Сенсорное. —ярр обнаружение

'^Ш+иконическое/ jjlj /эхоическое

Ш Кодирование H ^Память ",

трансформация |

Поведение

аружение и интерпретация сенсорных сигналов

Эта глава охватывает три аспекта перцептивных явлений: (ОСенсор-ное восприятие стимулов как таковое; (2)Объем восприятия; и (З)Стадии восприятия.

Ощущение и вослриял

Мы познаем мир при помощи органов чувств. Наши знания изначально имеют чувственную природу; стимулы, интенсивность которых выше оп­ределенного уровня, активируют чувствительные рецепторы. Что проис­ходит дальше с этими ощущениями — в большой степени зависит от на­шего знания мира. Термин ощущение относится к первоначальному опы­ту, возникающему в результате элементарных видов стимуляции¹. Изуче­ние ощущений обычно связано с устройством органов'чувств (уха, глаза и т.д.) и со стимулами, воздействующими на эти органы. С другой стороны, в восприятии участвуют высшие когнитивные механизмы, интерпретиру­ющие сенсорную информацию. Когда мы читаем книгу, слушаем концерт, получаем сеанс массажа, нюхаем одеколон или едим икру, мы "пережива­ем" нечто гораздо большее, чем непосредственную сенсорную стимуля­цию. Каждое из этих сенсорных событий обрабатывается в контексте на­ших знаний о мире; наш предшествующий опыт придает смысл простым ощущениям.

Явления внешнего мира обнаруживаются сенсорной системой. Эта система включает пять видов чувствительности: зрение, слух, обоняние, осязание и вкус. Каждый из наших органов чувств преобразует воздей­ствия стимулов в нервную энергию.

Очевидно, что в сенсорной системе расположено место встречи наше­го внутреннего мира с внешней реальностью. Изучение связи между фи­зическими изменениями в окружающем мире и психическими пережива­ниями, связанными с этими изменениями, занимает большую и важную часть психологии. Однако мы ограничим наше изучение психофизики все­го несколькими темами. Первой из них станет понятие о сенсорном поро­ге, в связи с которым будет рассмотрен вопрос: Сколько требуется энер­гии, чтобы произошло обнаружение? Следующей темой будут: теория об­наружения сигналов, современный подход к сенсорному порогу и теория информации и связи. Заключительной темой этого раздела будет вопрос: Сколько информации можно воспринять за короткое время?

Вопрос о том, где кончается ощущение и начинается восприятие, об­суждался долго, и нет необходимости вспоминать здесь его историю. Важ­но сознавать наличие этих двух компонентов в перцептивном процессе и их взаимозависимость.

Дихотомия между сенсорным опытом и перцептивной интерпретацией этого опыта заняла центральное место в исследованиях восприятия и про­должает занимать многих когнитивных психологов. Одним из методов ис­следования является измерение физического и психологического качества одних и тех же сенсорных стимулов. Иногда эти две меры реальности,

'Здесь и далее под стимуляцией подразумевается воздействие внешнего фи­зического агента (стимула) на органы чувств.— Прим. ред.

Обнаружение сенсорных сигна

Рис. 2.2. Иллюзия Мюлле-ро-Лойера. Отрезки линий но фигуре А имеют равную длину; отрезки линий на фи­гуре В кажутся равными, но на сомом деле они не рав­ны.

"объективная" и воспринимаемая, не совпадают, например, в случае ил­люзий восприятия. В работах по восприятию хорошо известна иллюзия Мюллера-Лайера (Рис.2.2), в которой два равных отрезка видятся нерав­ными. Хотя есть как минимум дюжина теорий, объясняющих эту иллюзию (Boring, 1942), очень похоже, что на самом деле она связана как раз с тем, что в прошлом опыте у нас сложилась установка считать некоторые фор­мы находящимися дальше, а некоторые — ближе. Более сложную иллю­зию можно увидеть на картине Мориса С.Эшера, изображенной на Рис.2.3. Здесь зрительные признаки близости и удаленности оказываюся несовме­стимыми с движением потока воды.

Взаимосвязь между восприятием и предшествующим знанием о мире проявляется не только в простых геометрических иллюзиях, но также при интерпретации научных данных. На Рисунке 2.4А показано расположение ям для столбов, найденных при археологических раскопках. Если ваши знания об изучаемом племени привели вас к гипотезе, что их хижины были прямоугольными, вы будете склонны "видеть" или интерпретиро­вать расположение ям так, как это показано на Рисунке 2.4В. И наоборот, если у вас другая гипотеза, вы будете склонны интерпретировать располо­жение ям иначе — как на Рисунке 2.4С. В качестве упражнения было бы полезно попытаться вычертить расположение хижин, исходя из предполо­жения, что они были треугольными, и соответственно отбирая "существен­ные" и "несущественные" ямы.

Наш взгляд на перцептивные процессы, таким образом, состоит в том, что обнаружение и интерпретация реальности определяются как энергией стимула, воздействующего на органы чувств, так и знаниями, предшеству­ющими текущему опыту. Во многих когнитивных исследованиях затраги­вается вопрос о том, насколько мы искажаем сенсорную информацию. Как нам представляется теперь, хранимое в нашей памяти зачастую есть на­бор абстрактных репрезентаций реальности. Видимо, ключ к пониманию процессов обработки сенсорной информации и ее когнитивных интерпре­таций лежит в абстрагировании информации. На уровне ощущений ин­формация очень конкретна, тогда как на уровне интерпретации она как правило абстрактна. Наш взгляд на мир определяется одновременно тем, что мы знаем (в абстрактном смысле) и тем, что мы чувствуем (в конкрет­ном смысле). Во всей книге — особенно при рассмотрении семантической памяти — мы будем расширять это представление. Сейчас, однако, обра­тимся к другому аспекту восприятия сенсорной информации.

груженые u интерпретация сенсорных сигналов

Рис. 2.3. "Во

под" М.С.Эше/

e:•:

Рис. 2.4. Гипотетические планы хижин, нарисованные исходя из располо­жения ям для столбов, обнаруженных при археологических раскопках. А: расположение ям (черные пятна); В: и С: гипотетические планы хижин.

Обнаружение сенсорных сиена^

Что мы знаем - не

Удобно представлять себе различные эле­менты сенсорной системы в виде каналов, открытых для внешней реальности. Выс­шим уровням обработки доступны только те ощущения, которые обеспечиваются работой рецепторов, а поскольку воспри­имчивость этой системы ограничена, наши знания неизбежно также ограничены. По­хоже, что мы преувеличиваем важность тех деталей физического мира, которые можем обнаружить, и недооцениваем важ­ность тех, что нами не обнаруживаются или требуют специальных фильтров для их преобразования. Как изменился бы наш взгляд на "реальность", если бы мы могли ^:'видеть" в инфракрасном диапазоне, но не могли бы "видеть" обычно видимую часть:пектра? Был бы тогда наш распорядок дня

и ночи тем же самым? Как бы это сказа­лось на истории, на торговле, моде, фило­софии — на всем обществе, наконец? Но самое главное — как бы это повлияло на наши представления о реальности? По­скольку мы воспринимаем реальность че­рез такие ограниченные (часто искажаю­щие) каналы, мы вынуждены заключить, что "все, что нам известно, на самом деле неверно". Однако, в пределах возможнос­тей нашего сенсорного аппарата мы мо­жем составить примерное описание того, как мы обрабатываем огромное количество информации, которую мы можем обнару­жить, хорошо понимая, что реальность нашего непосредственного мира гораздо более разнообразна, чем мы это ощуща­ем.

рог Уверенность в том, что осознание ощущения наступает тогда, когда энер-

гия стимула достигает мозга, породила многочисленные психофизические эксперименты с измерением порога. Идея была в том, что, когда количе­ство поступающей энергии превышает некоторый уровень (т.е. порог), она возбуждает чувствительные нейроны и "проходит" — точно так же, как мы проходим через дверь. Когда энергия недостаточна для возбужде­ния активности нейронов, то она, как говорят, находится ниже порога или, иначе,— это подпороговая энергия; энергию, достаточную для воз­буждения, назвали надпороговой. Однако, с точки зрения теории обнару­жения сигналов, концепция порога несколько более сложна, в чем мы и убедимся далее в этой главе.

Взаимосвязь между энергией стимула и результирующим ощущением не столь уж проста. Типичный пример взаимосвязи между вероятностью обнаружения и интенсивностью стимула показан на Рис.2.5. Если бы сен­сорные пороги были "чистыми" и дискретными и если бы наши методики измерений были совершенными, то мы получили бы функции вроде тех, что показаны на Рис.2.6.

Если бы испытуемый находился в таких идеальных для сенсорного обнаружения условиях, то при воздействии определенной величины све­товой или звуковой энергии, давления, вкусовых агентов или других сти­мулов, он бы постоянно отмечал наличие у себя ощущений. Очевидно, однако, что суждения о наличии ощущений основаны не только на физи­ческой природе стимула, но также на процессах принятия решений испы­туемым, которые, в свою очередь, зависят от сложного набора когнитив­ных механизмов. Испытуемый оценивает величину необработанной надпо-

гружение и интерпретация сенсорных сигналов

роговой энергии по тому, дает ли она достаточно интенсивный стимул, чтобы вызвать позитивную реакцию. Субъективная оценка тесно связана с непосредственными психологическими последствиями стимуляции, а так­же со знакомством испытуемого с такого рода событиями. На ощущения человека оказывают влияние не только когнитивные механизмы высшего порядка (память, значение, мышление); кроме этого, стимул или сигнал может иметь неустойчивые характеристики, искажающие его обнаруже­ние и интерпретацию. Даже в полностью контролируемых лабораторных условиях невозможно устранить все "шумы" (посторонние стимулы). Это аналогично шумам, генерируемым высокочувствительными лабораторны­ми приборами. Мощный усилитель, способный улавливать и усиливать самые слабые сигналы, сам по себе может генерировать помеху, которая ошибочно принимается за ответную реакцию испытуемого. Многим звуко-инженерам случалось ловить сигналы местного передатчика вместо тща­тельно контролируемых сигналов, генерируемых в лаборатории.

Рис. 2.5. Типичная зависи­мость вероятности обнаруже­ния стимула от его интенсив­ности.

Рис. 2.6. Идеализированная зависимость вероятности об­наружения от интенсивности стимула.

Обнаружение сенсорных сигнал

™,_В^Р„ ^{В СеРвДИНе 5}°'^{Х Г}°^{ДОВ Те}°^{рии 0}бн8РУ*ени_я сигналов значи-тельно изменило представление о сенсорных порогах. В это время экспе риментальная психология находилась под явным влиянием бихевиоризма предполагавшего среди прочего, что психология должна изучать только поведение, или явные реакции, которые можно наблюдать и измеряв не посредственно. Центральным для бихевиоризма было понятие оТихолТ гин стимула-реакции" (S-R). согласно которому всякое поведение м^ж-но рассматривать как ответные реакции на стимулы. Задача психологаи как науки заключалась, таким образом, в идентификации^™«" занных с ними реакций, а также тех процессов, которые предпможит^ь-но происходят между S и R. Видимо, этот подход был довольно усГш-ным - особенно при определении сенсорных порогов (как это б^Гопи-сано выше), в исследованиях вербального научения, в опытах над живот-ными и для других актуальных задач. Постепенно, однако, ™₀™ кое сообщество пришло к пониманию, что человеческое поведение - это языке™ ^СЛ°^{ЖНОе ЯМеНИе}' " ^еГ° ^нев»"о объяснить только на Среди факторов, повлиявших на изменение представлений о челове ческом организме, были достижения в области обнаружения сигналов обеспечившие основу _мя постулирования связей между стимульнойэн£ гиеи внешнего мира, ее обнаружением и внутреннейрепрезентацней яв-ляющеися следствием как самого стимула, так и предшествую™Знаний Теория обнаружения сигналов произошла от электротехни~татисти: ческой теории принятия решений. Во время Второй мировой войны инже­неры разработали теорию обнаружения сигналов, которая применялась для обнаружения самолетов радиолокационными станциям между обнаружением сигналов радиолокационной станцией™ заметили Тэннер и Свете (1954)», о чем они написали очень с женииТ, ^{ИХ Раб}°^Те Р^ассматР"^валось поведение человека приоу. жении световых сигналов на светлом фоне, что имело непосредственное отношение к общей проблеме сенсорных порогов. Сильнейшее вГяние на психологию оказала та часть их работы, в которой утверждал^ что на решения человека о присутствии или отсутствии стимула мияет не толь ко интенсивность сигнала, но также содержание решаемой задачи •™а-ние результатов. Как показали последующие исследования, вероятность» обнаружения сигнала можно манипулировать, применяя, например^ награждения" за правильное обнаружение или "удачу"