Continuum | Экспонента () | Состояние стимула |
---|---|---|
Громкость | 0,67 | Звуковое давление тона 3000 Гц |
Вибрация | 0,95 | Амплитуда 60 Гц на пальце |
Вибрация | 0,6 | Амплитуда 250 Гц на пальце |
Яркость | 0,33 | Цель 5 ° в темноте |
Яркость | 0,5 | Точечный источник |
Яркость | 0,5 | Краткая вспышка |
Яркость | 1 | Точечный источник на короткое время мигает |
Легкость | 1.2 | Отражение серых бумаг |
Визуальная длина | 1 | Прогнозируемая линия |
Визуальная область | 0,7 | Проектируемая площадь |
Покраснение (насыщенность) | 1,7 | Красно-серая смесь |
Вкус | 1.3 | Сахароза |
Вкус | 1.4 | Соль |
Вкус | 0,8 | Сахарин |
Запах | 0,6 | Гептан |
Холодный | 1 | Металлический контакт на руке |
Тепло | 1.6 | Металлический контакт на руке |
Тепло | 1.3 | Облучение кожи небольшого участка |
Тепло | 0,7 | Облучение кожи большой площади |
Дискомфорт, холод | 1,7 | Облучение всего тела |
Дискомфорт, тепло | 0,7 | Облучение всего тела |
Термическая боль | 1 | Сияющее тепло на коже |
Тактическая грубость | 1.5 | Наждачной бумагой |
Тактическая твердость | 0,8 | Выжимная резина |
Размах пальцев | 1.3 | Толщина блоков |
Давление на ладонь | 1.1 | Статическая сила на коже |
Мышечная сила | 1,7 | Статические сокращения |
Тяжесть | 1,45 | Поднятые веса |
Вязкость | 0,42 | Перемешивание силиконовых жидкостей |
Поражение электрическим током | 3.5 | Ток через пальцы |
Вокальное усилие | 1.1 | Звуковое давление голоса |
Угловое ускорение | 1.4 | 5 с вращение |
Продолжительность | 1.1 | Стимулы белого шума |
Степенной закон Стивенса эмпирическая зависимость в психофизиках между увеличением интенсивностью или силами в физическом раздражителе и воспринимаемой величина увеличением ощущения, создаваемое раздражитель. Часто считается, что он заменяет закон Вебера-Фехнера, который основан на логарифмической связи между стимулом и ощущением, поскольку степенной закон описывает более широкий диапазон сенсорных сравнений, вплоть до нулевой интенсивности.
Теория названа в честь психофизика Стэнли Смита Стивенса (1906–1973). Хотя идея степенного закона была предложена исследователями 19-го века, Стивенсу приписывают возрождение закона и публикацию массива психофизических данных в поддержку его в 1957 году.
Общая форма закона:
где I - интенсивность или сила стимула в физических единицах (энергия, вес, давление, пропорции смеси и т. д.), ψ ( I) - величина ощущения, вызванного стимулом, a - показатель степени, который зависит от тип стимуляции или сенсорной модальности, а k - константа пропорциональности, которая зависит от используемых единиц.
Было проведено различие между локальной психофизикой, где стимулы можно различить только с вероятностью около 50%, и глобальной психофизикой, где стимулы можно правильно различать с почти достоверностью ( Luce amp; Krumhansl, 1988). Закон Вебера-Фехнера и методы, описанные Л.Л. Терстоном, обычно применяются в локальной психофизике, тогда как методы Стивенса обычно применяются в глобальной психофизике.
В таблице справа перечислены показатели, указанные Стивенсом.
Основные методы, используемые для измерения Стивенса воспринимаемой интенсивности стимула были оценкой величины и производство величины. При оценке величины с помощью стандарта экспериментатор представляет стимул, называемый стандартом, и присваивает ему номер, называемый модулем. Для последующих стимулов субъекты численно сообщают о своей воспринимаемой интенсивности относительно стандарта, чтобы сохранить соотношение между ощущениями и числовыми оценками (например, звуку, воспринимаемому в два раза громче стандарта, следует присвоить число, в два раза превышающее модуль). При оценке величины без стандарта (обычно это просто оценка величины) испытуемые могут выбирать свой собственный стандарт, присваивая любое число первому и всем последующим стимулам с единственным требованием, чтобы соотношение между ощущениями и числами сохранялось. При производстве величины дается число и эталонный стимул, а субъекты производят стимул, который воспринимается как это число, умноженное на эталон. Также используется кросс-модальное сопоставление, которое обычно включает в себя субъекты, изменяющие величину одной физической величины, такой как яркость света, так что его воспринимаемая интенсивность равна воспринимаемой интенсивности другого типа величины, такой как тепло или давление..
Стивенс обычно собирал данные оценки величины от нескольких наблюдателей, усреднял данные по субъектам, а затем подгонял к данным степенную функцию. Поскольку соответствие в целом было разумным, он пришел к выводу, что степенной закон верен.
Основная критика заключалась в том, что подход Стивенса не обеспечивает ни прямой проверки самого степенного закона, ни основных допущений метода оценки / производства величины: он просто подгоняет кривые к точкам данных. Кроме того, степенной закон может быть выведен математически из логарифмической функции Вебера-Фехнера ( Mackay, 1963 ), и это отношение делает прогнозы согласованными с данными ( Staddon, 1978). Как и во всех психометрических исследованиях, подход Стивенса игнорирует индивидуальные различия во взаимоотношениях между стимулом и ощущением, и, как правило, существуют большие индивидуальные различия в этих отношениях, которые при усреднении данных неясны ( Greem amp; Luce, 1974).
Основное утверждение Стивенса заключалось в том, что, используя оценки величины / производства, респонденты могли делать суждения по шкале отношений (т. Е. Если x и y являются значениями на данной шкале отношений, тогда существует константа k такая, что x = ky). В контексте аксиоматической психофизики ( Narens 1996) сформулировал проверяемое свойство, улавливающее неявное базовое предположение, которое влечет за собой это утверждение. В частности, для двух пропорций p и q и трех стимулов, x, y, z, если y оценивается p раз x, z оценивается q раз y, тогда t = pq, умноженное на x, должно быть равно z. Это равносильно предположению, что респонденты интерпретируют числа достоверно. Это свойство было однозначно отвергнуто ( Ellermeier amp; Faulhammer 2000, Zimmer 2005). Не предполагая достоверной интерпретации чисел, ( Narens 1996) сформулировал еще одно свойство, которое, если оно поддерживается, означало, что респонденты могли выносить суждения с пропорциональной шкалой, а именно, если y оценивается p раз x, z оценивается q раз y, и если y ' равно оценивается q раз x, z ' оценивается p раз y ', тогда z должно быть равно z '. Это свойство сохранялось в различных ситуациях ( Ellermeier amp; Faulhammer 2000, Zimmer 2005).
Критики степенного закона также указывают на то, что его законность зависит от измерения воспринимаемой интенсивности стимула, которое используется в соответствующих экспериментах. ( Luce 2002), при условии, что функция числового искажения респондентов и психофизические функции могут быть разделены, сформулировал поведенческое условие, эквивалентное тому, что психофизическая функция является степенной функцией. Это условие было подтверждено чуть более чем половиной респондентов, а для остальных форма мощности оказалась разумным приближением ( Steingrimsson amp; Luce 2006).
Также ставился под сомнение, особенно с точки зрения теории обнаружения сигналов, действительно ли какой-либо данный стимул связан с определенной и абсолютной воспринимаемой интенсивностью; т.е. тот, который не зависит от контекстных факторов и условий. В соответствии с этим Люс (1990, стр. 73) заметил, что «при введении контекстов, таких как фоновый шум в суждениях о громкости, форма функций оценки амплитуды определенно резко отклоняется от функции мощности». В самом деле, почти все сенсорные суждения могут быть изменены контекстом, в котором воспринимается стимул.