Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Роль сознания при решении задач по обнаружению сигнала 10
1.1. Активность сознания в процессе обнаружения 10
1.2. Обнаружение-сенсорный или перцептивный процесс
Сомнения в существовании ощущения как самостоятельного процесса 23
1.3. Сознание как механизм принятия решения об осознании стимула (подход Аллахвердова В.М.) 35
1.4. Исследования неосознанного обнаружения стимула 41
1.5. Принятие решения об осознании при восприятии двойственных и иллюзорных изображений 49
Выводы 63
Глава 2. Методы исследования 67
2.1. Методы исследования влияния иллюзорного изменения стимула на порог его обнаружения 70
2.2 Планирование эксперимента 77
2.2.1. Выявление влияния способа восприятия двойственных изображений на порог обнаружения стимула 80
2.2.2.Вывление влияния иллюзии Дельбефа и Эббингауза на порог обнаружения стимула 80
2.2.3. Определение величины иллюзии размеров внутренних точек в иллюзии Эббингауза 84
Выводы 86
Глава 3. Результаты экспериментов 88
3.1. Влияние способа восприятия двойственных изображений на порог обнаружения стимула 88
3.2. Влияние иллюзии Дельбефа и Эббингауза на порог обнаружения стимула 96
3.3. Результаты эксперимента по определению величины иллюзии размеров внутренних точек в иллюзии Эббингауза 109
Выводы 110
Выводы 113.
Заключение 118
Литература
Приложения
- Активность сознания в процессе обнаружения
- Методы исследования влияния иллюзорного изменения стимула на порог его обнаружения
- Влияние способа восприятия двойственных изображений на порог обнаружения стимула
Введение к работе
Актуальность темы. Традиционно задача по обнаружению сигнала рассматривается в психофизике как простая сенсорная задача. В психофизических концепциях мы, как правило, не находим обсуждения роли сознания в процессе обнаружения стимула. Основное место занимает сигнал, его физические свойства, физиологические характеристики и сенсорные способности организма. Правда, основатель психофизики Г.Т. Фехнер при рассмотрении природы ощущения отмечал роль сознания в возникновении этого процесса и предполагал, что существует четыре этапа процесса отражения: раздражение рассматривалось автором как физический процесс, возбуждение - физиологический, ощущение -психический процесс, суждение - логический процесс.
В классических психофизических теориях после Г.Т. Фехнера по
существу прекращается обсуждение активности сознания в процессе
обнаружения сигнала. С момента своего появления и до наших дней в
теоретических построениях психофизики преимущественно
конструируются гипотетические физиологические механизмы, описывающие работу сенсорной системы. Так, в современной психофизике рассматривается специальный механизм (предполагаемый как физиологический), принимающий решение о поступлении сигнала. Необходимость осознания поступившего сигнала в этих теориях не учитывается. При этом последовательно вводятся все новые и новые дополнительные внесенсорные факторы. В частности, сторонники теории обнаружения сигнала полагают, что принятие решения - необходимый этап в задаче обнаружения, которая трактуется как выделение сигнала на фоне шума. А результат принятия решения зависит от величины стимула и внесенсорных факторов (установка, отношение к эксперименту, стратегии испытуемого и др.). Но основная роль во всех концепциях в возникновении процесса обнаружения, а шире — процесса ощущения
4 неизменно принадлежит сенсорной способности, физическим и физиологическим факторам.
Существуют психологические теории с принципиально иным, по сравнению с классической психофизикой, взглядом на обнаружение сигнала [Аллахвердов В.М., 1993,2000,2003, Брунер Д., 1977, Гибсон Дж.,1990, Коффка К., 1975, Тхостов А.Ш.,2002, Узнадзе Д.Н.,1997, Ухтомский А.А.,1978, Худяков А.И.,2000, и др.]. Авторы таких теорий предлагают рассматривать ощущение только с учетом ведущей роли иных психологических конструктов в этом процессе, например обобщенного образа [Худяков А.И.,2000] или скрытой категориальной сети [Тхостов А.Ш., 2002]. В.М. Аллахвердов полагает, что существует специальный механизм, принимающий решение об осознании стимула. Таким образом, вопрос о роли сознания в возникновении процесса обнаружения (следовательно, и процесса ощущения) активно обсуждается и является одним из острых и актуальных на сегодняшний день. В отечественной психологии еще Б.Г. Ананьев называл ощущение «элементарным актом сознания» [Ананьев Б.Г.,1961]. Разные авторы в соответствии с различными подходами выделяют функции сознания, которые зачастую противоречат друг другу. В данной работе мы опираемся на подход к проблеме и функциям сознания, предложенные В.М. Аллахвердовым. Этот подход опирается на результаты многочисленных исследований разных авторов, которые не укладываются в традиционные представления о процессе обнаружения сигнала и шире - о возникновении ощущения. Речь, прежде всего, идет об исследованиях реакции на подпороговые стимулы и регистрации влияния неосознаваемого стимула на поведение испытуемых.
В.М. Аллахвердов выдвигает гипотезу о существовании
специального механизма, названного им механизмом сознания, ответственного за принятие решения об осознании поступившего сигнала. Таким образом, на обнаружение (осознание) поступившего сигнала влияют
5 не только характеристики стимула, но и процессы, происходящие в сознании. Работа сознания с сенсорной информацией непосредственно проявляется при восприятии двойственных изображений. Само изображение остается неизменным, меняется лишь способ его осознания. Сходный эффект, на наш взгляд, проявляется в иллюзиях восприятия, когда информация в сознании заведомо является искаженной. В том случае, если при изменении способа осознания в двойственном изображении или при происходящем в сознании иллюзорном изменении стимула будут меняться пороги его обнаружения, то это может служить подтверждением существования специального механизма, принимающего решение об осознании поступившего сигнала.
Цель исследования - выявить роль сознания при обнаружении сигнала.
Предмет исследования: пороги обнаружения иллюзорно измененных стимулов.
Объект исследования: взрослые люди с нормальной остротой зрения.
Гипотезы исследования:
1.Влияние иллюзорного изменения стимула на процесс его обнаружения можно зарегистрировать на материале геометрических иллюзий, измеряя пороги обнаружения иллюзорно измененных стимулов.
2. Пороги обнаружения будут изменяться в соответствии с
иллюзорными представлениями о величине стимула.
3. Иллюзорное влияние на пороги обнаружения должно носить
универсальный характер и поэтому можно ожидать его проявление у всех
испытуемых.
Для проверки выдвинутых гипотез поставлены следующие задачи: 1.Подобрать геометрические иллюзии восприятия для экспериментального исследования.
2. Выбрать методы измерения порогов обнаружения.
З.Создать стимульный материал и разработать компьютерную программу для проведения эксперимента. Методы исследования.
1. Методы классической психофизики: метод минимальных
изменений и метод констант.
2. Методы математической статистики.
Положения, выносимые на защиту:
1.Исходя из того, что наблюдаются реакции не только на осознанные, но и на неосознанные сигналы, следует различать принятие решения о поступлении сигнала и принятие решения о его осознании. Процесс обнаружения стимула необходимо включает в себя этап принятия решения об осознании этого стимула.
2. Реверсия двойственных изображений существует благодаря тому,
что в каждый момент времени осознается только один из возможных
вариантов изображения. При этом обычно можно зарегистрировать
реакции и на неосознаваемое значение. Существование этапа принятия
решения об осознании в процессе обнаружения сигнала экспериментально
доказывается тем, что значение порога обнаружения стимула,
помещенного в условия двойственного изображения, меняется в
зависимости от способа восприятия двойственного изображения.
3. Иллюзорное изменение стимула влияет на процесс его
обнаружения. Значение порогов обнаружения стимула зависит не только
от сенсорной информации, но и от иллюзорного представления о величине
стимула. Это также подтверждает существование принятия решения об
осознании сигнала в процессе обнаружения.
Научная новизна. Следует отметить, что иллюзии восприятия в современной науке не имеют однозначного объяснения. Во многом потому, что роль сознания при возникновении иллюзий до сих пор не описана. В исследованиях А.Н. Леонтьева [Леонтьев А.Н., 1974] и В.К. Гайды [Гайда В.К., 1972] обращается внимание на влияние иллюзии на
7 процесс обнаружения. К сожалению, статья А.Н. Леонтьева об «эффекте лупы» в большей степени носит исключительно описательный характер. Автор не предлагает однозначного решения проблемы. «Специальные условия, которые создаются эффектом лупы, лишь осложняют до сих пор еще не достаточно изученный процесс» [Леонтьев А.Н., 1974, стр. 18]. В.К. Гайда сообщает о влиянии иллюзии на дифференциальный порог мимоходом, никак не комментируя и не объясняя его, поскольку его исследование было посвящено совершенно другим проблемам.
Таким образом, до сих пор не проводилось систематического исследования влияния иллюзорного изменения стимула на порог его обнаружения. Нами создана оригинальная методика для выявления такого влияния. Проведены эксперименты, специально направленные на изучение влияния иллюзорного изменения величины стимула на порог его обнаружения.
Теоретическая значимость диссертационного исследования. Принятие решения об осознании стимула принципиально отличается от принятия решения о существовании сигнала на фоне шума. Если в психофизических теориях речь идет о принятии решения о поступлении или непоступлении сигнала, то принятие решения о неосознании сигнала возможно даже тогда, когда сигнал уже принят и опознан.Предполагается, что перцептивная организация, создающая в сознании иллюзию, сама по себе влияет на осознание величины стимула. Следовательно, одно лишь иллюзорное изменение величины стимула может повлиять на обнаружение сигнала и улучшить (или ухудшить) показатели остроты зрения наблюдателя. Результаты наших экспериментов свидетельствуют о сложности процесса обнаружения и как следствие, о неэлементарности процесса ощущения. Мы делаем вывод об активной роли механизма сознания в процессе принятия решения о том, какие из поступивших стимулов будут осознаны, а какие не будут. Это предполагает и внесение соответствующих дополнений в существующие психофизические теории.
Практическая значимость диссертационного исследования: Результаты исследования могут найти применение в инженерной психологии, оптике и в медицине. Наши данные позволяют утверждать, что острота зрения способна повышаться при иллюзорном изменении стимула, а также возможна разработка средств, улучшающих обнаружение сигнала за счет иллюзорного изменения его величины. Мы благодарны доктору психологических наук, профессору А.А. Крылову, который обратил наше внимание на значимость результатов исследования и для решения обратной задачи - маскировки и создания оборудования, ухудшающего обнаружение.
Апробация результатов исследования. По теме диссертации были прочитаны доклады и опубликованы материалы: на научно-практической конференции «Ананьевские чтения» (Санкт-Петербург, 2002); на международной научно-практической конференции «Психология XXI века» (Санкт-Петербург, 2003); на Всероссийском съезде психологов 25-28 июня 2003 г. (Санкт-Петербург, 2003). Опубликован доклад на интернет -конференции по когнитивной науке (февраль-апрель,2003) (http//:), результаты научной работы обсуждались на заседании кафедры общей психологии факультета психологии СПбГУ (2003).
Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Во введении обосновывается выбор и актуальность темы, ее практическая значимость, выдвигается гипотеза исследования, формулируются задачи, выбираются методы исследования.
В первой главе «Роль сознания в процессе обнаружения стимула» рассматриваются психофизические теории со времен основания психофизики и до наших дней, различные взгляды на процесс ощущения и факторы, влияющие на возникновение ощущения и значение его порога. Представлены зарубежные и отечественные исследования подпороговой чувствительности. Приводятся зрительные иллюзии, их влияние на
9 представление наблюдателя о величине объекта и расстоянии до него, теории, объясняющие происхождение геометрических оптических иллюзий. Теоретический обзор позволяет выдвинуть гипотезу и выбрать материал для экспериментального исследования.
Во второй главе «Методы исследования» анализируются методы классической психофизики, выбираются методы для экспериментального исследования, способы обработки результатов, планируется эксперимент, формулируются экспериментальные гипотезы, инструкции испытуемым.
В третьей главе «Результаты экспериментов» определяется влияние перцептивного контекста на порог обнаружения стимула. Данные, полученные в результате экспериментов, подвергаются математической обработке, подтверждаются и опровергаются экспериментальные гипотезы.
В заключении изложены научные и практические выводы.
Активность сознания в процессе обнаружения
Ведущим направлением в изучении сенсорных процессов путем регистрации и анализа произвольных ответов человека на поступающую информацию является психофизика. Исторически это первая экспериментальная область психологии. Официальное рождение психофизики относят к 1879 году, когда открылась первая в мире лаборатория экспериментальной психологии В.Вундта [Современная психология: справочное руководство, 1999]. В 1860 году вышел в свет труд Г.Т. Фехнера «Элементы психофизики». Г.Т. Фехнер разработал пороговую теорию, экспериментальные методы изучения порогов. Именно оценка порогов чувствительности и само понятие порога в дальнейшем стало причиной многочисленных споров, . появления новых психофизических теорий. Г.Т. Фехнер предполагал, что человек не способен непосредственно количественно оценивать величину ощущений. Он предложил косвенный способ измерения ощущения в единицах физической величины стимула. Для обозначения исходной точки начала ощущения Г.Т. Фехнер ввел понятие порога ощущения. Абсолютный порог - это та минимальная величина стимула, превышение которой вызывает ощущение этого стимула, а снижение ведет к исчезновению ощущения, различия исчезают в области «подсознательного». Г.Т. Фехнер постулировал существование четырех этапов процесса отражения. Первый этап - раздражение рассматривался автором как физический процесс, второй этап — возбуждение, как физиологический процесс, третий этап — ощущение, Г.Т. Фехнер считал психическим процессом, четвертый этап -суждение, логический процесс, отчет о наблюдаемом явлении и сравнение. Психофизический порог, по мнению Г.Т. Фехнера, был пунктом перехода между возбуждением и ощущением. Раздражитель воздействует не на физиологически пустой мозг, а на мозг, уже охваченный первичным возбуждением. Внешний раздражитель и соответствующее ему возбуждение осознается в том случае, если превосходит по силе имеющуюся нервную активность.
Согласно Г.Т. Фехнеру, зависимость величины ощущений от величины раздражителя выражается следующей формулой:
у = к (log р- log b)
где у - величина ощущения, р - величина действующего раздражителя, b - величина абсолютного порога, к - константа.
Из формулы видно, что когда величина раздражителя равна абсолютному порогу, вся правая половина равенства становится равной нулю, что означает исчезновение ощущения.
Таким образом, порог обнаружения определяется физическими и физиологическими величинами (величиной стимула и возбуждения).
В середине двадцатого века С.С. Стивене внес некоторые изменения в формулу закона Г.Т. Фехнера. В статье «Воздадим честь Фехнеру, но пересмотрим его закон» С.С. Стивене (1961) прямо указывает, что между величиной ощущения и величиной раздражителя существует не логарифмическая, а степенная зависимость. Эта зависимость выражается формулой:
У = к(Ф-Ф0)п
где Ч? - величина ощущения, к - константа, п - экспериментально определяемый показатель степени, принимающий для различных модальностей различные значения, Ф - величина действующего раздражителя, Ф0- пороговое значение раздражителя.
Но и в пересмотренном виде закон утверждает существование порога обнаружения как начальной точки ощущения. В формуле С.С. Стивенса при Ф = Ф0 величина ощущения падает до нуля. С.С. Стивене так же, как и Г.Т. Фехнер рассматривает порог как барьер, который должен быть преодолен для возникновения ощущения. Значение порога обнаружения определяется интенсивностью стимула. Таким образом, в приведенных психофизических теориях человек выступает не активным участником процесса обнаружения, а пассивно ощущает раздражители, превосходящие порог обнаружения, который определяется интенсивностью стимула.
Методы исследования влияния иллюзорного изменения стимула на порог его обнаружения
В качестве трех основных методов психофизики выделяют: метод минимальных изменений, метод средней ошибки, метод постоянных раздражителей (метод констант). Все остальные методы рассматриваются как их варианты [Бардин К.В., 1976].
В нашей работе для измерения абсолютного порога целесообразно остановиться на двух методах: метод минимальных изменений и метод констант.
Метод минимальных изменений наиболее экономный способ для определения границ пороговой зоны. Он может быть использован в качестве предварительного опыта для определения диапазона стимулов в предстоящей работе.
Однако, этот метод наиболее подвержен влиянию ошибок и неточностей: слишком большой или слишком маленький шаговый интервал, ошибки ожидания и привыкания испытуемых.
Метод констант наиболее близок к методам современной психофизики. Метод «да-нет» и метод вынужденного выбора К.В. Бардин рассматривает как модификации метода постоянных раздражителей. Этот метод позволяет «прозондировать всю пороговую зону» и, получив частоты положительных и отрицательных ответов на каждый стимул, вычислить значение порога.
При применении метода средней ошибки испытуемому позволено свободно манипулировать величиной стимула. Этот метод применяется в исследованиях, где изучается способность испытуемого на основе возникающих впечатлений точно воспроизводить определенную требуемую величину. Метод средней ошибки удобен для определения стратегии испытуемого при решении сенсорных задач. Но при исследовании сенсорных характеристик наблюдателя этот метод позволяет оценить только их временную динамику и требует много времени.
В задачи нашего исследования не входит определение стратегии испытуемого и оценка временной динамики сенсорных характеристик, поэтому мы не используем метод средней ошибки в экспериментах. Метод констант и метод минимальных изменений вполне соответствуют нашим задачам определения порогов обнаружения стимула, что и позволяет нам остановить свой выбор именно на этих двух методах.
1. Метод минимальных изменений.
В литературе его называют еще методом пределов или методом границ [Бардин К.В., 1976; Современная психология: справочное руководство, 1999].
Идея этого метода происходит из представления о пороге как о барьере, отделяющем ощущаемые раздражители от неощущаемых, таким образом, его можно найти, постепенно уменьшая величину превышающего порог раздражителя. Когда интенсивность раздражителя будет уменьшаться, ощущение будет слабеть до полного исчезновения. Предел, ниже которого раздражитель перестает вызывать ощущение и является нижней границей ощущения. Порог же, соответственно, находится где-то между последней величиной раздражителя, которая вызывала ощущение, и той величиной его, где ощущения уже не было. Значение порога, полученное таким образом, называется порогом исчезновения.
Если мы возьмем за исходную точку нулевое значение раздражителя, будем постепенно увеличивать его интенсивность, то при определенном его значении возникнет ощущение. Порог будет находиться между последней величиной раздражителя, которая не вызывала ощущения и величиной, где ощущение уже появилось - порог появления.
Влияние способа восприятия двойственных изображений на порог обнаружения стимула
Эксперимент мы начали с предварительного измерения порога обнаружения точки в центральной области слайда. Полные результаты измерения по каждому испытуемому в таблице №1 приложения. Вычисление средних значений показывает, что при обнаружении точки у испытуемых преобладала «ошибка привыкания», поскольку показатели восходящего порога выше, чем нисходящего. Единицы измерения — пиксели.
В этом эксперименте участвовало 45 человек. У 10 испытуемых в предварительном эксперименте мы определяли порог обнаружения точки в центральной области слайда, далее эти же 10 человек участвовали в выявлении влияния иллюзии Дельбефа на порог обнаружения стимула методом минимальных изменений. Двадцать человек принимали участие в исследовании влияния иллюзии Дельбефа на порог обнаружения стимула методом констант. И 15 испытуемых - эксперименте по выявлению влияния иллюзии Эббингауза на порог обнаружения стимула методом констант. Перед каждым экспериментом с иллюзорным изображением был предварительный эксперимент по обнаружению точки на слайде методом констант. В конце мы провели контрольный эксперимент по обнаружению двух точек, предъявленных на слайде одновременно методом констант с участием двадцати человек из эксперимента по определению влияния иллюзии Дельбефа на порог обнаружения стимула. Время, затраченное на каждого испытуемого, составляло 1,5-2 часа. Всего проведено около 11 тысяч замеров.
.Результаты эксперимента по определению порога обнаружения точки в иллюзии Дельбефа. Метод минимальных изменений. Единицы измерения - пиксели.
В таблицах приведены средние значения по всем испытуемым. В таблицах №2,3 приведены значения по каждому испытуемому (см. Приложение). Так же как и в предварительном эксперименте, мы отмечаем преобладание ошибки привыкания: значение восходящего порога обнаружения выше, чем нисходящего. Разницы результатов в зависимости от расположения кругов отмечено не было. В положении №1 ив положении №2 порог обнаружения точки в малом круге, ниже, чем в большом.
