Hver var Gustav Fechner og hvert var framlag hans til tilraunasálfræði?

Svar

Gustav Theodore Fechner (1801-1887) var þýskur tilraunasálfræðingur, sem lagði grunninn að sáleðlisfræði, vísindagrein þeirri sem fæst við að ráða í tengsl áreitis og þeirrar skynhrifa sem þau vekja, og magnbinda þessi tengsl.

Það er öllum ljóst að þegar kveikt er á vaxkerti í myrkvuðu herbergi sjáum við mikinn mun ljóss, en ef við kveikjum á sama kerti utandyra á sólríkum degi sjáum við engan birtumun. Samband birtumagns í umhverfi og skynjaðs birtumagns er því ekki línulegt. Ef svo væri ættum við að sjá jafn mikinn mun á birtumagni hvort sem kveikt er á kertinu í dimmu eða björtu. Fechner taldi að þessu sambandi áreitismagns og skynjunar mætti lýsa á stærðfræðilegan hátt.

Heimspekingar hafa lengi gert sér grein fyrir að því fer fjarri að við sjáum hlutina „þarna úti“ eins og þeir eru í raun. Eins og dæmið að ofan sýnir virka augu okkar ekki sem mælar á magn ljóssins í umhverfinu. Platon hélt því til dæmis fram að það sem við sjáum séu aðeins ónákvæmar eftirmyndir hlutanna eins og þeir eru í reynd. Hann líkti því sem við skynjum við skuggamyndir, og taldi þetta vera til marks um hve óáreiðanleg skynfærin væru. Immanúel Kant hafði um það bil öld áður en Fechner hóf sín vísindastörf tekið að hluta undir með Platoni. Kant gekk þó lengra og vildi komast að því hvers eðlis við þyrftum að vera til þess að skynja heiminn eins og hann kemur okkur fyrir sjónir. Hann hélt því fram að við byggjum yfir fyrirframgefinni þekkingu á hugtökum eins og rúmi og tíma. Samkvæmt Kant eru rúm og tími mót sem öll okkar reynsla er steypt í eins og Þorsteinn Gylfason orðaði það.

Fechner taldi að það ætti að vera unnt að lýsa tengslum hugar og áreitis – styrks sálfræðilegrar skynjunar og áreitisins – með aðferðum stærðfræðinnar. Markmið hans var að finna leið til þess að lýsa með formlegum hætti sambandi skynhrifa sem áreiti vekur og magni áreitisins. Óhætt er því að halda fram að hann hafi viljað komast að eðli hugarstarfsins, eðlis forskilvitlegra hugmynda líkum þeim sem Kant hafði fjallað um.

Fechner lagði, með uppgötvunum sínum, grunninn að því sem í dag er kallað sáleðlisfræði (e. psychophysics). Viðfangsefni sáleðlisfræðinnar eru tengslin milli ytri áreita og þeirra skynhrifa og skynjana sem þau vekja. Þýski læknirinn og vísindamaðurinn Ernst Weber (1795-1878) hafði sett fram kenningu um samband áreitismagns, svo sem birtu, og skynjunar. Kenning hans var að eftir því sem magn einhverrar skyneiningar, til dæmis hljóðs, ljóss eða þyngdar, eykst, þeim mun meiri þurfi munur á tveimur áreitum að vera til þess að munurinn á þeim sé greinanlegur eða það sem kallað er minnsti greinanlegi munur (e. just noticeable difference). Til dæmis er auðveldara að greina lítinn þyngdarmun á tveimur hlutum ef þeir eru léttir en ef þeir eru þungir.

Weber hélt því fram að til þess að okkur virðist birta vaxa línulega, eða jöfnum skrefum, verði ljósmagnið að vaxa hlutfallslega jöfnum skrefum. Weber setti fram sem almennt lögmál að þessi minnsti greinanlegi munur aukist í réttu hlutfalli við styrk áreitisins. Þessi munur er fasti, $k$, sem formlega má lýsa svo:
$$k=\bigtriangleup I/I$$þar sem $I$ er styrkur áreitisins og $\bigtriangleup I$ er sú breyting á $I$ sem nauðsynleg er til þess að finnum mun á tveimur áreitum. Til þess að fastinn $k$ haldi gildi sínu þarf því $\bigtriangleup I$ að aukast í réttu hlutfalli við aukningu á $I$.

Fechner áleit að hægt væri að líta á þennan minnsta greinanlega mun ($\bigtriangleup I$) sem nokkurs konar huglæga mælieiningu, eða grunneiningu hugarstarfs. Fechner þróaði síðar eigin útleggingu á lögmáli Webers:
$$\Psi = k\cdot log(\Phi )$$þar sem $\Psi$ er hin sálfræðilega skynjun sem er jöfn logra af styrk áreitisins ($\Phi$) margfaldað með fastanum $k$. Þannig eykst minnsti greinanlegi munur milli tveggja áreita í lograhlutfalli við styrk áreitanna og því þarf styrkur tiltekins áreitis að aukast miðað við viðmiðunaráreitið, eftir því sem samanburðaráreiti þyngist, til þess að við skynjum mun á því og samanburðaráreitinu. Raunar hélt skynjunarsálfræðingurinn S.S. Stevens (1961) því síðar fram að þetta lografall Fechners gilti ekki um alla skynjun. Sem dæmi gildir þetta ekki um skynjun á rafstraumi, þar sem skynjuð styrkaukning virðist meiri en sem nemur raunverulegri styrkaukningu eftir því sem styrkur rafstraumsins eykst. Stevens lagði því til breytingar á lögmáli Fechners þannig að mismunandi veldisföll giltu um mismunandi tegundir áreita og skynfæra, fremur en stöðugt lografall eins og Fechner gerði ráð fyrir. Þessi leiðrétting Stevens á lögmáli Fechners breytir því þó ekki að lografall virðist ná yfir mörg fyrirbæri innan skynjunarsálfræði.

Uppgötvanir Fechners og lögmálið sem við hann er kennt leika stórt hlutverk í sálfræði enn í dag, og í flestum inngangsköflum kennslubóka í sálfræði má finna umfjöllun um helstu lögmál sáleðlisfræði. Mest er aðferðum sáleðlisfræðinnar beitt innan vísinda skynjunar og hugfræði enda mest vitað um eðli þeirra upplýsinga sem skynfærin nýta sér. Draumur margra sálfræðinga er að lögmál um tilfinningar, viðhorf, og hegðun almennt verði uppgötvuð en sú nákvæma stjórn sem má sem dæmi ná á ljósmagni er ekki enn í boði í slíkum fræðum. Það er hins vegar ekki endilega fjarlægur draumur, og hefði Fechner tekið undir það. Hans merkasta framlag er líklegast að sýna fram á að unnt væri að mæla og magnbinda sálfræðileg fyrirbrigði, sem Immanúel Kant hafði sjálfur talið líkast til ómögulegt.

Mynd:

• Gustav Fechner á Wikipedia. Sótt 6. 9. 2011.