В. П. ЗИНЧЕНКО и Н. Ю. ВЕРГИЛЕС
ФОРМИРОВАНИЕ ЗРИТЕЛЬНОГО ОБРАЗА
(исследование деятельности зрительной системы)
ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
1969
2
Печатается по постановлению Редакционно-издательского совета Московского университета
1-5-733-693
ПРЕДИСЛОВИЕ
Исследователи онтогенеза человеческого поведения уже давно отмечают, что на ранних стадиях развития ребенка невозможно расчленить перцептивные, мыслительные и исполнительные акты. Со временем восприятие становится относительно независимым от практического, исполнительного действия, а мышление — от того и другого. В силу этого обстоятельства представители общей психологии забывают о генетической связи перцептивных, мыслительных и исполнительных процессов. В результате мышление исследуется без поведения, поведение без мышления, или навыки исследуются без восприятия, а восприятие без действия.
Следует признать, что в ходе развития исследований психики и поведения в экспериментальной психологии накоплен огромный материал и методический опыт. Тем не менее мы ставим вопрос: насколько целесообразно сохранять на нынешнем этапе развития психологической науки традиционно резкие грани между перцептивными, мнемическими, мыслительными и исполнительными актами? Сейчас уже, правда, можно наблюдать постепенное стирание этих граней, идущее одновременно по нескольким линиям. Приведем некоторые иллюстрации, показывающие пользу объединения исследований в области познавательных и практических, исполнительных процессов на одной методологической и экспериментально-методической основе.
Существенное продвижение в разработке проблемы формирования произвольных движений и навыков было достигнуто лишь тогда, когда был преодолен разрыв в изучении построения образа и построения движения. Исследованиями А. В. Запорожца показано, что ключом к проблеме формирования навыков является изучение ориентировочно-исследовательской и перцептивной деятельности, в результате которой формируются перцептивные образы, регулирующие протекание исполнительных актов. Однако тесная связь между
4
перцептивной деятельностью и навыком видна лишь на стадиях его формирования. Когда навыки сформированы, перцептивные акты видимым образом не участвуют в их реализации и конкретные формы осуществления регуляции навыков со стороны образа становятся все менее и менее очевидными.
Аналогичным образом обстоит дело и с разработкой проблемы взаимоотношений и связей между внешней, практической и внутренней, мыслительной деятельностью. Исследованиями П. Я. Гальперина показано, что умственное действие формируется на основе внешних материальных действий с реальными предметами. А. Н. Леонтьев на основании современных психологических и генетико-эпистемологических исследований приводит убедительные доказательства генетической связи внешней и внутренней деятельности. Он особенно подчеркивает значение взаимопереходов и взаимопревращений внешней, материальной, практической деятельности и деятельности внутренней, идеальной, мыслительной. Однако и в сфере мышления развитый акт интеллекта как бы утрачивает непосредственную связь с внешним поведением и в его составе невозможно обнаружить видимые следы ориентировочной или практической деятельности.
Современные исследования восприятия свидетельствуют о том, что формирование перцептивного образа ситуации и тех действий, которые должны быть в ней произведены, не только предваряет выработку двигательных навыков и произвольных движений, но и само осуществляется при непременном участии моторики. Разработке проблемы взаимоотношений между восприятием и действием посвящен обширный цикл исследований А. В. Запорожца, В. П. Зинченко и их сотрудников. Этими исследованиями обоснована правомерность использования понятия «перцептивное действие», однако пока что это относится также лишь к генетически ранним формам восприятия. Вместе с тем другие процессы, такие, как процессы так называемого симультанного опознания, не могут рассматриваться как действия или своеобразные навыки (сколько бы ни говорилось о перцептивном научении), пока не будет обнаружен и изучен моторный алфавит, на базе которого они реализуются.
В приведенных примерах обращает на себя внимание то обстоятельство, что лишь на стадиях формирования отчетливо наблюдается взаимодействие между ориентировочно-исследовательскими, познавательными и исполнительными процессами. В развитых формах это взаимодействие, если и имеется, то происходит в неявном виде. А. Н. Леонтьев отмечал, что характерной чертой многих сложных психических способностей и функций является то, что в ходе формирования их эффекторные звенья редуцируются и что, раз
5
сложившись, они далее функционируют как единое целое и ни в чем не проявляют своей сложной, составной природы. Эти сложные психические процессы имеют характер простых и непосредственных актов.
А. Н. Леонтьев полагает, что сложные психические способности и функции реализуются на базе специальных, прижизненно складывающихся функциональных органов нашего мозга. При этом он использует понятие органа в духе идеи А. А. Ухтомского о «физиологических органах нервной системы». Говоря о формировании функциональных органов, А. Н. Леонтьев отмечает, что их первоначально развернутые эффекторные звенья редуцируются, и образующаяся система выступает как единый интрацентральный мозговой процесс.
Однако можно предположить, что и в сложившемся виде сложные психологические образования сохраняют в своем составе эффекторные звенья, выступающие теперь в сокращенной, редуцированной форме. Возникает вопрос: какую функцию выполняют эти редуцированные звенья и каким образом, с помощью каких методов можно обнаружить их участие в развитых формах восприятия и мышления? Известно, что интрацентральные мозговые процессы пока не поддаются исследованию современными научно-техническими средствами (мы не относим к таковым моделирование высших психических функций). Возникает вопрос: можно ли найти какие-либо другие проявления, которые давали бы возможность обнаружить те или иные формы участия действия в развитом восприятии, восприятия — в развитом мышлении и т. п.? Исчерпаны ли в этом отношении возможности имеющихся в экспериментальной психологии методов исследования? Не следует ли продолжать поиски адекватных методов, пригодных для расщепления интегральных и развитых форм психической деятельности на ее составляющие? Решение последней задачи помогло бы, в частности, лучше понять и морфофизиологическое строение функциональных органов, реализующих высшие психические функции.
В процессе работы над проблемой формирования образа мы выдвинули гипотезу о том, что в ходе развития, совершенствования и усложнения функций зрительной системы осуществляется неоднократная смена не только оперативных единиц восприятия или алфавита образов, но также и алфавита моторных компонент перцепции. Подробное историко-теоретическое и экспериментальное обоснование этой гипотезы можно найти в книге А. В. Запорожца, Л. А. Венгера, В. П. Зинченко, А. Г. Рузской «Восприятие и действие».
Гипотеза о смене перцептивного и моторного алфавитов связана с идеей А. Н. Леонтьева о формировании функциональных органов. Однако центр тяжести исследований, излагаемых в настоящей книге, лежит не в области формирования
6
этих органов и не в области интрацентральных мозговых процессов. Наша главная задача состоит в том, чтобы обнаружить эффекторные звенья или моторный алфавит различных по сложности психических процессов. Мы исходим из того, что определенная система действий, имеющих специфические физические и функциональные характеристики, в равной степени необходима как на стадии формирования, так и при осуществлении развитых форм восприятия, опознания, воспоминания, воспроизведения и решения задач. Редукция эффекторных компонент, наблюдающаяся в развитых психических функциях, никогда не бывает и не может быть полной. Эта редукция может рассматриваться как неоднократная смена моторного алфавита, участвующего и в реализации высших психических функций.
В основе замысла нашего экспериментального исследования лежало предположение о том, что для обнаружения скрытых форм участия действия в сложных психических образованиях необходимо прежде всего отказаться от идеи строго раздельного, пофункционального исследования психики. Это позволит использовать арсенал методов, разработанных, например, для изучения восприятия, при изучении мышления и т. п. Поиски функциональных связей, с нашей точки зрения, должны были обогатить и исследование отдельных психических процессов, помочь проникнуть в структуру развитых форм высших психических функций.
Замысел настоящей книги возник под идейным влиянием моих учителей, развивающих систему взглядов выдающегося советского психолога Л. С. Выготского (1896—1934): А. В. Запорожца, в течение долгих лет руководившего моей научной работой, П. Я. Гальперина, П. И. Зинченко (1903—1969), А. Н. Леонтьева, А. Р. Лурия и Д. Б. Эльконина. Пользуюсь случаем, чтобы выразить им мою глубокую признательность.
Реализации этого замысла в значительной степени способствовала изобретательность Н. Ю. Вергилеса, который разработал новые методики исследования и проявил большую настойчивость и мастерство экспериментатора.
Большой объем экспериментальных работ, изложенных во второй и третьей главах книги, выполнен при участии М. П. Машковой. Четвертая глава книги написана совместно с Е. А. Ретановой. Авторам были очень полезны советы и критические замечания, высказывавшиеся в ходе работы Д. Ю. Пановым, проявлявшим в течение ряда лет большое внимание к работе. За поддержку и помощь в проведении исследований авторы благодарны В. Д. Небылицыну, В. С. Семенихину, А. А. Смирнову, Ф. В. Соркину, а также редактору этой книги А. И. Назарову, который провел большую работу по улучшению рукописи.
В. Зинченко
7
Глава I. Методы исследования деятельности зрительной системы в условиях стабилизации изображений и в условиях свободного рассматривания
1.1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ СТАБИЛИЗАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНО СЕТЧАТКИ
В настоящее время известно несколько методических приемов, с помощью которых достигается стабилизация изображения относительно сетчатки. Одним из первых был использован способ, при котором небольшое зеркальце укреплялось на контактной линзе, и пучок света, отраженный от этого зеркальца, проходил через систему зеркал и проецировался на экран. При перемещении взгляда по экрану световое пятно соответственно сдвигалось в том же направлении и на тот же угол. Таким образом, световое пятно, или несложное изображение, оставалось неподвижным относительно сетчатки глаза (Ратлифф, Риггс, 1953; Клаус и Дитчборн, 1959).
Другой метод заключался в остановке движений глаз. Известно, что препарат кураре блокирует окончания двигательных нервов, мышцы перестают работать, глаз останавливается. В этом случае достаточно укрепить объект перед глазами, и изображение окажется стабилизированным (Хеккенмюллер, 1965).
Третий метод, примененный Ярбусом (1956) и Причардом (1961), сводится к тому, что изображение помещается на глаз и таким образом движется вместе с ним.
Для исследования процессов восприятия сложных изображений первые два метода оказались малопригодными. При первом способе весьма трудно получить на экране достаточно яркое изображение при углах более 5°; кроме того, чтобы
8
действительно стабилизировать изображение в двух измерениях, надо отражающее зеркало помещать на роговицу глаза перпендикулярно зрительной оси, либо использовать достаточно сложную корректирующую оптику в случае укрепления зеркала на склере. Второй метод также оказывается малопригодным для систематических исследований, так как во время эксперимента необходимо поддерживать дыхание искусственным способом. Кроме этого, нет данных о том, что кураре полностью снимает движения глаза.
Наиболее подходящим для исследования восприятия изображений в условиях стабилизации является третий способ. В этом случае на глаз при помощи контактной линзы или присоски укрепляется оптическая система и тестовое изображение. Объект освещается либо внешним источником рассеянного света, либо источник света укрепляется на этой же присоске или контактной линзе. В случае использования контактной линзы приходится считаться с возможным ее сплывом относительно первоначальной установки, что может привести к артефактам. Сплыв возможен потому, что контактная линза удерживается на глазу только за счет молекулярных сил жидкости между глазом и линзой. Необходимость индивидуальной подгонки внутренней поверхности линзы под глаз также ограничивает область применения этой методики.
Присоска представляет собой усеченный конус, либо полную полусферу и удерживается на глазу за счет разницы давлений внутри нее и окружающим воздухом и менее подвержена сплывам. Различные типы присосок, используемые для стабилизации изображений, были введены Ярбусом (1965). Их конструкция позволяет исключить относительные сдвиги объекта и сетчатки. Использование присосок дает возможность сравнительно простым способом осуществлять исследования восприятия в условиях стабилизации, в широких пределах изменяя яркость и угловые размеры тестового изображения.
К недостаткам методики следует отнести ограниченное несколькими минутами время эксперимента. Однако для большинства экспериментов (при условии предварительной адаптации) этого времени оказывается достаточно.
Исследования восприятий изображений, стабилизированных относительно сетчатки, выявили, что неподвижное изображение, не меняющееся по яркости и цвету, не воспринимается уже спустя 1—3 сек после начала предъявления. Таким образом, если на рецептор действует неизменный во времени свет, информация о последнем не передается в центральные отделы. Это положение подтверждается также рядом электрофизиологических исследований (Эдриан, 1928; Гранит, 1957; Юнг, 1952). Вместе с тем для исследования многих проблем психологии восприятия очень важно, сохраняя
9
преимущества методики с присоской, получать более длинное время восприятия стабилизированного изображения. Такая задача неоднократно ставилась исследователями.
1.2. СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ ВРЕМЕНИ ВОСПРИЯТИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ, СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ ОТНОСИТЕЛЬНО СЕТЧАТКИ
Исчезновение образа при стабилизации позволяет предположить, что непроизвольные микродвижения глаза создают условия для модуляции света, попадающего на сетчатку. Поэтому некоторые авторы пытались найти оптимальные частоты прерывания света для проявления и длительного наблюдения стабилизированного изображения. При низких частотах мельканий света, когда зрительная система работает в переходном режиме, имеются паузы, в течение которых никакая информация не поступает наблюдателю. Эти перерывы существенно влияют на ход эксперимента: испытуемый теряет нить зрительной задачи и т. п. В случае увеличения частоты световых вспышек, когда исчезают мелькания, изображение также перестает «проявляться» в силу того, что при частотах выше критических освещение импульсным светом становится эквивалентным постоянному освещению. Не случайно поэтому многие авторы подвергли сомнению действенность этого приема для длительного наблюдения стабилизированного изображения.
А. Л. Ярбусом (1965) были получены зависимости, связывающие скорость изменения яркости света с яркостью тестового поля, при которой «проявлялось» изображение. Эти эксперименты могли бы послужить автору доводом в пользу возможности получения неисчезающего изображения в условиях стабилизации. Однако А. Л. Ярбус (1965) категорически утверждает, что «для удовлетворительных условий работы зрительного анализатора человека необходимо некоторое постоянное (прерывистое или непрерывное) движение сетчаточного изображения, чего нельзя добиться никакими способами освещения изображений, неподвижных относительно сетчатки» (стр. 55).
Мы, напротив, поставили перед собой задачу найти такие условия, при которых изображение будет неподвижным и видимым, и выяснить, возможна ли в этих условиях удовлетворительная работа зрительной системы. Из экспериментов А. Л. Ярбуса можно заключить, что для проявления изображения требуется изменение яркости, но в то же время субъективно заметное изменение не соответствует условиям нормального восприятия, когда период увеличения яркости сменяется периодом ее уменьшения. Мы стали искать метод
10
увеличения времени восприятия, стабилизированного изображения, идя в ином направлении.
Время затухания последовательного образа для различных цветов (в том числе и для белого света) примерно одинаково; критические частоты слияния мельканий также близки для этих условий, поэтому явления, имеющие место при предъявлении белого света, должны сохраняться при предъявлении составляющих его цветов.
Рассмотрим вначале следующий эксперимент. На присоску помещается цветной объект, пропускающий только цвет определенной длины волны, расположенный на неизменно белом фоне. После того, как объект перестает быть виден, т. е. после появления «пустого поля», переместим его немного в сторону. На том месте сетчатки, где прежде находилось изображение объекта, появится его последовательный образ, окрашенный в дополнительный цвет. В то же время на участке сетчатки, который не откроется при перемещении объекта, сохранится пустое поле. Значит, в начале эксперимента работала только часть элементов сетчатки, чувствительная к определенному цвету. Когда изображение сдвинули, на этот участок стал падать белый свет, но реагировать на него могли только неработавшие ранее элементы, поскольку для первых элементов изменений, видимо, не произошло. Этот эксперимент говорит в пользу существования элементов, каждый из которых реагирует на свой цвет.
Таким образом, поочередное включение источников света различного цвета позволяет добиться того, чтобы изображение, стабилизированное относительно сетчатки, наблюдалось постоянно и без световых перерывов. Этот способ использовался нами для изучения восприятия изображений, стабилизированных относительно сетчатки.
Более подробное описание механизма длительного восприятия стабилизированного образа будет дано в V главе.
1.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ СТАБИЛИЗАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ, ИСПОЛЬЗОВАВШИЕСЯ В ИССЛЕДОВАНИИ
1.3.1. Методика стабилизации изображений с внешним источником света
Стабилизация объекта относительно глаза достигалась при помощи присоски. Корпус присоски изготовлен из дюралюминия и обеспечивает необходимую жесткость и легкость конструкции. У нижнего края, соприкасающегося со склерой, сделана насечка в виде небольших зубчиков, исключающая вращательные сдвиги присоски. Ось оптической системы сдвинута относительно оси корпуса на угол 4,5° и при центральной постановке присоски совпадает со зрительной осью глаза.
11
Фокусные расстояния линз, используемых в данной присоске, равны 9 и 4,5 мм. В первом случае угол поля зрения составляет 30x30°, во втором — 60x60°. Линзы представляет собой клеенные ахроматы диаметром 4 мм. Для увеличения глубины резкости применялись диафрагмы с диаметром отверстия от 0,8 до 1,5 мм. В качестве объектов в основном применялись черно-белые или цветные фотонегативы. На тубусе между матовым экраном и негативом укреплено поворотное зеркало под углом 45° к оптической оси. Это усложнение необходимо для исключения постороннего засвета глаза Установка состояла из внешнего источника света, который через собирательную линзу освещал матовый экран на присоске. Между объективом осветителя и собирательной линзой помещался обтюратор, позволяющий менять освещенность матового экрана или его цвет в ходе эксперимента. Обтюратор представляет собой полый прозрачный цилиндр, на поверхность которого были наклеены пленочные светофильтры. Плотность цветных светофильтров была подобрана так, чтобы яркость всех цветов воспринималась одинаковой. Полосы пропускания фильтров были подобраны в оранжевой, зеленой и синей областях спектра. В центре вращающегося цилиндра под углом 45° к его оси находится зеркало, отражающее пучок света на собирательную линзу. Во время эксперимента система настраивается таким образом, чтобы освещенный экран присоски находился несколько ближе фокуса линзы. Такое положение позволяет исключить соскальзывания луча с экрана при любых поворотах глаза.
Число оборотов цилиндра со светофильтрами могло изменяться от 0,3 до 1,5 в сек, что обеспечивало смену от 1 до 5 цветов в сек. В наших опытах скорость смены цветов несколько варьировала от опыта к опыту, незначительно отклоняясь от 1 оборота в секунду.
При наблюдении каждый цвет смешивается с цветом последовательного образа предшествующего цвета, т. е. воспринимаемый цвет зависит от интенсивности обеих компонент и направления вращения цветного обтюратора. Поскольку яркость последовательного образа меньше яркости прямого изображения и быстрее достигает порогового значения. Цвет изображения непрерывно меняется, на что влияет разная скорость угасания последовательных образов различных цветов. Увеличение скорости вращения обтюратора приводит к исчезновению изображения, поскольку при скоростях, близких к скорости слияния мельканий, последовательность различных цветов воспринимается как непрерывный суммарный (близкий к белому) свет.
Этот метод увеличения времени наблюдения стабилизированного изображения использовался нами для исследования различных процессов зрительного восприятия — построения
12
образа, опознания, зрительного поиска заданных объектов, прохождения лабиринта и т. п.
1.3.2. Методика стабилизации, обеспечивающая смену предъявляемых изображений
Исследование зрительного восприятия в условиях стабилизации должно быть сопоставимо с возможно большим числом фактов, полученных при исследовании в условиях свободного рассматривания. В частности, большой интерес представляет возможность смены изображений, подаваемых либо на одно и то же, либо на разные места сетчатки, возможность предъявления трехмерных тест-объектов, возможность тахистоскопического предъявления изображений и т. п. Этим требованиям в некоторой степени удовлетворяет присоска № 3, в конструкции которой использованы безынерционные электролюминесцентные (ЭЛ) излучатели.
Рис. 1.1. Схема присоски № 3. 1 — по лу про зрач ное зер ка ло; 2 — кас се та с не га ти ва ми; 3 — элек тро лю ми нес цент ные пла стин киПрисоска № 3 показана на рис. 1.1. ЭЛ-пластинки расположены на тубусе перпендикулярно одна относительно другой, а на месте пересечения их нормалей помещено полупрозрачное зеркало с коэффициентом отражения около 50%. Плоскость зеркала ориентирована под углом 45° к оптической оси присоски.
Когда зажигается центральный излучатель, часть света от него проходит через полупрозрачное зеркало и попадает в объектив, другая часть отражается под углом 90°. То же происходит и при зажигании бокового излучателя, но в этом случае в объектив попадает отраженный луч. Для экспериментов, не требующих наложения изображений, один из излучателей вынимается, а на его место ставится заслонка. Вместо одного из излучателей может быть применен и внешний источник света. Комбинации ЭЛ-излучателей различного
13
цвета, а также возможность управления яркостью отдельных участков излучателя делают методику достаточно гибкой.
Преимуществами ЭЛ-излучателей перед другими типами источников света можно считать наряду с безынерционностью постоянство яркости по полю, возможность переключения частей тестового поля и легкость управления режимами работы. Ниже будет дана подробная характеристика ЭЛ-излучателей и способ их использования для изучения восприятия.
1.4. МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ ДВИЖЕНИЙ ГЛАЗ, ПРИМЕНЯВШИЕСЯ В ИССЛЕДОВАНИИ
При исследовании восприятия сложных изображений, предъявляющихся описанными выше способами стабилизации, для сопоставления процесса свободного рассматривания и рассматривания в условиях стабилизации необходимо было иметь возможность регистрировать движения глаз наблюдателей. Ниже описаны методики, с помощью которых осуществлялась такая регистрация.
1.4.1. Методика оптической записи макродвижений глаз в условиях стабилизации и в условиях свободного рассматривания
Оптическая запись макродвижений осуществлялась, как показано на рис. 1.2. При регистрации движений глаз в условиях стабилизации объекта зеркало располагалось перпендикулярно к оптической оси системы на той же присоске, на которой было тестовое изображение.
Запись макродвижений глаз в условиях стабилизации осуществлялась в опытах с присосками № 1, 2, 3.
При свободном рассматривании объекта присоска с зеркалом ставилась на другой глаз, движения которого регистрировались. Такой прием возможен, поскольку макродвижения глаз являются содружественными. В этом случае в работе, как и в условиях стабилизации, участвовал один глаз. Траектория движения отраженного от зеркала пучка света регистрировалась фотоаппаратом, расположенным за экраном из пергамина. Время экспозиции было равно времени решения задачи.
1.4.2. Методика регистрации движений глаз при помощи электромагнитного датчика
Метод регистрации движений глаз с помощью отраженного пучка света от зеркала, укрепленного на присоске, имеет некоторые неудобства, ограничивающие возможности экспериментатора.
14
К его недостаткам относятся искажения, связанные с тем, что регистрация производится на плоский экран, и при больших угловых размерах предъявляемого изображения требуется соответствующий пересчет. Подробно эта сторона вопроса изложена Ярбусом (1965). Кроме этого, дополнительные искажения, которые не могут быть исправлены расчетом, вносятся вращательными движениями глаза,
Рис. 1.2. Установка для оптической записи макродвижений глаз. 1 — присоска с зеркалом; 2 — осветитель; 3 — экран регистрации; 4 — фотоаппарат; 5 — тестовый экран; 6 — проектор
15
регистрирующимися как линейные перемещения. Это связано с тем, что зеркало на присоске не может быть установлено строго перпендикулярно зрительной оси глаза. Необходимость проведения работы в затемненном помещении также накладывает свои ограничения. По ходу проведения исследования нами была разработана новая методика, свободная от перечисленных недостатков.
В основе лежит принцип изменения напряженности электромагнитного поля в зависимости от расстояния между излучателем и приемником. Излучатель, укрепленный на присоске, создает переменное электромагнитное поле у приемных катушек, соединенных с предварительными усилителями. После детекторов и сглаживающих фильтров сигнал усиливается усилителями постоянного тока и подается на отклоняющие пластины электроннолучевой трубки. Регистрация, производится фотографированием изображения или его перечерчиванием. Блок-схема установки показана на рис. 1.3. Излучателем служила катушка диаметром 6 мм, состоящая из; 5 витков тонкого провода, укрепленная на присоске на расстоянии 10 мм от глаза. Катушка соединялась тонкими свитыми (для исключения паразитного излучения) проводами с генератором низкой частоты, который использовался в качестве источника питания катушки. Выбор частоты 8 кгц определялся возможностью использования стандартных усилителей и возможностью работы всей системы в диапазоне ниже радиочастот. Вместе с тем для точной передачи сигналов о движениях глаза частота несущей должна была превышать частоту сигнала в 10—15 раз (максимальная частота микродвижений глаза составляет 150—200 гц).
Приемные катушки расположены на расстоянии 10 см от излучающей, что при максимальных ее перемещениях величиной до 2 см обеспечивает достаточную линейность системы. Линейность обеспечивалась также взаимно перпендикулярным расположением плоскостей излучающей и приемной катушек. Расстояние между плоскостью крепления приемных катушек и излучающей равнялось примерно 3 см.
Для каждой пары катушек (вертикальных и горизонтальных) используются два несимметричных резонансных усилителя, настроенных на частоту излучения. Использование избирательных усилителей позволяет обойтись без экранировки помещения. Нами были использованы дифференциальные усилители типа УБП1-02 с некоторыми изменениями, которые заключались в разделении дифференциального предусилителя переменного тока на два самостоятельных несимметричных усилителя, включение амплитудного детектора и включение на входах избирательных фильтров.
16
Регистрация производилась на осциллографе с памятью, позволяющем длительное время сохранять изображение, а использование внутренней развертки осциллографа позволяло получить изображение одной из составляющих во времени.
Рис. 1.3. Блок-схема электромагнитной установки. 1 — присоска с излучателем; 2 — приемные катушки; 3 — генератор; 4,5 — усилители; 6 — осциллограф; 7 — тестовый экран
Возможности методики могут быть несколько расширены применением двухканального магнитофона, что позволит вести процесс регистрации непрерывно, а при обработке выделять как отдельные составляющие, так и траекторию движений глаз. Воспроизведение на пониженных, по сравнению с записью, скоростях может дать более наглядную картину работы глаза в динамике.
17
Поскольку любое положение глаза определяется величинами напряжений на выходе усилителей, эти напряжения могут быть использованы для запуска вспомогательных устройств, срабатывающих при определенных положениях глаз.
Простота обращения и настройки в момент эксперимента позволяет легко производить регистрацию с двух глаз.
Одной из важных возможностей является быстрый переход с одного масштаба регистрации к другому (как при энцефалографии и пр.) и одновременная регистрация в разных масштабах. Описанная методика обеспечивала точность регистрации, равную 0,5 угловой минуты. Эта методика освобождает экспериментатора от юстировки оптики в каждом опыте и тем самым существенно экономит полезное время эксперимента, что особенно важно при работе с присосками.
Настоящая методика использовалась для изучения восприятия в условиях стабилизации и в условиях свободного рассматривания.
1.4.3. Методика записи микродвижений глаза в условиях стабилизации и в условиях свободного рассматривания
По данным ряда авторов, тремор имеет амплитуду порядка 25 угловых секунд и частоту до 150 гц. В этом случае линейное перемещение глаза равно примерно 1,5 мк. Однако эти данные относятся лишь к диапазонам изменения тремора. Детальный анализ затруднен из-за малых величин, требующих для регистрации весьма чувствительной аппаратуры. Оптическая методика (запись светового пучка, отраженного от зеркала, укрепленного на присоске) не позволяет регистрировать смещение меньшее, чем 1?. Дальнейшее увеличение чувствительности ограничено тем, что при больших расстояниях присоски от регистрирующего прибора из-за дифракции получается низкое качество изображения, а следовательно, и малая точность обработки данных.
При использовании электрооптической методики, где пучок света отражается от точки перехода склеры в роговицу, можно получить (при соответствующей аппаратуре) высокую чувствительность, но повторимость количественных измерений амплитуды при этой методике будет зависеть от того, на какую точку глаза проецируется пучок света в каждом опыте.
Нами совместно с Л. П. Щедровицким была разработана электромеханическая методика регистрации тремора. В отличие от других методов, где регистрируется первая производная перемещения по времени, в ее основу положен принцип регистрации ускорений систем, связанных с датчиком. Прибор представляет собой акселерометр, укрепляемый на склере глаза с помощью присоски. Сигнал усиливается усилителем переменного тока с полосой пропускания 10—1000 гц и
18
чувствительностью порядка 106. Считая, что тремор может быть аппроксимирован линейной комбинацией гармонических колебаний, приводим выражение для отклонения пластинки пьезокристалла, совершающей вынужденные колебания при гармоническом внешнем воздействии a sin ? t:
где ?0 — собственная частота колебаний датчика,
? — показатель затухания собственных колебаний системы.
Если считать, что собственная частота колебаний датчика много больше частоты вынужденных колебаний, можно приближенно принять:
где A=??a — амплитуда ускорения внешнего воздействия.
Амплитуда и фаза ускорения регистрируются с малыми искажениями только при малом отношении ?/?0. С другой стороны, увеличение собственной частоты ?0 уменьшает чувствительность акселерометра. Практически приходится идти на компромисс между чувствительностью и искажениями. При этом следует учесть, что сдвиг по фазе при частотно-амплитудном анализе не имеет значения, а искажения по амплитуде легко учитываются калибровкой системы.
Один из вариантов системы, где в качестве датчика используется пластинка титаната бария, имеет следующие параметры:
собственная частота колебаний:
добротность системы:
Выбор таких параметров позволяет перекрыть исследуемый диапазон частот и увеличить чувствительность за счет большого подъема в области высоких частот.
Анализ записей, полученных с помощью электромеханической методики, показал, что она обладает высокой разрешающей способностью. Так, на записях отчетливо наблюдаются частоты до 200 гц, хотя, по литературным данным, максимальная частота тремора равна 150 гц. Что касается амплитуд,
19
то разработанная аппаратура позволяет вести запись микродвижений глаза величиной порядка 5 угловых секунд.
Чувствительность системы возрастает, если в качестве датчиков использовать кристаллы сегнетовой соли, дающие выходной сигнал на порядок выше, чем датчики из титаната бария. Эти датчики целесообразно применять, когда нужно получить общую картину распределения амплитуд тремора и желательно наименьшую частотно-амплитудную зависимость регистрирующей установки в исследуемом диапазоне частот. Высокая чувствительность датчика позволяет отодвинуть резонанс в область высоких частот (около 4000 гц) и работать при малых значениях ?/?0.
В работе использовались как одиночные датчики для регистрации одной составляющей, так и два датчика, укрепленные на присоске так, что плоскости их были ориентированы перпендикулярно друг к другу. В последнем случае регистрировались вертикальная и горизонтальная составляющие сигнала. В качестве регистрирующей аппаратуры использовались шлейфный осциллограф, двухканальный магнитофон и электроннолучевой осциллограф.
Преимущества этого метода состоят в следующем: независимость показаний прибора от первоначальной установки акселерометра, высокая чувствительность, возможность обработки большого количества материала с помощью анализатора частот.
1.5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ В ИССЛЕДОВАНИЯХ ЗРИТЕЛЬНОГО ВОСПРИЯТИЯ
Электролюминесценция возникает при подведении переменного (импульсного) электрического поля к порошку фосфора, заключенного в изолирующую среду. Излучение наблюдается и при воздействии единичных импульсов напряжения (длительностью 1—10 мксек и более) достаточной амплитуды, причем инерционность процесса высвечивания настолько мала, что при постановке психофизиологических экспериментов ею можно пренебречь.
Для исследования удобно использовать люминофоры разного цвета свечения: зеленого (люминофор ЭЛ510М, ?=510 ммк), желтого (люминофор ЭЛ580М, ?=580 ммк), красного (люминофор ЭЛ680М, ?=680 ммк) и голубого (люминофор ЭЛ450М, ?=450 ммк). Цвет свечения элемента определяется химическим составом электролюминофора и условиями (частотой) возбуждения. При увеличении частоты возбуждающего напряжения спектральная характеристика излучения сдвигается в сторону более коротких волн, однако цветовые сдвиги невелики. Так, при изменении частоты питающего
20
синусоидального напряжения в диапазоне 50?20000 гц максимальное изменение цветности составляет для люминофоров зеленого цвета свечения 3—4 цветовых порога. У люминофоров голубого, желтого, красного цветов свечения изменения цветности незначительны.
Диапазон изменения яркости свечения ЭЛ-излучателей (от 0 до 1000 нит) определяется величиной и частотой возбуждающего переменного напряжения. Величина потребляемой мощности зависит от площади возбуждаемой поверхности электролюминофора (Соркин, 1965).
В качестве питающих устройств для управления режимами работы ЭЛ-излучателей могут быть использованы генераторы звуковых частот, работающие в диапазоне 1—10 000 гц. Изменение частоты питающего напряжения меняет оттенок цветности, что, видимо, удобно для многих случаев эксперимента. Для управления длительностью вспышек и их последовательностью наряду с электронными модуляторами могут быть использованы релейные схемы, однако время срабатывания или переключения релейной схемы в большинстве случаев лежит в пределах 50—500 мсек. Использование поляризованных реле в простых схемах позволяет сократить время срабатывания до 10—20 мсек. Однако большая электрическая емкость между разорванными контактами реле, в основном за счет малого расстояния между ними, не обеспечивает полного гашения ЭЛ-излучателей. Особенно это проявляется при небольших размерах излучателей, где емкостное сопротивление ЭЛ-излучателя сравнимо с емкостным сопротивлением контактной группы. Частично (во времени) это явление можно устранить, включив дополнительные контактные группы, закорачивающие неработающий элемент на себя. Для безынерционного управления можно использовать электронные схемы, свободные от недостатков реле. Одним из вариантов управления ЭЛ-излучателем может быть установка с электронным модуляторным блоком. Такая схема позволяет управлять не только длительностью и последовательностью вспышек экрана, но и управлять характером нарастания яркости, что в случае релейных схем весьма затруднительно. В качестве управляющего устройства были использованы как генераторы периодических или одиночных колебаний, так и программные устройства. Конкретные схемы блоков могут быть весьма разнообразны и останавливаться на них не имеет смысла, так как они достаточно подробно освещены в радиотехнической аппаратуре.
Указанные свойства ЭЛ-излучателей позволяют использовать их при проведении ряда психологических экспериментов как в условиях свободного рассматривания, так и в условиях стабилизации.
1. Для определения частоты слияния мельканий как световых
21
вспышек, так и сложных образов, состоящих из нескольких ламелей, возбуждающихся отдельно.
2. Для задач слежения и уравнивания по яркости, по частоте мельканий и т. п.
3. Для тахистоскопических исследований. Это достигается сочетанием лентопротяжного механизма с ЭЛ-излучателем. В качестве тестовых изображений используются фотонегативы. Выдержка дозируется электронным реле времени.
4. Для исследования кажущегося движения (фи-движения). Управление двумя ЭЛ-излучателями осуществляется электронным коммутатором на два выхода. Возможна коммутация большего числа излучателей. Так, для коммутации четырех полей может использоваться механический коммутатор, позволяющий регулировать скорость переключения полей, а также временной интервал от момента погасания одного поля до момента зажигания другого поля. Яркость каждого из полей может задаваться различной. В такой комбинации возможно одновременное исследование кажущегося движения на двух парах линий. На ЭЛ-излучатели накладываются фотонегативы, что позволяет легко варьировать длину, толщину линий и расстояние между ними. Различные цветовые поля ЭЛ-излучателей также могут быть использованы для изучения кажущегося движения.
5. Для исследования формирования установки и установочных иллюзий в условиях стабилизации. В этих опытах установочные объекты предъявляются при включении одного излучателя, а контрольные — другого. Такая система гарантирует проекцию изображения только на заданные участки сетчатки и позволяет в любой последовательности или одновременно предъявлять два различных изображения на одно и то же место сетчатки.
6. Для исследования в условиях стабилизации послеобразов, формирующихся без восприятия (осознанного) прямого изображения. Это возможно в тех случаях, когда постепенное повышение яркости ЭЛ-излучателя осуществляется медленнее, чем скорость адаптации глаза к стабилизированному изображению.
Описанные методики применялись в экспериментах как отдельно, так и в различных сочетаниях.
1.6. МЕТОДИКА ИСКУССТВЕННОГО ОГРАНИЧЕНИЯ ПОЛЯ ЗРЕНИЯ
Ограничение поля зрения до 3,5—4° достигалось при помощи центральной присоски, в тубусе которой находились две заслонки с отверстиями в центре каждой. Во время опытов
22
производилась электромагнитная регистрация движений глаз, позволяющая записывать как траекторию движений, так и длительность зрительных фиксаций. Присоска помещалась на один глаз. Перед вторым глазом помещалась ширма.
Данная методика может быть использована для выявления характерных опознавательных признаков, для исследования стратегии ознакомления и опознания и ряда других психологических проблем.
Это возможно благодаря следующим особенностям зрительного восприятия в условиях искусственного ограничения поля зрения.
Субъективно поле зрения воспринималось подобно полю зрения без ограничения, т. е. испытуемый видел отчетливо центр и расплывчато — периферию. Последнее связано с дифракцией света. Благодаря этому наблюдался плавный переход зоны отчетливого видения в пустое поле, характерное для экспериментов со стабилизацией изображения относительно сетчатки.
Опознание объектов меньших, чем исследовавшееся поле зрения, проходило как и в условиях свободного рассматривания. Для опознания знакомых предметов больших, чем поле зрения, требовались движения глаза по контуру и поиск характерных опознавательных признаков. Глаз движется строго по контуру и не выходит за пределы или внутрь фигуры. Формирование образа незнакомых, криволинейных фигур с помощью узкого поля оказывалось либо чрезвычайно трудным, либо невозможным, что свидетельствует о трудности запоминания проприоцептивных сигналов, поступающих от мышц глаза. Чрезвычайно затруднены операции поиска и пересчета объектов (точек, цифр и т. п.), находящихся вне узкого поля зрения. Наблюдатели испытывают трудности в переводе глаза с одного объекта на другой, особенно в тех случаях, когда в поле зрения находится лишь один объект. Амплитуда поисковых движений равна половине диаметра узкого поля, иногда достигает величины диаметра, но, как правило, не превышает эту величину.
Во время фиксации взглядом точки наблюдаются быстрый дрейф и возвратные скачки. При наблюдении безориентирного поля быстрый дрейф глаза происходит в значительно большей области по сравнению со свободным рассматриванием (5—6° по сравнению с 40?). При пересчете ряда вертикальных линий, расстояние между которыми превышает размеры узкого поля, длительность фиксации на линиях равна 800—1500 мсек, а в промежутках между ними — 200—350 мсек.
При предъявлении трехмерных объектов, находящихся на разных расстояниях, они воспринимаются плоскими и находящимися рядом. Восприятие при узком поле аконстантно.
23
1.7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Несмотря на то что явление стабилизации и методика стабилизации изображения относительно сетчатки известны уже около 20 лет, им не придавалось до сего времени сколько-нибудь существенного значения. Стабилизация использовалась скорее как методический прием для решения частных вопросов психофизики. Это, например, вопрос о возможной связи остроты зрения и движений глаз, для решения которого тесты предъявлялись стабилизированными; вопрос о связи КЧМ и исчезновения изображения. Очень много исследований, выполненных в условиях стабилизации, производят впечатление некоторой новой феноменологии зрения. Авторы описывают факты, возникающие в необычных условиях, созданных для зрительной системы. Эти факты касаются восприятия объектов постоянной и переменной яркости, восприятия мелькающих объектов, восприятия объектов, изменяющихся по цвету и т. д. (Хеккенмюллер, 1965 и Ярбус, 1965).
Значение методики стабилизации для решения традиционных психологических проблем, таких, как взаимоотношение фигуры и фона, целого и части, ассоциативности или «гештальтности» образа, было оценено Хеббом (1963) и рядом его сотрудников (Причард, 1965 и др.). Указанные авторы, однако, использовали явление стабилизации лишь как некоторый экзотический прием исследования и не уделяли особого внимания разработке и усовершенствованию техники эксперимента. По существу единственным предметом детального изучения служило явление фрагментации. Речь идет о том, как и на какое время происходит исчезновение образа при стабилизации.
Достоинства и преимущества метода стабилизации, которые, с нашей точки зрения, делают его достаточно универсальным, состоят в следующем.
Метод позволяет предъявлять изображение на одно и то же место сетчатки, чего нельзя достичь никакими другими методами.
Метод позволяет исключить движения глаз наблюдателя и исследовать закономерности работы зрительной системы, очищенные от «двигательных шумов» глаза, и вместе с тем он может помочь определению функций глазодвигательной системы.
Метод стабилизации изображения может успешно сочетаться с различными способами регистрации макро- и микро-движений глаза.
Метод стабилизации может успешно сочетаться с регистрацией электрофизиологических показателей деятельности зрительной системы.
Метод стабилизации позволяет предъявлять наблюдателю
24
практически любые тесты, используемые в психологических исследованиях зрения. Ограничения касаются лишь трехмерных и движущихся объектов.
Метод стабилизации допускает варьирование в широких пределах любых светотехнических и временных характеристик стимулов, включая мелькания, цвет, яркость, контраст, угловые размеры изображений и пр.
Таким образом, метод стабилизации дает большие возможности по сравнению с известными методами исследования зрения в условиях свободного рассматривания. Важнейшее его достоинство состоит в разделении глазодвигательных и сенсорных функций зрительной системы. Именно такого разделения старались достичь в тахистоскопических исследованиях. Но тахистоскопия справедливо оценивается как методика истощения стимула из-за краткого времени предъявления.
25
Глава II. НОВЫЕ ДАННЫЕ О ВОСПРИЯТИИ В УСЛОВИЯХ СТАБИЛИЗАЦИИ
2.1. ПЕРЦЕПТИВНЫЕ ДЕЙСТВИЯ И ПРОБЛЕМА СУКЦЕССИВНОСТИ И СИМУЛЬТАННОСТИ ВОСПРИЯТИЯ
Восприятие обслуживает продуктивную деятельность субъекта, формируется вместе с ней и несет на себе печать этой деятельности. Еще в 30-е годы Б. Г. Ананьев, А. В. Запорожец, А. Н. Леонтьев, Б. М. Теплов и другие начали систематические исследования генетических и функциональных связей между восприятием и деятельностью. Позднее подобные исследования проводились Ж. Пиаже и его сотрудниками. По мере расширения и углубления этого цикла работ исследователи постепенно переходили от установления общих зависимостей между восприятием и деятельностью к детальному исследованию эффекторных компонент перцепции, т. е. к изучению движений, вплетенных в процесс восприятия и осуществляемых рецепторными аппаратами.
Анализ этих движений позволил А. Н. Леонтьеву предположить, что механизм чувственного отражения состоит в уподоблении эффекторных компонент перцепции свойствам воздействия (А. Н. Леонтьев, 1959). Дальнейшее исследование особенностей и функций движений рецепторных аппаратов привело к заключению, что восприятие складывается в результате определенным образом организованной системы перцептивных действий, выполняющих ориентировочные или исследовательские функции и обеспечивающих формирование образа и его опознание (Зинченко, 1961).
26
Основные итоги «праксеологической»1, по выражению Ж. Пиаже, концепции восприятия были подведены в специальном симпозиуме XVIII Международного психологического конгресса (Симпозиум № 30. Восприятие и действие). В докладе организатора симпозиума А. В. Запорожца был представлен обширный цикл исследований онтогенеза человеческого восприятия. В этих исследованиях содержатся убедительные доказательства генетической и функциональной связи практической и перцептивной деятельности. Первоначально перцептивные процессы формируются и развиваются как органические компоненты практической деятельности, и выяснение особенностей воспринимаемой ситуации является суммарным эффектом этой деятельности в целом. В практической, предметной деятельности возникают операции выделения и анализа признаков предмета.
Однако по мере того, как деятельность ребенка усложняется и перед ним возникают более трудные познавательные задачи, выясняется ограниченность чисто практического ознакомления с предметом и возникает необходимость в особых ориентировочно-исследовательских перцептивных действиях. Процесс отпочковывания перцептивных действий от практических изучал Поддьяков (1966), который наблюдал превращение практических действий в практически-пробующие и последних — в собственно ориентировочные и перцептивные действия.
На первых порах формирующиеся специальные перцептивные действия внешне похожи на предметные действия с вещами. Это сходство наблюдается даже в тех случаях, когда речь идет о дистантных рецепторах, которые непосредственно не контактируют с вещами. Не случайно многие авторы, начиная с Эвклида, указывают на сходство движений руки и глаза. В дальнейшем мы будем называть эти действия внешними перцептивными действиями.
Исследование становления и развития восприятия позволило выделить относительно самостоятельные процессы, отличающиеся составом входящих в них перцептивных действий, — это процессы формирования образа и процессы опознания уже знакомого, известного. Экспериментальное исследование формирования этих процессов у детей дошкольного возраста проводилось на материале зрительного и осязательного восприятия формы (Запорожец, Зинченко, 1967).
Анализ траектории движений руки и глаза показал, что процесс формирования образа включает следующие перцептивные действия: поиск и обнаружение объекта; выделение в объекте информативного содержания, адекватного задаче;
27
ознакомление с выделенным содержанием. В зависимости от возраста испытуемых перечисленные внешние перцептивные действия характеризуются разной степенью развернутости. Например, дети 3 лет еще не выделяют контур как необходимый информативный признак, ориентируются на другие признаки предмета, что приводит к некачественному ознакомлению и к ошибкам последующего узнавания. Дети 6 лет подробно обследуют контур предметов, форма их действия становится изоморфной форме обследуемого предмета. В результате осуществления этих, вначале развернутых, сукцессивных процессов создается образ, перцептивная модель предмета. Однако созданный образ не остается застывшим и неизменным. Он несомненно адекватен объекту, поскольку форма деятельности, в которой он сложился, уподоблена форме объекта. Но этот образ в то же время обладает и качеством субъективности. Иными словами, в образе зафиксированы свойства и признаки, релевантные задачам субъекта.
Известно, что не любая получаемая информация релевантна этим задачам; как правило, она должна быть преобразована и приведена к виду, пригодному для учета в поведении. Только в этом случае образы восприятия могут обеспечить оперативную и своевременную ориентировку в ситуации и регуляцию приспособительного поведения.
Когда образ сложился, возможно осуществление опознавательного и репродуктивного действия. На первых стадиях опознавательный процесс в значительной степени напоминает процесс ознакомления. В нем также присутствуют такие внешние перцептивные действия, как обнаружение, выделение адекватного задаче информативного содержания. Когда это содержание выделено, производится сличение и идентификация предъявленного предмета с записанным в памяти эталоном.
При большом числе существенных признаков в объекте процесс сличения осуществляется по элементам и длится тем дольше, чем больше таких признаков в объекте и его модели, созданной при ознакомлении. Этому соответствует детальное и как бы повторное рассматривание объекта. Но по мере усвоения данного алфавита объектов характер опознавательного процесса меняется. Процесс сличения резко сокращается за счет отсева излишней и избыточной информации, за счет выделения критических и опорных признаков, а также за счет преобразования групп отдельных, частных признаков в структурные, целостные признаки.
Благодаря организации отдельных признаков в структуры увеличивается скорость переработки информации наблюдателем, уменьшается время опознания и реакции, разгружается оперативная память наблюдателя и создаются более
28
благоприятные условия предвосхищения и предсказывания по сравнению с действием на предыдущем уровне.
Целый ряд факторов ускорения процессов опознания служил предметом обсуждения на XVIII Международном психологическом конгрессе, в симпозиуме, посвященном проблеме обнаружения и опознания сигнала (см. доклад организатора 16-го симпозиума Б. Ф. Ломова, а также доклады Т. П. Зинченко, М. С. Шехтера и др.).
Таким образом, с одной стороны, перцептивные действия в процессе развития становятся изоморфными объекту. Позднее, при превращении перцептивных действий в опознавательные, этот изоморфизм утрачивается, последние начинают осуществляться без внешнедвигательного аккомпанемента. Операции обнаружения, выделения информативных признаков, сличения занимают доли секунды. Возникает важный с теоретической и практической точек зрения вопрос: за счет чего возможно одномоментное, симультанное восприятие и опознание, какими механизмами оно осуществляется? Ведь никакая перестройка и перегруппировка признаков не означает, что они исчезают вовсе. Поэтому как бы ни сокращался состав опознавательных действий, все они исчезнуть не могут.
Складывается своеобразное положение. Генетические исследования дают веские аргументы в пользу трактовки процесса восприятия как действия и дают основания для понимания таких качеств чувственного познания, как активность, субъективность и адекватность образа реальности. Но эта трактовка не может быть распространена на высшие формы восприятия до тех пор, пока остается открытым вопрос о материальной форме осуществления так называемых симультанных перцептивных процессов. Это, пожалуй, наиболее трудный вопрос в изучении процессов восприятия и опознания. Более подробную аргументацию поставленной проблемы читатель может найти в книгах А. В. Запорожца, Венгера, Зинченко, Рузской (1967) и Шехтера (1967).
Для ее решения нами были изучены процессы формирования образа и опознания в условиях стабилизации образа на сетчатке. Цветовая модуляция стабилизированного изображения, позволяющая практически неограниченно продлить время его восприятия, дает возможность исследовать работу зрительной системы в таких условиях, когда субъект не в состоянии воспользоваться по крайней мере частью своего арсенала перцептивных действий. Такое искусственное вычитание представляется нам полезным, особенно если учесть, что в высших формах восприятия некоторые элементы предшествующих форм редуцируются. Согласно общеизвестной точке зрения, редукции подлежат прежде всего эффекторные компоненты, после чего возможен переход от сукцессивно развернутой перцептивной деятельности к симультанному
29
восприятию. Нетрудно понять, что методика длительной стабилизации может оказаться своеобразной тестовой моделью «естественного» процесса редуцирования.
2.2. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЦЕПТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ В УСЛОВИЯХ СВОБОДНОГО РАССМАТРИВАНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ
2.2.1. Описание задач, предъявлявшихся испытуемым
Эксперименты проводились по методике, описанной в 1.3.1. Угловые размеры поля, видимого испытуемым, равнялись 30x27°. На присоске помещалось зеркало, позволявшее регистрировать движения глаза при рассматривании стабилизированного изображения. В качестве тестовых изображений наиболее удобными оказались фотонегативы.
В процессе подбора оптимальных условий восприятия стабилизированного изображения испытуемые отмечали флуктуации изображения и его элементов. После определения оптимальных условий испытуемые непрерывно видели стабилизированное изображение в течение всего опыта, длительность которого в зависимости от сложности задач варьировала и продолжалась в отдельных случаях до нескольких минут.
Благодаря полученной возможности длительного рассматривания стабилизированного изображения мы смогли предъявлять испытуемым разнообразные и сложные зрительные задачи и получить сравнительную характеристику восприятия обычного и стабилизированного изображения.
В экспериментах со стабилизацией зрительного образа использовались следующие задачи и объекты.
1. Ознакомление с новым для испытуемого объектом. В качестве таковых использовались японские иероглифы (угловой размер 7—8°). После ознакомления с одним иероглифом в условиях стабилизации испытуемый отыскивал его среди других в обычных условиях.
2. Поиск знакомых объектов (арабских или римских цифр) в цифровых таблицах различной плотности. Поиск осуществлялся следующим образом. Испытуемый смотрел на стабилизированное изображение таблицы и работал в следующих режимах: а) называние по строчкам всех цифр в таблице; б) поиск цифр по координатам; в) пересчет заданных цифр, например, всех двоек, троек и т. д. Угловой размер использовавшихся таблиц — 15x15°. Эта задача удобна тем, что она хорошо изучена в условиях свободного рассматривания (Гоулд и Шеффер, 1965). В работе этих авторов имеются данные, характеризующие особенности движений глаз,
30
осуществляемых испытуемыми в процессе поиска заданных чисел в цифровых таблицах.
3. Ознакомление и поиск незнакомых объектов в таблице. Испытуемым предъявлялась таблица, в верхнем углу которой была подчеркнута тестовая фигура. Вторую такую же фигуру нужно было найти среди других фигур той же таблицы. Угловой размер таблиц — 15x15°.
4. Поиск пути в лабиринтах различной степени сложности. В экспериментах использовались лабиринты, для контроля правильности прохождения которых испытуемым не нужно было рисовать или показывать найденный путь из лабиринта, а достаточно было назвать число кружков в перекрестных лабиринтах. Правило нахождения пути в данном типе лабиринтов состоит в том, чтобы найти такой маршрут от нижней границы до верхней, в котором имеется максимальное число кружков. При этом испытуемый может «идти», либо вправо, либо влево, но все время вверх, не возвращаясь назад. Для использованных лабиринтов таким числом были 3, 4, 6 и 7 кружков. Угловой размер лабиринтов — 25x30°.
5. Пересчет близко расположенных однородных элементов. Толщина штрихов — 30?, толщина промежутков — 30?.
6. Определение места разрыва на кольцах Ландольдта. Испытуемым предъявлялась таблица, на которой было три ряда колец Ландольдта, и они должны были в определенном порядке указать место разрыва на каждом кольце. Угловой размер таблицы — 15x15°, толщина разрыва — 10?.
Перед каждым экспериментом испытуемым, помимо инструкции, связанной со зрительной задачей, давались инструкции, ограничивающие движения глаз. Отдельные задачи исследовались в трех условиях:
а) решить задачу, фиксируя при этом определенную точку на тест-объекте;
б) решить задачу, фиксируя при этом контрольную точку вторым глазом (на котором нет присоски). Этот прием оказался полезен, так как он ограничивал движения глаз испытуемых;
в) просто решить задачу без ограничения движений глаз.
Во время экспериментов регистрировались следующие параметры:
а) правильность ответа испытуемого;
б) время от начала предъявления до ответа испытуемого;
в) движения глаза испытуемого при решении задачи. Регистрировались движения либо глаза, рассматривающего стабилизированное изображение, либо другого глаза, к которому в этих случаях прикреплялась специальная присоска.
Прежде чем описывать полученные результаты, отметим, что большое число задач, предлагавшихся испытуемым в экспериментах, объясняется тем, что мы не могли найти задачу,
31
которая бы не могла быть решена при стабилизации изображения относительно сетчатки. По мере того как испытуемые решали одни задачи, им предлагались другие, более сложные, а главное такие, которые, казалось бы обязательно требуют осуществления движений глаз. Поэтому большинство задач, использованных нами, представляют собой задачи зрительного поиска.
В экспериментах систематически участвовали трое взрослых испытуемых (студентов) и периодически привлекались к опытам еще несколько человек — психологов, желавших ознакомиться с методикой стабилизации.
Все испытуемые отмечают, что смена цвета объектов не мешает восприятию и решению задач. Одна испытуемая обратила внимание на смену цвета лишь во втором опыте, после того как ее спросили о цветах.
2.2.2. Результаты экспериментов
Основной результат, полученный в экспериментах, состоит в том, что все предложенные задачи были решены испытуемыми. Качество решения в отдельных случаях зависело от того, как поставлена присоска, от индивидуальных особенностей испытуемых и т. п., но достаточно большой материал — в общей сложности более 100 опытов — убеждает нас в том, что в принципе весь предложенный набор задач успешно решается при стабилизации изображения относительно сетчатки.
Все испытуемые отмечают, что у них создается отчетливое впечатление того, что их глаз (или внимание) движется по объекту. Этому субъективному впечатлению соответствуют хорошо выраженные и регистрируемые движения глаз. Испытуемые отмечают, что движение взора по стабилизированному изображению отличается от движения взора вместе со стабилизированным изображением. Более того, большие по амплитуде движения глаза затрудняли осуществление движений взора по изображению. Напротив, движения малой амплитуды облегчали такое движение. В условиях, когда испытуемым запрещали при решении задачи совершать движения глаза, сложные поисковые задачи не решались. При этом было безразлично, фиксировали ли испытуемые точку на тест-объекте или фиксировали контрольную точку другим глазом.
Перейдем к более подробному описанию выполнения отдельных задач.
Задача 1 (ознакомление с иероглифом) не вызывала трудностей. Испытуемые внимательно просматривали контур, говорили о том, что он состоит из знакомых элементов, устанавливали и запоминали их пространственные соотношения.
32
После того как снималась присоска, испытуемые безошибочно находили требуемый иероглиф среди восьми остальных, сходных с ним по форме. Для ознакомления и запоминания иероглифа требовалось 8—10 сек.
Задача 2 также решалась испытуемыми во всех режимах. Наиболее легким был режим поиска цифр по координатам. При поиске и подсчете заданных чисел испытуемые сделали больше ошибок. Они отмечали некоторые трудности в последовательном сканировании таблицы и особенно нижней ее части. Испытуемая М. К. предпочитала последовательно просматривать квадранты таблицы и суммировала затем количество искомых цифр в каждом квадранте. Испытуемые отмечали, что наличие сетки облегчает поиск, особенно поиск по координатам римских цифр (рис. 2.1.).
В таблице 2.1 приведены данные, характеризующие среднее время поиска и среднее количество движений глаз, совершенных испытуемыми в процессе поиска.
Таблица 2.1.
Количественные характеристики времени поиска и зрительных фиксаций при стабилизации изображения
Измеряемые параметрыПересчет заданных цифрПоиск по координатамСреднее время поиска 9,1 сек 3,6 секСреднее количество фиксаций12,64,6Среднее время одной фиксации 0,7 сек 0,8 секКоличество фиксаций в 1 сек 1,41,3Сравнение этих данных с данными Гоулда и Шеффер (1965) показывает, что поиск на стабилизированном тест-объекте требует значительно больше времени, чем в обычных условиях. Частота движений глаз, напротив, значительно меньше (вместо 3 раз в сек в обычных условиях — порядка 1 раза в сек в условиях стабилизации). Если учесть, что количество движений глаза в обычных условиях примерно совпадает с количеством движений глаз в условиях стабилизации, то замедление поиска в последнем случае можно отнести на счет меньшей частоты этих движений. Вместе с тем уменьшение величины движений глаз в сравнении с угловыми размерами таблиц наводит на мысль, что работа с объектами в условиях стабилизации происходит при помощи большего по размерам оперативного поля зрения, чем в условиях свободного рассматривания. Подобная картина внешне схожа с работой глаза в условиях поиска при свободном рассматривании
33
Рис. 2.1. Тес то вая таб ли ца и тра ек то рии дви же ний гла за в раз лич ных за да чах: а — по иск цифр без кон троль ной точ ки (вре мя по ис ка рав но 5 сек); б — то же с кон троль ной точ кой (вре мя по ис ка — 9 сек); в — по иск циф ры с ко ор ди на та ми 2,3 с кон троль ной точ кой (вре мя по ис ка — 3 сек); г — то же с ко ор ди на та ми 2,5 без кон троль ной точ ки (вре мя по ис ка — 3 сек)Рис. 2.2. Тра ек то рии дви же ний глаз при ре ше нии за дач: а — пе ре счет цифр с фик са ци ей на ка ж дой циф ре; б — по иск цифр не тре ни ро ван ным ис пы туе мым; в — по иск цифр тре ни ро ван ным ис пы туе мым; г — по иск цифр тре ни ро ван ным ис пы туе мым в ус ло ви ях ста би ли за ции34
для тренированных испытуемых в отличие от режима пересчета (рис. 2.2), когда глаз останавливается на каждом из предъявленных знаков.
Задача 3 требовала ознакомления с фигурой и нахождения ее в тестовом поле в одном случае среди четырех, а в другом — среди восьми фигур. В первом случае выполнение задачи требовало 3—5 сек, во втором — 18 сек.
Задача 4 (отыскание пути в лабиринте) также была решена испытуемыми. Время решения было разным и не всегда соответствовало степени сложности лабиринта.
Испытуемой М. К. потребовалось при решении задачи с максимумом точек: 3 точки — 33 сек; 4 точки — 10 сек; 6 точек — 18 сек; 7 точек — 43 сек.
Следует напомнить, что угловые размеры лабиринта были 27x30°. Отыскание пути в лабиринте без движений глаз, — например при фиксации точки в центре лабиринта — невозможно ни в условиях стабилизации, ни в обычных условиях. При решении лабиринтной задачи испытуемые отмечали (как, впрочем, и при других задачах), что наиболее трудно воспринимаемыми зонами были углы по диагонали. Решение этой задачи испытуемыми убедило нас в том, что в условиях стабилизации возможно решение поисковой задачи практически любой сложности. Поэтому следующие задачи носили несколько иной характер.
Задача 5 (пересчет штрихов) представляет собой тест, достаточно хорошо исследованный в последнее время (Гиппенрейтер, 1964). До 4—5 штрихов испытуемые легко пересчитывали в любой области поля зрения, занимавшего 15x15°. При увеличении числа штрихов до 6—7 они допускали ошибки. Эта задача, таким образом, решается значительно хуже, чем в обычных условиях.
Задача 6 (определение места разрыва в кольцах Ландольдта) решается безошибочно и требует в среднем 1,1 сек на кольцо.
На рисунках 2.1—2.2 представлены примеры траекторий движений глаз испытуемых при решении задач. Рисунки выполнены таким образом, что соблюден один и тот же масштаб увеличения тест-объектов и траекторий движения. По угловым размерам зона, в пределах которой совершаются движения, в 2—3 раза меньше предъявлявшегося объекта. На записях обращает внимание отсутствие строгой фиксации глаза. Скачки сразу переходят в дрейф (более жирные линии на рисунках), и дрейф переходит в скачки. Дрейф, как правило, отмечается у мало тренированных испытуемых, когда возникает следящее движение за изображением, расположенным на некотором расстоянии от фовеа. Из отчетов испытуемых это представляется как уплывающее изображение, а сплыв глаза в ту же сторону ими не замечается. Отсутствие
35
строгих фиксаций определяется, видимо, тем, что положение глаза контролируется в основном оптическим входом, а не проприорецепцией. Поэтому в условиях стабилизации испытуемый не имеет критериев для оценки положения глаза, его удержания в определенной позиции. Записи с одного и другого глаза не отличаются друг от друга. Когда испытуемым давалась контрольная точка, дрейф был меньше и наблюдались коррекционные скачки, возвращающие глаз к контрольной точке.
Наиболее интересным и трудным для объяснения феноменом в проведенных опытах является движение взора по стабилизированному изображению. Мы предположили, что такое движение может осуществляться за счет движений хрусталика. На возможность таких относительно автономных движений хрусталика указывал еще Гельмгольц. С. В. Кравков, подводя итоги дискуссии по этому поводу, стал на точку зрения Гельмгольца. Для проверки этого предположения нами был проведен контрольный эксперимент с испытуемой, которой в течение трех дней регулярно вводили атропин, чтобы парализовать цилиарную мышцу. После этого ей предложили решить задачи 4 и 6. Обе задачи были решены правильно и без труда. Испытуемая не заметила никакой разницы между условиями восприятия стабилизированного изображения до и после введения атропина. Возможность движения взора по тестовому полю полностью сохранилась.
2.3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
В описанных выше экспериментах испытуемым предъявлялись незнакомые геометрические фигуры, японские иероглифы, сложные лабиринты, цифровые таблицы и т. п. Испытуемые довольно легко решили все предлагаемые им задачи, отмечая при этом, что их глаз (или внимание) движется по объекту. Значит, в условиях стабилизации при решении сложных зрительных задач начинает работать некоторый механизм, компенсирующий стабилизацию изображения по отношению к анатомической фовеа, который можно уподобить функциональной фовеа, движущейся по полю восприятия, тот механизм дает возможность субъекту последовательно воспринимать информацию, попадающую на разные места сетчатки. В опытах получен, таким образом, феномен «идеального» внимания, которое непосредственно не связано с положением глаза. При стабилизации изображения относительно сетчатки внимание произвольно направляется на разные участки изображения, и испытуемые не усматривают принципиальной разницы между восприятием в условиях свободного рассматривания и в условиях стабилизации.
36
Казалось бы, концепция, рассматривающая восприятие как действие, получила вместо решающего аргумента важный контраргумент. Но один факт не позволяет его принять. Субъективному впечатлению испытуемых о движении внимания, или внутреннего взора, соответствуют ясно выраженные и регистрируемые во время опытов со стабилизацией движения глаз. Когда же испытуемым давалась инструкция, запрещающая движения глаз во время опыта, то они не могли решать сложные поисковые задачи и задачи ознакомления.
Более того, было обнаружено сходство ряда характеристик глазодвигательного поведения в совершенно различных условиях: как в условиях стабилизации, так и в условиях свободного рассматривания при решении одних и тех же задач число движений глаз примерно одинаково. Таким образом, движения глаз в условиях стабилизации оказываются так же необходимы для решения сложных зрительных задач, как и в условиях свободного рассматривания. Это тем более удивительно, что в условиях стабилизации движения глаз, казалось бы, не могут выполнять функцию установки глаза, функцию выбора наиболее информативных участков изображения, так как тест-объект движется вместе с глазом. Движения глаз по своей амплитуде в два-три раза меньше в сравнении с угловыми размерами предъявленных объектов. По этому признаку движения в условиях стабилизации напоминают посттахистоскопические движения глаз. К этому сравнению мы вернемся ниже.
Основная проблема, с которой мы столкнулись при обсуждении полученных результатов, состоит, таким образом, в том, чтобы выяснить, каков механизм движения внутреннего взора или внимания, отмечавшегося испытуемыми, и какое отношение к этому механизму имеют движения глаз. Как показали наблюдения, направление движений глаз в условиях стабилизации всегда связано с местоположением заданного объекта в зрительном поле. Обнаружение объектов, находящихся в разных участках зрительного поля, требует разных позиций глаза. Обнаружение объектов, находящихся в одном и том же участке зрительного поля, требует сходных позиций глаза. Это дает основание предположить, что при разных позициях глаза меняется роль различных рецептивных полей сетчатки, т. е. включаются одни поля и тормозятся другие. При таком подходе функцию движений глаз, осуществляемых в условиях стабилизации при решении сложных зрительных задач, можно рассматривать как механизм последовательного и направленного включения различных рецептивных полей сетчатки, соответствующих информативным участкам изображения. Моторика глаза, таким образом, организует движения внимания в зрительном поле даже в том случае, когда это поле неподвижно относительно сетчатки. Дополнительным
37
аргументом в пользу этого положения являются данные, касающиеся послеобраза. Восприятие стабилизированного изображения аналогично восприятию послеобраза. Стабилизированное изображение проецируется на одно и то же место сетчатки, и его проекция не меняется при перемещениях глаза. Послеобраз также неподвижен относительно сетчатки. Если бы стабилизированный образ и послеобраз перемещались относительно друг друга, то решение задач в условиях стабилизации по нашей методике было бы невозможно. Вместе с тем движения глаз после тахистоскопического предъявления имеют тот же характер, что и в условиях восприятия стабилизированного изображения. Другими словами, восприятие стабилизированного изображения и послеобраза представляет две фазы одного процесса, а выбор информации в условиях стабилизации и съем информации с послеобраза осуществляется при помощи одного механизма. Это вытекает и из самих условий эксперимента, когда цвет воспринимаемого объекта складывается из цвета действующего света и цвета послеобраза. Следовательно, детальное исследование процессов формирования образа, зрительного поиска и опознания в условиях стабилизации показало, что все эти процессы осуществляются на базе своего моторного алфавита. Этот алфавит был назван алфавитом викарных перцептивных действий. Посредством викарных перцептивных действий осуществляется управление чувствительностью отдельных участков сетчатки. Внешней формой выражения викарных действий являются малоамплитудные движения глаз, совершаемые в зоне 3—5° и осуществляющиеся либо в виде дрейфа, либо в виде быстрых скачков. Психологически это выражается в возможности перемещения внимания по полю стабилизированного образа. По сути викарные перцептивные действия представляют собой механизм, компенсирующий стабилизацию изображения по отношению к анатомической фовеа. В отличие от внешних перцептивных действий, осуществляющих съем информации из внешнего мира, с помощью викарных действий информация снимается со следа (со стабилизированного образа или послеобраза), накопленного сетчаткой. Возможно, что с помощью викарных действий осуществляется съем информации с визуализированного образа, то есть с изображения, приходящего на сетчатку из мозга. Известны эксперименты, в которых показано, что реальные предметы и внушенные изображения приводят к одинаковым зрительным впечатлениям. Л. Сутро приводит данные о том, что 10% толстых или быстропроводящих волокон зрительного нерва передают сигналы от мозга к периферии. Он же высказывает предположение о том, что три уровня переработки информации, содержащиеся в сетчатке, способны принимать
38
изображения, приходящие из мозга и внешнего окружения, и сравнивать их (Сутро, 1965, стр. 11).
Викарные перцептивные действия выполняют достаточно обширный класс функций зрительной системы. В условиях стабилизации с их помощью осуществляется сукцессивное восприятие различных участков стабилизированного изображения, равно как и различных участков послеобраза. Они ответственны также и за явления фрагментации, то есть за частичное выпадение и восстановление элементов стабилизированного образа. Несомненно, что викарные перцептивные действия выполняют существенные функции и в условиях свободного рассматривания. В частности, чередование внешних перцептивных действий, осуществляющих съем информации из внешнего мира, и викарных действий обеспечивает непрерывность работы зрительной системы.
2.3.1. Викарные действия и симультанное опознание
Использование методов стабилизации изображения относительно сетчатки позволило доказать, что восприятие стабилизированного образа и восприятие послеобраза представляют собой две фазы одного процесса. Из условий экспериментов следует, что выбор информации в условиях стабилизации и при послеобразе осуществляется при помощи одного механизма. Вместе с тем движения глаз после тахистоскопического предъявления имеют тот же характер, что и в условиях восприятия стабилизированного изображения. Как отмечалось выше, восприятие стабилизированного изображения осуществляется при участии движений глаз, перемещающих внимание наблюдателя с одного участка изображения на другой. Величина этих движений составляет 3—5°, что в несколько раз меньше величины тестового изображения. Аналогичные движения глаз наблюдаются в постэкспозиционный период, когда изображения нет и работа может производиться только со следом (Засн и Мичелс, 1964). Величина движений глаз, как и в случае со стабилизацией, находится в зоне 5° (Леонтьев, Гиппенрейтер, 1968). Моторика глаза может, по-видимому, организовать не только включение рецептивных полей, но также и съем информации с тех полей, которые ее накопили. Это происходит после кратковременного предъявления стимула, когда наблюдатель совершает движения глаз уже в отсутствие объекта наблюдения и рассматривает его последовательный образ1.
39
В связи с этими данными возникает вопрос, что же такое симультанное, одномоментное опознание и связано ли оно с механизмом викарных перцептивных действий. Прежде чем отвечать на этот вопрос, необходимо выяснить, чему же реально равен тот «момент» времени, который достаточен для опознания объекта.
В многочисленных тахистоскопических исследованиях неоднократно устанавливалось, что при достаточной V яркости тестовых объектов длительность экспозиции может быть сколь угодно малой. В этом случае испытуемые «считывают» информацию со следа, оставшегося на сетчатке. При стирании следа световым или шумовым полем, предъявляющимся непосредственно вслед за тестовым полем (данные Д. Стерлинга, 1960; В. Д. Глезера, 1966 и др.), величина экспозиции, необходимой для опознания, несколько увеличивается. По данным В. Д. Глезера, опознание с вероятностью, близкой к единице, начинается при величине экспозиции 50—60 мсек. В то же время опознание с меньшей вероятностью происходит и при меньших величинах экспозиции, включая 10 мсек.
Анализ тестовых объектов и шумового поля, использовавшихся в упомянутых исследованиях, заставил предположить, что шумовое поле могло недостаточно эффективно стирать или маскировать предъявленные объекты. Именно поэтому столь малыми оказываются величины экспозиции, необходимой для опознания.
В нашем исследовании в качестве шумового поля использовались элементы, подобные тем, из которых состояли тестовые объекты. Испытуемым предъявлялись цифры, высвечиваемые на тиратроне. На дозируемое время (от 50 мсек и выше) предъявляется одна цифра (размер цифры 2°), после чего включаются еще три другие, выбранные случайно. При экспозиции 50 мсек вероятность опознания равна вероятности угадывания одной цифры из десяти. При экспозиции 75 мсек вероятность опознания равна 0,4. Она становится близкой к единице лишь при экспозиции 90—100 мсек. Две цифры, предъявленные на двух тиратронах, стоящих рядом, и попадающие в область фовеального зрения, также опознаются за 100 мсек. Если размеры цифр выходят за пределы фовеа, то время опознавания более 150 мсек.
Опознавание за меньшее время, полученное в опытах других авторов, может быть объяснено иррелевантностью шума по отношению к тестовому изображению, неравномерной яркостью тестового и шумового изображений.
Таким образом, зрительной системе необходимо некоторое достаточно большое время для опознания стираемых изображений, и это время резко увеличивается при увеличении угловых размеров предъявляемых изображений. Обнаруженная связь между угловыми размерами предъявляемого изображения
40
и временем опознания, а также наличие постэкспозиционных движений глаз свидетельствуют о том, что объекты относительно небольших угловых размеров (до 5°) могут опознаваться без макродвижений глаз. Это возможно лишь в случаях предъявления хорошо знакомых объектов. Хорошо знакомые объекты больших угловых размеров — до 10° в ряде случаев также опознаются без движений глаз. Иногда такие движения регистрируются. В наших опытах предъявление двух цифр, стираемых шумовым полем, не увеличивало времени опознания. Увеличение времени вызывалось лишь увеличением угловых размеров предъявляемых объектов. В опытах Глезера (1966) получение малого времени опознания требовало длительной тренировки испытуемых по опознанию предъявляемого тестового материала. Все эти данные подтверждают положение о том, что из «одномоментности» предъявления нельзя делать вывод об одномоментности опознания (см. Шехтер, 1967; Леонтьев и Гиппенрейтер, 1968).
Выше было показано, что минимальная величина времени опознания лежит в области 100 мсек. Можно ли на основании этих данных категорически утверждать, что объекты малых угловых размеров опознаются без движений глаз? Если принять величину опознания равной 10 мсек (упоминавшиеся выше данные Глезера), то такое категорическое утверждение будет, по-видимому, справедливо. Но когда речь идет о 100 мсек, то возникает вопрос, не могут ли в процессе опознания принимать участие микродвижения глаз, совершающиеся с частотой до 200 гц. Рассмотрим с этой точки зрения гипотезу Платта (1960), который считает, что опознание простых конфигураций, таких, как прямая линия, дуга и т. д., может осуществляться путем смещения изображения на некоторое определенное по величине и месту положение и установления тождества между возбужденными элементами первого предъявления и второго (смещенного). В этом случае для определения прямой линии достаточно произвести смещение чувствительных элементов вдоль нее и получить сигнал: «это то же множество». Функцию таких смещений сетчатки относительно сигнала могут взять на себя микродвижения глаз, частоты которых определены в диапазоне 50—200 гц. Эти движения характеризуются значительной изменчивостью как по амплитуде, так и по частоте (Дичборн, 1952). Наши записи также показывают, что кроме этого при разных позициях глаза меняется соотношение вертикальной и горизонтальной составляющей тремора. Таким образом, Платт говорит о том, что выделение простых признаков происходит за счет перебора некоторого множества направленных движений, позволяющих подобрать такое новое положение изображения на сетчатке, в котором будет получен тождественный
41
ответ, а характер перемещения будет служить критерием простого признака. Платт указывает, что такая система опознания может быть применена для любой мозаики, местоположение элементов которой случайно, — для этого необходимо обучение, т. е. нахождение соответствия между тождественными ответами и алфавитом движений. Алфавит опознавательных движений, очевидно, может меняться в ходе обучения от элементарных последовательных движений для опознания прямой, дуги, параллельности до сложных движений, выработанных для данного класса объектов и позволяющих производить сличение одновременно по нескольким признакам, либо по суммарному, принадлежащему этому классу признаку.
В. Д. Глезер в качестве возражения гипотезе Платта (и Хебба) приводит наблюдения Зендена (1932) над прозревшими после операции. Они видят разницу между горизонтальной и вертикальной линиями, но не могут указать, какая из них вертикальная, а какая горизонтальная.
С нашей точки зрения, этот эксперимент лишь подтверждает гипотезу Платта и никак не говорит о наличии врожденного механизма различения признаков. Выделение разницы в линиях говорит о возбуждении различных множеств рецепторов, но в чем эта разница, испытуемый до обучения, т. е. до становления моторного алфавита, указать не может.
Более низкая опознавательная способность периферии глаза по сравнению с остротой зрения для тех же участков сетчатки и возможное значительное увеличение границ опознания (в 1,5—2 раза) на периферии сетчатки мелких букв в результате тренировки (Кравков, 1952), с нашей точки зрения, могут служить аргументом в пользу изложенной гипотезы. Поскольку для периферии и центра глаза имеются различные геометрические смещения, то для получения одинаковых перемещений изображения для центра и периферии должны быть различные алфавиты движений глаза. Так, для опознания прямой, расположенной центрально, должно быть, линейное смещение глаза, а для периферии в этом случае — вращательное, т. е. должен быть выработан новый моторный алфавит.
Возражением Платту может быть решение задач в условиях стабилизации, когда не происходит изменения положения изображения. В этом случае достаточно лишь изменить чувствительность рецепторов в соответствии с характером движения, чтобы получить результат, аналогичный рассмотренным. Мы считаем, что результаты наших экспериментов говорят в пользу такой возможности. Тем не менее следует учитывать наличие таких конфигураций, смещение относительно которых не дает надежного критерия простого признака (например, синусоида).
42
В настоящей главе мы стремились показать, что трактовка восприятия как действия в равной степени пригодна как для генетически ранних, так и для более поздних и совершенных форм зрительного восприятия. Высшие формы восприятия также сохраняют следы родства с материальными действиями, на основе которых складываются внешние перцептивные действия. Это положение особенно важно, так как праксеологическая трактовка восприятия представляет собой реальное средство для понимания и исследования таких фундаментальных качеств чувственного познания, как активность, субъективность и адекватность образа реальности.
43
Глава III. МАНИПУЛЯТИВНАЯ СПОСОБНОСТЬ ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ И ПРОБЛЕМА ИНВАРИАНТНОСТИ ОБРАЗА
3.1. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ
В многочисленных исследованиях восприятия было убедительно показано, что предметы, с которыми необходимо согласовать поведение, дают в разных условиях наблюдения совершенно различную сигнализацию, и задача субъекта состоит в том, чтобы ее правильно расшифровать или построить на ее основе перцептивную модель воспринимаемого предмета. Для построения такой перцептивной модели и для сличения ее с оригиналом требуется особая деятельность. Адекватность восприятия, по мнению некоторых авторов, обеспечивается тем, что впечатления от объектов, находящихся на значительных расстояниях, в необычных ракурсах или при необычном освещении, преобразуются в некоторые нормали, как если бы субъект действительно придвинул к себе воспринимаемый объект на дистанцию оптимального видения, повернул его фронтальной плоскостью перпендикулярно к оси зрения или перенес его для удобства рассмотрения в более обычные благоприятные условия освещения.
Очень рельефно сходные преобразования воспринимаемой ситуации выступают в процессах так называемого наглядно-действенного мышления, когда субъект зрительно предвосхищает результаты практических действий, предвидит решение поставленной задачи. Для описания такого рода поведения привлекались понятия бессознательных умозаключений, внутренних или интериоризированных действий, идеальных преобразований
44
предметной ситуации и т. п. В качестве механизма подобных внутренних действий обычно называются процессы внутренней речи, и предполагается непосредственный переход от внешнего практического действия с предметом к действию внутреннему, речевому по своему механизму. Однако адекватное восприятие и процессы наглядно-действенного мышления имеются и у животных. Кроме того, действия на уровне речи не исключают наличия перцептивных функций. Поэтому, если стать на более общую точку зрения, вопрос о механизме внутренних действий остается открытым. В процессе преодоления искажений, о которых упоминалось выше, в соответствии с наличной ситуацией приходят раньше практические действия, а затем и ее восприятие. Механизм этих явлений также пока остается неясным.
Многие факты заставляют предположить, что зрительная система обладает некоторой системой «манипулятивных» действий, обеспечивающих нормализацию воспринимаемых объектов. Понятие манипулятивности вводится по аналогии с действиями руки. Эта аналогия тем более уместна, что зрительные «манипуляции» с воспринимаемым предметом в известной мере подобны тем преобразованиям, которые производятся в процессе практического действия. Возникает вопрос: можно ли получить прямые доказательства существования манипулятивной способности зрительной системы? В поиске такого рода доказательств мы решили идти по пути доказательства от противного.
Движения глаз могут составить материальную основу предполагаемых манипулятивных действий. Поэтому, для того чтобы исключить движения глаз, мы снова воспользовались методикой стабилизации образа на сетчатке. Эксперименты, описанные во II главе, показали, что в некоторых случаях испытуемые видят предъявляемый материал необычайно рельефно. Это заставило нас подобрать специальные тесты, которые способствуют искажению пространственных свойств стимулов.
3.2. ТЕСТЫ, ПРЕДЛАГАВШИЕСЯ ИСПЫТУЕМЫМ
3.2.1. Обратимые фигуры
Плоский куб Неккера размером 15x15° периодически освещался различными цветами по методике 1.3.1. То же изображение предъявлялось и на фоне ЭЛ-излучателей по методике 1.3.3. Время засвета и пауз было равным и составляло 0,5—1 сек.
В экспериментах использовались два варианта изображений: 1) плотность линий куба одинакова и 2) плотность отдельных элементов была разной. Этот прием вводился для того, чтобы на одном из цветов при изменении яркости получать
45
выпадение (исчезновение) менее плотных элементов изображения.
Другим вариантом обратимой фигуры была лестница Шредера; общий размер фигуры — 25x25°. Она предъявлялась также в двух вариантах: с помощью внешнего источника света — по методике 1.3.1 и с ЭЛ-излучателями — по методике 1.3.3.
Третьим вариантом обратимых фигур были концентрические окружности с диаметром внешней окружности 10 и 7°. Расстояние между кругами и толщина их были равными и составляли 1°. Изображение предъявлялось по методикам 1.3.1. и 1.3.3.
Все предъявлявшиеся тесты представляли собой фотонегативы с темным полем и прозрачной фигурой. Изображение предъявлялось как в условиях стабилизации, так и при свободном рассматривании, когда присоска с объектом располагалась перед глазом, но не ставилась на него.
В экспериментах использовался также трехмерный вариант куба Неккера. Куб с большим квадратом 25x25°, малым квадратом 10x10° и высотой 10° (размеры в натуральную величину — 2, 1 и 1 мм соответственно), сделанный из тонкой проволоки, помещался в фокусе объектива присоски № 1 и подсвечивался внешним источником по методике 1.3.1. Плоскость большого квадрата была не строго перпендикулярна оптической оси присоски, так что при свободном рассматривании куб виделся объемным.
Последним тестом этой серии было совмещенное предъявление плоского изображения куба Неккера, размером 15x15°, с наложенной на него объемной спиралью, толщиной около 5°. Освещение производилось по методике 1.3.3.
Для регистрации движений глаз при предъявлении обратимых фигур наиболее пригодной оказалась комбинированная методика; на присоску с ЭЛ-излучателем помещался акселерометр. К такой комбинации пришлось прибегнуть после того, как оказалось, что методика оптической регистрации движений неприемлема в силу того, что скачки глаза полностью скрывались дрейфовыми движениями. В случае же использования методики с акселерометром все низкочастотные компоненты движений снимались и на записи выделялись только скачкообразные движения. Однако такая методика не позволяла выделить определенные позиции глаза, при которых происходило обращение, т. е. удалось установить только наличие скачков, но не их характер.
3.2.2. Тесты для изучения кажущегося движения
Специальная серия экспериментов проводилась для проверки эффекта фи-движения в условиях стабилизации. Испытуемым
46
Рис. 3.1. Примеры обратимых фигур (а, б, в) и тесты для получения кажущегося движения (г, д, е)
47
предъявлялись одна или две пары линии, расположенные одна под другой.
Для исследования кажущегося движения использовалась также видоизмененная иллюзия Линка с двумя кружками на концах одной дуги (рис. 3.1). Изменение теста состояло в том, что попеременно включались шарики вместе с половиной дуги.
Последний тест из этой серии — круг, разделенный на 4 сектора с четырьмя кружками. Эти тесты предъявлялись на фоне ЭЛ-излучателей по методике 1.3.3.
Во всех экспериментах, описываемых в настоящей главе, испытуемым ставилась задача наблюдать предъявляемые тесты и давать подробный отчет о том, что они видели. Отчеты испытуемых протоколировались в ходе экспериментов.
3.3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
3.3.1. Наблюдение обратимых фигур
Все испытуемые говорили о том, что они наблюдают обращения предъявляемых им обратимых фигур.
Обращение куба как плоского, так и объемного, начинается не сразу, а спустя 20—30 сек с момента постановки присоски на глаз; в течение этого времени он видится плоским. Затем обращение происходит совершенно автоматически со сменой цвета, т. е. со скоростью 1,5—2 раза в сек. В случае, когда изображение плоского куба было равномерно по плотности, обращение проходило три позиции: внутрь — плоское — вне, со скоростью 2—2,5 раза в сек. В течение опыта были моменты, когда изображение принимало необычную объемную форму, например, искаженного квадрата, где две диагонали направлены к испытуемому, а две другие — от него, или одна — к испытуемому, а три — от него и наоборот. Иногда изображение выглядело объемным, даже если пропадали все диагонали, или казалось плоским при хорошей сохранности всех его элементов. После введения в глаз испытуемому атропина картина осталась прежней: куб начал обращаться совершенно непроизвольно спустя 25 сек после начала предъявления через две позиции: внутрь — вне, а спустя 2 мин он уже проходил 3 позиции. Смена позиций всегда происходила со сменой цвета. Проверка этой иллюзии в обычных условиях показала, что обращение происходит также со сменой цвета совершенно автоматически, однако пространственные искажения в этом случае не наблюдались.
Предъявление куба Неккера на фоне разделенной надвое электролюминесцентной пластинки включало в себя два варианта: одновременно поджигалась вся пластинка или попеременно поджигались обе половины пластинки. В первом случае
48
обращением вначале можно было произвольно управлять, а затем, спустя 20—30 сек, начиналось автоматическое обращение куба, синхронизированное с частотой вспышек света. При попеременном подсвете половин куба на темной стороне возникал послеобраз, воспринимаемый как прямое изображение. Этот послеобраз объединялся с прямым изображением второй половины куба и обращался вместе с ней. Одновременно создавалось впечатление шторки, обращенной к испытуемому, которая в такт мельканиям прикрывала то одну, то другую половину изображения. Это вызывало добавочный к обращению эффект качания куба в плоскости, перпендикулярной к плоскости шторки. В некоторых случаях наблюдалось впечатление вращения изображения куба в плоскости вращения шторки. При этом он казался плоским.
При совмещении плоского изображения куба с объемной спиралью наблюдалось движение спирали вместе с обращающимся кубом, но так, что центр спирали прогибался, а ее концы оставались на месте.
Концентрические круги предъявлялись на разделенной пополам электролюминесцентной пластинке. При одновременном подсвете изображения с частотой от 4,5 до 9 гц круги вращаются вокруг центра в разные стороны. Все изображение кажется объемным и воспринимается как конус с вершиной, обращенной к испытуемому. При попеременном подсвете разных половинок пластинки вновь возникал эффект шторки, причем последовательный образ находился на ней и передвигался вместе с ней. Круги продолжали вращаться в разные стороны, иногда создавалось впечатление, что они сдвинуты по вертикальному диаметру. Иногда обе половинки начинали вращаться вокруг этого диаметра, причем вращалось реальное и светящееся изображение. При выключении света послеобраз вел себя так же, как и реальное изображение (двигался, вращался и т. д.).
Окружности воспринимались как детская пирамида, которая обращалась подобно кубу. Уменьшение угловых размеров изображения затрудняло этот процесс, что свидетельствует о более адекватном восприятии изображения с малыми угловыми размерами. Испытуемые совершали отмеченные манипуляции с кубами и с окружностью как при наличии реальных объектов, так и при наличии их последовательных образов.
В ряде психологических исследований были получены факты, указывающие на то, что при восприятии двойных изображений, например, известных фигур Рубина, при восприятии куба Неккера, лестницы Шредера и других, происходят движения глаз. Предполагается, что смена точек фиксации и приводит к обращению подобных фигур. Исследование восприятия куба Неккера в условиях стабилизации и в сочетании
49
с регистрацией движений глаз показало, что обращение куба также наступает лишь при смене позиций глаза. Эти данные являются дополнительным подтверждением того, что движения глаз в условиях стабилизации приводят к переключению рецептивных полей сетчатки.
3.3.2. Наблюдение кажущегося движения
Использование в качестве источника света электролюминесцентной пластинки, помещенной позади тестового негатива (тахистоскоп на глазе), позволило в условиях стабилизации провести исследование кажущегося движения. Это явление состоит в том, что при определенных частотах мельканий двух светлых линий сами линии перестают восприниматься. Испытуемый видит «чистое» движение светлой линии от одного положения к другому.
Вертхеймер назвал это движение феноменальным, а явление в целом — фи-феноменом. Это явление многократно подвергалось изучению в условиях свободного рассматривания.
Для получения фи-движения использовалась разделенная пополам электролюминесцентная пластинка, причем каждая половинка имела автономное управление. При попеременном подсвете с частотой 0,6—1 гц возникает четкое впечатление движения линии, при этом ее послеобраз, окрашенный в темный цвет, движется в другую сторону. Послеобраз линии двигался «ближе» к испытуемому, а светлая линия — по прямой, находящейся «дальше» от него. Кажущееся движение и послеобраз этого движения объединяются в целую фигуру, которая воспринимается как реальный вращающийся вокруг своей оси прямоугольник. При предъявлении двух пар линий (электролюминесцентная пластинка разделена соответственно на 4 сектора) эффект вращающихся прямоугольников сохранялся, но уже вращались два прямоугольника на одной оси в разные стороны.
Исследование видоизмененной иллюзии Линка показало, что при частотах 1—2 гц возникало впечатление вращения шариков вокруг своей оси, затем движение шариков по дуге, затем шарики вместе с дугой начинали вращаться в горизонтальной плоскости, перпендикулярной к плоскости изображения. Это создавало впечатление вращающегося бокала, причем послеобраз не участвовал в создании впечатления вращения, вращался светящийся обруч. Послеобраз перемещался по вогнутой линии между шариками.
Когда предъявлялся круг из 4 секторов с 4 шариками, при частоте 4 гц создавалось впечатление его вращения, шарики стояли на месте. При больших частотах шарики метались, перескакивали с места на место. В послеобразе было
50
впечатление движения шарика по дуге. После выключения подсвета послеобраз был неподвижен.
Все эти тесты предъявлялись испытуемым и в условиях свободного рассматривания. В этих условиях большая часть описанных искажений отсутствовала, то есть участие в восприятии движений глаз обеспечило значительно более адекватное восприятие.
3.4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Движения глаза обеспечивают не только необходимый физиологический режим работы зрительной системы. Их участие необходимо для снятия искажений, вносимых в восприятие зрительной системой, работающей относительно автономно от двигательной системы глаза.
Проведенный цикл экспериментов показал, что в условиях стабилизации зрительная система поставляет наблюдателю ряд образов, большая часть которых неадекватна действительности. Напомним наиболее характерные искажения, которые отмечались испытуемыми. Испытуемые в условиях стабилизации не различали плоские и объемные объекты. Трехмерная усеченная пирамида и ее изображение воспринимались одинаково — то как плоские, то как объемные. В другом опыте испытуемые обращали эти фигуры, то есть малый квадрат видели то ближе большого, то дальше. Объемная спираль, пересекающая изображение куба, воспринималась как нарисованная на фоне куба и обращалась вместе с ним. В течение опыта были моменты, когда изображение принимало необычную объемную форму, например две диагонали, соединяющие большой и малый квадрат, казались направленными к испытуемому, а две другие — от него.
В условиях стабилизации при мелькании светлых линий с частотой 0,6—1 гц у испытуемых также возникало отчетливое впечатление кажущегося движения светлой линии. Кроме этого возникал темный послеобраз этой линии, который двигался в противоположную сторону. Послеобраз двигался ближе к испытуемому, а светлая линия двигалась в плоскости, находящейся дальше от испытуемого. Затем кажущееся движение и послеобраз этого движения объединялись в целую фигуру, казавшуюся реальным, вращающимся вокруг своей оси прямоугольником. При предъявлении двух пар мелькающих линий, расположенных одна под другой, эффект вращающегося прямоугольника сохранялся, но в этом случае два прямоугольника вращались в разные стороны вокруг одной оси.
Описанные явления свидетельствуют о том, что в условиях стабилизации феноменальное поле имеет как бы большее число степеней свободы по сравнению с полем воспринимаемых
51
объектов. Это, в частности, свидетельствует о ложности допущения гештальтпсихологии об изначальном изоморфизме оптического, мозгового и феноменального полей. Наблюдатель в условиях стабилизации испытывает трудности в дифференциации после — и прямого образа, неподвижного и движущегося объекта, реального и кажущегося движения, фигуры и фона, плоского и объемного объекта и т. п. Указанные явления представляют собой различные фазы наблюдения объекта, происходящие в одном опыте. В свете полученных фактов для условий стабилизации более точным является понятие изменчивого образа, а не стабилизированного. Мы предполагаем, что эти явления имеют перцептивную природу, а не являются результатом более сложных процессов воображения и мышления.
Следовательно, использованный нами методический прием (исключение движения изображения по сетчатке), как это ни парадоксально, позволил обнаружить способность зрительной системы к осуществлению зрительных манипуляций с образами. Напрашивается вывод, что в условиях свободного рассматривания возможность перемещения изображения по сетчатке, если не тормозит, то по крайней мере затрудняет изучение этой способности. Таким образом, движения глаза не только участвуют в процессе формирования образа (эта их функция рассмотрена во II главе), но также и ограничивают число степеней свободы уже сформировавшихся образов.
Совершенно ясно, что с помощью образов, возникающих у испытуемых в условиях стабилизации, невозможна ориентировка в ситуации. Задача субъекта состоит в том, чтобы среди многих неадекватных образов найти и зафиксировать адекватный. Несомненно, есть нечто общее между задачей построения образа и задачей построения движения. При построении движений происходит преодоление избыточных степеней свободы кинематических цепей человеческого тела (Н. А. Бернштейн). При построении образа происходит преодоление избыточных и неадекватных вариантов отображения одного и того же объекта1. Аналогично тому, как природа из ненадежных элементов строит надежную систему, наблюдатель вынужден из набора изменчивых и искаженных образов строить адекватный образ.
52
Попытаемся на основании полученных данных реконструировать систему перцептивных действий, осуществляемых наблюдателем для обеспечения адекватности образа действительности. Автономно работающая (без моторики) зрительная система может выделить объект из фона. Но, выделяя фигуру из фона, она обращает их и строит псевдофигуру. Создается впечатление, что наблюдатель в условиях стабилизации не в состоянии удержать образ неизменным. Образ все время флуктуирует, дышит, меняется. При помощи движений зрительная система устанавливает глаз в такую позицию, которая обеспечивает максимальное соответствие оптического и феноменального полей. Моторика помогает не только найти наиболее адекватную позицию, но и удержать глаз в этой позиции необходимое время. Однако для того, чтобы найти позицию, в которой искажения минимальны, необходимо иметь критерии соответствия оптического и феноменального полей. Данные экспериментальной психологии свидетельствуют о том, что такие критерии действительно есть; они вырабатываются под влиянием условий жизни и обучения и подвержены перестройкам. В этом убеждают исследования сенсорного научения, сенсорных искажений (И. Колер и другие), сенсорной изоляции и т. д. Об этом же свидетельствуют данные о восприятии слепорожденных в первые дни после удаления катаракты. Их первые впечатления о видимом мире очень близки к отчетам испытуемых, наблюдавших стабилизированные изображения. У оперированных слепорожденных эти впечатления аффективно окрашены из-за невозможности ориентировки в окружении.
Критерии адекватности оптического и феноменального полей вырабатываются не только зрительной, но и живой системой в целом. В условиях длительной сенсорной изоляции возможна их частичная утрата, в условиях сенсорных искажений возможна их кардинальная перестройка. В создании, восстановлении или перестройке критериев адекватности участвует не только моторика глаза, но и весь двигательный аппарат живой системы. После выработки критериев последний используется лишь в затрудняющих обстоятельствах для проверки адекватности образа.
На основании изложенного можно выделить следующие перцептивные действия, обеспечивающие адекватность образа действительности: наведение глаза на объект и центрация образа, манипулирование образом в соответствии с выработанными критериями адекватности оптического и феноменального полей и, наконец, установка глаза и удержание его в позиции, обеспечивающей такое соответствие. В условиях свободного рассматривания эти действия, как правило, не замечаются субъектом и создается впечатление непосредственного соответствия образа и реальности.
53
Для интерпретации и обнаружения механизмов описанных искажений целесообразно воспользоваться понятиями «центрации» и «децентрации», принятыми в теории онтогенеза человеческого восприятия Пиаже (1967). На ранних ступенях развития перцепции преобладает режим работы зрительной системы, который можно квалифицировать как режим центраций. Это связано с относительно меньшей подвижностью глаза ребенка, с большей длительностью его зрительных фиксаций2. На детское восприятие из-за преобладания режима центраций в меньшей степени влияют свойства оптического поля. Преобладание режима центраций, в частности, может приводить к тому, что маленький ребенок не видит тесной связи и взаимного соответствия видимых элементов на основе системы эвклидовых прямоугольных координат, например, при классической иллюзии восприятия вертикальных и горизонтальных линий. Линии, сравнивающиеся в эксперименте, вызывают независимые центрации, и они не включаются ребенком в единую конфигурацию. Центрации остаются по существу независимыми, как если бы линии даже не находились в одном поле зрения. Поэтому в данном случае искажающие влияния поля не сказываются на восприятии.
Как указывалось во II главе, условия стабилизации изображения относительно сетчатки приводят к возрастанию длительности фиксаций. В этих условиях испытуемые также могут воспринимать отдельные элементы фигуры как относительно независимые и не входящие в контекст всего предъявленного поля или некоторой сложной конфигурации. Поэтому при стабилизации куба Неккера испытуемые иногда видели две диагонали уходящими, а две другие — приближающимися. По-видимому, режим стабилизации изображения относительно сетчатки затрудняет реализацию режима децентрации. Последняя, конечно, происходит за счет викарных действий, но для полного преодоления навязанного наблюдателю режима центраций необходима достаточно большая практика работы в условиях стабилизации. Мы замечали, что при проведении с интервалами в несколько минут 3—4 опытов со стабилизацией восприятие становится менее подверженным флуктуациям, и испытуемый воспринимает тесты более стабильно.
Соображения, аналогичные тем, которые развивает Пиаже, высказываются Гибсоном (1966). Последний вместо понятия децентрации использует понятие «обследовательского тура» вокруг объекта или теста, который обеспечивает серию
54
его перспектив. В результате совершения обследовательского тура возникает поток непрерывных трансформаций, семья которых уникальна и специфична для этой особой части окружения и для этого особого тура. Цель обследования Гибсон видит в выделении и изоляции инвариант. Генеральная функция тактильного или визуального обследования, по Гибсону, состоит не в том, чтобы получить изменчивые тактильные и зрительные ощущения, а в изоляции информации, заключающейся в потоке изменяющихся тактильных и зрительных ощущений.
По-видимому, в реализации этой функции важную роль играют не только внешние перцептивные действия, но и обнаруженная в нашем исследовании способность зрительной системы манипулировать образами на основе специальной системы викарных перцептивных действий.
Возникает вопрос, почему природа пошла по такому сложному пути и не обеспечила непосредственного соответствия оптического и феноменального полей? Дело, по-видимому, в том, что образ как один из регулирующих факторов поведения должен быть инвариантным относительно некоторых, но довольно многочисленных трансформаций стимула. Эта инвариантность может быть обеспечена разными способами: накоплением и сохранением в памяти всех возможных вариантов трансформаций стимула или созданием и сохранением одного или нескольких обобщенных эталонов. В первом случае нужна бесконечная память и бесконечное обучение. Во втором случае возникают трудности иного рода. Как обеспечивается переход от общего к частному? Возможно, что способность манипулирования образом является средством сравнения обобщенного эталона и того или иного конкретного варианта, принадлежащего к данному классу. В этом случае задача зрительной системы состоит в том, чтобы видоизменять предъявленный образец до тех пор, пока он не совпадет с эталоном или пока не получится отрицательный результат. Значит, инвариантность должна достигаться в каждом отдельном акте восприятия при помощи трансформаций входного стимула. В условиях наших экспериментов стабилизация стимула относительно сетчатки приводит к его изменчивости и искажениям. Но в условиях свободного рассматривания меняющиеся стимулы в известных пределах воспринимаются стабильными. Это происходит благодаря тому, что идентификация стимула и эталона, записанного в памяти, происходит не непосредственно. Зрительная система на основании выработанных критериев адекватности и на основании способности к манипуляции образами нормализует искаженный стимул, сопоставляя его с записанным в памяти эталоном. Способность манипулирования образами позволяет, например, видеть относительно стабильными предметы, находящиеся
55
в различных ракурсах по отношению к наблюдателю.
В свете наших фактов и предположений формирование зрительной системы представляет собой непрерывную борьбу с иллюзиями. В процессе перебора отображений зрительная система преодолевает иллюзии, выбирает адекватные образы и непрерывно вносит коррекции в восприятие видимого мира. Восприятие, таким образом, скорее похоже не на слепое копирование действительности, а на творческий процесс познания, в котором, по-видимому, как и во всяком творчестве, присутствуют элементы фантазии и бессознательного.
Можно думать, что в индивидуальном развитии восприятия у разных людей вырабатываются несколько отличающиеся и своеобразные критерии адекватности и формируются установки и позиции, которые принято называть индивидуальным видением мира. У художников могут сформироваться два-три и более способов восприятия. Умение выбирать и фиксировать различные позиции наблюдения, по-видимому, представляет существенную составляющую способности к изобразительному творчеству.
В психологии восприятия много писалось об установочной функции движений глаз. Более того, многими авторами эта функция признается единственной, которую выполняют эти движения. Изложенные данные свидетельствуют о том, что такая функция действительно существует. В то же время они показывают, что эту давно известную по названию функцию предстоит еще серьезно исследовать, так как она связана не только с проблемой наведения глаза на объект восприятия, но и с проблемой адекватного отражения этого объекта. Но если построение образа, адекватного действительности, представляет собой довольно трудную задачу, то естественно, что эта задача решается не всегда. Субъект может зафиксировать позицию, не обеспечивающую адекватного отражения. Может быть, именно сложность построения адекватного образа ответственна за те искажения действительности, которые иногда характеризуются как сознательные.
Обнаруженные в исследовании манипулятивные перцептивные действия генетически связаны с предметными действиями руки. Механизм формирования и интериоризации этой способности еще предстоит исследовать. Манипуляция зрительными образами, по-видимому, представляет собой психологический механизм, опосредствующий преобразование практических, исполнительских действий с предметами во внутренние, идеальные действия, формирование которых исследуется Гальпериным (1965). Известно, что практические, предметные действия, так же как и внутренние действия, являются действиями продуктивными. Можно предположить,
56
что элементы продуктивности имеются и в зрительных манипуляциях с образом.
Обнаруженная в исследовании манипулятивная способность зрительной системы важна для решения проблемы адекватности образа. Дальнейшее изучение этой способности поможет преодолеть целый ряд трудностей и парадоксов, неизбежно возникавших при традиционном оптико-геометрическом подходе к зрительному восприятию, в том числе и к проблеме адекватности образа.
Имеется еще одна область, в которой детальное исследование манипулятивной способности зрительной системы принесет несомненную пользу. Мы имеем в виду область изучения навыков и произвольных движений. С биомеханической точки зрения (Бернштейн, 1947), имеется большое число степеней свободы кинематических цепей человеческого тела. Эти цепи представляют собой исполнительное звено навыка. Зрительная система представляет собой существенную часть управляющего звена навыка. По-видимому, в управляющем звене должно быть не меньшее число степеней свободы, чем в исполнительном. В противном случае ряд степеней свободы исполнительного звена будет ускользать от управления. Манипулятивная способность зрительной системы представляет собой психологическое выражение наличия большого числа степеней свободы в одном из управляющих звеньев навыка. Иллюстрацией может служить необходимость манипулятивной способности зрительной системы для формирования чувства схемы тела или чувства схемы тела совместно с орудием труда и т. п.
Заключая раздел о манипулятивной способности зрительной системы, следует еще раз подчеркнуть, что основная функция викарных перцептивных действий состоит в том, что они осуществляют действия с образами, замещающие действия с реальными объектами. Указанная манипулятивная способность выходит за пределы традиционного понимания функций перцепции. Это привело нас к заключению, что викарные действия участвуют в реализации более сложных психических функций, таких, как воспоминание, визуализация и решение задач. К их рассмотрению мы обратимся в следующей главе.
57
Глава IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ВИКАРНЫХ ДЕЙСТВИЙ В КОНТЕКСТЕ ПРОБЛЕМ МЫШЛЕНИЯ
4.1. ЕЩЕ РАЗ О ГИПОТЕЗЕ УПОДОБЛЕНИЯ
В течение ряда лет гипотеза уподобления (Леонтьев, 1959) преимущественно развивалась и получала подтверждения в исследованиях процессов формирования образов. Эта гипотеза нередко подвергалась сомнению, так как в развитых процессах восприятия невозможно установить изоморфизм между моторикой воспринимающих систем и свойствами воспринимаемых воздействий1. Однако этому факту можно дать объяснения, вовсе не противоречащие праксеологической трактовке процессов восприятия. Дело в том, что любая живая система, находящаяся на некоторой, отличающейся от нулевой, стадии развития, обладает выработанным алфавитом образов или оперативных единиц восприятия. Если на фазе построения образа объекта происходит уподобление воспринимающих систем свойствам воздействия, то на фазе опознания или оперирования сложившимся образом характеристики и направленность процесса уподобления существенно изменяются. Это отчетливо отмечалось А. В. Запорожцем: «В исследованиях, проведенных нами совместно с сотрудниками, удалось проследить закономерные изменения моделирующей функции перцептивного действия, происходящие на
58
протяжении раннего и дошкольного детства, а вместе с тем более детально выяснить некоторые особенности сложного противоречивого процесса уподобления. С одной стороны, он заключается в воссоздании субъектом с помощью собственных движений и действий некоторого подобия образа воспринимаемого объекта. С другой стороны, он предполагает перекодирование, перевод получаемой информации на свой собственный «язык» оперативных единиц восприятия, которые уже освоены субъектом, признаки которых ему хорошо известны и функциональное значение освоено. Таким образом, одновременно с уподоблением субъекта объекту происходит уподобление объекта субъекту и только это двустороннее преобразование может привести к формированию полноценного ортоскопического перцептивного образа» (Запорожец, 1968, стр. 123). При учете двусторонней направленности процесса уподобления становится очевидной наивность и бесперспективность попыток обнаружить изоморфизм между, например, траекторией движения глаза и контурами объектов на всех стадиях развития восприятия. Равным образом и ссылка на отсутствие такого изоморфизма как на серьезный аргумент против гипотезы уподобления и праксеологической трактовки перцептивных процессов (см., например, Бороздина и Гиппенрейтер, 1968) также представляется не основательной. Экспериментальное разделение двух разнонаправленных процессов уподобления, каждый из которых имеет собственный моторный алфавит, по-видимому, связано с большими трудностями. Последние особенно возрастают в тех случаях, когда исследователь имеет дело с целостным актом поведения, а не выделяет из него отдельные операции или действия.
Анализ целостного акта поведения показывает, что существует еще одна форма уподобления, отличающаяся от тех, которые рассматривались А. Н. Леонтьевым и А. В. Запорожцем. Своеобразие такого «уподобления» состоит в том, что оно осуществляется уже не столько в интересах построения адекватного образа или опознания, сколько в интересах решения практических или мыслительных задач. Мы имеем в виду процессы переструктуирования, трансформации образа, в соответствии с целями и задачами, стоящими перед субъектом. В реальном акте поведения всегда имеется как процесс уподобления реципирующих систем свойствам воздействия, так и в известном смысле противоположный процесс трансформации и уподобления образа объекта задачам субъекта. Если на первых фазах процесса уподобления решается задача адекватности формирующегося или актуализированного образа реальности, то на последующих фазах решается задача трансформации и переструктуирования образа, приведения образа к виду, пригодному для использования в
59
процессе принятия решения. Иными словами, на последующих фазах процесса уподобления решается задача подготовки изменения реальности, адекватного планам и задачам поведения. Такому изменению реальности предшествует преобразование образа2.
В связи с этим мы обратились к исследованию процессов уподобления образа объекта задачам, стоящим перед субъектом. Фактически это предполагает обращение к области регулирующих и ориентирующих функций образа или к области памяти и мышления (по крайней мере образного). На основании данных, изложенных в предыдущих главах, у нас возникла гипотеза о том, что высшие психические функции в очень большой степени опираются на систему викарных перцептивных действий.
Несмотря на то что понятие викарных перцептивных действий было введено выше, нам кажется более уместным в этой главе дать краткую историческую справку относительно этого понятия и более точно охарактеризовать его содержание.
4.2. ИССЛЕДОВАНИЯ ВИКАРНОГО ПОВЕДЕНИЯ И ОРИЕНТИРОВОЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Гипотеза о неоднократной смене моторного алфавита при формировании психических способностей возникла при сравнительном исследовании процессов осязания и зрения (Запорожец, Венгер, Зинченко, Рузская, 1967), а также при анализе данных о викарных пробах и ошибках и о развитии ориентировочно-исследовательской деятельности.
В советской психологической литературе краткую характеристику викарного поведения или викарных проб и ошибок (ВПО) дал П. Я. Гальперин (1967). Понятие ВПО было введено Мензингером и означало по существу такую стадию в развитии поведения, когда собственно исполнительные реакции сменяются ориентировочными реакциями. Последние начинают предвосхищать выполнение того или иного акта поведения. ВПО имеют свой моторный алфавит, в состав которого входят движения головы, конечностей, органов чувств. Эти движения направлены не на достижение того или иного объекта, а на его исследование или на исследование обстановки. После этих движений обычные пробы и ошибки или уменьшаются или исчезают вовсе. ВПО изучались в школе Толмена (1959). На основе проведенных исследований Толмен пришел к выводу, что ВПО нельзя интерпретировать только как ошибки, они представляют собой скорее пробы и попытки.
60
В определенных условиях удельный вес ВПО настолько увеличивается, что они выделяются как бы в самостоятельное поведение, направленное на ознакомление с ситуацией. Такое поведение, по Толмену, обладает «вектором идентификации» и приходит в противоречие с поведением, направленным «прагматическим вектором». Важно отметить, что ВПО, или, иными словами, ориентировочно-исследовательское поведение, генетически связано с исполнительским поведением, формируется на его основе и в конечном счете замещает последнее. Аналогичные описания и ход мысли содержатся в работах школы И. П. Павлова, а также в более поздних исследованиях онтогенеза ориентировочно-исследовательской деятельности, выполненных А. В. Запорожцем (1960) и его сотрудниками.
В работе Н. Н. Поддьякова (1959) был прослежен онтогенез ориентировочно-исследовательской деятельности, формирующейся у детей вначале на базе практической, а затем практически-пробующей деятельности.
Следует, однако, отметить, что между бихевиористской интерпретацией и трактовкой ориентировочно-исследовательской деятельности советскими авторами имеется важное различие. На это справедливо указывает П. Я. Гальперин (1967), отмечая, что советские исследователи рассматривают ориентировочно-исследовательскую деятельность не только как средство выделения объективной связи между явлениями, но и как канал отражения этой связи в процессах мозга.
Перцептивные действия, уподобляющиеся по своей внешней форме воспринимаемому объекту и направленные на формирование образа, представляют собой дериват ориентировочно-исследовательской деятельности. Перцептивные действия опираются вначале на моторный алфавит исполнительских и ориентировочных действий, а затем в процессе их развития и совершенствования складывается их собственный моторный алфавит. В этом отношении является показательным развитие ощупывающих движений руки, а также развитие ознакомительных и опознавательных движений глаза. Перцептивные действия в своем развитии достаточно далеко удаляются от исполнительских ориентировочных действий, в том числе от ВПО, и приобретают собственные специфические качества. Образы, формирующиеся в результате осуществления перцептивных действий, начинают выполнять функции регуляции исполнительского и ориентировочно-исследовательского поискового поведения.
Таким образом, в развитии поведения можно проследить некоторую последовательную систему замещений. Исполнительские, практические действия замещаются пробующими (ВПО или ориентировочными), последние замещаются перцептивными. Возникновение каждого нового замещения делает
61
поведение все более адаптивным, расширяет возможности обучения, предвосхищения результатов поведения. При формировании каждого нового замещения используется вначале моторный алфавит предшествующий стадии, затем этот алфавит совершенствуется и приобретает новые черты. Возможно также и формирование собственного моторного алфавита, более пригодного для реализации задач новой формы действия. Каждая новая форма действия может рассматриваться по отношению к предыдущей как викарная или замещающая, хотя, разумеется, и не отменяющая ее вовсе. Появление нового моторного алфавита служит основой формирования новых, более совершенных перцептивных моделей внешней среды и новых оперативных единиц восприятия. Иными словами, имеется определенная динамика и усовершенствование не только способов формирования образов, но и развития самих образов одного и того же окружения.
Возникает вопрос, является ли система перцептивных действий, так сказать, «последним заместителем». Исследования деятельности зрительной системы, изложенные в предыдущих главах, свидетельствуют, что это не так. Перцептивная, мнемическая и интеллектуальная деятельность имеют достаточно сложное строение и в них также, по-видимому, можно проследить своеобразные формы замещений и викариата.
4.3. ПЕРЦЕПТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРОДУКТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Важная роль перцепции в мыслительной деятельности многократно отмечалась исследователями мышления, а также проницательными учеными и художниками, описывавшими собственный процесс творчества. На роль перцепции указывает прежде всего то, что процесс решения задач, в том числе и творческих, описывается обычно в терминах, так или иначе связанных со зрительным восприятием. Часто используются такие термины, как усмотрение, открытие, инсайт, внутреннее видение, визуализация (зрительное представление) проблемной ситуации или проблемного комплекса. Выделяются специальные типы наглядно-действенного и образного мышления. Представители гештальтпсихологии отводили большую роль переструктуированию, перецентрированию феноменального поля или внутренней картины мира. Некоторые из них сводили к этому всю проблему творчества.
Какое бы значение восприятию для продуктивной деятельности ни придавали представители гештальтпсихологии, они не раскрыли механизм этой взаимной связи. За исключением указанных феноменологически, естественно, очень ценных и эвристически полезных наблюдений в исследованиях продуктивной деятельности крайне мало использовались результаты,
62
достигнутые при анализе отдельных познавательных процессов. Акт творчества рассматривался глобально, недифференцированно, а отдельные психические процессы выносились за рамки исследования творчества как само собой разумеющиеся, но лишь как доэвристические, подготавливающие творческое решение или влияющие на него тем или иным способом. Признавалось, конечно, что такие процессы, как отбор, накопление, сохранение, воспроизведение, забывание информации выполняют важную функцию в осознании проблемной ситуации, в приведении информации к виду, пригодному для принятия решения. Но вместе с тем эти процессы не включаются обычно в контекст исследования творчества, так как они имеют большую постоянную времени и не связываются поэтому непосредственно с такими явлениями, как инсайт, озарение. В качестве наиболее характерной особенности последних, как известно, чаще всего отмечается внезапность и мгновенность.
Недостаточный учет перцептивных, мнемических процессов и реализуемых ими функций в самом процессе творчества приводит по существу к сужению поля исследования продуктивной деятельности. Когда эти процессы выносятся за скобки, исследователи порой имеют дело с таким скудным остатком, который невозможно оценить и в котором трудно выделить сколько-нибудь содержательные законы творческого процесса. Поэтому в этой области господствуют либо феноменология, либо логический анализ.
Феноменологическое исследование творческой деятельности сталкивается с принципиальными трудностями. Они заключаются даже не в недостаточной культуре самонаблюдения и не в индивидуальности и субъективности творческого процесса. Дело в том, что самонаблюдению открываются не процессы творческой деятельности, а сопутствующие этим процессам состояния. Конечно, в каждом новом описании творческого акта проглядывают и отдельные фрагменты самого процесса, но по ним практически невозможно реконструировать творческий процесс в целом. Это, разумеется, не означает, что подобные описания бесполезны. Наоборот, они крайне необходимы в качестве отправной точки исследования.
Что касается логического анализа продуктивной деятельности, то основным его пороком является недостоверность. По сути дела, это та же феноменология, но с ретроспективным выделением логических операций, которые, по-видимому, осуществлялись в продуктивной деятельности.
Диффузность репрезентации чрезвычайно затрудняет постановку строгого экспериментального исследования генезиса и строения творческого акта. Мы думаем, что интерпретация этого акта как процесса принятия решения может служить отправной точкой при разработке методов экспериментального
63
исследования в этой области. Соответственно мы попытаемся включить перцептивные процессы в контекст проблемы принятия решения не только в их служебной, подготовительной функции. В перцептивных процессах присутствуют элементы, которые можно назвать творческими. Выделение и исследование этих элементов полезно для раскрытия механизма творчества в собственном смысле этого слова.
Д. Ю. Панов (1968) на основании анализа большого числа описаний творческого процесса выделяет в этом процессе следующие стадии: а) возникновение темы; б) восприятие темы, анализ ситуации, осознание проблемы; в) работа над решением проблемы; г) возникновение идеи решения («инсайт»); д) проверка и исследование решения, оформление результатов.
Стадии (а) и (д) мы исключим из рассмотрения, а остальные примем в качестве канвы нашего анализа. Стадию (б) («восприятие темы») Д. Ю. Панов характеризует в основном как стадию сознательной работы, во многом сходную с тем, что характерно для деятельности человека-оператора автоматизированной системы управления, работающего с информационной моделью (В. П. Зинченко, Д. Ю. Панов, 1964). Основной задачей этой стадии, так же как и деятельности оператора АСУ, является создание концептуальной модели, адекватной той ситуации, которая возникла в связи с выбором темы и которая является сферой кристаллизации проблемы, подлежащей решению.
Стадия построения концептуальной модели проблемной ситуации, несомненно, является стадией, подготавливающей решение, и как таковая она долгое время противопоставлялась собственно продуктивной деятельности. Такое противопоставление подготовительной и собственно решающей стадий можно обнаружить как в классических исследованиях В. Кёлера, проведенных на антропоидах, так и в многочисленных исследованиях, выполненных впоследствии. Нужно сказать, что подобное противопоставление ограниченно, хотя и верно, так как содержание концептуальной модели не беспристрастно отображает ситуацию, а интимно связано с темой или задачей, для решения которой она строится. Эта связь настолько существенна, что у ряда исследователей мышления, особенно в последние годы, появилась тенденция вовсе стереть границы между подготовительной и решающей стадиями. Наиболее отчетливо эта тенденция проявилась в инженерно-психологической проблематике. Вначале подготовительная стадия создания концептуальной модели рассматривалась как совокупность процессов, обозначавшихся понятием «информационный поиск» (Б. С. Березкин и В. П. Зинченко, 1967; Т. П. Зинченко, 1968 и др.). Однако затем этому виду деятельности стали приписывать эвристические функции.
64
Например, в исследованиях Пушкина (1965), Тихомирова (1968) и других была сделана попытка использовать движения руки и глаза в качестве объективных показателей процессов решения. Они начали исследование движений руки и глаза при решении различных задач, применив при этом существующие (к сожалению, далеко не самые совершенные) методы регистрации. Однако указанные авторы не попытались дифференцировать информационный и собственно эвристический поиск, а пошли по пути генерализации и дальнейшего утверждения понятия эвристики. Это едва ли оправданно. Уж если и приписывать движениям руки и глаза интеллектуальные функции, как это сделали упомянутые авторы, то следовало бы достаточно очевидным образом сформулировать критерии интеллектуальности и эвристичности. В этих исследованиях отмечается одно интересное обстоятельство: в процессе решения наблюдалось периодическое ослабление или даже прекращение движений рецепторных аппаратов. Авторы называют эти периоды длительными фиксациями. По данным Д. Н. Завалишиной (1968), удельный вес длительных фиксаций глаза тем больше, чем сложнее для испытуемого задача. Примечательно также то, что ослабление или прекращение движений наблюдается в периоды, предшествующие решению.
Эти данные, с нашей точки зрения, подтверждают целесообразность выделения в процессе решения подготовительной фазы, основной функцией которой является создание концептуальной модели проблемной ситуации. Эта модель создается при помощи внешних перцептивных действий и может в большей или меньшей степени соответствовать проблемной ситуации. В последнем случае субъект должен перестраивать или строить заново свою концептуальную модель. Для исследования процесса построения концептуальных моделей вполне пригодны методы исследования, разработанные в русле праксеологической трактовки перцептивных процессов (Запорожец, Венгер, Зинченко, Рузская, 1967).
Существенно отметить, что на стадии подготовительных построений моделей внешнего окружения отчетливо обнаруживаются физические характеристики этих процессов. Так, например, траектории движений глаз при ознакомлении с ситуацией существенно зависят от задачи, стоящей перед наблюдателем. Образы, которые создает наблюдатель, не «беспристрастны». Они адекватны его задачам и планам, которые, в свою очередь, могут быть весьма динамичными.
Однако возникает вопрос, доступна ли исследованию фаза процесса решения в собственном смысле слова. Под этой фазой мы будем понимать фазу переструктуирования созданной на подготовительной стадии концептуальной модели. Прежде чем давать ответ на поставленный вопрос, обратимся к
65
феноменологическим описаниям процесса решения в собственном смысле слова и специально выделим наблюдения, относящиеся к роли визуализации в процессе решения.
4.3.1. О роли визуализации в процессе решения
Еще в начале столетия подчеркивалась существенность вклада, вносимого зрительной системой в решение задач. О. Зельц в качестве важного этапа решения задачи вводил процесс визуализации проблемной ситуации или проблемного комплекса. Макс Вертхеймер, подробно описавший процесс решения одной геометрической проблемы, указывал, что новая идея появилась у него не как некое предполагаемое предложение или утверждение, а как проникновение взглядом в структуру проблемы, природу ее внутренних связей. Очень интересно замечание Вертхеймера о том, что после шести недель напряженной работы он развил у себя способность визуализировать сложные пространственные образы, мысленно объединять и сопоставлять их. Аналогичное описание мы встречаем у М. Бунге, который в одном из разделов своей книги «Интуиция и наука» рассматривает интуицию как воображение. Бунге (1967) пишет: «К наиболее ценному опыту, приобретенному автором данной книги за время пребывания в тюрьме, где ему не давали ни бумаги, ни карандашей, относится мысленное представление поведения многочисленных интегралов, находившихся в очень тесной зависимости от определенных параметров. Такая визуализация помогала решать задачи, над которыми до того он бился долго, но безуспешно» (стр. 102).
Число подобных примеров можно было бы увеличить. Они не всегда связаны с проблемой решения, но в них отчетливо описывается феномен визуализации. Почти все исследователи сенсорной и перцептивной изоляции указывают, что последняя создает благоприятные условия для визуализации. Это в свое время интуитивно учитывалось Игнатием Лайолой, который считал визуализацию важнейшим элементом духовных упражнений, обязательных для вступающих в его религиозный орден. Таким образом, наличие феномена визуализации не вызывает сомнений. Возникает вопрос о его природе. Выносятся ли визуализированные образы на периферию зрительной системы, или это иллюзия самонаблюдения? Приведем некоторые аргументы в пользу первого предположения.
Л. Сутро приводит соображения Мак Каллока о том, что животное создает изображение того, что оно ожидает увидеть, на сетчатке каждого глаза. Автор пишет: «Есть основания полагать, что, когда человек быстро читает, мозг снабжает его сетчатку грубо предсказанными изображениями
66
каждого слова или группы слов. Читатель, знающий стиль автора книги, предсказывает многие из его последующих слов и перескакивает к тем словам, которые для него несут информацию. Факты, касающиеся структуры зрительной системы человека, подтверждают эту гипотезу о зрении с предсказанием... ...Три уровня переработки информации, содержащиеся в сетчатке, по-видимому, способны принимать изображения, приходящие от мозга и внешнего окружения и сравнивать их» (Сутро, 1965, стр. 110—111). На основании этого механизма зрения с предсказанием автор объясняет, в частности, большую скорость зрительной реакции. С нашей точки зрения, факты, приводимые Сутро в пользу существования механизма зрения с предсказанием, существенны, но их нельзя считать решающими для такого заключения.
С рассматриваемой нами проблемой решения более непосредственно связаны факты, полученные Тоидзе (1968). Автор наблюдала феномены избирательного понижения порога зрительного восприятия к релевантной информации. Испытуемым в этом исследовании давалась мыслительная задача. На экране, находившемся перед испытуемым, на подпороговом уровне предъявлялась как полезная, так и бесполезная информация. На определенной фазе решения испытуемые начинали воспринимать полезную информацию. Тоидзе интерпретирует эти факты как важный аргумент в пользу наличия процесса визуализации, встречного к релевантной информации. Эта интерпретация весьма близка к идее Л. Сутро о зрении с предсказанием.
Наконец, в этом контексте следует упомянуть также о цикле исследований Айзенбада (1966), которые он провел с Тедом Сериосом. Речь идет о фотографировании визуализированных образов. Такого рода феномены время от времени описываются в литературе, посвященной в основном проблеме экстрасенсорного восприятия. По поводу достоверности феномена высказываются небезосновательные сомнения (см., например, Раштон, 1968). Тем не менее с точки зрения истории философии и психологии существование процессов объективации, визуализации образа не является слишком неожиданным. Весьма вероятно, что этот процесс визуализации доходит и до периферических уровней зрительной системы.
Визуализация концептуальной модели внешнего окружения может рассматриваться как средство ее опредмечивания. Действие с визуализированной картиной иногда (особенно в патологии) создает иллюзию действия с реальностью; однако его основная функция связана с возможностью использования тех способов действия, которые выработаны при оперировании с реальными предметами.
Независимо от природы визуализации имеется достаточное число доводов для того, чтобы использовать это явление
67
в качестве основания для построения гипотезы о возможном механизме мыслительной деятельности. Суть гипотезы состоит в следующем. В процессе решения роль преобразуемого объекта должна выполнять не реальная ситуация, а образ этой ситуации, складывающейся либо на стадии проб и ошибок, либо на стадии планомерно осуществляющейся ориентировочно-исследовательской, перцептивной деятельности. Иными словами, образ ситуации создается посредством внешних перцептивных действий. Реальная ситуация не может служить объектом непосредственных мысленных преобразований. От нее необходимо отвлечься, в известном смысле временно освободиться, иначе она может стать даже помехой для мысленных преобразований. Иное дело, что реальная ситуация необходима для контроля целесообразности и адекватности этих преобразований. Объектом такого рода преобразований является концептуальная модель, выступающая чаще всего в виде визуализированного образа проблемной ситуации или ее элементов. Этот образ можно включать в новые отношения и им можно манипулировать с помощью викарных действий, как это происходило в описанных выше исследованиях манипулятивной способности зрительной системы в условиях стабилизации. Преимущество визуализированного зрительного образа по сравнению с двигательными или слуховыми образами состоит в субъективной симультанности и широте охвата ситуации. Зрительное представление, так же как и зрительное восприятие, создает впечатление симультанности, что очень важно с точки зрения одновременного или мгновенного проникновения в суть проблемы во всей ее сложности.
В этом пункте может быть выдвинуто возражение о том, что мы не учитываем функций и значения речи. В качестве контрвозражения сошлемся на тонкое замечание Э. Клапареда о том, что «размышление стремится запретить речь». В этом замечании содержится большая правда, так как на определенных стадиях мыслительного процесса «манипуляции» значительно более продуктивны, если они осуществляются именно со зрительными образами, несущими на себе печать реальности и поэтому позволяющими проникнуть в природу вещей, а не с символами, которые всегда несут на себе печать условности. Именно поэтому исследователи отказались в свое время от теории безобразного мышления3.
Если высказанные предположения справедливы, то после подготовительной фазы процесса решения, на которой складывается представление об условиях задачи, с необходимостью
68
должна следовать фаза «отстройки» от ситуации, фаза визуализации образа и его преобразования. И эта деятельность по переструктуированию визуализированного образа должна осуществляться при помощи особого моторного алфавита, который должен отличаться от алфавита ориентировочно-исследовательских или внешних перцептивных действий как по своим биомеханическим, так и функциональным особенностям.
В свете изложенных выше результатов, касающихся викарных перцептивных действий, нам казалось естественным проверить, не участвуют ли они в процессах решения. Не составляют ли викарные действия моторный алфавит мыслительных процессов, подобно тому как внешние перцептивные действия составляют моторный алфавит процессов восприятия и опознания? Ведь мыслительные процессы, как и перцептивные, должны опираться на вполне определенную материальную основу. Иными словами, мыслительные процессы должны иметь собственный моторный алфавит, а также некоторую модель реальной ситуации, допускающую как перцептивные, так и мысленные преобразования. Если в исследовании удастся обнаружить наличие моторного алфавита мыслительных процессов, то это будет дополнительным (хотя, естественно, и не решающим) аргументом в пользу участия периферических уровней зрительной системы в визуализации зрительных образов. Функцию моторного алфавита, участвующего в мыслительной деятельности, могут взять на себя викарные действия, имеющие малую амплитуду движений4. Задача описываемых ниже экспериментов состояла в том, чтобы проверить высказанные предположения.
4.4. ВИКАРНЫЕ ДЕЙСТВИЯ И ВИЗУАЛИЗАЦИЯ В ПРОЦЕССАХ РЕШЕНИЯ
В исследовании использовалась методика регистрации движения глаз при помощи электромагнитного датчика (см. 1.4.2). Движения глаз регистрировались одновременно в двух различных масштабах на двух осциллографах CI-37 с электронной памятью. Общая картина глазодвигательного поведения, т. е. макродвижения глаз, записывалась на экране одного осциллографа, а движения глаз, которые обычно (и не вполне точно) называют движениями во время фиксации, — на экране другого осциллографа при значительно большем
69
усилении. Была обеспечена одновременная регистрация как с экранов осциллографов (траектории движений), так и составляющих движения, развернутых во времени. Использование осциллографов с электронной памятью позволяло экспериментатору наблюдать за двигательным поведением глаза и сопоставлять видимую картину со словесным отчетом испытуемого. В зависимости от задачи и цели эксперимента можно было либо заранее выбирать для регистрации то или иное поле, в котором будет работать глаз, либо, осуществляя слежение за глазом, выбирать соответствующее поле по ходу эксперимента. В последнем случае экспериментатор ориентировался по осциллографу с малым усилением. Одним из использовавшихся в опытах приемов было искусственное ограничение поля зрения до 1—6°, достигавшееся с помощью присоски.
Разработанная методика обеспечила возможность регистрации и анализа двигательной активности глаза как на этапе съема информации, так и в моменты кажущейся пассивности глаза.
Рис. 4.1. Запись движения глаз при решении различных задач, требующих визуализации и манипулирования образами: а — задача представливания после предъявления фотографии собаки; б — задача мысленного деления окрашенного куба на части (задача Уолтера, 1966); в, г — задача нахождения количества ходов шахматным конем при обходе поля величиной 5x5 клеток; масштаб записи: а, б, в — 1 град/см; г — 5 град/смВ экспериментах испытуемым предъявлялись следующие основные задачи: мысленное представливание изображений, в том числе простых геометрических фигур, мысленное манипулирование объектами (например, известная задача Г. Уолтера о делении окрашенного куба или мысленная реализация хода конем в многопольном пространстве и т. п., см.
70
рис. 4.1—4.3). Наиболее детально было исследовано поведение глаза при решении задачи — игры «5», способы решения которой подробно изучены В. Н. Пушкиным (1965) и Д. Н. Завалишиной (1968). Эта задача имеет большое число ситуаций и решается испытуемыми за короткое время (30—60 сек). Исследовались также движения глаза при решении шахматных
Рис. 4.2. Записи движений глаз при представливании геометрических фигур и решения задачи «5»: а — представливание окружности; б — представливание звезды; в — представливание восьмиугольника; г — решение легкого варианта задачи «5» в условиях работы «широким полем»; д, е — решение сложного варианта задачи «5» в условиях работы «широким полем»; масштаб записи: а, б, в, е — 1 град/см; г, д — 5 град/см
71
задач. Испытуемыми были взрослые люди в возрасте от 20 до 30 лет.
Рис. 4.3. Записи движений глаз: а, б — решение задачи «5», предъявленной на слух; в, г — решение задачи «5» при работе «узким полем», равным 6 град. Масштаб записи: а, г — 1 град/см; б, в — 5 град/см
Полученные данные о движениях глаз во время фиксации совпали с результатами многих авторов, согласно которым во время фиксации глазом точки наблюдаются дрейфовые движения вокруг нее, а также скачкообразные возвратные движения к точке фиксации. Область, в которой совершаются и те и другие, не превышает 20—30? при наблюдении точки в течение 10—15 сек. При отсутствии фиксационной точки или какой-либо зрительной задачи также наблюдаются дрейфовые
72
движения малой амплитуды, осуществляющиеся в несколько большей зоне (до 40—50?) за 10—15 сек регистрации. Скачкообразных движений почти не наблюдалось.
При задаче мысленного представливания (или визуализации) простых геометрических фигур (в отсутствии фиксационной точки) наблюдаются дрейфовые движения, совершающиеся в значительно большей области — порядка 2,5—3°, а иногда и больше.
В задачах, требующих мысленного представливания геометрических фигур и манипулирования с ними, вначале наблюдались дрейфовые движения, совершавшиеся в зоне 2,5—3°. На основании предшествующего эксперимента эти движения могут быть связаны со стадией визуализации заданных объектов. Затем при выполнении основной задачи (например, пересчете углов) наблюдались скачкообразные движения малой амплитуды (порядка 1°). Суммарная зона этих движений также ограничена областью 2,5—3°. По своей амплитуде эти движения совпадают с викарными перцептивными действиями, которые регистрируются в условиях стабилизации изображений, а также при восприятии послеобразов. При этом дрейфы совпадают с моментами визуализации, а малоамплитудные саккадические движения — с решением комбинаторных задач.
Более подробно проанализируем движения глаз испытуемых при решении задачи — игры «5». Запись движений глаз производилась в двух масштабах. Задача предъявлялась испытуемым в поле зрения, равном 30—45°. Во время ознакомления испытуемого с условиями задачи зрительные фиксации, как можно было наблюдать на экране осциллографа с малым усилением, резко отличались между собой скачками большой амплитуды. Длительные фиксации продолжительностью 1 сек и более при таком масштабе записи выглядели как размытые пятна. Эти же фиксации при записи на осциллографе со значительно большим усилением представляли собой серии скачков малой амплитуды (порядка 1—3°). Зона действия этих движений ограничена 3—5°. Траектории движений глаз во время длительных фиксаций по своему характеру весьма близки к траекториям, наблюдаемым на фазе двигательной активности глаза при больших амплитудах движений, т. е. на фазе ознакомления с ситуацией.
В качестве экспериментального материала были использованы две типовые ситуации игры «5», характеризующиеся определенным числом ходов при оптимальном варианте решения. Эти типовые задачи отличались между собой степенью сложности и характеризовались различной степенью структурности (Завалишина, 1968). Более легкие задачи имеют более высокую степень структурности, а более трудные — меньшую степень. Согласно данным Д. Н. Завалишиной, степень
73
структурности зависит от структурного расположения элементов в ситуации и соответственно от необходимого числа перестановок. В дальнейшем мы будем использовать термины легкие и сложные (или трудные) ситуации или задачи. От испытуемого требовалось привести предъявляемые ему ситуации к нормальному виду:
123 45Анализ экспериментальных данных подтвердил характеристику процесса решения задач, полученную Д. Н. Завалишиной на основе кинорегистрации движений глаз. В процессе решения регистрируются как периоды активности, так и периоды депрессии движений глаз. Периоды активности характеризуются движениями глаз большой амплитуды — порядка 10—15° и коротким временем отдельных фиксаций (0,3—0,4 сек). Время депрессий зависит от степени структурности предъявленных задач. Чередования периодов активности и депрессии позволили Завалишиной выделить различные этапы решения задачи.
Проведенный нами анализ глазодвигательного поведения с учетом функций малоамплитудных движений глаз и дрейфов позволил выдвинуть иную интерпретацию основных этапов решения задачи. Первый этап характеризуется значительной активностью: движения глаза имеют большую амплитуду, а фиксации — малую длительность. Траектория движений глаз на этом этапе воспроизводит картину зрительного обхода по условиям задачи. При этом имеются повторные возвращения к некоторым цифрам. Этот этап можно рассматривать как процесс ознакомления с предложенной ситуацией, как процесс построения ее концептуальной модели. Повторные возвраты к цифрам в процессе ознакомления могут рассматриваться как попытки испытуемых непосредственно найти нужную связь между элементами поля, непосредственно переструктуировать наглядную ситуацию и привести ее к нормальному виду. Нужно сказать, что в случае структурных задач опытным испытуемым это удается. При отсутствии такой очевидной связи начинается спад глазодвигательной активности: скачки становятся редкими или исчезают вовсе, т. е. наступает этап депрессии, который обычно характеризуется как деятельность во внутреннем плане. Однако на записях, полученных при большом усилении, и на этом этапе наблюдается высокая глазодвигательная активность. На последнем этапе глазодвигательная активность появляется снова и, так же как на первом этапе, скачки имеют значительную амплитуду. Направление и последовательность этих скачков показывают, что испытуемый вновь обращается к цифровому полю, проверяет найденное решение, проигрывает варианты установления связи между элементами.
74
Указанные этапы с различной степенью отчетливости выступают при решении задач разной степени трудности. Задачи высокой степени структурности узнаются как таковые уже на этапе ознакомления с ситуацией. Испытуемые не производят сколько-нибудь сложной деятельности по анализу ситуации, они как бы видят решение сразу и приступают к третьему этапу, то есть к осуществлению исполнительных действий. В высокоструктурных задачах последовательность элементов либо не меняется, либо она достаточно очевидна. Испытуемым остается лишь выполнить необходимые перемещения и сдвинуть весь ряд на несколько позиций. Таким образом, картина глазодвигательного поведения при решении высокоструктурных задач соответствует многократному, но не регулярному обходу цифрового поля. Длительные фиксации в этих случаях, как правило, не возникают. Общее время решения задач представляет собой произведение числа фиксаций на их среднюю длительность, равную 0,35—0,5 сек. Такой режим работы глаза при решении подобных задач совпадает с данными многих авторов о работе глаза в режиме информационного поиска (Б. С. Березкин, В. П. Зинченко, 1967).
В более сложных задачах, характеризующихся низкой степенью структурности, испытуемым трудно непосредственно установить, какие необходимы перемещения, в каких связях находятся элементы между собой и как нужно изменить эти связи. Общее время решения задач низкой структурности во много раз превосходило время решения задач первого типа и достигало в отдельных случаях десятков секунд или даже нескольких минут. Вместе с тем число фиксаций лишь незначительно увеличивалось по сравнению с общим временем решения. Количество ознакомительных движений большой амплитуды оставалось примерно таким же, как в случаях предъявления структурных задач. На смену двигательной активности приходят явно выраженные депрессии, во время которых наблюдаются дрейфы и скачки малой амплитуды, концентрирующиеся в зоне длительных фиксаций. Такие скачки нельзя интерпретировать как средство установления связи между элементами поля, поскольку движения часто происходят в пределах поля, занимаемого одной цифрой. Эти данные свидетельствуют о том, что в процессе решения действительно периодически происходит отстройка от поля, в котором даны условия задачи, что испытуемые пытаются решить задачу «во внутреннем плане». Точность методики регистрации движений глаз позволяет утверждать это с достаточной определенностью.
Таким образом, анализ решения разных по сложности задач позволил установить, что при решении структурных задач и задач информационного поиска характеристики движений глаз совпадают. При решении сложных, неструктурных
75
задач движения глаз оказываются свернутыми, наблюдаются длительные депрессии, во время которых глаз работает либо в режиме дрейфа, либо в режиме малоамплитудных быстрых скачков.
Возникает вопрос, имеем ли мы основания интерпретировать глазодвигательную активность, наблюдаемую во время депрессий, как викарные перцептивные действия, как такую форму активности, которая интимно связана с процессом решения задач. Для утвердительного ответа на этот вопрос необходимо убедиться в том, что активность глаза, наблюдаемая в пределах поля, занимаемого одной цифрой (или между двумя цифрами), не связана с восприятием цифрового поля. Другими словами, необходима уверенность в том, что испытуемые в процессе решения задач не увеличивают периодически оперативное поле зрения (Гиппенрейтер, 1964) и они не начинают в этих случаях работать «широким полем».
Для проверки предположения о том, что активность глаза во время депрессий является проявлением не внешних перцептивных действий, а связана с викарными действиями, была проведена специальная серия экспериментов, в которых испытуемым искусственно ограничивалось поле зрения. Величина поля зрения, ограничиваемого при помощи присоски (см. 1.6), была равна размерам одной цифры. Этот прием позволил увидеть, в каких случаях и к какому элементу поля обращается испытуемый при решении задач. Узкое поле исключало возможность работы испытуемого с несколькими цифрами в момент одной фиксации. Картина траектории движений глаза при ограничении поля зрения принципиально не отличалась от той, которая имела место в предыдущих опытах. Наблюдалось только ограничение величины скачков до половины диаметра и большая длительность промежуточных фиксаций. При ограничении поля зрения усложнилось многократное обращение к условиям задачи, что связано к тому же с появлением ощущения дискомфорта. За счет трудностей, возникающих при осмотре узким полем зрения, снижается удельный вес дрейфа, в режиме которого находится глаз, даже при решении неструктурных задач. Это связано с увеличением времени ознакомления с ситуацией по сравнению с условиями свободного рассматривания. Время ознакомления в условиях узкого поля зависит от величины этого поля и от числа обходов предъявленной ситуации.
Искусственное ограничение поля зрения позволило еще более рельефно разделить ознакомительные движения большой амплитуды и периоды депрессий, включающих дрейф и малоамплитудные скачки. Это значит, что характер движений в зоне фиксации оставался таким же, как и в тех случаях, когда поле зрения не ограничивалось. Но в некоторых случаях испытуемые с помощью узкого поля вновь осматривали
76
условия задачи, а в некоторых случаях быстрые скачки во время фиксации сменялись дрейфом, который на основании предыдущих опытов можно интерпретировать как средство, помогающее вспомнить исходные условия задачи. Затем снова наступала фаза быстрых скачков малой амплитуды.
Таблица 4.1.
Характеристики движений глаз при решении задач разной сложности и различными способами*
ЗадачаСпособ предъявленияВремя решения (сек)Число движений А>4°Число движений А<4°Время дрейфа (сек)% дрейфа от времени решенияПоиск пути в лабиринтеСвободное рассматривание 8,5 16 0 0 0 14,025000541легкаяСвободное рассматривание 5 9 0 0 0 321017000324сложнаяСвободное рассматривание 264 10 48 202,5 76 152652026315658523легкаяУзкое поле 36 25 11 6 16,5 147439461520312сложнаяУзкое поле 339 60 163 135 42 4512847723821541легкаяНа слух 18 0 10 11,5 63 325704936,564153сложнаяНа слух 121 0 20 114,5 95 24112041 93,584 * Приведены данные по двум испытуемым (над чертой — для одного испытуемого, под чертой — для другого). А — амплитуда движения.На основании описанных экспериментов можно сделать вывод о том, что дрейфы и скачки малой амплитуды не связаны с увеличением оперативного поля зрения и не выполняют
77
функций внешних перцептивных действий, в частности, функций установления связи между элементами проблемной ситуации. Проведенные эксперименты дают веские аргументы в пользу интерпретации дрейфов и малоамплитудных скачков как викарных перцептивных действий, являющихся средством визуализации проблемной ситуации и ее переструктуирования.
Наконец, в последней серии опытов игра «5» предъявлялась испытуемым на слух, что, как показали результаты, совершенно исключило ознакомительные и поисковые движения глаз большой амплитуды, то есть внешние перцептивные действия. Перед испытуемым в условиях этих опытов находилось нейтральное, равномерно освещенное поле. При решении этих задач наблюдалось чередование дрейфа и малоамплитудных движений. Оно происходило несколько раз вплоть до окончательного решения задачи (либо отказа от него). Для контроля испытуемым предъявлялись также типичные задачи на поиск цифр в таблицах или поиск пути в лабиринте. В этих случаях преобладали поисковые макродвижения, отсутствовали длительные фиксации, дрейфы и почти не было малоамплитудных движений.
В таблице 4.1 и на рис. 4.1—4.3 приведены данные, полученные в изложенных сериях экспериментов, касающиеся общего времени решения задач, числа больших и малых движений глаз, а также времени дрейфа. Для сравнения в таблицу включены данные о поиске пути в лабиринте. Результаты, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что, чем сложнее задача, тем меньше обращается испытуемый к предъявленной ситуации и тем больше времени он работает в режиме викарных действий. Аналогичную картину мы наблюдали и при решении шахматных задач. Это соответствует данным О. К. Тихомирова (1968) о том, что более опытные шахматисты реже обращаются к позиции, что их глаз значительно большее время (по сравнению с менее опытными шахматистами) находится в состоянии фиксации.
4.5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты исследования показывают, что перцептивные процессы действительно вносят существенный вклад в процесс решения задачи. Более тщательный анализ глазодвигательного поведения в процессе решения свидетельствует о наличии различных фаз или стадий этого поведения. Первая — внешне выраженные и даже визуально наблюдаемые перцептивные действия, с помощью которых осуществляется ознакомление с ситуацией, формирование образа или собственной концептуальной модели этой ситуации у субъекта. Затем наступает фаза отстройки от наглядно данной ситуации.
78
На этой фазе испытуемый работает в режиме викарных действий. В процессе отстройки от ситуации наблюдаются дрейфы, совпадающие с мысленным представливанием, визуализацией проблемной ситуации или ее элементов. Естественно, что визуализация лишь в редких случаях достигает степени отчетливости послеобразов или тем более эйдетических образов. В большей части случаев визуализация и последующее манипулирование визуализированным образом осуществляется на подпороговом, неосознаваемом уровне. Именно поэтому эти процессы так трудны для исследования. На фазе визуализации начинается решение задачи, которое обычно обозначается как решение «во внутреннем плане». На третьей фазе посредством малоамплитудных движений глаз осуществляется манипулирование образом или моделью ситуации, направленное на целесообразное и адекватное задаче переструктуирование этого образа. Нужно сказать, что границу между визуализацией образа и его переструктуированием мы проводим в известной мере условно. Четкое разграничение этих процессов требует дальнейших исследований.
Целесообразность указанных преобразований образа и их соответствие задаче могут быть поняты не только как уподобление воспринимающих систем свойствам воздействия (А. Н. Леонтьев), но и как последующее уподобление образа объекта цели или задаче, стоящей перед субъектом. Разумеется, уподобление объекта цели может осуществляться и непосредственно, путем практических действий. Но слишком часто действия, недостаточно «проигранные в уме», оказываются гибельными. Поэтому живые системы предпочитают строить образы, визуализировать и трансформировать их. Это связано прежде всего с тем, что одни и те же элементы ситуации могут иметь совершенно различное значение на разных этапах решения задачи. Именно поэтому наглядная ситуация может оказывать помехогенное влияние на процесс решения и возникает необходимость временной отстройки от нее. Это очень тонко чувствовали представители гештальт-психологии, много писавшие о «влияниях поля».
Следовательно, переструктуирование образа, осуществляемое посредством викарных перцептивных действий, играет существенную роль в процессе решения, в выработке системы действий, которые необходимо произвести для решения или для его реализации. В этом смысле процесс решения действительно представляет собой интериоризированную деятельность: деятельность во внутреннем плане или деятельность с образом ситуации. Озарение, инсайт, открытие — все это есть результат этой деятельности, которая, как и всякая другая, должна иметь как перцептивный, так и моторный алфавиты, чтобы иметь право называться таковой. Существенные звенья интериоризированной деятельности, осуществляющейся с образом
79
ситуации, экстериоризируются в системе викарных действий и поэтому могут стать доступными исследованию.
Полученные результаты убеждают нас в перспективности исследования различных моторных алфавитов, участвующих в реализации как более простых, так и более сложных информационных процессов. Значительно более трудным в контексте проблем мышления является определение алфавита образов или оперативных единиц перцептивной и мыслительной деятельности. В настоящее время намечаются различные методические пути постановки и решения этой проблемы (см. упоминавшиеся выше работы Т. П. Зинченко, И. А. Тоидзе, М. С. Шехтера и др.), однако результатов, в которых со всей очевидностью обнаруживались бы содержание и форма оперативных единиц восприятия, крайне мало.
Дальнейшее развитие методического принципа исследования перцептивного и моторного алфавита на разных уровнях функционирования информационных систем, как мы надеемся, поможет поставить на солидную экспериментальную базу такие фундаментальные проблемы, как формирование «функциональных органов» (А. Н. Леонтьев) или «физиологических органов нервной системы» (А. А. Ухтомский), или «формирование схем» (Р. С. Олдфилд), о которых шла речь в начале настоящей книги.
В свете результатов, изложенных в настоящей главе, проблема формирования способностей к принятию решения может быть сформулирована в терминах сложившейся в настоящее время праксеологической трактовки перцептивных процессов. Эта проблема имеет две стороны. Во-первых, необходимо формировать способность субъекта манипулировать образами с тем, чтобы объекты действительно могли выступать разными сторонами и свойствами в сознании субъекта. Это позволит ему привести исходную информацию к виду, пригодному для принятия решения. Во-вторых, необходимо уподобить уже приведенную к нужной форме информацию цели действия или мыслительной задаче, стоящей перед субъектом. И то и другое представляет собой в значительной части перцептивные способности. Если это верно, то не только приведение информации к виду, пригодному для принятия решения, но и само решение представляет собой важнейший аспект проблемы формирования образа.
80
Глава V. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ СЕНСОРНОГО ЗВЕНА ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
В предыдущих главах изучались результаты исследований перцептивной и мыслительной деятельности. Авторы пытались обнаружить существующие межфункциональные связи между высшими психическими функциями. При этом экспериментальный анализ участия восприятия в других психических процессах, таких, как мышление, память, в значительной степени опирался на результаты интрафункционального исследования, в котором был применен метод длительной стабилизации. Как отмечалось в начале второй главы, этот метод явился своеобразной тестовой моделью процесса редуцирования эффекторных компонент зрительного восприятия, поскольку в нем искусственно вычитались как раз те элементы, которые, согласно распространенной точке зрения, отсутствуют в сформировавшейся функциональной системе. В данной главе мы вновь обращаемся к проблеме моделирования некоторых свойств зрительной системы, учитывая тот факт, что совершенствование методов интрафункционального исследования является одним из необходимых условий будущего построения моделей межфункциональных взаимодействий.
5.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДЛАГАЕМОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ МОДЕЛИ
Как правило, модели строятся и уточняются в связи с появлением новых фактов. В последние годы такие факты в области психофизиологии получены при изучении процессов
81
зрения в условиях восприятия изображений, стабилизированных относительно сетчатки (Ярбус, 1966; Причард, 1966; Зинченко, 1966; Вергилес и Машкова, 1966 и др.). Такие факты, разумеется, сами нуждаются в объяснении. В то же время они могут пролить свет и на важные стороны работы зрительной системы, учет которых окажется полезным для решения задачи моделирования элементов и функций зрительной системы.
Ниже предлагается гипотеза для объяснения ряда феноменов, возникающих при стабилизации зрительного образа. Одновременно делается попытка предложить более универсальную модель процесса, протекающего на периферии зрительной системы, охватывающую достаточно широкий круг психофизиологических явлений, в том числе и явлений, возникающих при стабилизации образа. При этом ставилась задача рассмотреть работу одного канала, действующего на участке рецептор — зрительный нерв системы зрительного анализатора. Основой модели послужили не отдельные эффекты и феномены зрительного восприятия, а объективные обязательные характеристики любого канала связи. Такой характеристикой прежде всего является ограниченность спектра пропускаемых частот, присущая любой физической системе. Очевидно, что ограничение частот в канале сверху будет определять его инерцию, или скорость передачи по нему информации. Ограниченность спектра пропускаемых частот снизу приведет к тому, что, на некоторых частотах канал практически перестанет выполнять свои функции, т. е. перестанет быть «каналом связи».
В обоих случаях — как при ограничении сверху, так и снизу — в канале теряется часть первоначальной информации, а прошедшая информация претерпевает ряд изменений и искажений, характер которых зависит как от характеристик канала, так и от характеристик входного сигнала. Таким образом, задача сводится к тому, чтобы рассмотреть, какие преобразования претерпевает сигнал в канале связи, работающем на периферии зрительной системы, в зависимости от характеристик поступающего на вход сигнала.
О характере преобразований, происходящих в зрительной системе, мы можем судить, например, сопоставляя субъективный отчет испытуемого и сигнал, поданный на вход. Одной из важных зависимостей, установленных в ходе такого сравнения, был закон Фехнера, связывающий величину входного сигнала и субъективной оценки яркости. В то же время ответом зрительной системы на световой раздражитель является импульсная реакция ганглиозной клетки. Оба эти явления могут удовлетворительно моделироваться преобразователем, дающим логарифмическую зависимость между величинами входных сигналов и частотой повторения выходных
82
импульсов. В технике известен такой преобразователь, названный релаксационным.
Рис. 5.1. Схема релаксационного преобразования и кривые изменений напряжения и тока
Принцип работы схемы заключается в следующем: при подаче на вход электрического сигнала через цепь R1C1 (рис. 5.1) начинает протекать электрический ток, заряжая конденсатор C1. Напряжение на конденсаторе увеличивается по экспоненциальному закону и скорость заряда определяется величиной сопротивления и конденсатора C1. Таким образом,
83
напряжение на конденсаторе, а следовательно, и на неоновой лампе в любой момент определяется величиной приложенного напряжения и постоянной времени:
Лампа Л1 включается, т. е. ее сопротивление резко падает, при некотором определенном напряжении uзаж. Таким образом, при достижении напряжения на конденсаторе uл, равного пороговому напряжению лампы, произойдет разряд конденсатора. Следующий цикл произойдет аналогично, т. е. конденсатор будет заряжаться через сопротивление R1, а разряжаться через лампу Л1 (через ее малое сопротивление r). Форма кривой тока, протекающего через лампу в момент разряда, очевидно, будет определяться внутренним сопротивлением лампы и величиной емкости C1.
Не вдаваясь в более детальный анализ работы схемы, отметим, что логарифмическая зависимость между величиной входного сигнала и периодом повторения выходных импульсов будет справедлива лишь при средних значениях величин входного сигнала. При небольшом сигнале, близком к величине напряжения смещения, т. е. незначительно превышающем порог преобразователя, выходная импульсная реакция будет складываться из двух величин — реакции на входной сигнал и собственной спонтанной активности. При сигналах значительной величины произойдет новое отклонение от логарифмической зависимости, и на любое дальнейшее увеличение входного сигнала схема будет продолжать отвечать неизменной максимальной частотой импульсов. Максимальная частота определяется длительностью одного выходного импульса. Полное выражение зависимости периода выходных импульсов от величины входного сигнала будет представлять собой сумму двух логарифмов:
Поскольку максимальная частота разрядов ганглиозной клетки составляет несколько сотен герц, то такая система не может ограничить какой-либо переменный входной сигнал, частота изменений которого ниже этого порога. Но в то же время, клетка перестает отвечать на значительно более низкие частоты раздражителя, чем частота разрядов. Это позволяет предположить, что уже до уровня ганглиозной клетки сигнал претерпевает определенное частотное ограничение, большее, чем на самой клетке.
84
Таким частотным ограничителем может быть RC-цепь, включенная перед частотно-импульсным преобразователем. Эта цепь (рис. 5.2.) представляет фильтр верхних частот, где емкость C2 — частотнозависимое сопротивление и, следовательно, величина выходного сигнала будет определяться его частотой.
Рис. 5.2. Изменение выходного напряжения при прямоугольном входном сигнале В R2C2-цепи сигнал прямоугольной формы, поданный на вход, преобразуется на выходе в сигнал другой формы. Эту же цепь можно рассматривать и как накопительную цепочку для импульсного сигнала. Напряжение на конденсаторе, т. е. выходное напряжение, будет определяться выражением:
где ?2 — постоянная времени, характеризующая цепь R2C2. Эта дополнительная цепь не вносит изменений в логарифмический характер процесса частотно-импульсного преобразователя. Так, напряжение на емкости C1
где k1, k2, ?1, ?2 — постоянные, определяемые величинами R1, R2, C1, C2.
В нашем случае, однако, определяющим является не само напряжение на конденсаторе C1, а разность потенциалов зажигания и гашения лампы, но и в этом случае характер процесса остается неизменным, а меняются лишь постоянные коэффициенты (на рис. 5.2. представлен случай, когда на вход схемы подан одиночный импульс большой длительности tu)
85
Из графика видно, что система ответит на этот сигнал с некоторой задержкой, определяемой временем заряда емкостей C1 и C2 до порогового напряжения. Это время и является временем задержки или инерцией системы. Следует иметь в виду, однако, что емкость C2 может представлять не единичный элемент, а общую сумму емкостей всех элементов от входа системы, включенных параллельно.
Таким образом, система, изображенная на рис. 5.2, может принять на себя функции преобразования непрерывного сигнала в дискретный, обеспечить логарифмическую зависимость между входным сигналом и выходным, осуществить задержку выходного сигнала относительно входного и ограничить максимальную частоту входного сигнала, передаваемую к выходу.
До настоящего времени многие авторы ограничивались детальным анализом и моделированием именно этих функций зрительной системы, в то время как многие феномены психофизики оставались вне поля рассмотрения. Исследования стабилизации зрительного образа свидетельствуют о наличии в зрительной системе еще одного функционального звена.
Эксперименты на людях, проводившиеся в условиях стабилизации изображения на сетчатке, когда тестовый стимул в течение некоторого времени остается неизменным как по яркости, так и по положению, показывают, что через некоторое время изображение перестает замечаться, а после снятия тестового стимула на этом же месте сетчатки появляется последовательный образ. С другой стороны, изменение яркости стимула с определенной скоростью приводит к появлению изображения, причем знак изменения не играет роли (Ярбус, 1965). Такая закономерность позволяет сделать вывод, что зрительная система на одном из участков имеет фильтр нижних частот. Этот фильтр, очевидно, должен функционально располагаться до уровня ганглиозных клеток, на что указывают физиологические эксперименты. Так, ганглиозные клетки, работающие в режиме on1 перестают отвечать на неизменный световой стимул. При выключении стимула клетки, работающие в режиме off2, начинают отвечать серией импульсов (Юнг, 1964).
В качестве простейшего фильтра нижних частот можно использовать RC-цепь. Аналогичный выбор сделан Н. В. Антаковой и другими (1966) для моделирования ретинограммы насекомых.
В нашем случае цепь используется в качестве дифференцирующей цепи, подключенной на вход имеющейся схемы.
86
Так, при подаче на вход цепи импульса тока конденсатор начинает заряжаться по экспоненциальному закону до значения uвх. Соответственно на сопротивлении R3 напряжение будет убывать, а при выключении источника тока процесс будет протекать в обратном направлении.
Рис. 5.3. Изменение импульса напряжения прямоугольной формы на фильтре нижних частот
Для простоты дальнейших рассуждений исключим временно из схемы интегрирующую цепь. Тогда новая схема будет представлена комбинацией преобразователя на лампе Л1 и дифференцирующей цепочке (рис. 5.3). В этом случае напряжение на лампе при подаче входного сигнала будет определяться его формой, величиной и постоянной времени цепи R3C3. В первый момент включения источника тока напряжение на лампе максимально и, следовательно, частота импульсов на выходе также будет максимальна. Далее, при заряде емкости напряжение на лампе будет уменьшаться, уменьшится также и частота. В момент, когда напряжение на лампе опустится ниже порогового (но еще не дойдет до нуля), импульсация прекратится. При выключении источника питания будет происходить разряд конденсатора, разность потенциалов на лампе будет противоположной по знаку и не вызовет импульсного ответа, поскольку напряжение разряда емкости будет компенсировано напряжением смещения.
87
Очевидно, для того чтобы получить импульсный ответ на выключение, необходимо ввести в схему еще один преобразователь, т. е. построить схему способом, показанным на рис. 5.4, когда на включение напряжения будет реагировать первая лампа Л1, а на выключение — Л2, т. е. получается система on-off.
Рис. 5.4. Работа схемы в режиме «включение-выключение»
Действительно, при включении стимула, т. е. при прямом образе, работает система on, при выключении начинает работать система off, которая, очевидно, отвечает за «последовательный образ». Однако такое жесткое деление может быть применено лишь в тех случаях, когда система до включения стимула находилась в покое, т. е. когда заряд на емкости отсутствовал. В этом случае действительно прямому изображению будет соответствовать on и последовательному образу — off. Если же к моменту подачи стимула система была выведена из состояния равновесия (предварительно был включен сильный фоновый источник), весь процесс в ответ на включение-выключение стимула будет протекать только на одной лампе. Этот вариант соответствует on-off ответу, а последовательный образ в этом случае будет отрицательным, т. е. иметь яркость ниже фоновой.
88
Таким образом, данная схема обеспечивает пропускание частот гармонического сигнала выше определенной, возникновение последовательного образа и работу системы on, off и on-off.
Еще одним важным показателем зрительной системы является ее адаптация. Закономерности этого процесса довольно широко изучены и характеризуют изменение чувствительности глаза как некоторую функцию от времени. Введя в схему еще одну RC-цепь с большой постоянной времени (порядка нескольких минут), получим систему, у которой отношение величины входного сигнала к выходному будет зависеть от начальных условий. В сущности это накопительная цепь R4C4, включенная параллельно источнику сигнала. Таким образом, фактическая величина входного сигнала будет определяться разностью уровней подаваемого сигнала и заряда конденсатора C4.
Рис. 5.5. Общая схема модели
Рассмотрев порознь работу схем, можно дальше оперировать уже полной схемой, данной на рис. 5.5. Эта схема является уже достаточной, чтобы моделировать значительное число психофизических явлений, в частности: 1) преобразование непрерывного сигнала в дискретный, 2) абсолютные пороги чувствительности, 3) ограничение частот сигналов как сверху, так и снизу — КЧМ (критическая частота мельканий) и исчезновение изображения при стабилизации, 4) адаптацию.
5.2. ИЛЛЮСТРАЦИИ СВОЙСТВ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ МОДЕЛИ
Ниже будет дана более полная иллюстрация свойств модели и указана ее связь с известными психофизическими закономерностями. При описании этих явлений необходимо
89
рассматривать взаимодействие различных участков модели с сигналом.
Чтобы не усложнять примеры побочными преобразованиями, будем рассматривать лишь изменения, которые претерпевает входной сигнал на двух звеньях модели, т. е. на цепочках R2C2 и R3C3, представляющих фильтры верхних и нижних частот. Условия адаптации схемы будут определяться наличием некоторого остаточного напряжения на емкостях C2 и C3 схемы. Необходимо еще раз отметить, что модель описывает только сенсорное звено периферии зрительной системы. Это значит, что все эффекты, связанные с движением глаз, должны быть учтены при сопоставлении результатов, полученных на модели и в классических экспериментах. Такой учет может быть осуществлен двумя способами: либо надо точно знать характеристику движений глаз и связанные с ним эффекты, либо устранить их при проведении экспериментов. Наиболее удобным оказался вариант стабилизации изображения относительно сетчатки, позволивший исключить разницу условий работы модели и эксперимента. Кроме того, сопоставление известных психофизических данных с данными, полученными в экспериментах со стабилизацией, позволило определить некоторые функции движений глаз, выступающие в этих экспериментах.
5.2.1. Законы Плато и Тальбота
Рассмотрим известные законы Плато и Тальбота, связанные с критической частотой слияния мельканий.
Согласно закону Плато, критические частоты, измеренные для двух дополнительных дисков, равны. С другой стороны, согласно закону Тальбота, при слиянии мельканий ощущение яркости слитного изображения пропорционально светлой части периода. Вместе с тем известно, что критические частоты пропорциональны яркости вспышек, т. е. чем больше яркость, тем выше критическая частота слияния. Таким образом, существует противоречие между законами Плато и Тальбота, на основании которого их относят к различным классам явлений.
Перейдем к рассмотрению этих явлений на модели. Очевидно, что пара дополнительных дисков, белый сектор одного из которых равен черному сектору другого, и наоборот (рис. 5.6), может быть заменена двумя сериями вспышек с такими же отношениями. Этот вариант не меняет характера эксперимента, позволяя провести аналогичные серии на модели.
На вход модели подана первая серия импульсов с амплитудой u. Длительность входного сигнала обозначим через T1 длительность паузы — через T2. Рассмотрим преобразования,
90
происходящие на каждом звене схемы отдельно, считая, что выходной сигнал первого звена будет входным сигналом второго.
Рис. 5.6. Работа схемы в режиме дополнительных импульсных последовательностей
При действии на вход импульса начнется заряд конденсатора C2 через сопротивление R2. Скорость заряда будет определяться величиной входного сигнала uвх и постоянной времени ?2=R2C2 (постоянная времени определяет время заряда конденсатора до уровня 0,7 входного напряжения). Поскольку в нашем случае время действия импульса T1 выбрано меньшим ?2 (случай надкритической частоты), конденсатор успеет зарядиться лишь до незначительной величины. В следующий момент T2 (пауза) начнется разряд конденсатора, но скорость его разряда будет ниже, чем в первом случае, так как конденсатор оказался заряженным не полностью. Можно показать, что разряд также будет неполным, так как T2 тоже меньше ?2. Это приведет к тому, что следующий цикл
91
начнется не с нулевого, а более высокого уровня. Так будет продолжаться до тех пор, пока не установится состояние равновесия, когда величина дозаряда емкости не станет равна величине частичного разряда. Эта разность напряжений, названная амплитудой переменной составляющей, установится на некотором расстоянии от нулевой линии. Уровень, на котором установится переменная составляющая, назван постоянной составляющей. Количественно величина постоянной составляющей будет определяться как среднее значение сигнала за период и изменяться от нуля до величины входного сигнала при увеличении отношения сигнал — пауза.
Обратимся теперь ко второй импульсной последовательности, у которой длительность вспышки T3 равна паузе T2 в первой серии. Процессы заряда и разряда емкости C2 будут аналогичными, но уровень, на котором установится процесс, т. е. величина постоянной составляющей, будет другой (рис. 5.6, кривая 4). Эти кривые зеркально отображают одна другую. Таким образом, на входе второго звена схемы будут действовать преобразованные импульсные последовательности. Дифференцирующая емкость второго звена пропустит только переменную составляющую сигнала, а постоянная составляющая изменит только уровень заряда емкости C3. Так как заряд емкости происходит не мгновенно и определяется постоянной времени ?3=R3C3, напряжение на сопротивлении R3, равное величине постоянной составляющей, по мере заряда емкости C3 будет уменьшаться до нуля. Переменный сигнал, прошедший без изменения через конденсатор C3, належится на кривую спада напряжения. В результате получатся кривые 5 и 6 (рис. 5.6). Эти кривые отличаются друг от друга только в начальные отрезки времени, следующие за моментом включения. В дальнейшем они устанавливаются на нулевом уровне. При частотах выше критических амплитуды переменных составляющих этих кривых оказываются ниже порога срабатывания выходного преобразователя и вся схема не дает никакого ответа, что равносильно отсутствию сигнала. Поскольку амплитуды переменных составляющих обоих сигналов равны между собой для любых частот повторения импульсов, то и частоты, при которых величины амплитуд окажутся ниже порога, также равны, т. е. равны их критические частоты. Разница же в поданных последовательностях может быть обнаружена только в моменты включения.
Таким образом, анализ показывает, что дополнительные последовательности импульсов имеют одинаковую критическую частоту, выше которой информация проходит только в момент включения.
Можно предположить, что в эксперименте со стабилизацией мы можем получить следующий эффект. При подаче на глаз двух дополнительных последовательностей вспышек,
92
предъявляемых каждая на своей половине экрана, испытуемый увидит две мелькающие половины экрана, при повышении частоты все исчезнет и на месте экрана будет черное поле. При новом включении в течение 1—3 сек будут видны две различные по яркости половины, которые затем исчезают. Результаты эксперимента полностью, подтвердили это предположение.
Сравнивая результаты экспериментов в условиях свободного рассматривания и в условиях стабилизации, можно сказать, что в последнем случае движения глаз берут на себя функцию модулятора света.
Таким образом, анализ экспериментов Плато и Тальбота с помощью модели позволяет заключить, что они исследовали две фазы одного и того же процесса и что противоречие между установленными ими законами мнимое.
5.2.2. Флуктуации КЧМ
Экспериментальные исследования свидетельствуют о наличии флуктуации КЧМ. Имеется ряд флуктуации, связанных с изменениями внешних условий подачи стимулов (дополнительное освещение и пр.), на которые очень тонко реагирует зрительная система. Рассмотрим следующий пример. Экран освещается прерывающимся светом так, что частота изменения яркости света несколько выше критической. Если теперь включить дополнительный источник света с неизменной яркостью так, чтобы он осветил экран (т. е. понизил контраст), наблюдатель в течение некоторого небольшого, следующего за включением, промежутка времени будет отмечать мерцания экрана, т. е. критическая частота мельканий для него повысится. Казалось бы, уменьшение контраста должно привести к снижению КЧМ, на деле же происходит обратное. Анализ этого явления на модели показывает, что оно связано с переходным процессом, возникшим в системе. Его графическое изображение дано на рис. 5.7, где u1 — амплитуда яркости источника переменного света, u2 — величина яркости источника постоянного света. Понижение амплитуды сигнала в схеме по сравнению с входным обусловлено наличием фильтра верхних частот, образованного элементами R2C2.
При установившемся режиме амплитуда переменной составляющей опускается ниже порогового уровня работы выходного элемента и на выходе схемы не будет никакого сигнала. При включении второго источника начинается дополнительный подзаряд емкости C3 до уровня этого источника, что приводит к временному повышению напряжения на сопротивлении R3 — Время этого переходного процесса определяется постоянной времени цепи R3C3.
93
Но наиболее четко работа модели согласуется с экспериментами, когда они проводятся в условиях стабилизации, где исключены относительные перемещения глаза и объекта. Так, для рассмотренного случая модель вообще не дает ответа в течение всего времени, кроме момента включения дополнительного источника. Аналогичное явление происходит и при стабилизации, когда мигающий экран с частотой выше критической воспринимается как пустое поле и только в моменты изменения яркости дополнительного источника наблюдатель видит мерцающий экран. Подобный механизм объясняет кратковременное наблюдение мельканий при включении источника, имеющего частоту мельканий выше критической.
Рис. 5.7. Работа схемы в режиме критической частоты мельканий (КЧМ)Рис. 5.8. Работа схемы в режиме «последовательный контраст»5.2.3. Последовательный контраст
Модели свойственна также реакция, которая в психофизике известна как явление последовательного контраста. Это явление иллюстрируется следующим образом.
Пусть половина сетчатки будет засвечена в течение некоторого периода времени t0 — T1 источником света яркости I. В следующий момент T1 засветим обе половины глаза другим источником большей яркости — I2>I1. Возникающее в ходе опыта субъективное ощущение яркости для ранее засвеченной половины сетчатки будет меньше, чем для второй.
Для модели эквивалентами яркости будут пропорциональные значения напряжений u1 и u2. В этом случае процесс можно описать графически (рис. 5.8). Первый график имитирует процесс, происходящий на первой половине сетчатки, второй — на другой половине. В момент t0 подачи напряжения
94
u1 на схему начнут заряжаться емкости C2 и C3; поскольку заряд проходит через сопротивления R2 и R3, процесс заряда будет растянут во времени и тем больше, чем больше величины произведений емкостей и сопротивлений, т. е. постоянные времени цепей. Участок кривой AB характеризует заряд емкости C2, участок BC — заряд емкости C3. При подаче следующего напряжения u2 начнется дозаряд емкостей от уровня их заряда к данному моменту до уровня u2.
Сравнение графиков для обеих ситуаций показывает, что величина напряжения в произвольный момент t' в первом случае меньше, чем во втором, что соответствует различиям в субъективном ощущении яркости в описанном выше опыте.
5.2.4. Послеобраз
Если какая-либо система обладает инерцией, то последняя должна проявиться как при подаче сигнала, так и при его снятии. В последнем случае эффект инерции можно рассматривать как некоторое хранение накопленной информации, и время этого хранения должно определяться величиной входного сигнала и количеством накопленной энергии. В психологии восприятия подобное явление известно как послеобраз. Рассмотрим, как этот процесс может описываться моделью.
Как было показано выше, послеобраз, возникающий после снятия стимула, моделируется процессом разряда емкостей C2 и C3 (в основном C3). В пользу этого положения говорят работы П. П. Лазарева, давшего математическое описание процесса затухания послеобразов. Лазарев приходит к выводу, что яркость I послеобраза определяется выражением:
I=A+Be–?t,
где A и B — постоянные коэффициенты, характеризующие яркость стимульного образа, и ? — коэффициент скорости угасания. По аналогичному экспоненциальному закону протекает процесс разряда емкости C3 в модели.
Мы полагаем, что все эффекты, предсказываемые теорией, должны воспроизводиться и моделью. В качестве примера рассмотрим случай, когда на некоторое место сетчатки подействовал импульс света яркостью I1 а затем вся сетчатка была засвечена фоновой яркостью I2. Согласно теории Лазарева, при возрастании яркости I2 от нуля до значительной величины, большей I1, послеобраз будет меняться с положительного на отрицательный, проходя значения, когда его яркость будет равна яркости фона. Для модели это будет соответствовать случаю, изображенному на графиках (рис. 5.9). Из графиков видно, что абсолютные величины u и заряда конденсаторов
95
в момент T1 будут определяться величиной фонового засвета u2 и временем подачи этого засвета относительно первого стимула яркостью u1. Знак величины u'1 также является функцией фонового засвета, откуда и разность величин u'1–u'2 также будет функцией u2. Вопросы, рассматриваемые на модели для белого цвета, могут быть распространены и на отдельные его компоненты и их комбинации. В этом случае один канал, пропускающий в модели белый свет, нужно заменить несколькими, различающимися постоянными времени своих цепей, так как известно, что скорости угасания, как и скорости нарастания зрительных ощущений, различны для различных цветов (Кравков, 1950). Основными удобно считать цвета, принятые классической трехкомпонентной теорией. Тогда вся система образуется из троек равноправных каналов, включенных параллельно один другому и обладающих некоторым взаимовлиянием.
Рис. 5.9. Работа схемы в режиме «послеобраз»
96
Иллюстрацией работы модели для разных цветов может быть эксперимент, рассмотренный в главе I. Пусть некоторая часть сетчатки засвечивается красным цветом, тогда при включении источника наблюдатель увидит послеобраз того же цвета; это моделируется разрядом конденсатора C3. Если вместо выключения источника красного света произвести замену на белый свет, наблюдатель увидит послеобраз дополнительного, сине-зеленого цвета. Это будет соответствовать заряду емкостей C3 в каналах синего и зеленого цветов и неизменному состоянию канала для красного цвета. Этот эксперимент желательно проводить в условиях стабилизации, чтобы исключить влияние перемещений глаза относительно источника, что может повлечь уменьшение насыщенности цветов в силу подключения новых участков сетчатки, не засвеченных ранее красным цветом.
5.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ МОДЕЛИ СЕНСОРНОГО ЗВЕНА ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
Перейдем к рассмотрению экспериментов, подтверждающих, с нашей точки зрения, справедливость описанной выше функциональной модели сенсорного звена зрительной системы. Эта модель оказалась полезной не только для согласования противоречивых данных из области классической психофизики, но и для объяснения некоторых спорных феноменов, известных в психологии восприятия, а также для прогнозирования новых данных из области восприятия и кратковременной памяти.
Как отмечалось выше, существенные элементы были включены в модель на основе результатов, полученных при изучении стабилизации. Естественно, что при проверке модели мы также воспользовались методикой стабилизации, которая позволила получить более строгие и свободные от «двигательных шумов» зрительной системы результаты.
5.3.1. Дестабилизирующая функция макродвижений глаз
Функции макродвижений глаз были подробно рассмотрены в главе, где излагались некоторые новые данные, подтверждающие праксеологическую трактовку перцептивных процессов. Здесь уместно рассмотреть еще одну функцию, которую выполняют эти движения, а именно функцию дестабилизации зрительной системы.
В условиях свободного рассматривания функцию изменения освещения участков сетчатки берут на себя движения глаз. Очевидно, что для обеспечения нормальных условий видения
97
период изменения яркости должен быть меньше времени, при котором наступает исчезновение изображения, и больше, чем при критической частоте слияния мельканий. Этот интервал, таким образом, будет определяться в пределах 0,05—1 сек. В пределах этого же интервала находятся и значения времени фиксаций при произвольном рассматривании (100—500 мсек).
В связи с этим особый интерес представляет вопрос о микродвижениях глаза. Известны попытки связать оптимальные условия видения с микродвижениями глаз и нередко встречаются утверждения, что тремор является тем механизмом, который осуществляет дестабилизацию изображения на сетчатке, вызывая тем самым на рецепторе переменный сигнал. Из предыдущих рассуждений видно, что тремор с частотами выше критической, не может обеспечить подходящих условий видения.
С целью подтверждения этого положения были предприняты эксперименты с моделированием отдельных компонент тремора. Опыты проводились следующим образом. После исчезновения изображения объекта, стабилизированного с помощью присоски, включался генератор, приводящий в колебательное движение тестовый объект (см. методику 1.5.1). В качестве такового использовался негатив с вертикальными и горизонтальными линиями различных цветов. Частота и амплитуда колебаний менялись от предъявления к предъявлению. Эксперименты показали, что изображение проявлялось независимо от частоты колебаний объекта только в моменты включения или выключения сигнала раскачки. Амплитуда раскачивающего сигнала сказалась только на том, какая часть изображения оказывалась проявленной, т. е., если амплитуда сигнала была больше линейных размеров объекта, происходило полное его проявление, если меньше, то проявлялась только часть, равная по величине амплитуде раскачивающего сигнала. При частотах раскачки ниже КЧМ изображение наблюдалось как движущееся по полю или колеблющееся.
Приведенные рассуждения и эксперименты свидетельствуют о том, что высокочастотные микродвижения глаз не имеют прямого отношения к механизму, обеспечивающему дезаптацию и непрерывность восприятия; функции микродвижений в процессе зрения требуют еще детального исследования. В то же время из изложенного следует, что макродвижения глаз осуществляют не только центрацию изображения и наведение наиболее чувствительной части на объект, но и обеспечивают условия нормального видения, т. е. являются автоматическим механизмом, препятствующим стабилизации изображения и обеспечивающим нормальную работу зрительной системы.
98
5.3.2. Исследование кратковременной зрительной памяти
Следующим тестом для предложенной модели мы избрали явление зрительной кратковременной памяти. По логике работы модели в зрительной системе возможно кратковременное хранение информации.
Если на вход модели подать не прямоугольный импульс напряжения, а медленно изменяющееся напряжение, так чтобы скорость его изменения была меньше или равна скорости затухания процесса на цепочке R3C3, то величина выходного сигнала на лампе Л1 будет оставаться ниже пороговой, и импульсного ответа не будет. Вместе с тем при выключении входного сигнала возникает отрицательная полуволна выходного напряжения, которая приведет к срабатыванию лампы Л2.
Мы считаем, что аналогичный результат может быть получен и при исследовании кратковременной зрительной памяти. Более того, теоретически не должно существовать ограничений объема зрительной памяти, точнее, эти ограничения должны быть связаны лишь с возможностями разрешения зрительной системы и явлением иррадиации. Сетчатка должна хранить всю предъявленную информацию, при этом время хранения должно быть пропорциональным логарифму яркости. Однако практика исследования кратковременной зрительной памяти по методике традиционной тахистоскопии свидетельствует об ограниченности объема памяти 4—5 символами. В исследованиях Сперлинга (1960, 1963) с помощью методики послестимульной инструкции, требовавшей от испытуемого частичного воспроизведения предъявленного материала, было показано, что объем зрительной кратковременной памяти в 2—3 раза выше по сравнению с результатами классической тахистоскопии. Данные Сперлинга были подтверждены в исследовании Вучетича (1968) и других. Вслед за Сперлингом Бушке (1963) предложил еще один метод оценки объема кратковременной памяти — метод определения отсутствующего члена в предъявленном наборе. С помощью этого метода также были получены более высокие результаты по сравнению с тахистоскопическими исследованиями.
Анализ свойств модели показывает, что действительный объем памяти не выявлен ни методикой послестимульной инструкции, ни методикой определения отсутствующего члена.
Для более полного выявления объема кратковременной зрительной памяти была использована методика стабилизации изображения относительно сетчатки, которая позволила полностью имитировать процесс длительного подпорогового накопления информации таким образом, как это происходит в модели.
99
В экспериментах использовалась центральная присоска с фокусным расстоянием объектива 9 мм. В качестве источников света были применены электролюминесцентные пластинки. Яркость свечения пластинок могла изменяться с помощью источника питания от 0 до 150 нит. Чтобы получить отрицательный послеобраз, две электролюминесцентные пластинки располагались перпендикулярно одна относительно другой, а на месте пересечения их нормалей помещалось полупрозрачное зеркало с коэффициентом отражения около 50%. Плоскость зеркала была ориентирована под углом 45° к оптической оси объектива. Такая система позволила поочередно предъявлять тестовое поле и нейтральное поле. На последнем испытуемый мог видеть отрицательный послеобраз тестового поля.
Испытуемым предъявлялись цифровые таблицы величиной 15x15° с 36 цифрами. Величина каждой цифры составляла около 1°. Движения глаз испытуемого записывались на экране осциллографа, регистрирующего перемещения датчика, который был укреплен на глазе. Полученные записи затем фотографировались.
Присоска ставилась на глаз испытуемого, после чего от нуля начинался медленный подъем яркости электролюминесцентной пластинки, на которую было наложено тестовое изображение. Этот процесс продолжался около 1 мин. Адаптация зрительной системы в условиях стабилизации тестового поля протекала быстрее, чем нарастание яркости. Поэтому на подготовительной фазе опыта испытуемый ничего не видел, хотя яркость тестового поля достигала 150 нит.
Затем одновременно резко сбрасывалось напряжение, поданное на тестовое поле, и включалось нейтральное поле, на фоне которого испытуемый видел отрицательный послеобраз тестовой таблицы. По инструкции экспериментатора испытуемый считывал цифры таблицы. В среднем испытуемые до исчезновения послеобраза успевали считать 10—12 цифр, что вдвое превышает значения объема памяти, полученные в тахистоскопических опытах. Так же как и Сперлинг, мы воспользовались методикой частичного воспроизведения и просили испытуемых считывать цифры с разных участков таблицы. Инструкция испытуемому давалась до включения тестового поля, т. е. на такой фазе эксперимента, когда испытуемый еще не видел таблицы и не мог заучить требуемый материал. Оказалось, что испытуемым безразлично, с какого участка послеобраза считывать цифры. Объем воспроизведенного материала сохранялся таким же. Следовательно, подобная организация эксперимента обеспечила эффективное запечатление всего тестового поля сетчаткой. Это запечатление оказалось более прочным, чем при тахистоскопическом предъявлении, что и объясняет высокие результаты воспроизведения.
100
По существу оказалось, что испытуемые на короткое время запечатлевают все тестовое поле (36 элементов по сравнению с 17 элементами, которые помнят испытуемые в опытах с послестимульной инструкцией), если это поле стабилизированно относительно сетчатки.
Такие высокие результаты нельзя получить в условиях тахистоскопического предъявления информации, так как в зрительной системе за короткое время не может произойти достаточное накопление энергии стимула (не случайно тахистоскопическую методику назвали методикой истощения стимула). В условиях свободного рассматривания объем зрительной памяти, получаемый экспериментально, также существенно ниже, что объясняется стиранием послеобраза новыми стимулами, которое происходит при смене точек фиксации.
Анализ записей движений глаз показал, что движения необходимы для съема информации, накопленной сетчаткой. По амплитуде движения глаза были в три раза меньше угловых размеров предъявленного тестового поля, а по характеру они были дрейфовыми и больше напоминали блуждающую фиксацию, чем поисковые скачкообразные движения. Подобные движения были обнаружены при изучении восприятия стабилизированных изображений и названы викарными перцептивными действиями (см. главу II). Можно предположить, что с их помощью, производится отбор полезной информации, накопленной сетчаткой, и передача ее в оперативную память.
Проведенное исследование и анализ свойств описанной модели, как мы думаем, позволяют заключить, что кратковременная зрительная память в значительной степени зависит от состояния периферического звена зрительной системы.
101
ЛИТЕРАТУРА
Ананьев Б. Г. Психология чувственного восприятия. М., Изд-во АПН РСФСР, 1960.
Антакова Н. В., Калинина А. В., Леньшина Л. К. и др. Частотные характеристики и абсолютные пороги чувствительности фоторецепторов некоторых насекомых. М., «Бионика», 1965.
Березкин Б. С., Зинченко В. П. Исследование информационного поиска. «Проблемы инженерной психологии». М., «Наука», 1967.
Бернштейн Н. А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности. М., «Медицина», 1966.
Бороздина Л. В., Гиппенрейтер Ю. Б. О функциях движений глаз в пространственном зрении. «Третий Всесоюзный съезд Общества психологов СССР», т. 1. М., «Просвещение», 1968.
Бунге М. Интуиция и наука. М., «Прогресс», 1967.
Бызов А. Л. Электрофизиологические исследования сетчатки. М., «Наука», 1966.
Вергилес Н. Ю. Метод увеличения времени восприятия стабилизированного образа. «Вопросы психологии», 1966, № 2.
Вергилес Н. Ю., Зинченко В. П. Функциональная модель некоторых элементов зрительной системы. «НТО им. Попова, II симпозиум по проблеме «Человек-машина». Тезисы докладов. Тбилиси, 1966.
Вергилес Н. Ю., Зинченко В. П. Проблема адекватности образа. «Вопросы философии», 1967, № 4.
Вергилес Н. Ю., Зинченко В. П. Функциональная модель сенсорного звена зрительной системы и возможный механизм кратковременной зрительной памяти. «Вопросы психологии», 1967, № 6.
Вергилес Н. Ю., Ретанова Е. А. О работе зрительной системы в условиях искусственного ограничения поля зрения. «Третий Всесоюзный съезд Общества психологов СССР», т. 1. М., «Просвещение», 1968.
Вучетич Г. Г. Исследование объема кратковременной зрительной памяти. «Третий Всесоюзный съезд Общества психологов СССР», т. 1. М., «Просвещение», 1968.
Гальперин П. Я. Развитие исследований по формированию умственных действий. «Психологическая наука в СССР», т. 1. М., Изд-во АПН РСФСР, 1959.
Гальперин П. Я. В какой мере понятие «черного ящика» применимо в психологии обучения. «Теория поэтапного формирования умственных действий и управление процессом учения». Изд-во МГУ, 1967.
Геринг Э. Пространственное чувство и движения глаза. «Руководство к физиологии», т. 3. СПб., 1887.
Гиппенрейтер Ю. Б. Опыт экспериментального исследования работы зрительной системы наблюдателя. «Инженерная психология». Изд-во МГУ, 1964.
102
Глезер В. Д. Механизм опознания зрительных образов. М., «Наука», 1966.
Гранит Р. Электрофизиологическое исследование рецепции. М., ИЛ, 1957.
Завалишина Д. Н. Психологические механизмы решения оперативных задач. Канд. дисс. М., 1968.
Запорожец А. В. Развитие восприятия и деятельности. «XVIII Международный психологический конгресс. Симпозиум 30, «Восприятие и действие». М., 1966.
Запорожец А. В. Проблема генезиса, функций и структуры перцептивных действий. «Третий Всесоюзный съезд Общества психологов СССР», т. 1. М., «Просвещение», 1968.
Запорожец А. В. Развитие произвольных движений. М., Изд-во АПН РСФСР, 1960.
Запорожец А. В., Зинченко В. П., Венгер Л. А., Рузская А. И. Восприятие и действие. М., «Просвещение», 1967.
Зинченко В. П. Восприятие и действие. Сообщения I и II. «Доклады АПН РСФСР», 1961, № 2, 5.
Зинченко В. П. Восприятие как действие. «Вопросы психологии», 1967, № 1.
Зинченко В. П. Перцептивные и мнемические элементы творческой деятельности. «Вопросы психологии», 1968, № 2.
Зинченко В. П., Ретанова Е. А., Вергилес Н. Ю. О возможных методах экспериментального исследования интуитивного акта. «Симпозиум по проблемам интуиции». Тезисы докладов. Тбилиси, 1968.
Зинченко Т. П. К вопросу о формировании эталонов при опознании визуальных сигналов. «XVIII Международный психологический конгресс. Симпозиум 16». М., 1966.
Зинченко Т. П. Исследование формирования эталонов на разных стадиях развития перцептивного действия. «Третий Всесоюзный съезд Общества психологов СССР», т. 1. М., «Просвещение», 1968.
Кравков С. В. Глаз и его работа. М. — Л., Изд-во АН СССР, 1950.
Лазарев П. П. Исследования по адаптации. М. — Л., Изд-во АН СССР, 1947.
Леонтьев А. Н. Проблема развития психики. М., Изд-во АПН РСФСР, 1959.
Леонтьев А. Н. О механизме чувственного отражения. «Вопросы психологии», 1959, № 1.
Леонтьев А. Н. Мышление. «Вопросы философии», 1964, № 4.
Леонтьев А. Н. Культура, поведение и мозг человека. «Вопросы философии», 1968, № 7.
Леонтьев А. Н., Гиппенрейтер Ю. Б. О деятельности зрительной системы человека. «Психологические исследования». Изд-во МГУ, 1968.
Ломов Б. Ф. О структуре процесса опознания. «XVIII Международный психологический конгресс. Симпозиум 16». М., 1966.
Луизов А. В. Инерция зрения. М., «Оборонгиз», 1961.
Машкова М. П., Вергилес Н. Ю. О деформации изображения, стабилизированного относительно сетчатки. «XVIII Международный психологический конгресс. Симпозиум 30». М., 1966.
Панов Д. Ю. Интуиция и инсайт как элементы творческого процесса. «Симпозиум по проблемам интуиции». Тезисы докладов. Тбилиси, 1968.
Пиаже Ж. Избранные произведения. М., «Просвещение», 1967.
Платт Ж. Функциональная геометрия и восприятие формы мозаичными рецепторами. «Теория информации в биологии». М., ИЛ, 1960.
Поддьяков Н. Н. Превращение исполнительских действий в ориентировочные у детей дошкольного возраста. «XVIII Международный психологический конгресс. Симпозиум 30». М., 1966.
Причард Р. Н. Стабилизированные изображения на сетчатке и зрительное восприятие. «Проблемы бионики». М., «Мир», 1965.
103
Пушкин В. Н. Оперативное мышление в больших системах. М., «Энергия», 1965.
Пушкин В. Н., Ретанова Е. А., Фетисов В. М. Экспериментальное исследование познавательной деятельности в процессе решения оперативных задач. «Третий Всесоюзный съезд Общества психологов СССР», т. 1. М., «Просвещение», 1968.
Ретанова Е. А., Зинченко В. П., Вергилес Н. Ю. Исследование перцептивных действий в связи с проблемой инсайта. «Вопросы психологии», 1968, № 4.
Румянцев Д. А., Вучетич Г. Г., Вергилес Н. Ю. К вопросу о времени опознания при стирании тестовых объектов шумовым полем. «Третий Всесоюзный съезд Общества психологов СССР», т. 1. М., «Просвещение», 1968.
Соркин Ф. В. Электролюминесцентные приборы в системах со знаковой индикацией. «Проблемы инженерной психологии». Изд-во ЛГУ, 1965, вып. 2.
Сутро Л. Модель зрительного пространства. «Проблемы бионики». М, «Мир», 1965.
Тоидзе И. А. О возможном методе исследования визуализации. «Третий Всесоюзный съезд Общества психологов СССР», т. 1. М., «Просвещение», 1968.
Тоидзе И. А. Опыт исследования конкретного акта инсайта. «Симпозиум по проблемам интуиции». Тезисы докладов. Тбилиси, 1968.
Тихомиров О. К. Структура мыслительной деятельности человека. Докт. дисс. М., 1968.
Ухтомский А. А. Собр. соч., т. 1. Л., Изд-во АН СССР, 1950.
Хартиридж Г. Современные успехи физиологии зрения. М., ИЛ, 1952.
Шехтер М. С. Психологические проблемы узнавания. М., «Просвещение», 1967.
Юнг Р. Интеграция в нейронах зрительной коры. «Теория связи в сенсорных системах». М., «Мир», 1964.
Ярбус А. Л. Роль движений глаз в процессе зрения. М., «Наука», 1965.
* * *
Adrian E. D. The basis of sensations. London (1928).
Buschke H. Retention in immediate memory estimated without retrieva. «Science», 1963, vo. 140, No. 3562.
Cowes M. B., Ditchburn R. W. An improved apparatus for producting a stabiized retina image. «Optika Acta», 1959, vo. 6, pp. 128—133.
Ditchburn R. W., Ginsborg B. L. Vision with a stabiized retina image. «Nature», 1952, vo. 170, No. 4314, p. 36.
Ditchburn R., Fender D. The stabiized retina image. «Opt. Acta», 1955, vo. 2, pp. 128—133.
Eage M., Kein F. Fragmentation fenomena with the use of the stabiized retina image. «Perc. & Mot. Skis», 1962, vo. 15, pp. 579—582.
Eage M., Bowing L., Kein G. S. Fragmentation phenomena in uminous designs. «Perceptua and Motor Skis», 1966, vo. 23.
Eisenbud J. The Word of Ted Serios. Wiiam Morrow and Company. New York, 1967.
Evans C. R. Some studies of pattern perception using a stabiized retina image. «Brit. J. Psych.», 1965, vo. 56, pp. 121—133.
Gibson J. J. The perception of the visua word. Boston, 1950.
Gibson E. Perceptua deveopment and the reduction of uncertainty. XVIII Международный психологический конгресс. Симпозиум 30. М., 1966.
104
Goud J. D., Schaffer A. Eye movements patterns in scanning numeric dispays. «Percept, and Motor Skis», 1965, vo. 20, No. 2.
Hebb D. O. The organization of behavior. New York. Wiey, 1949.
Hebb D. O. The semiautonomus process, its nature and nurture. «American Psychoogist», 1963, vo. 18.
Heckenmuer E. G. Stabiization of the retina image. «Psych. Bu.», 1965, vo. 633, pp. 157—169.
Hube D., Wiese T. Shape and arrangment of coumns in cat’s striate cortex. «J. Physio.», 1963, vo. 165, pp. 559—568.
Koher J. The formation and transformation of the perceptua word. New York, 1964.
Muchzinger K. F. Vicarious tria and error at a point of choise. «J. Genet. Psycho.», 1938, vo. 53, pp. 75—86.
Neisser U. Visua search. «Scient. Am.», 1964, vo. 210, No. 6, pp. 94—103.
Odfied R. C. Memory mechanisms and the theory of schemata. «Brit: J. Psych.», 1954, vo. 45, pp. 14—23.
Pritchard R. M. Stabiized images on the retina. «Scient. Am.», 1961, vo. 204, pp. 72—76.
Pritchard R. M., Heron W., Hebb D. O. Visua perception approached by the method of stabiized images. «Canad. J. Psych.», 1960, vo. 14, pp. 67—76.
Rattiff F. Stationary retina image requiring no attachments to the eye. «J. Opt. Soc. Am.», 1958, vo. 48, pp. 274—275.
Rattiff F., Rigge L. A. Invountary motions of the eye during monocuar fixation. «J. exp. Psycho.», 1950, vo. 40, No. 2.
Riggs L. A., Rattiff F., Cornsweet J. C. Disappearance of a stediy fixated visua test object. «J. Opt. Soc. Amer.», 1953, vo. 43, pp. 495—501.
Rushton W. A. N. Serios photos: if contrary to natura aw, which aw? «J. of the Soc. for Psychica Research», 1968, vo. 44, p. 736.
Senden M. Raum und Gestatauffasung bei operierten Bindgeborenen vor und nach der Operation. Lpz., Barth., 1932.
Spering G. Information avaiabe in brief visua presentations. «Psycho. Monogr.», 1960, vo. 74, No. 11.
Spering G. A mode for visua memory tasks. «Human factors», 1963, vo. 5, No. 1.
Toman E. C. Prediction of vicarious tria and error by means of the schematic sowbug. «Psycho. Rev.», 1939. vo. 46, pp. 318—336.
Wertheimer Max. Productive Thinking. Harper and Brothers, New York, 1945.
Zusne L. and Miches. Nonrepresentationa shapes and eye movements. «Perceptua and Motor Skis», 1964, vo. 18, No. 1.
105
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие3Глава I. Методы исследования деятельности зрительной системы в условиях стабилизации изображений и в условиях свободного рассматривания71.1.Характеристика различных методов стабилизации изображения относительно сетчатки71.2.Способ увеличения времени восприятия изображений, стабилизированных относительно сетчатки91.3.Экспериментальные методики стабилизации изображения, использовавшиеся в исследовании101.3.1.Методика стабилизации изображений с внешним источником света101.3.2.Методика стабилизации, обеспечивающая смену предъявляемых изображений121.4.Методы регистрации движений глаз, применявшиеся в исследовании131.4.1.Методика оптической записи макродвижений глаз в условия к стабилизации и в условиях свободного рассматривания131.4.2.Методика регистрации движений глаз при помощи электромагнитного датчика131.4.3.Методика записи микродвижений глаз в условиях стабилизации и в условиях свободного рассматривания171.5.Использование электролюминесцентных излучателей в исследованиях зрительного восприятия191.6.Методика искусственного ограничения поля зрения211.7.Заключение23Глава II. Новые данные о восприятии в условиях стабилизации252.1.Перцептивные действия и проблема сукцессивности и симультанности восприятия252.2.Сравнительное исследование перцептивных процессов в условиях свободного рассматривания и стабилизации292.2.1.Описание задач, предъявлявшихся испытуемым292.2.2.Результаты экспериментов312.3.Обсуждение результатов352.3.1.Викарные действия и симультанное опознание38106
Глава III. Манипулятивная способность зрительной системы и проблема инвариантности образа433.1.Постановка проблемы433.2.Тесты, предлагавшиеся испытуемым443.2.1.Обратимые фигуры443.2.2.Тесты для изучения кажущегося движения453.3.Результаты экспериментов473.3.1.Наблюдение обратимых фигур473.3.2.Наблюдение кажущегося движения493.4.Обсуждение результатов50Глава IV. Исследование викарных действий в контексте проблем мышления574.1.Еще раз о гипотезе уподобления574.2.Исследования викарного поведения и ориентировочно-исследовательской деятельности594.3.Перцептивные элементы продуктивной деятельности614.3.1.О роли визуализации в процессе решения654.4.Викарные действия и визуализация в процессах решения684.5.Заключение77Глава V. Функциональная модель сенсорного звена зрительной системы805.1.Общая характеристика предлагаемой функциональной модели805.2.Иллюстрации свойств функциональной модели885.2.1.Законы Плато и Тальбота895.2.2.Флуктуации КЧМ925.2.3.Последовательный контраст935.2.4.Послеобраз945.3.Экспериментальная проверка функциональной модели сенсорного звена зрительной системы965.3.1.Дестабилизирующая функция макродвижений глаз965.3.2.Исследование кратковременной зрительной памяти98Литература101107
Зинченко Владимир Петрович и Вергилес Николай Юрьевич
ФОРМИРОВАНИЕ ЗРИТЕЛЬНОГО ОБРАЗА
Тематический план 1969 г. № 33
Редактор А. И. Назаров
Редактор изд-ва Е. П. Поликанова
Обложка художника В. В. Долженикова
Технический редактор Н. А. Рябикина
Корректоры: М. М. Петкевич, И. С. Хлыстова
Сдано в набор 5/VI 1969 г.Подписано к печати 16/XII 1969 г.Л-34950Формат 60x90/16Бумага тип. № 1Физ. печ. л. 6,75Уч.-изд. л. 6,66Изд. № 749Заказ 194Тираж 2800 экз.Цена 42 коп.Издательство Московского университета, Москва, Ленинские горы
Административный корпус
Типография Изд-ва МГУ (филиал), Москва, проспект Маркса, 20
Сноски
Сноски к стр. 26
1 Мы употребляем термин «праксеологический» лишь для краткого обозначения психических образований, имеющих в своей генетической основе практические действия.
Сноски к стр. 38
1 Механизмы кратковременной зрительной памяти, а также объем материала, который может в ней сохраниться, будут обсуждаться в главе V.
Сноски к стр. 51
1 Авторам было чрезвычайно приятно узнать о том, что в архиве Н. А. Бернштейна была найдена заметка, в которой указывалось, что образ на сетчатке может иметь несколько степеней свободы. Приведем эту заметку, любезно предоставленную нам В. В. Лебединским. «Треугольник: 2x3 степеней свободы на сетчатке (по вершинам); притом а) их связность, б) чем-то вроде прямых. Восприятие (и механическая модель) возможны только через активно щупающий, а не пассивно сканирующий механизм» (Бернштейн, 2 января 1961 г.).
Сноски к стр. 53
2 Последнее было подтверждено в неопубликованном исследовании Г. Г. Вучетича, выполненном в лаборатории В. П. Зинченко. Согласно полученным данным, средняя длительность фиксаций у детей 5—6 лет при решении задач выделения фигуры из фона составляет 0,8 сек.
Сноски к стр. 57
1 Заметим, что А. Н. Леонтьев не связывал функции уподобления исключительно с движениями воспринимающих систем, хотя и отмечал их важнейшее значение для последних.
Сноски к стр. 59
2 Анализу направленности этих преобразований могут помочь исследования, ведущиеся в контексте теории установки Д. Н. Узнадзе.
Сноски к стр. 67
3 Разумеется, трудно переоценить значение речи, несомненно, играющей большую роль в качестве средства фиксации промежуточных результатов мыслительной деятельности.
Сноски к стр. 68
4 В исследованиях В. Н. Пушкина (1965), О. К. Тихомирова (1968), использовавших методику киносъемки для изучения моторных компонентов процессов решения, викарные движения не могли регистрироваться из-за своей малой амплитуды. Впрочем, вне связи с процессом решения задач малоамплитудные движения глаз регистрировались неоднократно.
Сноски к стр. 85
1 on (англ.) — включение.
2 off (англ.) — выключение.