Количественное измерение ощущений представляет важный аспект для многих сфер науки и практики, где успех обусловлен качеством деятельности человека. Измерить ощущение - значит найти числовое соотношение между параметрами раздражителя, воздействующего на рецептор, и свойствами возникающих при этом ощущений. Основными количественно измеряемыми характеристиками ощущений являются их пороги и чувствительность.
Человек из своего жизненного опыта знает, что не всякий внешний сигнал вызывает осознаваемое ощущение. Например, звуковые волны на частоте ниже 15 Гц (или более 25 ООО Гц) не порождают слуховых ощущений. При этом говорят, что эти звуковые сигналы находились за порогами слышимости человеческого слуха. Здесь речь идет о нижнем и верхнем порогах.
Нижний абсолютный порог ощущений - это минимальная величина раздражителя, вызывающая едва заметное ощущение. Сигналы, величина которых меньше нижнего порога, не воспринимаются человеком. Примеры величин нижних абсолютных порогов:
- зрительные ощущения света от пламени свечи, горящей в темноте в ясную погоду, возникают у человека на расстоянии примерно 48 м;
- слуховые ощущения звука от тиканья ручных механических часов в полной тишине возникают на расстоянии 6 м;
- ощущение сахара в воде появляется, когда одну чайную ложку сахара растворить в 8 л воды.
Верхний абсолютный порог ощущений - это максимально допустимая величина раздражителя, при которой еще сохраняется ощущение. При сигналах, превышающих верхний порог, ощущения либо исчезают, либо возникают болевые ощущения (например, НВ расстоянии 100 м от воздушного лайнера звук турбин, работающих на полную мощность, воспринимается как боль в ушах).
Относительный порог ощущений (другие названия: порог различения, разностный порог) - это ветчина, на которую нужно изменить уже действующий и вызывающий ощущение раздражитель для того, чтобы изменилась интенсивность вызываемого им ощущения. Если увеличить комнатную температуру с 18 до 18,5° С, то находящийся в ней человек не заметит этого. У него не возникнет ощущения, что температура повысилась на 0,5°. Если же изменить температуру на 5% от исходной величины (в данном примере на Г), то ощущения, что температура изменилась, появятся. Следовательно, можно говорить о том, что относительный порог ощущения температуры равен 5% от исходной величины (для данного наблюдаемого температурного диапазона).
Примеры относительных порогов ощущений:
- изменение ощущения веса происходит при величине относительного порога, равного 0,02 = 1/50 (это значит, что для появления ощущения изменения веса необходимо исходный вес уменьшить или увеличить на 1/50 часть);
- изменение ощущения высоты звука происходит при пороге 0,003.
Величина порогов обусловлена рядом факторов:
- характером деятельности человека (дегустатору подвластна значительно большая гамма запахов и вкусов, чем остальным людям);
- мотивами и интересами человека (заинтересованность в объекте повышает способность ощущать более слабые входные раздражители);
- возрастом (зрелые годы ухудшают возможности вкусового анализатора);
- уровнем гуманитарного образования и общей культуры (глаз «среднестатистического» японца различает больше оттенков цвета, чем глаз среднего человека мира).
С понятием порога тесно связано понятие «чувствительность». Если у какого-то человека при воздействии слабого раздражителя ощущение появляется раньше, чем у других, то говорят, что он обладает более высокой чувствительностью к раздражителям данной модальности. Различают абсолютную и относительную (разностную) чувствительность.
Абсолютная чувствительность АЧ вводится как величина, обратно пропорциональная абсолютному порогу АП ощущений:
АЧ = 1/АП.
Относительная (разностная) чувствительность ОЧ - это чувствительность к изменению раздражителя R, действующего в данный момент на органы чувств человека. В математической форме это выражается следующим образом: ОЧ = AR/R, где AR - величина, на которую должен измениться раздражитель R, чтобы у человека появилось ощущение такого изменения.