Психофизика

Екатеринбург
Издательство Уральского университета
2019

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б. Н. ЕЛЬЦИНА

О. В. Ломтатидзе, М. В. Улитко,
В. И. Лупандин

ПСИХОФИЗИКА

Учебно-методическое пособие

Рекомендовано
методическим советом Уральского федерального университета
в качестве учебно-методического пособия для студентов вуза,
обучающихся по направлению подготовки 06.03.01 «Биология»,
по специальностям 30.05.01 «Медицинская биохимия»,
30.05.02 «Медицинская биофизика»

УДК 159.938(07)
ББК  Ю932я7
        Л756

Пособие представляет собой изложение основ психофизики – одного
из разделов сенсорной физиологии, посвященного проблеме взаимосвязи
между объектами, явлениями и событиями окружающего нас физического
мира и психическими процессами, отражающими этот мир (субъективным
миром ощущений, восприятия, представлений, образов памяти и т. д.).
Психофизика находится на стыке естественных и гуманитарных наук.
Для студентов естественно-научных и гуманитарных направлений
подготовки.

Ломтатидзе, О. В.
Психофизика : учеб.-метод. пособие / О. В. Ломтатидзе,
М. В. Улитко, В. И. Лупандин ; [под общ. ред. О. В. Ломтатидзе] ; М-во науки и высш. образования Рос. Федерации, Урал.
федер. ун-т. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2019. – 99 с.

ISBN 978-5-7996-2732-4

Л756

ISBN 978-5-7996-2732-4

Р е ц е н з е н т ы:
кафедра клинической психологии и педагогики
Уральского государственного медицинского университета
Министерства здравоохранения Российской Федерации
(заведующий кафедрой доктор психологических наук,
профессор Е. С. Набойченко);
Е. С. Легостаева, кандидат психологических наук,
доцент кафедры общей психологии и конфликтологии
Уральского государственного педагогического университета

Под общей редакцией О. В. Ломтатидзе

УДК 159.938(07)
ББК  Ю932я7

© Уральский федеральный университет, 2019

На обложке:
В. Кандинский. Molle rudesse (Мягкая резкость). 1927

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ................................................................................................................... 4

В чем сущность психофизической проблемы? ................................................ 6

Как решалась психофизическая проблема? ................................................... 10

У истоков психофизики ........................................................................................ 21

«Классическая» психофизика Фехнера:
пороговая проблема и основной психофизический закон ......................... 28

«Новая психофизика» С. С. Стивенса.
Психофизическое шкалирование ...................................................................... 45

Психофизические модели ................................................................................... 59

Прикладные аспекты психофизики ................................................................... 66

Заключение ............................................................................................................ 77

Список библиографических ссылок ................................................................. 80

Список рекомендуемой литературы ................................................................ 81

Приложение ........................................................................................................... 83

ВВЕДЕНИЕ

Что такое психофизика? Довольно часто приходится сталкиваться с откровенным недоумением: «психо-» и вдруг «физика»!
Известно, что в последние десятилетия сформировалось немало новых научных дисциплин и направлений на стыке так называемых «классических» наук. Это биохимия и биофизика, нейрохимия и нейрокибернетика, психолингвистика и психосемантика
и многое-многое другое. Сами названия уже говорят о том, на стыке
каких именно направлений эти науки возникли. Означает ли это,
что психофизика – наука, которая возникла на стыке психологии
и физики? Нет, это не совсем так! Так называемая психофизическая проблема зародилась в недрах философии еще в античные
времена, когда ни физики, ни психологии в их теперешнем понимании не существовало. И только в середине XIX столетия эта
проблема стала решаться с привлечением достижений физики,
математики, экспериментальной психологии и других смежных
(а порой и не совсем смежных) научных дисциплин.
Принято считать, что психофизика как самостоятельная наука
ведет свое начало с выхода в свет в 1860 г. книги известного немецкого философа, психолога и математика Густава Теодора Фехнера
(1801–1887) «Elemente der Psychophysik» («Элементы психофизики»). В своей книге Фехнер достаточно четко сформулировал цель
и задачи новой науки – изучение количественных связей и отношений «между телом и душой», между материальным и идеальным,
физическим и психическим. По его собственному признанию, Фехнер пытался найти тот язык, на котором «Душа говорит с Богом»
(при этом имелся в виду язык математических формул и уравнений).
Огромной заслугой Фехнера было то, что он сформулировал универсальный закон, который связал воедино физическое (свойства окружающего нас материального мира) и психическое (свойства и закономерности субъективного отражения этого мира) [1, с. 23–24].

Как известно, ни одна теория (тем более, ни одна наука) не начинается с нуля – как правило, они основываются на уже существующих теориях и постулатах. Не является исключением и психофизика. Как мы увидим далее, Фехнер не был пионером в этой
области. Попытки найти универсальный закон связи между физическим и психическим предпринимались и раньше. Однако чтобы
логично и последовательно подойти к этому вопросу, обратимся
к самому началу – к истокам психофизической проблемы.

В  ЧЕМ  СУЩНОСТЬ
ПСИХОФИЗИЧЕСКОЙ  ПРОБЛЕМЫ?

В философской и психологической литературе, в том числе
и в нашей отечественной, существует большая путаница по этому
вопросу. Иногда психофизическую проблему называют психофизиологической, иногда – наоборот. Одни авторы отождествляют
эти проблемы, другие рассматривают их как разные. Одной из причин такого противоречия является позиция самого Фехнера, который в свое время подразделил психофизику на «внешнюю» (outer
psychophysics) и «внутреннюю» (inner psychophysics). Внешняя
психофизика, по мнению Фехнера, призвана заниматься проблемой взаимосвязи между внешним (физическим) миром и его психическим (субъективным) отражением. Внутренняя же психофизика
представляет собой то, что мы сегодня называем психофизиологией: это наука о связи между психическими процессами и физиологическими (физико-химическими, электрическими и пр.) изменениями, происходящими в организме и сопровождающими (или
вызывающими) эти процессы. Отсюда и вытекают две разные проблемы – психофизическая и психофизиологическая.
Оставим в стороне психофизиологическую проблему, поскольку она требует специального обсуждения. Подробно же остановимся на проблеме психофизической.
Любой психически здоровый человек (независимо от его мировоззрения, от того, верит ли он в Бога, в бессмертную душу, вселенский разум и пр.) так или иначе выделяет себя (собственное Я)
из окружающего мира. Заметьте, кстати, насколько велик наш эгоцентризм! Мы говорим «Я и окружающий (Меня) мир», «Я и внешняя (по отношению ко Мне) среда» и т. д. Другими словами, мы
убеждены в том, что окружающий нас внешний мир существует
по своим собственным (физическим) законам, в то время как мое
собственное Я (т. е. мои чувства, мысли, представления, вообра

жение, фантазии и пр.) существует как бы само по себе и подчиняется каким-то особым (психическим) законам. Понятие психофизический (в частности, психофизическая проблема) как раз и подразумевает взаимосвязь, характер взаимоотношений между объективно существующим (физическим) и субъективным (психическим)
миром.
В несколько суженном (но вряд ли можно сказать упрощенном) виде психофизическая проблема – это проблема адекватности субъективного отражения реального мира. Не обманывают ли
нас наши органы чувств? Дают ли они «правильное», адекватное
представление о мире? Другими словами, соответствует ли наш
субъективный образ окружающего мира самому этому миру?
С точки зрения нашего повседневного жизненного опыта мы
ощущаем и воспринимаем то, что в окружающем нас мире реально существует (свет, цвет, звуки, запахи, тепло, холод и пр.) и воспринимаем их именно так, как все это существует в действительности. Да и трудно себе представить, что природа наделила нас
органами чувств исключительно для того, чтобы они нас обманывали, давали искаженное представление о мире. Любой биолог скажет (и будет абсолютно прав), что живой организм ведет себя адекватно и целесообразно именно потому, что получает адекватную,
неискаженную информацию обо всех событиях, явлениях и изменениях в окружающем мире.
Для того чтобы продолжить наши рассуждения, необходимо
определить само понятие адекватности. В буквальном переводе
с латыни слово adaequatus означает: «приравненный, равный, тождественный, соответствующий» (чувствуете, сколько нюансов?).
Давайте разберемся, что мы понимаем под адекватностью
даже в тех случаях, когда дело касается элементарных ощущений.
Допустим, в данный момент времени у нас возникло ощущение
красного цвета (если мы, естественно, не страдаем дальтонизмом).
Означает ли это, что красный цвет реально существует в природе? Что вообще представляет собой красный цвет? Любой физик
скажет нам (и опять-таки будет совершенно прав), что мы ощущаем красный цвет лишь в том случае, если воспринимаемый предмет

излучает или отражает в пространство электромагнитные колебания с определенной длиной волны – от 720 до 760 нанометров (напомним при этом, что 1 нанометр (нм) соответствует одной миллионной доле миллиметра). Это электромагнитное излучение активизирует зрительный пигмент в колбочках сетчатки глаза (а именно
колбочки являются приемниками цвета), в результате чего они возбуждаются (генерируют электрический сигнал). Электрическое
возбуждение по сложным многонейронным путям передается
в затылочную зону коры головного мозга и затем на специализированные клетки (нейроны – детекторы цвета). И только в результате этих сложнейших нейрофизиологических процессов у нас возникает субъективное ощущение вполне конкретного красного цвета.
Другой пример. Пересолив пищу, мы явно ощущаем соленый
вкус. Существует ли соленый вкус в природе как таковой? Любой
химик (а также физиолог) скажет, что реально существуют (в жидкой среде) ионы натрия и хлора, которые, действуя на вкусовые
луковицы языка, возбуждают в них соответствующие нервные
процессы и тем самым создают субъективное ощущение соленого вкуса.
По аналогии мы можем задать и другие вопросы: например,
существуют ли реально в природе сладкий вкус, запах мяты, розы,
ландыша и пр. И в этих случаях мы вынуждены будем признать,
что все эти вкусы и запахи присутствуют лишь в ощущениях;
в реальности же существуют разнообразные химические соединения, которые в силу своих структурных (или функциональных) особенностей способны возбуждать определенные вкусовые или обонятельные рецепторы. Справедливости ради надо сказать, что ощущения возникают не в самих рецепторах (чувствительных нервных
окончаниях), а в высших отделах головного мозга. Сами же по себе
рецепторы при действии внешнего стимула способны лишь возбуждаться и генерировать электрические нервные импульсы. Однако электрические импульсы и переживаемые нами ощущения наверняка не одно и то же! Не так ли?
Среди философов имеет хождение такой полушутливый вопрос: «Пахнет ли роза, если она находится в комнате, где никого

нет?» Попробуйте ответить! Любой ваш ответ вызовет очередной
вопрос: если да, то для кого?; если нет, то почему?
Даже такие, казалось бы, элементарные примеры наводят
на мысль, что проблема адекватности субъективного отражения
внешнего мира не так проста, как это может показаться с первого
взгляда. Для того чтобы в ней разобраться, давайте обратимся
к истории и рассмотрим различные подходы к решению психофизической проблемы в философии, психологии и естественных
науках, начиная со времен античности и кончая сегодняшним днем.