Теория статистических решений и психофизика - Леонов Ю.П.
Скачать (прямая ссылка):
Можно построить психофизические шкалы в тех случаях, когда нет физического континуума, в котором располагаются ощущаемые нами объекты. Такие шкалы называют психометрическими. Например, можно использовать психометрическую шкалу для оценки цвета материала. В более общем случае психофизическую шкалу можно использовать для оценки личности, картины, научного исследования и т. д.
Такие шкалы были названы оценочными и широко применяются в психологии и повседневной жизни. Оценочные шкалы очень удобны, они позволяют «измерять» такие «объекты», за которые никогда не взялся бы физик.
Теперь мы должны окончательно оставить нашу аналогию нейронной системы с измерительным прибором, так как последний ни в коей мере не позволяет строить оценочные шкалы. Здесь мы отходим от проблемы просто измерения и сталкиваемся с качественно новыми — с проблемами распознавания и решения.
Итак, наряду с физическим пространством, в котором определяются ощущаемые нами объекты (различные предметы, источники света и звука и т. д.), имеется пространство ощущений, в котором эти объекты воспринимаются нейронной системой. Это пространство не является точной копией физического пространства.
Как мы убедились, уже при переходе от простейших стимулов к их ощущению изменяется масштаб. В связи с этим методы изучения пространства ощущений в психофизике получили название шкалирования.
Шкалирование имеет значение с двух точек зрения.
Во-первых, изучение шкал позволяет детально исследовать структуру сенсорного пространства, в котором ощущаются предметы окружающего нас мира, и, таким образом, описать такие феномены, как ощущение и восприятие.
Во-вторых, шкалирование имеет большое практическое значение. Человек желает возможно лучше познать и использовать окружающие его явления. Этого он достигает за счет получения ин-
формации из окружающей среды благодаря своим анализаторам, взаимодействующим с различными вспомогательными системами, которые должны возможно лучше соответствовать его сенсорному пространству. Так, например, акустические системы должны быть приспособлены к его слуху. То же можно сказать о используемых световых системах и т. д.
Поэтому при проектировании таких систем следует учитывать особенности восприятия стимулов различных модальностей. Например, в акустической системе, предназначенной для прослушивания музыки, необходимы такие регуляторы громкости и тембра звука, которые соответствовали бы субъективному восприятию звука: например, регулятор звука должен менять громкость по шкале сонов, а не по децибельной шкале, как принято сейчас.
Если речь идет о восприятии цвета, то соответствующие системы должны иметь шкалы в мелах и т. д. Особую практическую ценность имеет оценочное шкалирование, так как его нельзя заменить чем-либо другим в силу сложности оцениваемых явлений.
В связи с этим нужно отметить, что один из основателей теории шкалирования С. Стивенс понимал шкалирование в самом широком смысле. Он считал, что «всякое правило приписывания числовых форм (чисел) определенным сторонам объектов или событий создает шкалу». Шкалы возможны потому, что может существовать изоморфизм между свойствами числовых рядов и эмпирическими операциями над физическими объектами. Этот изоморфизм может быть неполным. Только некоторые свойства объектов изоморфны свойствам чисел [15, 22].
Теперь можно перейти к формулировке основной задачи шкалирования. Она заключается в построении пространства ощущений для тех или иных задач, решаемых нейронной системой, что равносильно построению соответствующей шкалы. В такой формулировке шкалирование является одной из фундаментальных проблем психофизики. Однако в такой постановке проблема слишком обща и не может рассматриваться в этой небольшой книге.
Поэтому дальше ограничимся частным аспектом этой проблемы, а именно предположим, что‘исследуемые'~объекты заданы на физическом континууме первого класса [22] и для этого класса необходимо построить сенсорное пространство и соответствующую шкалу.
Итак, речь идет об установлении изоморфизма между сенсорным пространством и физическим пространством стимулов. Точная формулировка этой задачи такова.
Предположили, что в сенсорном пространстве определена величина ощущения I. Н е о б х о д и м о "н а й т и функцию
/ = !>(*), (И-1)
связывающую величину стимула с величиной ощущения I.
Оставаясь верными своему методу, мы вначале построим шкалу, используя отношения правдоподобия. Об этой шкале упоми-
налось в главе 1 в связи с психофизической интерпретацией функции к (х). Затем мы рассмотрим логарифмическую шкалу Фехнера и степенную шкалу Стивенса и покажем, при каких условиях эти шкалы можно получить из шкалы отношения правдоподобия. Потом выясним, к чему сводятся различия между логарифмической и степенной шкалами. Это оказывается возможным благодаря понятию собственного шума нейронной системы (см. главу 9 и 10). И, наконец, сравним шкалу отношения правдоподобия с этими шкалами (§ 4).
