Манухина С.Ю. (сост.) Инженерная психология и эргономика: хрестоматия

Подождите немного. Документ загружается.

Роль анализаторов при приеме

и обработке информации

Еще раз о выборе физической модели

Как показывает проведенный анализ, использование

только физических характеристик звуковой среды человека не

позволяет с достаточной определенностью выделить среди

них наиболее значимые для восприятия параметры. Тем более

трудно отнести существующие физические модели к кон-

кретным объектам слухового восприятия, имеющим жизнен-

ное значение для человека. Такое отнесение и выбор соответ-

ствующей физической модели предполагают существование

определенной исследовательской концепции о наличии в

сигнале значимых для восприятия признаков. На необходи-

мость учета в описании сигнала только тех параметров, кото-

рые оказывают психологическое воздействие, обращалось

внимание еще в прошлом веке. Так, А.Н. Бернштейн отмечал,

что для психологии «важен не раздражитель сам по себе, а его

способность производить определенные раздражения; поэто-

му колебания, обладающие скоростью единицы в секунду и

не производящие слухового эффекта, если и будут акустиче-

скими для физика, то не будут ими для психолога...» [4, с. 109].

Добавим к этому, что при изучении слухового восприятия нас

интересуют не только акустические явления, производящие

слуховой эффект, но и связанные с ними воздействия, осуще-

ствляемые по другим сенсорным каналам.

В зависимости от того, какая физическая модель прини-

мается, будут и интерпретироваться получаемые в психоаку-

стическом эксперименте данные. Так, если предъявляемый

испытуемому звук описывается как чистый тон, то это означа-

ет, что исследователь использует в описании сигнала только

два параметра – частоту и интенсивность. Результаты, связан-

ные с восприятием переходных процессов и всякого рода по-

мех, сопутствующих предъявляемому звуку, будут рассматри-

ваться, скорее всего, как артефакты или же вообще не будут

учитываться. Даже в исследованиях, осуществляемых в рамках

традиционной психофизики, характер интерпретации полу-

чаемых результатов оказался зависимым от типа физического

описания стимульного воздействия [16–18].

Особенностипринятияиобработкиинформации

человекомоператоромвсистемеСЧМ

Связь получаемых в психоакустике выводов с характе-

ром используемой физической модели следует, например, из

результатов изучения восприятия бинауральных и временных

фазовых сдвигов, проведенного А.А. Теренингом [50–51].

В математическом представлении фазовая и временная за-

держки сигнала однозначно связаны. Исходя из этого, иссле-

дователи часто не разделяли данные параметры: изучая осо-

бенности восприятия фазовых сдвигов, они использовали для

формирования сигналов временные задержки. Соответствен-

но предполагались единые механизмы слуховой системы для

восприятия временных и фазовых сдвигов. Однако более де-

тальные исследования выявили, что существуют значитель-

ные различия между закономерностями восприятия задержки

фронтов сигнала и закономерностями оценки человеком фа-

зовых сдвигов. Эти различия выражаются как в общих показа-

телях сенсорной чувствительности, так и в показателях ме-

жиндивидуальной вариативности; т.е. оказалось, что для

формирования слухового образа бинауральный фазовый

сдвиг не является эквивалентом бинауральному временному

сдвигу, как это предполагалось при построении физической

модели. Интересные результаты, показывающие возможность

различных интерпретаций данных эксперимента в зависимо-

сти от принимаемой физической модели, получены В.А. Са-

довым. Изучая особенности восприятия звуков разной часто-

ты и длительности, В.А. Садов рассматривал два возможных

описания сложного звукового сигнала. (С согласия автора мы

здесь обсуждаем данные еще неопубликованных работ.) В со-

ответствии с одним из них звуки представлялись как шумовые

сигналы, имеющие достаточно широкий исходный состав

спектра частот. Однако время жизни разных спектральных

составляющих в реальном звуке такого типа различно. Со-

гласно физической модели, дольше всего существуют самые

низкие частоты. Чем выше частота спектральной составляю-

щей, тем короче время ее существования в звуковой посылке.

Согласно другому описанию, звуки представлялись как

имеющие резонансную основу. Имея исходно столь же широ-

Роль анализаторов при приеме

и обработке информации

кий спектр, резонансные звуки вместе с тем совершенно иначе

изменяются с течением времени. Наибольшее время жизни

для таких звуков соответствует спектральным составляющим,

близким по частоте к резонансной. Более низкие или высокие

частоты исчезают тем быстрее, чем больше они отличаются от

резонансной частоты. В действительности реальные звуки об-

ладают свойствами как шумовых, так и резонансных сигналов

с возможным превалированием того или иного качества.

В.А. Садов поставил испытуемым задачу уравнивать

длительности одновременно звучавших сигналов разной час-

тоты. Исходя из того, что в своем развитии человек приобре-

тает опыт оценивать время жизни различных спектральных

составляющих слышимых звуков, автор предположил, что

субъективные длительности звучания сигналов различных

частот будут закономерно неравными. Это предположение

подтвердилось в эксперименте. Однако у разных испытуемых

были обнаружены различные закономерности восприятия

одинаковых звуков. Были выявлены оба способа представле-

ния о звучании, соответствующие частотной зависимости Раз-

личия в длительностях звучания, характерной как для шумо-

вых звуков, так и для звуков резонансного типа. Из этих ре-

зультатов следует вывод о том, что в зависимости от своего

прошлого опыта испытуемый выделяет из звукового комплек-

са в качестве существенных признаков характеристики, соот-

ветствующие шумовому сигналу, или же – связанные с резо-

нансными свойствами. Иначе говоря, когда в воспринимае-

мом звуке для испытуемого существенны только признаки,

характерные для шумового сигнала, то, несмотря на возмож-

ное присутствие в нем составляющих с другими свойствами,

при анализе результатов этими признаками можно пренеб-

речь в физической модели, как незначимыми для восприни-

мающего субъекта. Аналогичные рассуждения справедливы и

для сигналов, воспринимаемых в качестве резонансных

Подобных примеров различных интерпретаций полу-

чаемых в эксперименте данных можно было бы привести еще

значительное количество. Смысл этих примеров состоит так-

же в том, что при использовании определенной физической

Особенностипринятияиобработкиинформации

человекомоператоромвсистемеСЧМ

модели мы всегда должны предполагать возможность ее кор-

рекции каждый раз, как только переходим на более углублен-

ный анализ изучаемого явления

<…>.

Из классификации физических моделей видно, что во

многих случаях на основе их разделения имплицитно пред-

полагается некоторое отношение к особенностям восприятия

человеком описываемых объектов. Так, именно эти особенно-

сти легли в основу деления звуков на речевые, музыкальные,

шумовые и т.п. Внутри этих групп деление также часто осу-

ществляется в соответствии с определенными свойствами сиг-

налов, значимыми для восприятия. Другими словами, на ос-

новании только физических критериев, без рассмотрения

специфики звука для слухового восприятия, не удается сколь-

ко-нибудь конструктивно классифицировать звуки акустиче-

ской среды человека.

Действительно, ведь модулированными периодически-

ми сигналами часто можно назвать как звуки речи, так и мно-

гие акустические сигналы животных. Если не выделять суще-

ственных для восприятия признаков, то с точки зрения физи-

ческих характеристик не возникает принципиальных разли-

чий, например между звуками симфонического оркестра и

механическими шумами на многих видах производства. Воз-

можность выявления каких-либо закономерностей воспри-

ятия окружающих человека звуков становится реальной лишь

в том случае, когда физический анализ звучаний, являющихся

объектами слухового восприятия, будет осуществляться в со-

поставлении с анализом их особенностей, являющихся опре-

деляющими в формировании слухового образа.

Рассмотрим теперь специфику существующих в окру-

жении человека звуков, выделяя их как объекты слухового

восприятия.

Звук как объект слухового восприятия

Формулируя основные положения системного подхода к

изучению слухового восприятия, мы выделили в качестве

главных объяснительных понятий анализа целостность и

Роль анализаторов при приеме

и обработке информации

предметность слухового образа. Особый интерес для нас

представляет рассмотрение вопроса о предметности образа,

поскольку в работах по изучению слухового восприятия этот

вопрос разработан в наименьшей степени.

Как уже отмечалось, содержание понятия предметности

обычно связывается с конкретным значением этого слова – с

отражением предмета как обособленного в пространстве и во

времени физического объекта [1, 33, 45, 48]. Такое представле-

ние оказывается достаточно ясным для случая зрительного

восприятия. Объекты зрительного восприятия действительно

имеют хорошо локализуемую в пространстве структуру и мо-

гут быть легко выявлены на основании этого в качестве цело-

стного образования.

Гораздо менее определенное место вопрос предметности

занимает при анализе слухового восприятия. Что является в

этом смысле объектом слухового восприятия? Нужно ли в ка-

честве такого объекта рассматривать продуцирующий звук

физический объект, воспринимаемый одновременно и как

зрительный объект? И если нужно, то насколько обязательно

такое соответствие? То есть будет ли таким «предметным»

объектом слухового восприятия звук, не имеющий точного

соотнесения с каким-либо зрительным объектом, но при этом

четко локализуемый в пространстве и хорошо выделяемый

среди других звуков по своему референтному значению?

Можно было бы задать еще много таких вопросов, связанных с

использованием понятия предметности для анализа слухового

восприятия. Однако не на все из них мы можем сейчас дать

однозначный ответ. Действительно, полимодальная основа

слухового восприятия предполагает несомненную связь слу-

хового образа со зрительным, и наоборот. Значит, если неко-

торый зрительный объект продуцирует звук (например, пти-

ца поет), его вполне можно рассматривать и в качестве объек-

та слухового восприятия, конкретизируя, насколько возмож-

но, предметное содержание (обозначив, например, как «пение

соловья»). В то же время вряд ли правомерно говорить об от-

сутствии объекта слухового восприятия, если пение этого же

Особенностипринятияиобработкиинформации

человекомоператоромвсистемеСЧМ

соловья воспроизводится громкоговорителем, т.е. без исходно-

го зрительного объекта. Тем более неубедительным в этом

случае будет утверждение о том, что именно громкоговори-

тель является объектом восприятия. Данные рассуждения

имеют принципиальный смысл, если принять во внимание,

что слуховое восприятие совсем не обязательно должно со-

провождаться восприятием зрительным (например, слушание

в полной темноте). Как видим, выбор оснований для класси-

фикации звуков акустического окружения человека не явля-

ется однозначной задачей. Прежде чем проводить такую клас-

сификацию, еще раз вернемся к некоторым теоретическим

положениям, связанным с представлениями о структуре об-

раза восприятия, о характере процессов его формирования.

В качестве основного объяснительного понятия для ана-

лиза восприятия, как уже было сказано, следует рассматривать

понятие предметности образа. Предметный образ любой мо-

дальности при развитии человека формируется под воздейст-

вием сигналов разных модальностей, т.е. в целом является по-

лимодальным. При этом, как показали многочисленные авто-

ры, первичным, стержневым оказывается зрительный образ

[1, 2, 47]. Другими словами, непрерывное развитие слуховой

системы человека происходит в условиях полимодального

восприятия. При таком становлении слуховой системы фор-

мируются определенные механизмы слуха, обеспечивающие

способность человека к восприятию целостных звуковых объ-

ектов; т.е. исходно целостная структура слуховых образов, от-

ражающая пространственно-временную обособленность слу-

ховых объектов, связана с опытом слушания и слышания зву-

чаний физических предметов, которые могут быть прежде

всего восприняты зрительно (а иногда – и осязательно). Мно-

гие исследования по онтогенезу восприятия подтверждают

это положение [8, 11, 19–20, 40, 61].

В то же время в окружении человека наряду с множест-

вом предметов, которые могут продуцировать звук, имеются и

пассивные в этом смысле объекты. Такие объекты могут быть

восприняты предметно зрением или осязанием, но не являют-

Роль анализаторов при приеме

и обработке информации

ся источниками звука, т.е. не являются объектами слухового

восприятия. Развитие слухового образа связано в первую оче-

редь с непрерывной дифференциацией звуковых и незвуко-

вых предметов. При этом в опыте человека постоянно возни-

кают новые объекты слухового восприятия, идет обновление

предметных представлений о звуке на основании их сопостав-

ления с данными, полученными по каналам других модаль-

ностей, прежде всего – по зрительному каналу.

Важным моментом для проведения анализа является и

положение о том, что одной из наиболее важных характери-

стик звука как объекта слухового восприятия оказывается

присутствие в нем одновременно свойств акустических сигна-

лов, излучаемых разными источниками, и свойств среды, в ко-

торой распространяется звук. В этой связи уместно вспомнить

ряд положений экологического подхода к анализу воспри-

ятия, связанных с описанием светового сигнала, несущего ин-

формацию об объекте восприятия [7, 6]. Переводя эти поло-

жения на описание звука, можно сказать, что, с одной сторо-

ны, пространственная структура и природа звуковых объек-

тов определяют свойства акустических волн, поступающих к

человеку; с другой стороны, – в этих акустических волнах со-

держится полная информация о пространственном положе-

нии и свойствах звуковых объектов. Здесь, кстати, ясна необ-

ходимость построения адекватной физической модели звука.

Очевидны и трудности создания такой модели.

В данных рассуждениях важно иметь в виду, что кроме

информации об источнике звука в воспринимаемом сигнале

заключается информация и о ситуации формирования сигна-

ла, и об особенностях ситуаций его восприятия (эти ситуации

могут быть различными в случае использования опосредст-

вующих технических устройств для передачи звука). Труд-

ность простого физического анализа звучаний заключается в

том, что разделить группы информации о сигнале и о среде

оказывается сложно, а порой и невозможно. Однако, если звук

рассматривать как объект слухового восприятия. такое диф-

ференцирование оказывается вполне реальным.

Особенностипринятияиобработкиинформации

человекомоператоромвсистемеСЧМ

Именно поэтому при классификации звуков целесооб-

разно специально рассмотреть в качестве одного из оснований

их разделения особенности источников сигнала и характери-

стику условий, в которых он продуцируется. Роль информации

об условиях формирования звуков часто недооценивается при

анализе процессов слухового восприятия. В то же время извест-

но, что использование человеком такой информации оказыва-

ется возможным в первую очередь благодаря его способности

оценивать и измерять при помощи слуховой системы характе-

ристики акустического пространства, а также локализовать

звучания в пространстве как целостные образования.

Разделение звуков по их отношению к источникам зву-

ковых колебаний и к ситуации, т.е. к контексту их формиро-

вания, прямо связано с определением предметного содержа-

ния пространства окружающих акустических сигналов. Такое

основание классификации звуков будем называть разделени-

ем по источнику их происхождения. Рассмотрим подробнее

возможности использования данного основания.

Характеристика звуков по источнику их происхождения

Производя анализ звучаний акустической среды челове-

ка, целесообразно разделить звуки в первую очередь на нату-

ральные и искусственные.

В этом случае к натуральным следует отнести все естест-

венно существующие в окружении человека звуки как биоло-

гического происхождения, так и небиологической природы.

Это звуки, которые возникают при жизнедеятельности чело-

века или функционировании созданных им технических уст-

ройств. К искусственным звукам мы относим специально

сформированные человеком сигналы. Они представляют со-

бой результат направленного синтеза звуков заданной струк-

туры, как правило, не связанных с действием естественных

источников звучания, в отличие от побочного результата

функционирования каких-либо технических устройств.

Надо сказать, что вводимое нами понятие «натурального

звука» отличается от используемого многими авторами пред-

Роль анализаторов при приеме

и обработке информации

ставления [52, 55, 56]. В большинстве работ термин «натураль-

ный» обычно употребляется с целью подчеркнуть, что при-

меняемые в исследовании звуки относятся к звукам естествен-

ного окружения человека. Натуральными в этом смысле явля-

ются и синтезированные сигналы, которые получили широкое

распространение в практической деятельности человека. От-

ношение к предметному содержанию этих звуков для опреде-

ления степени их «натуральности» при этом не рассматривает-

ся, хотя из ряда работ [58, 59] прямо следует возможность тако-

го анализа, что мы и покажем в следующей главе.

Среди натуральных звуков биологического происхожде-

ния следует разделять биоакустические сигналы человека и

биоакустические сигналы животных. Эти сигналы формиру-

ются, как правило, специальными органами звукопорожде-

ния. В большинстве своем биоакустические сигналы человека

и животных выполняют коммуникативную функцию. Кроме

того, у эхолоцирующих животных наблюдается специальное

использование звуковых сигналов для ориентации в про-

странстве. Эти звучания относятся ультразвуковому диапазо-

ну частот и недоступны человеческом слуху. Однако человек

может услышать многие сигналы, относящиеся к коммуника-

тивным звукам животных.

К натуральным звукам небиологического происхожде-

ния относятся всякого рода природные шумы (шум ветра, во-

ды и т. п.), шумы, возникающие вследствие взаимодействия

человека и животных с окружающей средой, а также техниче-

ские шумы. Подчеркиваем, что звуки, производимые искусст-

венно созданными человеком устройствами, мы относим к на-

туральным, если только pa- бота этих устройств не направле-

на специально на формирование акустических сигналов.

Особо следует рассмотреть класс музыкальных звуков.

Эти звуки исходно являются натуральными, поскольку музы-

кант обычно использует естественные источники звучания.

В то же время некоторые из музыкальных сигналов могут быть

отнесены к искусственным звукам, например звучание элек-

тромузыкальных инструментов. Натуральные музыкальные

Особенностипринятияиобработкиинформации

человекомоператоромвсистемеСЧМ

звуки могут быть как биологической, так и небиологической

природы. К первой группе относится вокальная музыка. Му-

зыкальными сигналами небиологического происхождения

являются звучания большинства музыкальных инструментов.

Отдельно можно выделить так называемую конкретную или

экспериментальную музыку, в которой звучания музыкаль-

ных инструментов сочетаются с различными природными

звуками. Ясно, что характеристики образа восприятия звуков

такой музыки будут определяться целым рядом признаков, не

свойственных музыке в традиционном понимании.

Здесь необходимо уточнить, почему музыкальные звуки

мы относим к натуральным, хотя они и являются результатом

целенаправленной деятельности человека по созданию звуча-

нии. А. Моль в работе «Искусство и ЭВМ» [36] утверждает, что

музыка как таковая в природе не существует. По его представ-

лению всякая музыка является синтетической, т.е. входит в

состав искусственно построенной звуковой среды. При этом

процесс сочинения музыки сводится к составлению некоторой

комбинации из элементов заданного набора символов. Дейст-

вительно, в этом смысле музыка является продуктом особой

человеческой деятельности.

Однако в нашем исследовании важны не характеристи-

ки восприятия музыки как явления культуры, а особенности

восприятия музыкальных звучаний. Именно этот момент яв-

ляется основанием для отнесения их к натуральным звукам,

характеризующим собой звучания музыкальных инструмен-

тов. Музыка, возникшая в процессе всего развития культуры,

связана с постоянным отбором человеком звукового материа-

ла из окружающей его звуковой среды. Таким образом, музы-

кант использует набор естественных звуков, формируя из них

особую последовательность для оказания определенного му-

зыкального воздействия на слушателя.

Примечательно в связи с этим высказывание А. Моля,

приведенное в уже упомянутой работе. «Традиционная музы-

ка прекрасно использует инвентаризованные и расклассифи-

цированные звуки. Любой музыкант хорошо их знает и легко