Stevenso galios dėsnis: psichofizikos apibrėžimas ir formulė

Sužinokite Stevenso galios dėsnį: psichofizikos apibrėžimas, formulė ψ(I)=kI^a, eksponentai ir diskusijos apie taikymą pojūčių tyrimuose.

Stivenso galios dėsnis – tai empirinė psichofizikos formulė, apibūdinanti ryšį tarp fizinio stimulo dydžio ir subjektyviai patiriamo jo intensyvumo. Dėsnį pasiūlė psichofizikos tyrėjas Stanley Smith Stevensas (žr. Stanley Smitho Stevenso biografiją), o pagrindinės idėjos ir duomenys buvo paskelbti viduriniame XX a. (Stevenso pagrindinė publikacija datuojama 1956–1957 m.). Nors galios dėsnis turėjo ankstesnių šaknų ir panašią idėją nagrinėjo XIX a. mokslininkai, Stevensas priskiriamas dėsnio atgaivinimui ir plataus taikymo paskatinimui.

Dauguma tyrėjų mano, kad Stivenso dėsnis gali apimti platesnį pojūčių spektrą nei tradicinis Weberio–Fechnerio dėsnis, kuris remiasi logaritmine priklausomybe. Tačiau dėsnį gaubia ir kritika: dalis mokslininkų teigia, kad gauti eksponentų dydžiai priklauso nuo eksperimentinės metodikos (pvz., magnitude estimation) ir pasirinktos skalės, todėl dėsnis gali būti dalimis metodinis artefaktas.

Teorinė formulė paprastai rašoma taip:

ψ ( I ) = k I a , {\displaystyle \psi (I)=kI^{a},\,\! }

Čia I {\displaystyle I} yra fizinio stimulo dydis, ψ {\displaystyle \psi } – psichofizinė funkcija, atspindinti pojūtį (subjektyvų stimulo dydį), a {\displaystyle a} – empirinė konstanta (eksponentas), priklausanti nuo stimuliacijos tipo, o k {\displaystyle k} – proporcingumo konstanta, kuri priklauso nuo stimuliacijos tipo ir pasirinktos mastelio vienetų.

Pagrindinės interpretacijos

• Jei a < 1: pojūtis didėja lėčiau nei fizinis stimulas (suspaudimas). Pavyzdžiui, ryškumo ir kai kurių cheminių skonio intensyvumų atvejais dažnai gaunami a < 1.
• Jei a = 1: pojūtis proporcingas stimulusui (tiesinė priklausomybė).
• Jei a > 1: pojūtis didėja greičiau nei stimulas (iškreipimas). Tai pastebima kai kurių skausmo ar elektros smūgio suvokimo matavimuose.

Matuojimo metodai

Garsiausi metodai, kuriais nustatomi Stivenso parametrai, yra:

• Magnitude estimation – dalyviai suteikia skaitinius įvertinimus stimului, palygina intensyvumus;
• Category rating – subjektai sugrupina pojūčius į kategorijas;
• Cross-modality matching – palyginimas tarp skirtingų jutimų (pvz., garsas lyginamas su šviesos ryškumu).

Kiekvienas metodas gali duoti šiek tiek skirtingus eksponentus ir konstantes, todėl palyginimai tarp tyrimų turi būti atliekami atsargiai.

Weberio–Fechnerio dėsnis ir kritika

Weberio–Fechnerio dėsnis teigia logaritminę priklausomybę tarp stimulo ir suvokimo; kai kuriais atvejais jis gerai aprašo stebimus rezultatus, ypač mažose stimulo variacijose. Stivenso galios dėsnis dažnai geriau atitinka duomenis didesniame stimulus diapazone ir kai naudojamas magnitude estimation metodas. Tačiau kritikai pabrėžia, kad Stivenso gauti a parametrai gali priklausyti nuo eksperimentinės procedūros, referencinių taškų ir skalės pasirinkimo. Kai kurie teoriniai tyrimai rodo, kad logaritminę ir galios priklausomybes galima išvesti viena iš kitos tam tikromis prielaidomis, tad jos nebūtinai yra visiškai prieštaringos.

Pavyzdžiai ir taikymai

• Perceptologijoje: garso ir šviesos suvokimo tyrimai, regos ir klausos sistemos modeliavimas.
• Technikoje: akustikoje ir vaizdo pridavimo srityse naudojama žmogiškojo suvokimo modeliavimui (pvz., garso garsiakalbių ar ekrano ryškumo dizainas).
• Medicinoje ir ergonomikoje: skausmo vertinimas, darbo aplinkos triukšmo suvokimas, instrumentų jautrumo nustatymas.

Apribojimai ir praktiniai patarimai

Stevenso dėsnis yra naudingas visapusiškam suvokimo modeliavimui, tačiau praktikoje reikėtų atsižvelgti į šiuos dalykus:

• Eksponentai nėra universalūs – jie priklauso nuo jutimo tipo, eksperimento sąlygų ir individų skirtumų.
• Gauti parametrai gali keistis, priklausomai nuo to, ar naudojama absoliuti ar santykinė skalė, ar dalyviams pateikiami etalonai.
• Visada verta palyginti kelias eksperimentines metodikas (pvz., magnitude estimation ir category rating), kad įvertintumėte rezultatų stabilumą.

Stevenso originalioje literatūroje pateiktos lentelės ir duomenys nurodo tipines eksponentų reikšmes įvairioms jutimo sritims; praktikoje dažnai minimos apytikslės reikšmės: šviesos ryškumui a ≈ 0,3, garsui a ≈ 0,6, o skausmui arba elektros dirginimui a > 1. Reikia pažymėti, kad šios reikšmės yra orientacinės ir gali skirtis tarp tyrimų.

Apibendrinant: Stivenso galios dėsnis yra galingas modelis psichofizikai, suteikiantis paprastą matematinius ryšį tarp fizinių stimulus parametrų ir subjektyvaus jų pojūčio, tačiau jo taikymas reikalauja atsargumo dėl metodologinių ir individualių skirtumų.

Klausimai ir atsakymai

K: Koks yra Stivenso galios dėsnis?

K: Kas sukūrė šią teoriją?

Klausimas: Kaip atrodo bendroji dėsnio forma?

K: Ką apibūdina Weberio-Fechnerio dėsnis?

Klausimas: Ar Stiveno galios dėsnis tikrai galioja?

K: Kokius eksponentus nurodė Stivensas?

Paieška pagal raidę