Класичні експерименти в психології - Копець Л. - 1.1. Автори першого психологічного закону: Густав Теодор Фехнер і Ернст Вебер

Густав Теодор Фехнер (1801-1887) є засновником експериментальної психології. Він народився в сім'ї міністра в одній із німецьких земель, усе своє життя прожив у Лейпцигу. В університеті слухав лекції з фізіології у Е. Вебера. В 1824 р. Фехнер почав читати лекції з фізики та проводити власні дослідження. Маючи освіту в галузі медицини, хімії та фізики, він присвятив декілька років вивченню механіки та електричних явищ, окрім цього, захоплювався перекладами французьких наукових статей на німецьку мову. В 1835 р. він отримав престижну посаду професора в Лейпцизькому університеті. Вивчаючи явища залишкових зображень та сприйняття кольору, Фехнер так захопився тривалими спостереженнями за сонцем, що дістав нервовий розлад, частково втратив зір і змушений був піти з університету. Відтоді він почав робити одне відкриття за одним. В 1860 р. вчений опублікував розвідку "Елементи психофізики", яку вважають першою працею з експериментальної психології. Термін "психофізика" Фехнер запропонував на означення науки, Що вивчає зв'язок між психічним і фізичним світом, досліджує взаємозв'язок між психічними та фізичними процесами.

Своє найвідоміше відкриття Фехнер зробив неспокійної безсонної ночі 22 жовтня 1850 р. і далі свої інтуїтивні припущення довів до класичного закону, який став основою психофізичних досліджень. Фехнер, вивчаючи різні види відчуттів (зокрема, зорові, тактильні), визначив, що відчуття та подразник піддаються вимірюванням, тож співвідношення між ними можна виразити у вигляді формули 5 = К log R, де S - величина відчуття, К - експериментально визначена константа, R - величина подразника. Величина подразника зростає в геометричній прогресії, а відчуття - в арифметичній. Співвідношення подразників до відчуття має вигляд логарифмічної кривої.

Фехнер проводив свої дослідження незалежно від інших учених і не знав про здобутки фізіолога Вебера, який першим увів поняття про "ледь помітні відмінності в відчуттях". Однак згодом він зрозумів, що його закон є доказом того, що дослідив Вебер, тому й назвав закон його ім'ям, однак за цим законом закріпилось і прізвище Фехнера: сила відчуття змінюється пропорційно до логарифма сили подразника. З закону Вебера-Фехнера випливає залежність: за однакової абсолютної різниці сили двох подразників, при зростанні їхньої інтенсивності відмінність у інтенсивності відчуттів зменшуватиметься.

Фехнер поставив дійсно психологічну проблему - інтенсивності відчуттів. Оскільки зрозуміло, що вимірювання фізичного подразника (вага, яскравість світла) не є проблемою, учений запропонував методи для вимірювання відчуттів (метод ледь відчутних відмінностей, метод дійсних чи помилкових випадків, метод середньої помилки), зокрема, три класичні методи вимірювання порогів відчуттів.

Метод середньої помилки (процедура зрівнювання стимулів) вивчає різницю у відчуттях та швидкості реакції. Досліджувані сприймають вплив різних подразників, поки не визначають серед них той, що за мірою впливу відповідає еталонному. Після певної кількості спроб виводиться середня величина різниці між стандартним подразником і подразниками, на які вказують досліджувані, яка і є помилкою спостережень. Цю методику використовують у всіх сучасних психологічних дослідженнях.

Метод постійного стимулу полягає в тому, що досліджувані багаторазово порівнюють два подразники, число їхніх правильних відповідей підраховують.

Метод встановлення порогу (ледь помітних відмінностей): досліджуваним пропонують два подразники, потім змінюють значення, збільшуючи чи зменшуючи їх, поки досліджувані не повідомлять, що встановили відмінності. Середнє значення зафіксованих різниць вважають диференційним порогом відчуттів.

Завдяки працям Фехнера і Вебера з'явилося поняття пороги відчуттів. Фехнер визначив поняття "абсолютний поріг чутливості" - це точка в інтенсивності подразнення, нижче якої не фіксується ніяких відчуттів (тобто такий вимір подразника, за якого відчуття немає, та той рівень подразника, за якого досліджувані говорять про появу ледь помітного відчуття). Щоби встановити відповідність між рядами значень подразників та відповідних їм відчуттів, Фехнер запропонував також поняття диференційного порогу, тобто найменшої різниці у подразниках, що викликає ледь помітні зміни у відчуттях (наскільки, скажімо, треба змінити вагу якогось тіла, щоб досліджувані відчули зміну у відчуттях). Наприклад, коли ми чуємо дзвін і до нього приєднається ще один дзвін, то це значно більше змінить наші відчуття, ніж коли до десяти дзвонів долучиться один дзвін. Усі свої різноманітні експериментальні дані про те, що інтенсивність відчуттів змінюється зі сталою інтенсивністю при зростанні сили подразника, Фехнер представив у вже згаданих "Елементах психофізики".

Простота відкриття Фехнера та його надзвичайна цінність полягають у тому, що цей закон встановлював відповідність між психічним та фізичним світом у відповідних кількісних показниках. Можна сказати, що Фехнеру пощастило емпірично з'ясувати зв'язок між душею та тілом.

Фехнер, звісно, був видатним ученим. Слід зазначити, що він не вважав свої дослідження у психофізіології важливою справою свого життя, однак вони принесли йому світову пожиттєву славу.

Учений присвятив різнобічним науковим заняттям понад 70 років, займався фізіологією, фізикою, психофізикою, експериментальною естетикою, філософією.

Фехнера вважають також засновником експериментальної естетики, він намагався застосувати експериментальний підхід при вивченні естетичних вражень. Сама ідея про те, що психологічні аспекти сприймання, реакції на твори мистецтва можна вивчати за допомогою емпіричних методів, була важливою і прогресивною для свого часу. Новаторською була також спроба залучити до визначення естетичного враження (судження) оцінки та думки простих глядачів, а не вузького кола професійних експертів (у Дрезденській галереї, де були виставлені два варіанти картини Гольбейна "Мадонна", Фехнер цікавився у простих відвідувачів, якому варіанту вони надають перевагу).

Учений провів також дослідження із метою перевірки так званого числа Фідія (1:1,618). Німецький учений Цайзінг у 1855 році висловив припущення, що число Фідія є фундаментальним законом естетичного судження. Фехнер провів низку експериментів: він пропонував досліджуваним оцінити прямокутні картки, в яких змінював пропорції сторін, щоб визначити, які пропорції будуть визнані найбільш привабливими. Після опитування учасники дослідження самі малювали прямокутники, які вони вважали найбільш оптимальними. Вимірювання цих фігур мало показати, якою мірою оптимальні форми відповідають числу Фідія. Однак пояснити сенс так званого "золотого поділу" Фехнер не зміг. За задумом та процедурою його дослідження цілковито вписується в сучасну експериментальну практику. Вчений хотів визначити, які об'єкти і завдяки яким властивостям сприймаються як приємні, красиві, а які - навпаки. Він проводив вимірювання книг, карт, вікон, різних побутових предметів, а не лише творів мистецтва.

У сучасних дослідженнях мистецтва використовують метод Фехнера, що його він визначив як "естетику знизу вгору": коли ми оцінюємо складну мистецьку композицію, треба вибудувати прості аналоги складних композицій і перевірити взаємозв'язки між властивостями цих спрощених форм і естетичних суджень. Метод Фехнера використали дослідники мистецтва так званої "нової експериментальної естетики" (Д. Біркхоф, Д. Берлайн), які розгорнули свої дослідження зокрема навколо гіпотези про існування математичного зв'язку між естетичними цінностями та структурою і складністю творів мистецтва.

Фехнер описував свої теоретичні погляди та експериментальні дані детально, в чіткій доказовій формі. Він продемонстрував, що психічні явища можна досліджувати відповідно до загальноприйнятих наукових критеріїв, а не лише у формі метафізичних спекуляцій. Учений подав приклад своїм сучасникам, і це стало початком наукової психології. Зокрема, безумовно, Фехнер вплинув на наукову діяльність Германа фон Гельмгольца.

Згодом з'ясувалося, що закон Фехнера не є універсальним, а діє тільки в певних межах і є справедливим лише до слухових та зорових відчуттів. Однак, тим не менш, цінність зробленого Фехнером полягає перш за все у впровадженні новаторських експериментальних методів у дослідження психічних процесів.

Фехнер любив займатись перекладами, зокрема, переклав німецькою чимало французьких підручників із фізики та хімії, що мало важливе значення для розвитку фізики у Німеччині.

У своїх публіцистичних творах учений був також не проти покепкувати над своїми колегами-науковцями. Він писав гостросатиричні есе, в яких висміювались тогочасна медицина та наука. Приміром, в есе "Докази того, що Місяць зроблений із йоду" вчений критикував захоплення німецьких медиків, які схильні були використовувати йод як чудодійний засіб від усіх хвороб.

Цікаво, що експериментатор Фехнер у 1866 р. під псевдонімом "доктор Мізес" опублікував "Книжечку про життя після смерті" — цілковито метафізичного споглядального плану. Тенета метафізики міцно тримали в своєму полоні навіть таких інтелектуальних новаторів і вкорінених у практику природничих наук дослідників, як Фехнер. Його хвилювали філософські питання, незважаючи на те, що все життя він діяв, спираючись на засади природничих наук. Він висловлювався як справжній філософ, коли говорив, що у Всесвіту є дві сторони - матеріальна (темна) та світла (духовна).

У житті вченого були моменти випробувань, коли він опинився на межі життя і смерті. Винахідливість та інтуїція дослідника врятували Фехнера тоді, коли фактично ніхто не зміг би йому запропонувати жодних засобів для порятунку. Успішно працюючи в університеті, у 1835 р. Фехнер пережив душевний стан, який став на заваді його науковим заняттям на кілька років. Геть знесилений і виснажений, він втратив інтерес до життя. Він не спав, не їв, не відчував голоду. Ховався у затемненій кімнаті, бо страждав від сонячного світла. Зрештою, вочевидь, учений усвідомив, що із таким станом треба боротись. Тож Фехнер. почав прогулюватися по ночах, а потім зважився і вдень, однак спершу із темною пов'язкою на очах. Він активно шукав для себе якийсь спосіб терапії, намагався розважитися, складаючи загадки та вірші, лікувався парою, застосовував електротерапію, а також такий варіант шокової терапії, як прикладання до поверхні шкіри гарячих предметів, навіть уживав проносне. Жоден із засобів не приніс зцілення.

Фехнер вилікувався несподівано, тож можна припустити, що його захворювання було невротичного характеру. Одна знайома розповіла Фехнеру свій сон, в якому вона пригостила вченого сирим окостом, замаринованим у рейнському вині та лимонному соку. Жінка принесла хворому таке м'ясо і вмовила його з'їсти. Фехнер неохоче спробував шматочок, однак із кожним днем з'їдав усе більше цієї страви і запевняв близьких, що йому стає все краще.

Однак скоро самопочуття вченого знову погіршилося. Ось як Фехнер описував свій стан: "У мене було відчуття, що я остаточно втрачу розум, якщо не зумію припинити наплив тривожних думок. Було так, що в моїй голові застрягали якісь надзвичайно мізерні питання, і мені потрібні були години, а іноді дні, щоб позбавитись від них".

Фехнер змушував себе щодня виконувати певну хатню роботу, досить монотонну, яка не потребувала розумового напруження або активного сприйняття. Він робив мотузки, свічки, катав пряжу, допомагав на кухні перебирати сочевицю, молов цукрові голови в пудру, чистив овочі. Вчений стверджував, що не хотів жити, однак повільно одужував. Він знову перейшов на свою незвичну дієту з сирого м'яса. Остаточне зцілення теж відбулося містичним чином. Уві сні вчений побачив число 77. Йому здалося, що, можливо, одужання має тривати 77 днів. Однак, міцніючи фізично, Фехнер впав в ейфорію і почав стверджувати, що саме його Бог обрав, щоб розкрити всі таємниці світу, його непокоїли видіння та галюцинації. Тим не менш, у такому стані Фехнер сформулював принцип задоволення, що згодом так прославив Фройда. Згодом усі незвичайні симптоми зникли, і до самої своєї смерті у віці 86 років Фехнер добре почувався. В цій, на перший погляд, трохи чудернацькій життєвій історії є багато повчального; для психологів унікальний випадок Фехнера – поле для роздумів та гіпотез про людську особистість.

Характеризуючи Фехнера як особистість, Вільгельм Вундт зазначив, що той був невтомним працівником науки, людиною з яскравою уявою, дотепником та ніколи не належав до вчених, сила яких полягає в їхній обмеженості.

Фехнер, звісно, не менше за Вундта заслуговує на визнання як засновник експериментальної наукової психології. Проблеми, які він почав досліджувати, і нині ще цікавлять дослідників. Фехнер зробив суттєвий методологічний прорив: започаткував кількісне визначення психологічних суджень. Встановлення Фехнером взаємозв'язку між силою подразника та інтенсивністю відчуття має для психології таке саме значення, як відкриття закону гравітації для фізики. За словами Вундта, це була перша перемога експериментальної психології. В університетах почали виникати нові лабораторії, в яких вимірювали пороги відчуттів та перевіряли закон Вебера-Фехнера.

На початку XIX ст. Еммануїл Кант стверджував, що психологія не стане справжньою наукою, бо неможливо провести експеримент та отримати кількісні характеристики психічних процесів. Дослідження Фехнера спростували думку Канта, довели, що такий вирок психології був занадто поспішним. Фехнер вніс у психологію точні та зручні методи вимірювання, які використовуються до сьогодні. Спираючись на його дослідження, В. Вундт розробив план розвитку експериментальної психології. До кінця XIX ст. наукові методи стали звичними інструментами дослідження психічних явищ.

Ернст Вебер (1795-1878) - німецький дослідник, який зробив значні відкриття у фізіології органів чуття. Він розробив схему експериментального дослідження дотику і сконструював особливий прилад естезіометр, або циркуль Вебера. Одним із його досягнень стало експериментальне визначення точності тактильних відчуттів, а саме відстані між двома точками на поверхні шкіри, за якої людина відчуває два окремих дотики. Для визначення такого двоточкового порогу в досліджуваних запитували, скільки дотиків вони відчувають (причому вони не бачили прилад, яким торкалися до їхньої шкіри). Коли відстань між точками була мінімальною, досліджувані відзначали тільки один дотик. Коли відстань між точками збільшувалася, вони не могли точно назвати кількість дотиків. Учені фіксували ту відстань, на якій досліджувані впевнено відзначали один чи два дотики. Це дослідження доводило наявність так званого двоточкового порогу - певного моменту розрізнення двох джерел-подразників. Вебер виявив "кола відчуттів", тобто що відстань для відчуття двох подразників на різних ділянках шкіри буде відрізнятись. Праці Вебера експериментально підтверджували теорію порогу, відповідно до якої існує момент виникнення як фізіологічної, так і психологічної реакції. Ця теорія не втратила свого значення і сьогодні.

У схожому дослідженні вчений визначив найменшу різницю у сприйнятті різної ваги. Він просив учасників експерименту підняти два тягарі. Вага одного була сталою, а іншого - весь час збільшувалась. За незначної різниці у вазі обидва тягарі оцінювались як одинакові, однак при зростанні ваги досліджуваний починав розпізнавати різницю. Вебер визначив, що ця відчута суб'єктом різниця є константою і становить 1/40 частку початково-запропонованої ваги. Також дослідник з'ясував, що учасники експерименту точніше визначали різницю у вазі тоді, коли самі могли взяти тягар, і менш точними були у випадку, коли їм клали тягар у руки. А це означало дуже важливий факт, а саме, що взаємодія м'язових (беруть предмет) і тактильних (вкладають предмет) відчуттів, а не окремі відчуття с джерелом пізнання дійсності, чіткішого розрізнення подразників. Коли людині в руку вкладають предмет, вона має лише тактильні відчуття, тож зрозуміло, що м'язові відчуття є визначальними при визначенні ваги.

У 1834 р. Вебер дійшов висновку, що для визначення ледве помітної різниці між двома подразниками можна вивести постійний коефіцієнт, свій для кожного різновиду відчуттів. Для слухової чутливості це співвідношення становитиме 1/10, для світлових подразників - 1/100. Відкрите Вебером співвідношення dR/R=K/dR, де К - константа, а R – стандартна величина стимулу, має назву закон Вебера, або дріб Вебера.

Дослідження вченого засвідчили, що немає відповідності між фізичним подразником і його змінами та сприйняттям суб'єктом цього подразника. Хоча в своїй роботі Вебер цікавився фізіологічними процесами, однак його експерименти мали велике значення для психології і проклали шлях до пізнання й дослідження взаємозв'язку між тілесними відчуттями і мисленням, між подразниками та їх сприйняттям.

У 1845 р. Вебер зробив відкриття про гальмівний вплив на діяльність серця блукаючого нерва, що стало початком вивчення гальмування як особливого фізіологічного явища.

Учений висловив цікаву гіпотезу про можливість сенситивного періоду в ранньому дитинстві для білатерального переносу рухових навичок. Сам дослідник був амбідекстером і міг одночасно обома руками малювати дзеркальні зображення.

Вебер був експериментатором у повному значенні цього слова. Учасники його досліджень діяли у спеціальних умовах, дослідники варіювали подразники, визначали і фіксували результати. Досліди Вебера продемонстрували, що відчуття можна вимірювати, тож відкривався шлях до вимірювання психологічних явищ.