Психофизика

Идея о том, что психические явления подчинены определенной закономерности, которая доступна опытному изучению и может быть выражена математически, была подтверждена исследованиями в направлении, получившем название психофизики.

Инициатором его выступил немецкий физиолог Густав Фехнер (1801-1887). Точное знание и метафизические спекуляции причудливо сочетались в его мышлении. В 20-30-х годах он преподавал физику в Лейпциге и вел успешные исследования в области электричества. Тогда же у него зародился интерес к психологическим вопросам. После тяжелого заболевания, сопровождавшегося расстройством зрения, что было вызвано рассматриванием сквозь цветные стекла Солнца с целью изучения зрительных последовательных образов, он обратился к философии, выступив с апологией объективного идеализма в шеллингианском варианте. В эпоху подъема естественных наук и презрения к метафизике это звучало анахронизмом. Он утверждал, что сознание разлито по Вселенной, небесные тела одушевлены, а материя лишь оборотная, теневая сторона психического. Он задумывается над возможностью доказать это с помощью математики и эксперимента.

В свое время, как мы знаем, жестокую неудачу потерпела попытка Гербарта подвести психическую жизнь под математические формулы. Она не удалась из-за фиктивности самого материала вычислений, а не слабости математического аппарата. Иной была участь работ другого физиолога, Э. Г. Вебера (1795-1878). Экспериментально изучая кожную и мышечную чувствительность (Первый классический опыт заключался в определении порога различения: фиксировалось расстояние между двумя одновременно раздражаемыми точками кожи, когда субъект впервые ощутил различие этих точек. Схема опыта содержала идею порога чувствительности - центральную для психофизики. Другой классический опыт Вебера касался изучения не кожной, а мышечной, чувствительности. От испытуемого требовалось определить едва заметное различие между взвешиваемыми на руке предметами. Было установлено, что последующий вес должен находиться в определенном отношении к первоначальному (1:40), чтобы испытуемый впервые заметил разницу между ними), Вебер открыл опеределенную, математически формулируемую корреляцию между физическими стимулами и сенсорными реакциями. Он обнаружил, что добавочный раздражитель должен находиться в постоянном для каждой модальности отношении к данному, чтобы возникло едва заметное различие в ощущениях. Значение этого вывода (в дальнейшем названного Фехнером законом Вебера) было огромно. Вебер не только показал упорядоченный характер зависимости ощущений от внешних воздействий, но и сделал (имплицитно) методологически важный для будущей психологии вывод о подчиненности числу и мере всей области психических явлений в их обусловленности физическими.

Первая работа Вебера о закономерном соотношении между интенсивностью раздражений и динамикой ощущений увидела свет в 1834 г. Но тогда ученый мир не проявил интереса к революционной идее о математической зависимости между ощущениями и раздражителями. В то время эксперименты Вебера оценивались физиологами высоко не из-за открытия указанной зависимости, а в силу утверждения опытного подхода к кожной чувствительности, в частности изучения ее порогов, варьирующих по величине на различных участках поверхности тела. Это различие Вебер объяснял степенью насыщенности соответствующего участка иннервируемыми волокнами.

Веберова гипотеза о "кругах ощущения" (поверхность тела представлялась разбитой на участки-круги, каждый из которых снабжен одним нервным волокном; причем предполагалось, что системе периферических кругов соответствует их мозговая проекция) (Из этого следует ошибочное мнение, будто физиология органов чувств, от которой ответвилась экспериментальная психология, являлась "рецепторной" в силу того, что признавала лишь зависимость ощущений от деятельности рецептора, и стала "рефлекторной" после того, как была признана также роль мозга. Считать мозг непременным звеном сенсорного механизма недостаточно, чтобы перейти к рефлекторному пониманию ощущений и восприятий. Такое понимание предполагает обращение к двигательной (мышечной) активности как детерминанте чувственного образа) приобрела в те годы исключительную популярность. Фехнер, размышляя о том, как опровергнуть господствовавшее среди физиологов материалистическое мировоззрение, пришел к выводу, что если у Вселенной - от планет до молекул - есть две стороны - "светлая", или духовная, и "теневая", или материальная, то должно существовать функциональное отношение между ними, выразимое в математических уравнениях. Для обоснования своей мистико-философской конструкции он избрал экспериментальные и количественные методы. Формулы Фехнера не могли не произвести на современников глубокого впечатления. Таблица логарифмов оказалась приложимой к феноменам психической жизни.

Фехнер стремился доказать в противовес материалистам, что душевные явления реальны и их реальные величины могут быть определены с такой же точностью, как и физические. Материализм, с которым дискутировал Фехнер, считал психику эпифеноменом - не имеющим собственной ценности остаточным продуктом мозговой деятельности. Это был материализм в его ограниченной, вульгарной форме. Фехнер рассчитывал сразить его средствами точной науки. Но в действительности, как признал современный американский психолог Джеймс Миллер, "вместо того, чтобы эмпирически доказать, что ощущения реальны, так как они могут быть измерены в физических единицах, он (Фехнер) подготовил такой путь рассуждения о них, который является совершенно материалистическим" (10,82).

Разработанные Фехнером методы едва заметных различий, средних ошибок, постоянных раздражений вошли в экспериментальную психологию и определили на первых порах одно из ее главных направлений. "Элементы психофизики" Фехнера (1860) оказали глубокое воздействие на все последующие труды в области измерения и вычисления психических явлений вплоть до наших дней. Психология заговорила математическим языком - сперва об ощущениях, затем о времени реакции, об ассоциациях и о других феноменах душевной деятельности.

Выведенная Фехнером всеобщая формула, согласно которой интенсивность ощущения пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя, стала образцом введения в психологию строгих математических мер. В дальнейшем обнаружилось, что эта формула не может претендовать на универсальность. Опыт показал границы ее приложимости. Выяснилось, в частности, что ее применение ограничено раздражителями средней интенсивности и к тому же она действительна не для всех модальностей ощущений. Разгорелись дискуссии о смысле формулы, о ее реальных основаниях. Но безотносительно к этому Фехнерова формула (и предполагаемый ею опытно-математический подход к явлениям душевной жизни) стала одним из краеугольных камней новой психологии.

Направление, зачинателем которого являлся Вебер, а теоретиком и лидером - Фехнер, вышло за пределы общего русла физиологии органов чувств, хотя на первый взгляд оно как будто относилось именно к этому ответвлению физиологической науки. Объясняется это тем, что закономерности, открытые Вебером и Фехнером, реально охватывали соотношение психических и физических (а не физиологических) явлений. Сам Фехнер делил психофизику на внешнюю и внутреннюю, понимая под первой закономерные соответствия между физическим и психическим, под второй - соотношения между психическим и физиологическим.

Однако зависимость второго плана (внутренняя психофизика) осталась в контексте установленного им закона за пределами опытного и математического обоснования. Таким образом, своеобразное направление в изучении деятельности органов чувств, известное под именем психофизики, ставшее одной из основ и составных частей нарождавшейся в качестве самостоятельной науки психологии, представляло область, отличную oот физиологии. Объектом изучения психофизики являлась система отношений между психологическими фактами и доступными экспериментальному контролю, варьированию, измерению и вычислению внешними раздражителями.

Этим психофизика принципиально отличалась от психофизиологии органов чувств. В психофизике деятельность нервной системы подразумевалась, но не изучалась. Знание об этой деятельности не входило в состав исходных понятий. Корреляции психических явлений с внешними, физическими, а не внутренними, физиологическими агентами оказались при существовавшем тогда уровне знаний о телесном субстрате наиболее доступной сферой экспериментальной разработки фактов и их математического обобщения.

Сходная картина наблюдалась в развитии другого направления, придавшего психологии облик экспериментальной точной науки. Оно имело своим объектом время реакции человека на внешние раздражители. Зародившись в физиологической лаборатории, оно, так же как и психофизика, направило мысль в сторону изучения корреляций между стимулами и внешними реакциями, а не стимулами и процессами в нервном субстрате.

До середины XIX в. физиологический процесс возбуждения в нерве считался не только протекающим с огромной быстротой (порядка скорости света), но и вообще недоступным измерению. Так считал, например, И. Мюллер. Но его ученик Гельмгольц в 1850 г. решил эту задачу. По скорости мышечной реакции (которая записывалась на изобретенной им кимограф) при раздражении участков нерва, отстоящих от мышцы на различном расстоянии, он определял скорость распространения нервного процесса (сперва на нерве лягушки, а затем на сенсорных нервах человека). Она оказалась сравнительно небольшой - порядка нескольких десятков метров в секунду. Результаты были настолько ошеломляющими, что Мюллер в них не поверил и отказался послать сообщение Гельмгольца для публикации в научном журнале.

Опыты Гельмгольца касались не только важной физиологической проблемы. Они имели непосредственное отношение к психологии. С выводом о неотделимости психики от нервной системы соединялся другой: процессы в нервной системе, как и все другие физиологические процессы, протекают с определенной, доступной опытному изучению скоростью. Оба этих вывода означали, что психические процессы, будучи неотделимы oот нервных, совершаются во времени и пространстве. Физиология нанесла еще один удар по концепции единой бестелесной души.

Гельмгольц, определив скорость передачи возбуждения в нерве, вскоре оставил дальнейшие эксперименты. Поиск какой-либо закономерности в индивидуальных вариациях его не привлекал. Между тем задолго до открытия Гельмгольца проблема индивидуальных различий во времени реакции заинтересовала астрономов в связи с определением времени прохождения звезды через меридиан. Решение этой задачи вопреки мнению о ее простоте требовало сложной системы нервно-психических актов. Момент прохождения звезды определялся следующим образом. В телескопе имеется ориентирующая сетка из ряда вертикальных линий, средняя из которых совпадает с астрономическим меридианом. Астроном должен был, следя за движением звезды, отсчитывать удары секундного маятника. Поскольку момент прохождения звезды обычно не совпадает с визирной линией, он должен был также запомнить положение звезды дважды: при ударе секундного маятника до прохождения этой линии и при втором ударе маятника после прохождения. Сопоставляя затем эти точки по отношению к визирной линии, он определял, в какую долю секунды звезда ее пересекла.

Метод считался точным. Но в конце XVIII в. произошло событие, вскрывшее ненадежность "человеческого фактора" в определении точности измерений. В 1796 г. директор Гринвичской лаборатории Масклайн уволил по причине предполагаемой небрежности ассистента Киннбрука, который определял время прохождения звезды чуть ли не на секунду позже него. Через некоторое время знаменитый немецкий астроном Бессель, заинтересовавшись конфликтом Масклайна с его сотрудником,, снял с последнего обвинение в недобросовестности. Он пришел к выводу, что нет двух астрономов, в наблюдениях которых не было бы непроизвольных различий. Разница в показаниях между отдельными наблюдениями была названа "личное уравнение".

Так практика астрономической работы выявила важный для психологии феномен. Астрономы занялись его проверкой, экспериментальным изучением и математической обработкой результатов. Они воспроизводили в упрощенных условиях основные компоненты деятельности наблюдателя, использовали различные точные приборы, чтобы фиксировать скорость реакции, ставили опыты с искусственной звездой и, наконец, изобрели аппарат, с помощью которого было произведено в дальнейшем великое множество экспериментально-психологических исследований, - хроноскоп Гиппа. Этот прибор состоит из двух циферблатов: верхний показывает тысячные доли секунды, нижний - десятые. Подавая раздражитель, экспериментатор замыкает ток, и стрелки хроноскопа приходят в движение. Испытуемый, восприняв раздражитель, нажимает на ключ (или отнимает палец от ключа, если он предварительно лежал на нем), и oстрелки останавливаются, указывая время реакции.

В 60-х годах XIX в. две линии, идущие от Гельмгольца и астрономов, сомкнулись в работах голландского физиолога Ф. Дондерса (1818-1889). Он тщательно проверил собранные астрономами данные о времени реакции на различные чувственные раздражители, затем разработал схему, предназначенную для вычисления скорости психических процессов как проявлений мозговой деятельности. Если первоначально время реакции (ВР) принималось как величина, которая образуется непроизвольно, то в дальнейшем увеличение ВР стало трактоваться как признак усложнения процесса, развития в нем дополнительных фаз, которые, предполагалось, могут быть вычленены путем специальной процедуры.

Первым пришел к этому выводу Дондерс, исходивший из того, что время, затрачиваемое на реакцию сверх установленной Гельмгольцем скорости проведения нервного импульса, нужно отнести за счет психических процессов. Затем Дондерс стал разделять сами эти процессы. Он разграничил несколько типов реакций. Реакцией А он назвал такую, при которой испытуемый знает, какой раздражитель поступит и какой реакцией нужно на него отвечать. Это простая психическая реакция. Она осложнялась двумя другими - В и С. При В на различные раздражители испытуемый отвечает различными движениями, ВР удлиняется. Вычитая из него время простой психической реакции (Л), Дондерс получал цифры, показывающие, по его мнению, скорость таких психических процессов, как представление и выбор. Тип С характеризовал время различения раздражителя: нужно было при предъявлении нескольких сигналов реагировать только на один из них (одним и тем же движением). Как и следовало ожидать, ВР при С было меньше, чем при В. Когда ВР при А вычиталось из ВР при С, получалось время различения, когда ВР при С вычиталось из ВР при В - время выбора.

Исследования Дондерса были продолжены физиологом Экснером, который стремился трактовать ВР как явление, рефлекторное по структуре, величина которого колеблется в зависимости от различных физиологических обстоятельств. Работы Дондерса и Экснера объединяла установка на объективный анализ ВР. Они вовсе не думали, что изучают чисто нервные явления, но, напротив, вдохновлялись именно тем, что забрезжила, как им казалось, возможность уверенно определить закономерный ход психических процессов.

Таково было еще одно направление, влившееся в общий поток, в котором формировалась новая психология. Его сближали с другими направлениями две внутренне связанные установки, оказавшие решающее влияние на выделение психологии в самостоятельную область знания: признание психики реальностью, включенной в систему взаимоотношений между воздействием внешних объектов и ответной деятельностью организма, и разработка методов, способных перевести эту реальность. в научные понятия и модели.

Дондерс, Экснер и другие физиологи, говоря о различении, представлении, выборе и т. п., полагали, что они изучают реальные акты, имеющие телесную основу. Но что они могли сообщить об этой основе? Знание о нервных процессах, обусловливающих психический эффект, было ничтожно малым. Оно не возросло ни после психофизических опытов, ни после опытов на определение ВР. Но если физиологию эти опыты ничем не обогатили, то для психологии выигрыш был огромен.

Область психического становилась предметом особой дисциплины, отличной от физиологии и вместе с тем подвластной (в отличие от философии) экспериментальному контролю.