеры заметили, что равные деления на логарифмической децибельной шкале не «ведут» себя как равные: уро­вень 50 дБ выше порога совсем не звучит как половина 100 дБ, как это сле­дует из закона Фехнера. Поскольку инженер-акустик часто должен объяс­нять своим заказчикам значение эзотерических акустических измерений, стало очевидным, что требуется шкала, на которой числа должны быть пропорциональны громкости, воспринимаемой рядовым слушателем. Ма­ловероятно, чтобы без этих практических нужд была предпринята разра­ботка шкал отношений для 14 перцептивных континуумов, которые мы будем рассматривать. Как субъективная шкала отношений, однажды по­явившись, могла быть положена в основу работы? Это показано нами, так как мы использовали шкалу сонов при разработке метода оценки громко­сти сложного шума из спектрального анализа звука¹.

Методы построения шкал отношений все еще развиваются, но все они в той или иной форме требуют от субъекта количественных оценок субъективных впечатлений. Многие авторы уверяли, что это бессмысли­ца и ерунда. Однако психологи, придерживающиеся этих методов, все же идут вперед. Эти прямые оценки ощущения, по-видимому, перестали выглядеть бессмыслицей, особенно после того, как они были получены.

В настоящее время в принципе существуют 4 метода, но у каждого из них есть различные варианты. Мы можем классифицировать более или менее систематически эти методы следующим образом.

1. Оценка отношения:

а) прямые измерения отношений;

б) «постоянная сумма».

2. Установление отношений:

а) деление (фракционирование);

б) умножение (мультипликация).

3. Оценка величины:

а) заданный модуль (заданный масштаб, мера);

б) без модуля (не обозначен масштаб).

4. Установление величины.

¹ См.: Stevens S.S, The calculation of the loudness of complex noise // J. acoust. Soc. Airier, (in press).

Стивене С. Методы шкалирования отношений

53

Я уверен, что во многих психологических исследованиях царит еще больший терминологический хаос, чем в наименованиях психофи­зических методов и, к сожалению, не вижу радикального средства, ко­торое бы позволило избавиться от великого множества определений при разработке этих методов. Лучшее, что мы можем сделать — это время от времени вносить некоторую систематизацию. Внеся сначала свою долю в путаницу, я затем попытался внести некоторый порядок в при­веденный выше список.

Частично благодаря моим усилиям, второй класс методов, который появился в истории первым, получил название фракционирования, так как обычная процедура метода требует от испытуемого, чтобы он уста­новил (выбрал) стимул для получения ощущения, оцениваемого как по­ловина ощущения, вызванного стандартным стимулом. Другие дроби так­же используются и дают содержательные результаты. Фракционирование в этом смысле является только частью более общего метода. Другая часть, которую можно назвать умножением или мультипликацией включает в себя дополнительную процедуру, требующую, чтобы испытуемый иден­тифицировал или установил предписанное отношение, которое больше единицы, т.е. переменный стимул в два, три и т.д. раза больше заданно­го стандарта. Эта процедура использовалась, вероятно, не так часто, как следовало бы; в пользу этого есть достаточно оснований, показывающих, что применение процедуры удвоения в качестве дополнительной к деле­нию пополам дает возможность сбалансировать определенные системати­ческие отклонения.

Эти две процедуры вместе могут быть названы установлением от­ношения. Установление отношений может осуществляться различными способами. Так, экспериментатор может разрешить испытуемому регули­ровать стимул для того, чтобы получить предписанное отношение к стан­дарту, или же экспериментатор может сам установить стимул и спросить испытуемого, имеет ли место предписанное отношение (метод «постоян­ных стимулов»).

Интересный вариант установления отношений включает фиксацию двух яркостей для того, чтобы определить кажущееся отношение, кото­рое испытуемый должен воспроизвести, устанавливая две громкости в том же самом кажущемся отношении. В эксперименте, проведенном Дж.Стивенсом, физическое отношение (децибелы), устанавливаемое испы­туемыми между интенсивностями белого шума, приблизительно совпада­ет с отношением, которое экспериментатор устанавливает между интен­сивностями двух белых поверхностей. <...>

Метод оценки отношения обратен по процедуре методу установ­ления отношения. Вместо того, чтобы задать отношения заранее, экспе­риментатор подает два (или более) стимула и просит испытуемого на­звать отношения между ними. Испытуемый может дать прямую оценку

54

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

отношений, как и в первых опытах Ричардсона и Росса¹, или он вынуж­ден будет выразить отношение при помощи деления заданного числа точек на две группы, пропорциональные двум стимулам по способу, предложенному Метфесселем². Принуждение, включенное в так называ­емый метод «постоянной суммы», содержит очевидные недостатки, кото­рые проявляются при работе с большим диапазоном отношений.

Метод оценки величины.³имеет дело с отношениями как таковыми и требует, чтобы испытуемый приписал числа последовательности стиму­лов при инструкции выбирать числа, пропорциональные воспринимае­мым величинам ощущений. Экспериментатор может задать меру (модуль) предъявлением некоторого стимула и дать ему некоторое особое значе­ние, например, 10, или он может представить испытуемому возможность самому свободно выбрать свой модуль. (Замечание: если оценка величи­ны дает асимметричное распределение, как обычно бывает, то желатель­но подсчитывать медианы вместо средних арифметических).

Метод оценки величины является логически обратным методу уста­новки величины; этим методом больше всего пренебрегали. Вместо предъявления серии стимулов в случайном порядке и вместо того, чтобы прЪсить испытуемого оценить их воспринимаемые величины, эксперимен­татор может назвать различные величины и попросить испытуемого отре­гулировать стимулы таким образом, чтобы они были пропорциональны субъективным величинам. Подобно любому методу, он имеет, вероятно, свои достоинства и свои недостатки, и интересно выяснить величины, по крайней мере, некоторых из них.

Одно мы знаем точно — это то, что при использовании этого мето­да экспериментатор должен сопротивляться любому импульсу, который побуждал бы его обозначить верх или низ диапазона. В противном слу­чае эта задача превращается в одну из задач категориального шкалиро­вания. В некоторых более ранних экспериментах мы использовали по­добный метод, который можно назвать установлением категорий, чтобы получить семиточечную шкалу категорий для громкости. Мы предъяв­ляли два уровня, которые обозначались как 1 и 7, а затем просили ис­пытуемых воспроизводить в случайном порядке остальные категории. Результаты были подобны обычным оценкам категорий, полученным для континуума класса 1: функция была выпукла вниз, когда график вычерчивался против шкалы сонов (по оси абсцисс).

¹ См.: Richardson L.F., Boss J.S. Loudness and telephone current // J. gen. Psychol.
1930. 3. P. 288-306.

² См.: Metfessel M.F. A proposal for quantitative reporting of comparative judgments //
J. Psychol. 1947. 24. P. 229-235.

³ См.: Stevens S.S. The direct estimation of sensory magnitudes: Loudness // Amer. J.
Psychol. 1956. 69. P. 1-25.

Стивенс С. Методы шкалирования отношений

55

Установление величины производилось в эксперименте, в котором для обозначения величины мы предпочитали яркость, а не число. Мы устанавливали яркость одного тест-объекта на разных уровнях и проси­ли испытуемых отрегулировать шум таким образом, чтобы его громкость казалась столь же сильной, как и яркость света. Хотя это исследование (проводимое Дж.Стивенсом) еще не закончено, результаты, по-видимому, вполне соответствуют тому, что мы знаем относительно субъективных шкал для громкости и яркости. Интенсивности белого шума пропорцио­нальны в грубом приближении интенсивностям белого света, что явно предполагает, что громкость и яркость являются сходными функциями интенсивности.

Все четыре метода дают необходимые данные для построения шка­лы отношений. Каждый метод может быть изменен и модифицирован множеством различных способов. Нужно не только изменять и адапти­ровать методы для успешного разрешения конкретной проблемы, но и в любой серьезной попытке создания определенной шкалы для заданного перцептивного континуума требуется искать возможные источники от­клонений, смещений и искажений, используя разные методы и различ­ные значимые параметры. В настоящее время валидная шкала, которая представляет типичного испытуемого, едва ли может быть получена с первой попытки.

Описанные ниже шкалы отношений созданы с помощью одной или более из перечисленных выше основных процедур. Не все они были под­вергнуты интенсивному исследованию и перекрестной проверке, как того заслуживают, но мы заинтересованы скорее в получении их общего вида, а не деталей. В первом приближении все они являются степенны­ми функциями.

Ф.А. Джелдард

[СЕНСОРНЫЕ ШКАЛЫ: МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ШКАЛ]¹

Шкалы отношений встречаются во всех областях науки, они пред­ставляют и самые простые измерения, и наиболее изощренные. Общие измерения длины, веса, электрического сопротивления, скорости и плот­ности осуществляются по шкале отношений. Здесь существуют дейст­вительные нулевые точки. «Нулевая длина», «нулевой вес», «нулевая скорость» понятны для всех. Отнимите 1 дюйм из 1 дюйма, 5 фунтов из 5 фунтов и 10 миль/ч из 10 жиль/ч, и не будет никаких сомнений в ре­зультатах. Также не возникает сомнений, что 10 миль/ч — это дважды по 5 миль/ч и что 1 дюйм — это У,₂ фута. Существование равных еди­ниц и действительной нулевой точки делает возможным сравнение отно­шений. В этом и заключается большое достоинство шкал отношений.

Если мы хотим точно охарактеризовать стимулы, то чаще всего пользуемся шкалой отношений — шкалой размера, веса, яркости и т.д. Но что можно сказать об ощущениях, вызываемых этими стимулами? Можно ли шкалировать ощущения? Да, если возможны «ощущаемые отношения». Что подразумевается под этим и как мы переходим от ощу­щений к шкале отношений?

Существует несколько способов шкалирования, главными среди них являются фракционирование, оценка отношения и оценка величины. Иногда все три метода дают приблизительно одни и те же результаты, и тем самым подтверждают друг друга.

При методе фракционирования испытуемому предъявляется эталон (стандарт) определенной интенсивности, который он должен сравнить с рядом слабых стимулов, пытаясь выбрать один, который, как ему кажет­ся, составляет простое отношение (дробь) с эталоном (обычно равен по-

¹ Хрестоматия по ощущению и восприятию / Под ред. Ю.Б.Гиппенрейтер, М.Б.Ми-халевской. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1975. С. 253-261.

Джелдард Ф.А. [Сенсорные шкалы: методы построения шкал] 57

ловине эталона). Допустим, что строится шкала отношений для громко­сти звука. Испытуемому предъявляют тон постоянной интенсивности и предлагают подобрать более тихий тон так, чтобы его громкость была равна половине громкости эталона. Эта процедура повторяется на разных уровнях интенсивности в широком диапазоне. Установки испытуемого представляют собой большое число интервалов, каждый из которых оце­нивается как отношение 1:2. С их помощью можно построить шкалу. Это будет шкала отношений, которая содержит истинный нуль.

Какой вид будет иметь такая шкала, если ее поместить вдоль шка­лы физической интенсивности? Ответ можно получить, рассмотрев рис.1. Громкость — мера силы звукового ощущения, представлена в зависимо­сти от интенсивности стимула в децибелах (см. подпись к рис. 1). Уве­личение оценки громкости по мере увеличения интенсивности стимула изображено сплошной линией, названной «шкалой сонов». Сон — еди­ницы громкости. Один сон — громкость тона, частота которого равна 1000 Гц, а интенсивность — 40 дБ над абсолютным порогом. Два сона равны удвоенной громкости, три сона — утроенной громкости и т.д. Крутой участок кривой означает, что при высоких интенсивностях зву­ка громкость возрастает быстрее. По определению, один сон получают при тоне 40 дБ. Видно, что 2 сона имеют место при тоне 55, 7 сонов — при 60, 13 сонов — при 70, 25 сонов — при 80, 50 сонов — при 90 дБ над абсолютным порогом. При низких уровнях интенсивности звука мы должны сильно продвинуться по нашей логарифмической шкале физи­ческой энергии, чтобы получить незначительное возрастание громкости, но при высоких интенсивностях сравнительно небольшое увеличение энергии ведет к громадному изменению громкости. Указанные выше со­отношения получены эмпирически в результате тщательных эксперимен­тов. Для упрощения расчетов громкости было принято международное соглашение о том, что увеличение интенсивности на 10 дБ удваивает громкость. Итак, громкость звука, интенсивность которого равна 40 дБ, составляет 1 сон; 50 дБ — 2; 60 дБ — 4; 70 дБ —- 8 и т.д.

Прерывистая линия (рис. 1), названная шкалой «децибел», показы­вает, как увеличилась бы громкость, если бы выполнялся закон Фехнера, так как на горизонтальной оси отложены логарифмические единицы — децибел тоже является логарифмической единицей — интенсивность ощу­щения должна быть связана с ней линейно. Ясно видно большое расхож­дение между предсказаниями закона Фехнера и результатами измерений по методу фракционирования.

Второй метод — оценка отношения — связан с методом фракцио­нирования и поэтому может служить проверкой для него. Метод оценки отношения состоит в том, что испытуемому предъявляют два различных по интенсивности стимула и просят оценить кажущееся отношение меж­ду ними, например, составляет ли слабый звук по громкости ¹/₂ , ¹/₅ , ⁴/₅ или какую-либо другую часть сильного звука. Такие субъективные оцен-

58

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

О 20 40 60 80 100

Рис. 1. Зависимость громкости от интенсивности звука: Ось абсцисс - интенсивность звука в децибелах над абсолютным по­рогом; ось ординат - громкость в сонах. При низких физических ин-тенсивностях оценка громкости (сплошная линия, названная «шкала в сонах») возрастает медленно, а при высоких - быстро. Мера физи­ческой интенсивности - децибел определяется как ¹/₁₀ log₁₀ Е₁/Е₀, где Е₁ - измеряемая акустическая энергия, Е₀- энергия условного этало­на, взятого в качестве точки отсчета (обычно 0,0002 дин/см², что при­близительно соответствует абсолютному слуховому порогу «среднего» молодого человека при частоте тона, равной 1000 Гц). Таким образом, децибелы изменяются по логарифмическому закону, 0 дБ соответствует интенсивность звука, равная порогу слышимости, 40 дБ - интенсив­ность звука в среднем учреждении, 60 дБ - интенсивность голосов во время разговора, 100 дБ - грохот в котельном цехе, 120 дБ - удар грома, а рев реактивных двигателей некоторых самолетов может дости­гать 160 дБ и более. Прерывистая линия, обозначенная как «шкала в децибелах», показывает, какой вид имела бы зависимость между гром­костью и физической интенсивностью, если бы выполнялся закон Фехнера, так как громкость дана в линейном масштабе, меняется по линейному закону, а интенсивность (децибелы) - по логарифмическому¹

ки возможны, если они не очень затруднительны. В действительности испытуемые вначале не очень уверены в правильности оценок, но скоро приобретают способность быстро оценивать отношения, и точность оце­нок показывает, что они могут служить ценным дополнением к методу фракционирования.

Частным случаем метода оценки отношения является метод посто­янной суммы. Два стимула, различные по интенсивности (или по другой характеристике), предъявляются одновременно или непосредственно один

¹ Woodworth R.S., Schlosberg H. Experimental psychology. N. Y.: Henry Holt, 1954. P. 239.

Джелдард Ф.А. [Сенсорные шкалы: методы построения шкал] 59

за другим, и наблюдатель должен оценить каждый в процентах от их сум­мы. Так, два расположенных рядом световых пятна сначала, когда их яркости кажутся различными, могут быть оценены как 70 и 30, а затем, но окончании уравнивания, как 50 и 50. Очевидно, что метод постоян­ной суммы есть метод оценки отношения, где оценки даются в процен­тах. Сказать, что два «слагаемых» в сумме составляют 100, — не значит скрыть существующие между ними отношения (7:3; 1:1).

Если сенсорная величина может быть разделена пополам или на четыре части, как это делается в методе фракционирования, и если мо­гут быть оценены отношения между двумя или более впечатлениями даже разных модальностей, то можно поставить вопрос, не существует ли более прямого способа оценки сенсорных уровней? Можно ли, например, отправляясь от некоторой точки, эталона, приписать числа другим ощу­щениям? Было предпринято много попыток решить этот вопрос, и теперь уже ясно не только то, что человек способен с известной точностью пря­мо оценивать величину ощущения, но и что с помощью метода оценки величины можно получить некоторые важные выводы, касающиеся от­ношений «стимул — ощущение».

В методе оценки величины используется более прямая процедура. Предположим, что мы хотим получить прямые оценки величины гром­кости и тем самым проверить результаты, полученные с помощью мето­да оценки отношения. Сначала мы предъявляем тон умеренной громкос­ти, например, равный 80 дБ, и сообщаем наблюдателю, что эта громкость является эталоном и должна быть оценена, например, 10 единицами (мо­дуль). Испытуемый должен численно оценивать относительную громкость всех последующих предъявляемых тонов, причем более слабым тонам должны быть приписаны числа меньше 10, а более громким — больше 10. Если переменный тон в четыре раза громче эталона, ему приписыва­ется 40, если он кажется вдвое слабее эталона, ему приписывается 5 и т.д. Экспериментатор не накладывает никаких ограничений на пределы оценок на обоих концах шкалы. Затем в случайном порядке испытуемому предъявляют большой ряд интенсивностей, выбранных заранее.

Результаты, полученные с помощью такого метода, хорошо соответ­ствуют результатам, полученным с помощью метода оценки отношений. На рис. 2 (верхняя кривая) показаны результаты решения обеих задач группой из 8 испытуемых. В этом опыте для оценки величины использо­вался максимальный модуль 100 — модуль не обязательно должен иметь «умеренную» интенсивность или быть «центральным» числом, — и ис­пытуемым предъявлялись для численной оценки 5 более слабых и дос­таточно удаленных друг от друга громкостей. При оценке отношения модуль был равен 1, а знаменатель дроби варьировал в зависимости от интенсивности тона. Нижняя кривая показывает, что во второй задаче была получена та же функция. А именно линии, соединяющие точки, имеют такой же наклон, когда модуль представлен наименьшей интен-