Эксперимент, описанный Гамильтоном, груб и примитивен в двух отношениях: условия эксперимента плохо контролировались, а его данные, возможно, даже не регистрировались. Шаг вперед был сделан в 1871 г. Джевонсом, которого обычно считают скорее логиком, чем психологом. Ссылаясь на утверждение Гамильтона, он замечает: «Этот вопрос представляется мне достойным более систематического исследования, и это один из немногих пунктов в психологии, который, насколько нам известно, может быть изучен экспериментальным путем. Я не нашел возможным решить, как предлагает Гамильтон, является ли пределом 4 — 5 или 6 объектов. Возможно, действ и тельный предел не является определенной величиной, но он почти наверняка несколько варьирует у различных индивидов. Я исследовал на себе силу внимания следующим образом: круглый бумажный ящик диаметром 11,25 см и с краями, обрезанными так, что они поднимались только на 0,62 см высоты, был помещен посредине черного подноса. Затем я взял горсть одинаковых черных бобов и, захватив наугад несколько из них, бросил по направлению к ящику, так что неопределенное количество бобов попало в него. В тот момент, когда бобы упали в ящик, их число было определено без малейшего размышления и затем записано наряду с тем количеством, которое было установлено после тщательного подсчета.
Вся ценность эксперимента зависит от быстроты определения числа бобов, так как если мы действительно можем единым умственным актом сосчитать 5 или 6 объектов, то мы должны быть способны сделать это безошибочно с первого взгляда.
Исключая несколько неудавшихся попыток, я произвел всего 1027 проб, и следующая таблица содержит окончательные результаты.
В ходе моих опытов не было никаких ошибок, как и следовало ожидать, при числе бобов 3 или 4, но я был удивлен, обнаружив, что ошибся относительно 5, которые не были правильно угаданы в 5 процентах случаев. В действительности, конечно, вопрос не может быть столь же определенно решен при опыте с первыми несколькими числами, как при попытке открыть какую-либо общую закономерность для всей серии опытов».
Джевонс показывает, как данные могут быть обработаны статистически для каждого ряда предъявленных бобов; он подсчитывает среднюю и постоянную ошибки при определении числа бобов. Таким образом, он использует метод средних ошибок. По нашей собственной инициативе мы добавили к этой таблице среднее для каждой колонки; что касается постоянной ошибки, то мы отметили незначительную тенденцию переоценки чисел 5 и 7 и более значительную тенденцию к недооценке числа выше 9. Что же касается рассеивания, то оно возрастает параллельно числу предъявленных бобов несколько нерегулярно, но без определенного отклонения от линейного отношения, требуемого законом Вебера.
Измерение объема. Техника Джевонса была большим достижением по сравнению с техникой Гамильтона: условия контролировались лучше, данные регистрировались. На основе достигнутых выводов была сделана попытка оценить все имеющиеся данные. Однако ни эксперименты, ни статистическая обработка не были вполне удовлетворительны. Оставляя пока в стороне вопросы лабораторной техники, рассмотрим вопрос о том, как можно измерить объем восприятия.
Как велико количество бобов, точек или других однородных объектов, которые могут быть схвачены одним взглядом, одним мгновенным актом восприятия, так, чтобы оно могло быть верно указано? Джевонс считал, и его данные подтверждают это, что объем изменяется от одного момента к другому. Когда некоторое количество объектов было верно воспроизведено, объем в этот момент был по меньшей мере так же велик, как это количество. Всякий раз, когда делалась ошибка, объем в этот момент был меньше, чем предъявленное количество. Проблема измерения объема относится вместе с другими проблемами к типу «верхних порогов». Как указывал Фернбергер, данные могут быть получены методом постоянных раздражений. Для этой цели мы извлекаем из полной таблицы Джевонса только проценты правильных ответов для каждого количества предъявленных бобов и вычисляем среднее арифметическое и постоянное отклонение для всего ряда чисел одним из способов, применяемых в методе постоянных раздражений. По причине неоднородности данных различные вычисления дают несколько различные величины, хотя они сходятся со средним арифметическим объема для Джевонса как испытуемого — примерно 10 бобов.
Тахистоскоп. Этот прибор разрешил для исследователей проблему экспериментального контроля. Если у Джевонса способность бросить один мгновенный взгляд на бобы зависела от испытуемого, то теперь специальный аппарат передал экспериментатору контроль над экспозицией. Тахистоскоп — инструмент, дающий зрительное раздражение с очень короткой экспозицией (рис. 1). Изобретенный первоначально в целях выяснения того, как раздражитель, действующий в течение краткого периода, может вызвать зрительное ощущение, он был приспособлен Кателлом для экспериментов на внимание и чтение. Основное требование здесь — предоставить возможность бросить только один взгляд.
Если бы мы поместили испытуемого в совершенно темную комнату, поставили перед ним карточку, содержащую набор точек (вместо бобов), и на мгновение включили свет, мы не получили бы хорошего тахистоскопического эксперимента, потому что испытуемый не знал бы точно, куда смотреть, не мог бы точно сфокусировать свои глаза и, будучи адаптирован к темноте, был бы ослеплен ярким светом. Хорошая конструкция обеспечивает доэкспозиционное поле приблизительно той же яркости, как и само экспозиционное поле, так что глаза во время эксперимента заранее адаптированы. Видимая точка фиксации дает возможность испытуемому смотреть в нужном направлении, и эта фиксационная метка находится на том же самом расстоянии, что и экспонируемый объект, так что глаза испытуемого заранее надлежащим образом сфокусированы и конвергированы. Таковы элементарные требования, предъявляемые к хорошему тахистоскопу.
Другие условия также имеют некоторое значение. Темное послеэкспозиционное поле позволяет положительному последовательному образу дополнить экспозицию. Очень яркое послеэкспозиционное поле стирает последовательный образ на сетчатке раньше, чем он успеет оказать свое полное действие на мозг. Поэтому послеэкспозиционное поле должно контролироваться и точно учитываться.
Когда доэкспозиционное поле сменяется экспозицией, то это должно совершаться без видимых движений или по меньшей мере без медленных движений, которые вызывают преследующие движения глаз и уводят их от назначенной точки фиксации. Другое желательное условие заключается в том, чтобы приводить механизм в действие и останавливать его с минимальным шумом.
Продолжительность экспозиции должна быть обычно достаточно большой, чтобы предоставить возможность ясно увидеть поле, и достаточно короткой, чтобы не позволить испытуемому бросить два взгляда. Верхний предел определяется временем реакции глаза, не обходимым для перемещения от одной точки фиксации до другой. Это время реакции довольно велико, оно равно обычно 150 — 200 миллисекундам, так что мы можем быть спокойны в этом отношении, укоротив экспозицию до 100 миллисекунд. Фотографии глаз во время экспозиции в 100 миллисекунд показали, что фактически фиксация не меняется. Более короткие экспозиции позволяют адекватно видеть поле при условии, если свет достаточно силен. При экспозициях более коротких, чем 50 миллисекунд, эффективное раздражение равно произведению времени на интенсивность света. Короче, яркая экспозиция дает то же самое ощущение, как и экспозиция более длительная и соответственно менее интенсивная. Белая карточка, освещенная яркой электрической искрой продолжительностью в долю миллисекунды, кажется такой же яркой, как и освещенная в течение 50 миллисекунд слабым светом. Экспозиция поэтому может быть как угодно мала при сильном освещении; однако для экспериментов по вниманию, чтению и т.п. очень короткие экспозиции не дают никаких преимуществ.
Если произведение интенсивности и времени (менее 50 миллисекунд) оставалось постоянным, экспозиция казалась испытуемому не только одинаково яркой, но и одинаково продолжительной. При этом не имело значения, все ли части поля экспонировались одновременно или в пределах короткого времени одна часть экспонировалась за другой. Гилен экспонировал ряд из 6 букв последовательно слева направо и справа налево и нашел, что испытуемый не мог обнаружить разницы, если общее время оставалось меньше 24 — 86 миллисекунд в зависимости от индивидуальных особенностей. Интересуясь в этой связи последовательной экспозицией букв слова, Куцнер применил тахистоскоп, в котором маленькое окно в горизонтально движущейся шторке экспонировало одну букву за другой, каждую букву по 4,5 миллисекунды, а все буквы длинного слова—в пределах общего времени 100 миллисекунд. Работая с этим прибором, Штейн нашел, что слово воспринималось точно так же, как если бы все буквы экспонировались одновременно. Он экспонировал буквы в обратном порядке, и испытуемый не замечал никаких изменений. Эти поразительные результаты могли быть предсказаны, исходя из известных фактов инерции сетчатки.
Общие требования, предъявляемые к тахистоскопу, могут быть удовлетворены при помощи разнообразных приспособлений. Экспозиционное поле иногда представляет собой маленькую площадку, видимую через лабораторный телескоп; иногда оно достаточно велико, чтобы его могла видеть вся аудитория. Оно освещается иногда спереди отраженным светом, иногда сзади — проходящим светом. Недавно в тахистоскопической работе получил широкое применение проекционный фонарь. Смена поля предэкспозиционного на экспозиционное и послеэкспозиционное совершается различными способами. В тахистоскопе с падающей шторкой (одно из старейших и простейших приспособлений) шторка с окном сначала скрывает карточку за собой, потом, опускаясь, показывает эту карточку через окно и скрывает ее снова. В других приборах шторка прикреплена к большому маятнику или к оси мотора. У проекционных тахистоскопов экспозиция может контролироваться фотографическим затвором. Одна из главных трудностей в описании тахистоскопического эксперимента — обеспечение постоянства всех условий, которые другой исследователь должен будет воспроизвести в целях проверки эксперимента.
Результаты: объем внимания в отношении количества предъявленных объектов. При помощи инструментальной и статистической техники был разрешен столетней давности вопрос об объеме внимания.
Когда требуется, чтобы было правильно схвачено количество объектов, причем объектами являются отчетливые черные точки, разбросанные беспорядочно на белой карточке и появляющиеся в поле ясного центрального зрения на период от 37 до 100 миллисекунд (в различных экспериментах), то средний объем для здорового взрослого человека равен приблизительно 8 объектам. Средний объем внимания у отдельных лиц колеблется от 6 до 11 объектов, причем у каждого индивида он колеблется от пробы к пробе вокруг средней для данного индивида величины.
Как схватывается количество объектов. Если спросим, сколько точек может быть уловлено в течение такого короткого промежутка времени, в какой совершается экспозиция, мы должны будем вернуться к мысли Гамильтона, что это может быть сделано путем группировки. Самонаблюдения показывают, что группировка действительно часто имеет место. Некоторые скопления точек легко разбиваются на группы. Один из испытуемых Фернбергера (Ф. на нашей таблице, у которого объем очень велик) сообщал после некоторых опытов: «Я отчетливо воспринял слуховой сигнал "приготовиться", за которым немедленно следовало ясное восприятие точек, расположенных в виде неровного квадрата. Внимание было направлено на верхнюю правую часть рисунка. Я быстро воспринял четыре точки, которые очень отчетливо стояли отдельно, затем я ясно воспринял три точки в нижней левой части рисунка, после чего очень ясно воспринял другую группу из трех точек в центральной части рисунка. Потом последовала вербализация "десять", а за ней —интенсивное ощущение удовольствия».
Если точки объективно хорошо сгруппированы, задача испытуемого легче и объем внимания его больше.
Действительное сосчитывание точек «одна, две, три» иногда также наблюдается в этих экспериментах. Оно, конечно, невозможно во время экспозиции в 100 миллисекунд, однако зрительный последовательный образ продлевает время, затрачиваемое на сосчитывание, и то, что называется первичным образом памяти или последовательным образом памяти, предоставляет еще больше времени. Первичный образ памяти имеет менее выраженное чувственное качество, чем зрительный последовательный образ, и различим при условии, если глаза не двигаются, а направлены на то место, где были экспонированы объекты. Конечно, никакие из этих последовательных образов не дают возможности переменить фиксацию глаза и таким образом расширить показания сетчатки, однако они дают дополнительно несколько секунд для церебральной реакции на данные, доставленные сетчаткой.
В процессе установления количества предъявленных точек группировка и сосчитывание могут быть скомбинированы. Часть скопления может быть сразу выделена в группу или группы, а оставшиеся точки могут быть прибавлены сосчитыванием.
Один эксперимент Оберли был организован так, чтобы получить три объема: для восприятия количества объектов любыми приемами, для восприятия, в котором было бы исключено сосчитывание и сколько-нибудь заметное использование последовательных образов, и для восприятия, которое осуществлялось бы непосредственно ощущением, без группирования или сосчитывания. После каждой пробы испытуемый сообщал, каким образом он устанавливал количество точек. Как и следовало ожидать, объем был наименьшим при прямом восприятии, промежуточным при группировке и наибольшим в случае восприятия с применением любых приемов. В среднем для б испытуемых Оберли объемы были следующими:
Для прямого восприятия.............................................. 3, 93 точки
Для прямого восприятия плюс группирование .......... 6, 91 »
Для восприятия, включающего все формы................. 8, 21 »
Если показывались только 2 — 3 или 4 точки, восприятие обычно описывалось как непосредственное и без группировки. Когда количество было 5 или 6, сосчитывание и группировка были приблизительно одинаково часты, и с увеличением количества то и другое быстро снижалось, уступая место ошибкам. Средние результаты 10 испытуемых приведены в следующей таблице:
Таблица показывает, например, что если предъявлялось 5 точек, то они воспринимались непосредственно, без группирования или сосчитывания, в 18 процентах случаев, путем группирования — в 59, путем сосчитывания - в 15 процентах случаев и с ошибками - в 8 процентах.
Упражнение повышает средний объем. Некоторые испытуемые приобретают опыт в группировании, другие — в сосчитывании. Если то же самое расположение точек часто повторяется в эксперименте, испытуемый научается распознавать его и таким образом узнавать количество непосредственно, без подразделения на группы.
