Stevensi võimsusseadus — psühhofüüsika seadus stiimuli ja taju kohta
Avasta Stevensi võimsusseadus — psühhofüüsika mudel stiimuli ja taju seosest: eksponendid, valem, ajalooline taust ja kriitika lühidalt ja selgelt.
Stevensi võimsusseadus on väljapakutud seos füüsilise stiimuli suuruse ja intensiivsuse või tugevuse vahel, mida inimesed tunnevad. See on psühhofüüsika mudel, mis püüab kvantifitseerida, kuidas objektiivsed füüsikalised suurused (nt valguse heleduse või heli intensiivsus) teisenduvad subjektiivseks aistinguks.
Enamik inimesi arvab, et see kirjeldab laiemat tajude spektrit kui Weber-Fechneri seadus. Weber–Fechneri lähenemine eeldab sageli logaritmilist seost, samas kui Stevens pakkus üksiklikku võimsuslauset, mis suudab eri stiimulitüüpe paremini kirjeldada. Kuid kriitikud väidavad, et seaduse kehtivus ei ole absoluutne: tulemused sõltuvad kasutatud mõõtetehnikast (nt „magnitude estimation”), eksperimentaalsest protokollist ja analüüsimeetoditest ning eri uuringutes leitud eksponendid varieeruvad.
Teooria on nime saanud psühhofüüsiku Stanley Smith Stevensi (1906-1973) järgi. Kuigi võimsusseaduse ideed pakkusid välja juba 19. sajandi teadlased, omistatakse Stevensile selle seaduse taaselustamist ja selle toetuseks 1956. aastal avaldatud psühhofüüsikaliste andmete kogumit. Stevensi töö tõstis esile magnitude estimation’i meetodi, kus katseisikud annavad stiimuli subjektiivse suuruse skaalal, ning selle põhjal sobitatakse võimsusfunktsioon.
Matemaatiline vorm
Seaduse üldine vorm on järgmine
ψ ( I ) = k I a , {\displaystyle \psi (I)=kI^{a},\,\! } 
kus I {\displaystyle I}
on füüsikalise stiimuli suurus, ψ {\displaystyle \psi } 
on psühhofüüsikaline funktsioon, mis kajastab aistingut (stiimuli subjektiivset suurust), a {\displaystyle a}
on eksponent, mis sõltub stiimuli tüübist, ja k {\displaystyle k}
on proportsionaalsuse konstant, mis sõltub stiimuli tüübist ja kasutatavatest ühikutest.
Tüüpilised eksponendid ja näited
Erinevates uuringutes leitud eksponendid varieeruvad, kuid tüüpilised ja sageli viidatud ligikaudsed väärtused on järgmised (märkused: väärtused on suunavad ning sõltuvad mõõtmismeetodist):
- Heledus (valgus): a ≈ 0,3 (tähendab, et subjektiivne heleduse kasv on aeglasem kui füüsikaline valgusti intensiivsuse kasv).
- Helitugevus (loudness): a ≈ 0,6–0,8 (heli tajutav tugevus kasvab fysikalise intensiivsusega vähem kui lineaarselt).
- Pikkus/lineaarne mõõt: a ≈ 1,0 (mõnel juhul tajutakse pikkust ligikaudu proportsionaalselt, st lineaarne suhe).
- Raskus/kaal: a ≈ 1,0 (mõned uuringud näitavad peaaegu lineaarsust, teised väiksemaid kõikumisi).
- Valu / elektrine šokk: a võib olla >1 ja mõnel juhul väga suur (näiteks 3–4), mis peegeldab seda, et väike füüsikalise stimuluse suurenemine võib põhjustada suhteliselt suure subjektiivse valu kasvu).
- Maitse (soolasus, hapusus jms): a väärtused on madalamad (näiteks ≈0,2–0,5) ja sõltuvad konkreetsest maitsemodaliteedist.
Need näited annavad ülevaate, kuidas eri meelelülid reageerivad stiimuli suurusele erinevalt — mõnes modaliteedis kasvab subjektiivne tunne kiiresti, teises aeglasemalt.
Kuidas eksponenti hinnatakse
Praktiliselt leitakse tihti logaritmiline teisendus ja sobitatakse lineaarne mudel: log ψ = log k + a · log I. Sellest saab hinnata eksponenti a kui log-log diagrammi tõusu. Magnitude estimation’i andmete puhul kasutatakse sageli regressiooni logitud väärtustel.
Kriitika ja piirangud
- Mõõtetehnika: Stevensi tulemused põhinevad suuresti magnitude estimation’il — see meetod on subjektiivne ja tundlik kontekstile, kotrollile ning skaalapõhistele artefaktidele.
- Variatiivsus: eri uuringutes saadud eksponendid ei ole alati ühesugused; sõltuvus eksperimendi disainist, valimi omadustest ja analüüsist tekitab kõikumisi.
- Teoreetiline küsimus: kas võimsusseadus on fundamentaalne füüsikalis-psühholoogiline printsiip või pigem kasulik empiiriline lähenemine? Paljud uurijad eelistavad seletusi, mis ühendavad bioloogilisi, kognitiivseid ja statistilisi tegureid.
- Alternatiivsed mudelid: Weber–Fechneri logaritmiline mudel, võrreldavad proportsioonilised mudelid ja kaasaegsed probabilistlikud (nt Bayes’i) mudelid annavad mõnel juhul parema või täiendava selgituse tajukäitumisele.
Praktiline tähendus ja rakendused
Stevensi võimsusseadus on olnud kasulik tööriist psühhofüüsikas, kõneteaduses, audioloogias, visuaalpsühholoogias ja disainivaldkondades, kus on vaja kvantifitseerida, kuidas muutused füüsikalistes suurustes mõjutavad inimeste tajutavat kogemust. See aitab näiteks määrata, milline muutus helitugevuses või heleduse tasemes on tajutavalt suur, ning toetab sensoorse mõõtmise ja kasutajaliideste disaini otsuseid.
Kokkuvõte
Stevensi võimsusseadus pakub lihtsat ja praktilist mudelit, mis seob stiimuli füüsikalise suuruse ja subjektiivse tajukogemuse võimsusfunktsiooniga ψ ( I ) = k I a. See mudel on laialdaselt kasutatud ja tihti sobiv, kuid seda tuleb rakendada ettevaatlikult — tulemused sõltuvad mõõtmismeetodist ja stiimuli tüübist ning teaduskirjanduses on arutlusi ja alternatiivseid seletusi piisavalt.
Küsimused ja vastused
K: Mis on Stevensi võimsusseadus?
V: Stevensi võimsusseadus on väljapakutud seos füüsikalise stiimuli suuruse ja inimeste poolt tajutava intensiivsuse või tugevuse vahel. Selle kohaselt on nende kahe teguri vahel korrelatsioon, mida saab väljendada võrrandi kujul.
K: Kes töötas selle teooria välja?
V: Teooria töötas välja psühhofüüsik Stanley Smith Stevens (1906-1973). Kuigi võimsusseaduse ideed pakkusid välja 19. sajandi teadlased, omistatakse Stevensile selle taaselustamine ja selle toetuseks andmete avaldamine 1956. aastal.
K: Kuidas näeb välja seaduse üldine vorm?
V: Seaduse üldine vorm on järgmine: ψ (I)=kI^a, kus I on füüsikalise stiimuli suurus, ψ on psühhofüüsikaline funktsioon, mis jäädvustab aistingut (stiimuli subjektiivne suurus), a on eksponent, mis sõltub stiimuli tüübist, ja k on proportsionaalsuse konstant, mis sõltub stiimuli tüübist ja kasutatud ühikutest.
K: Mida kirjeldab Weber-Fechneri seadus?
V: Weber-Fechneri seadus kirjeldab, kuidas inimesed tajuvad muutusi stiimulites, näiteks heli või valguse intensiivsuses. See sätestab, et kui intensiivsuse muutused on väikesed, siis inimesed ei taju neid, kui need ei ole piisavalt suured, et põhjustada märgatavaid erinevusi.
K: Kas Steveni võimsuse seaduse kehtivus on kindel?
V: Kriitikud väidavad, et Steveni võimsuse seaduse kehtivust ei ole veel lõplikult tõestatud.
K: Millised eksponendid on Stevensi poolt teatatud?
V: Tekstiga kaasnevas tabelis on loetletud Stevensi poolt teatatud eksponendid eri tüüpi stiimulite kohta.
Otsige