Ю. А. Индлин. Энергетическая статистическая теорий в психоакустике

Проблема измерения сенсорной чувствительности является, несомненно, основной проблемой психофизики. В рамках классической психофизики эта проблема экспериментально решалась тремя основными методами, базировавшимися на концепции сенсорного порога: методами констант, средней ошибки и минимальных изменений. В настоящее время, однако, общепризнано, что соответствующие величины, определяемые с помощью этих методов, затрублены влиянием внеселсорных факторов и, следовательно, не могут служить характеристикой сенсорной чувствительности.

В современной психофизике, основанной на статистической теории обнаружения сигнала, были разработаны, применительно к эксперименту по обнаружению сигнала на фоне шума, теория и методы, позволяющие отделить вклад, вносимый в измеренные величины собственно сенсорной чувствительностью, от вклада, вносимого совокупным действием впесенсорпых факторов. Возможность такого разделения является важным достижением этого направления психофизики.

Решение аналогичной задачи в различении было предложено автором [1] на базе расширенной модели Терстона. Небольшое изменение метода констант и использование новых методов обработки экспериментальных данных и в различении дали возможность разделить вклады, вносимые сенсорными и внесенсорными факторами.

Очевидная общность свойств сенсорной системы в обнаружении и различении, следующая из вышеприведенного сопоставления, позволяет предположить возможность построения единой теории для обеих ситуаций. Однако попытка распространить теорию обнаружения на область различения успеха не имела: без дополнительных предположений эта теория входит в противоречие с законом Вебера.

Столь узкая направленность теории обнаружения в психофизике побудила нас проявить особую внимательность в отношении предпосылок, положенных в основу этой теории, и в отношении степени совпадения предсказываемых ею результатов с экспериментальными данными. Теория обнаружения в психофизике представляет собой комбинацию двух теоретических концепций: теории решений и теории идеальных наблюдателей. Если первая имеет для психофизики всеобщее значение, то вторая была разработана исключительно для акустического сигнала.

Введение теории решений в психофизику было основало на допущении, что наблюдатель в процессе решения производит вычисление отношения правдоподобия. В работе автора [2] было показано, что экспериментальные данные объясняются лучше, если предположить, что наблюдатель не подсчитывает отношения правдоподобия, а пользуется другим конкретным приемом. Отсюда непосредственно следовало, что использование математического аппарата теории решений, в данном случае, весьма сомнительно.

Если для теории решений в психофизике понятие отношения правдоподобия - основополагающее, то теория, изучающая сенсорные процессы в обнаружении (теория идеальных наблюдателей), хотя и использует это понятие при построении моделей (По выражению Грина [8], идеальный наблюдатель - это просто функция, соотносящая наблюдение с отношением правдоподобия этого наблюдения), однако, в принципе, может обходиться и без него в силу специфики анализируемой экспериментальной ситуации. Поэтому выводы работы [2], вообще говоря, не исключают возможной продуктивности теории идеальных наблюдателей, тем более, что до настоящего времени это - единственная теория, предсказывающая величину сигнала, обнаруживаемого на фоне шума.

Анализ теории идеальных наблюдателей на уровне предпосылок и формальных построений отнял бы у нас слишком много времени в ущерб позитивной стороне работы. Поэтому в негативной части главное внимание мы уделим сопоставлению теоретических предсказаний с экспериментальными данными и трактовке получившихся расхождений, лишь наметив предпосылки к формальным построениям.

Основной целью настоящей работы является построение универсальной теории (энергетической статистической теории), описывающей сенсорные процессы как в обнаружении, так и в различении.