О функциях движений руки и глаза в процессе восприятия
В. П. ЗИНЧЕНКО (Институт психологии АПН РСФСР), Б. Ф. ЛОМОВ (Ленинградский институт педагогики АПН РСФСР и кафедра психологии ЛГУ)
Как осязание, так и зрение обеспечивают отражение многочисленных и разнообразных предметных свойств. Формирование адекватного зрительного образа предполагает отражение формы, величины, движения, яркости, цвета и других свойств воспринимаемых объектов. В адекватном осязательном образе также отражаются многие свойства объектов (форма, величина, положение, фактура, вес, температура и т. д.). Имеющиеся в психологии исследования направлены на изучение конкретных механизмов отражения каждого из этих свойств.
Данная статья посвящена анализу восприятия таких пространственных особенностей, которые отражаются и осязательными и зрительными анализаторами (форма, величина, положение).
И. М. Сеченов, отметив наличие общего предмета (пространственные свойства объектов) для обеих модальностей, высказал предположение об общности механизмов его отражения. В отношении пространственного восприятия он определял зрение и осязание как «параллельные чувства» и считал, что для раскрытия механизмов этих видов перцепции особенно важно изучение «ощупывающих» движений руки и глаза.
Положение о том, что движения рецепторных аппаратов имеют существенное значение для процесса восприятия, прочно вошло в современную психологию. Можно считать экспериментально установленным, что моторные процессы включены в акты чувственного отражения (зрительного, осязательного, слухового, вкусового) предметов и их свойств. В исследованиях зрительного, а также осязательного восприятия обнаружены многочисленные виды движений рецепторных аппаратов. Однако еще недостаточно выясненным остается вопрос о характере и функциях этих движений. Особенно остро этот вопрос дискутируется в связи с анализом зрительного восприятия.
В ряде работ (И. Криз, Р. Вудвортс [7], Г. Хартридж [32], Е. И. Бойко [3] ) имеется достаточно отчетливо выраженное мнение о том, что посредством движения производится наводка, установка глаза на предмет и тем самым создаются оптимальные условия зрительного восприятия. Так Вудвортс пишет: «Сопряженные движения переводят объект внимания с периферии в центр зрительного поля, в центр ясного видения» [7; 181]; «Для отчетливости зрения образ объекта на сетчатке должен оставаться стационарным» [7; 190]; «Ясное видение объекта получается только от неподвижного образа на сетчатке» [7, 197].
Исследования, проведенные после выхода книги Вудвортса "Экспериментальная психология", показали, что никакие точки образа не могут оставаться в пределах одиночного рецепторного элемента дольше, чем несколько сотых долей секунды (Л. Риггс, И. Эрмингтон, Ф. Рэтлиф и др. [33]). Г. Барлоу [28], однако, считает это время достаточным для того, чтобы неподвижное изображение не расплывалось и на него не влияли факторы, подобные дифракции и хроматической аберрации линз. С точки зрения Барлоу, микродвижения глаза есть средство смены утомленных частей сетчатки, а макродвижения — средство установки глаза на предмет. Сетчатка же делает серии моментальных снимков, передающихся один за другим в мозг, т. е. работает по принципу рапидного киноаппарата.
Нет нужды говорить, что подобное представление исходит из рецепторной концепции ощущений, согласно которой для возникновения ощущения достаточно, чтобы возбуждение, вызванное в рецепторе какой-либо внешней причиной, достигло мозга, где оно непосредственно преобразуется в субъективное явление, в образ.
Анализ экспериментальных данных, полученных разными авторами, использовавшими методику наложения траектории движений глаз на экспонировавшийся объект ( Г. Базвелл [29], П. Шифферли [34], А. Л. Ярбус [27], В. П. Зинченко [13] ), показывает, что помимо установочных имеются также прослеживающие (гностические) движения глаз. Эти движения участвуют в оценке формы, величины, пропорций, удаленности воспринимаемых объектов, т. е. участвуют в самом процессе формирования образа.
В отношении осязания мнения исследователей более едины. Работы ряда психологов показывают, что ощупывающие движения руки, осуществляющие последовательный охват объекта, обеспечивают формирование его образа (Б. Г. Ананьев [2], Л. М. Веккер [4], Л. И. Котлярова [16],Б. Ф. Ломов [2], [18], Е. Н. Соколов [22], Л. А. Шифман [24], [25]). В осязании, так же как и в зрении, с достаточной определенностью можно выделить установочные и прослеживающие движения руки. Оба эти вида движений были предметом нашего исследования.
С нашей точки зрения, психологическое изучение вопроса о роли в восприятии движений руки и глаза обязательно должно предполагать возможность наложения траектории этих движений на контуры воспринимаемого объекта. Именно из этих соображений мы исходили при построении методики исследования, которая давала возможность соотнесения маршрута движений руки и глаза с воспринимаемым объектом. В обоих случаях использовалась кинорегистрация движений руки и глаза с последующим покадровым анализом ленты.
Отметим, что сравнение движений руки и глаза было проведено после того, как каждым из авторов независимо друг от друга были получены основные факты. В данной статье рассматривается лишь то общее, что свойственно движениям руки и глаза. Нам кажется, что детальное сравнение осязательного и зрительного восприятия, выявление общих характеристик двигательного поведения руки и глаза поможет разобраться в основных функциях движений рецепторных аппаратов.
Анализ макродвижений, осуществляемых рукой (осязание) и глазом (зрение) в процессе восприятия показывает, что имеются два типа таких движений: 1) поисковые и установочные и 2) прослеживающие (или собственно гностические).Указанные типы движений значительно различаются по своим характеристикам.
Первые направлены на поиски объекта восприятия. Эксперименты по исследованию бимануального восприятия показывают, что осязательная ориентировка, предшествующая акту ощупывания объекта, складывается из двух фаз. Первая фаза—это фаза поисков объекта восприятия в пространстве осязательного поля. Поисковые движения рук характеризуются относительно большой скоростью. Они, как правило, непрерывны. Обе руки движутся синхронно и симметрично, то сближаясь, то удаляясь друг от друга. Пальцы рук легко скользят по поверхности предметов, находящихся в пространстве осязательного поля. Тактильная информация, получаемая на этой фазе, минимальна и отрывочна. Заканчивается фаза поисков контактом рук с тест-объектом.
На следующей фазе, которую можно обозначить как установочную, руки совершают скользящие движения по поверхности тест-объекта, нащупывая «начальную точку отсчета», обычно крайнюю верхнюю точку. Достигнув этой точки, они останавливаются, фиксируя ее в течение некоторого времени (0,2—1,5 сек). Пальцы рук (особенно указательный и средний) совершают в районе «начальной точки отсчета» массу мельчайших приноровительных движений, обеспечивающих установку рук в наиболее удобную для восприятия позицию. Посредством этих движений субъект определяет положение предмета в осязательном поле относительно собственного тела. Поисковые и установочные движения имеются также и в зрительном восприятии.
С помощью движений второго типа осуществляется исследование (рассматривание, ощупывание) предлагаемого объекта. В последнее время А. Н. Леонтьевым выдвинута гипотеза о механизме уподобления процессов в реципирующих системах свойствам воздействия [17]. Согласно этой гипотезе, восприятие должно включать процессы, которые способны повторить, воспроизвести природу свойств воспринимаемых объектов. Такими процессами и являются ощупывание предметов, прослеживание взором, интонирование воспринимаемых звуков. Все они осуществляются при помощи движений. С точки зрения этой гипотезы, движения не просто наводят рецептор на объект, а строят его образ, снимают его слепок, копию. Большой материал, подтверждающий эту гипотезу, содержится в работе А. В. Запорожца [10].
Механизмом отражения пространственных свойств объектов в осязательном и зрительном восприятии является воспроизведение этих свойств в пространственно-временных особенностях «ощупывающих» движений руки и глаза. Леонтьев дает самую общую характеристику роли движений в процессе восприятия, не подвергая специальному анализу те их функции, которые обеспечивают уподобление моторных процессов пространственным свойствам объектов, формирование адекватного образа этих свойств.
При сравнительном анализе прослеживающих движений руки и глаза обнаруживается большое разнообразие их видов, различающихся по характеру участия этих движений в актах восприятия. Однако, несмотря на такое разнообразие, можно выделить три основные функции прослеживающих движений: функции построения, функции измерения, функции контроля и корригирования. Неразрывно связанные «между собой, они обеспечивают формирование адекватного образа формы, величины и положения воспринимаемых объектов.
Функция построения. Анализ ощупывающих движений рук показывает, что существует определенное соответствие между траекторией этих движений и контуром воспринимаемого объекта. В процессе ощупывания осуществляется как бы «развертка» контура в систему последовательных осязательных сигналов. Однако траектория движений ощупывающей руки лишь относительно изоморфна (соответствует) объекту. Детальный анализ движений пальцев в процессе осязательного восприятия показывает, что их траектории значительно отличаются друг от друга. Если указательный и средний пальцы в основном движутся по контуру объекта, почти непрерывно контактируя с ним, то движения безымянного пальца и мизинца совершаются преимущественно в воздухе, в отрыве от объекта. Доля тактильных сигналов, падающих с этих пальцев, невелика.
Несовпадение сукцессивного рисунка, выполняемого движущейся рукой, с контуром объекта восприятия, даже в таком, казалось бы, наиболее демонстративном, согласно гипотезе уподобления, виде перцепции, каким является осязание, говорит как будто против этой гипотезы.
Еще больше этих несовпадений (речь о них будет идти ниже) обнаруживается при анализе зрительного восприятия. Известно, что поле так называемого «мгновенного» зрения значительно шире поля мгновенного осязания, как и вообще поле зрения шире поля осязания. Количество одномоментной зрительной информации, получаемой без движения глаз, достаточно велико. Поэтому отклонения траектории движения глаз от контура объекта более значительны. Хотя в целом движения рецепторных аппаратов и воспроизводят контур воспринимаемого объекта, дают его сукцессивный рисунок, «снимают» его копию, все же траектория, а также скорость и амплитуда этих движений в значительной степени определяются площадью взаимодействия (контактного и дистантного) рецепторной поверхности и объекта. При ограничении поля мгновенного зрения траектория движений глаз приближается к контуру воспринимаемого объекта. И чем больше такое ограничение, тем больше сходство траектории движений глаз с контуром объекта.
Как уже отмечалось, изучение движений руки (даже в условиях значительного ограничения площади ее контакта с объектом) показывает, что сукцессивный рисунок лишь относительно изоморфен объекту. В процессе ощупывания наблюдаются перерывы в последовательности обведения контура, изменения направлений движений, скачкообразные переходы от одних элементов контура к другим, иногда лежащим на противоположных сторонах; моменты движений руки чередуются с моментами покоя — фиксации тех или иных частей, точек предмета. Все эти отклонения сукцессивного рисунка движений руки от контура объекта — как показывают экспериментальные данные — имеют существенное значение для синтеза осязательных сигналов в целостный адекватный образ предмета. Если путем специальной организации эксперимента при ощупывании сложного контура исключить перерывы в ощупывающих движениях, возвратные движения, «скачкообразные» переходы от одних элементов к другим, если заставить руку последовательно и непрерывно обводить контур объекта, не изменяя характера взаимодействия пальцев, то это затрудняет формирование адекватного образа.
Синтез осязательных сигналов в целостный адекватный образ объекта предполагает определенную организацию ощупывающих движений. Приемы ощупывания, как отмечал еще Сеченов, являются по существу геометрическими приемами. Есть много сходного между ощупывающими движениями руки и приемами построения, принятыми в геометрии. Изучение процесса ощупывания плоских фигур показывает, что динамика взаимодействия пальцев определяется прежде всего формой линий, образующих контур. Как правило, прямые линии ощупываются двумя последовательно друг за другом движущимися пальцами: указательным и средним. Кривые и ломаные линии ощупываются тремя или четырьмя пальцами. Таким образом, в каждый момент ощупывания прямой линии одновременно различаются две точки, в каждый момент ощупывания кривой — три или более. Это полностью соответствует известным положениям геометрии: «Каждая прямая инцидентна по меньшей мере двум точкам и «существует, по меньшей мере, три точки, не инцидентные одной прямой».
При пассивном осязании в том случае, когда по одному пальцу испытуемого последовательно передвигается окружность, она оценивается обычно как прямая линия. Для того, чтобы испытуемый мог адекватно оценить кривизну окружности, необходимо, чтобы в каждый момент она одновременно касалась двух или трех пальцев. Разность сигналов, возникающая в этом случае, обеспечивает восприятие окружности. Следовательно, обнаруженные в экспериментах несовпадения сукцессивного рисунка движений руки и воспринимаемого контура не опровергают, а, напротив, подтверждают гипотезу уподобления.
В зрении функция построения выступает менее явственно. Эксперименты ряда исследователей [2] показали, что при зрительном восприятии глаз не обязательно следует по контуру объекта. Отклонения движений глаз от контуров еще более значительны, чем в осязании. Даже тогда, когда перед испытуемым ставилась задача следовать глазом за контурами рисунка, узор движений соответствовал контурам только в общих чертах. Эти факты получались при коротких экспозициях тест-объектов. При более длительных экспозициях глаз обегал практически все детали объекта. При коротких экспозициях глаз, как и рука, находил опорные, конструктивные точки тест-объекта, по которым можно было определить его форму.
При сравнении макродвижений руки и глаза обращает на себя внимание гораздо меньшая зависимость движений глаза от предмета, чем это имеет место в осязании. Однако детальный анализ (при соотнесении «узора» движений глаза с объектом) показывает, что так называемая свобода глаза по отношению к объекту далеко не абсолютна. Движения глаза (так же как и движения руки) определяются предметом. Об этом свидетельствует следующее. Во-первых, движения как при осязательном, так и при зрительном восприятии совершаются в пределах контура воспринимаемого предмета и ближайшей зоны. Во-вторых, они обегают контур предмета, и посредством этих движений осуществляется более или менее последовательный охват, «осмотр» всего предмета. В-третьих, при зрительном восприятии, как и при осязательном, имеются определенные «точки отсчета» («конструктивные точки»), к которым время от времени возвращаются рука и глаз. Это происходит, например, при зрительном или при гаптическом решении лабиринтной задачи. В этих условиях «точками отсчета» служат «вход» и «выход» из лабиринта.
Своеобразие движений глаза, в отличие от движений руки, заключается в том, что глаз более свободен в выборе маршрута осмотра. Именно поэтому его движения производят впечатление хаотических. Характерной чертой двигательного .поведения глаза является то, что с каждой новой экспозицией тест-объекта движений глаза становится все меньше и меньше. При этом они сокращаются по мере того, как выявляются опорные (конструктивные) точки объекта. Количество опорных точек может быть в результате повторных экспозиций сведено к минимуму, что создает возможность восприятия предмета, вернее его узнавания, практически без движения глаза. Аналогичные факты имеются и в осязании (опыты Б. Ф. Ломова). Неучет того, что редукция этих движений не исходный факт, а результат научения, совершающегося при повторных восприятиях тест-объекта, приводит некоторых авторов к концепции симультанности (мгновенности) зрительного восприятия, с которой можно встретиться и в новейшей американской литературе.
Функция измерения. Сходство движений руки и глаза заключаются и в том, что наряду с функцией построения они выполняют также связанное с ней измерение величины предметов и их частей. Прослеживающие движения являются в то же время и измеряющими. В пользу измерительной функции движений рецепторных аппаратов говорят следующие факты: в пассивном осязании образ длины линий и величины углов зависит в определенных пределах от времени движения предмета по покоящейся руке с постоянной скоростью (данные Веккера и Ломова). Прерывистость ощупывающих движений руки. По кадровый анализ движений пальцев показывает, что эти движения дискретны и неравномерны. Дискретность имеет место всюду, где требуется соразмерность движения объекту познания или действия. При этом, чем выше требования к измерительной функции руки, тем больше проявляется дискретность и неравномерность ее движений.
Эти особенности вытекают из самой сути акта измерения, которое состоит в количественном дроблении пространства. Можно думать, что те парциальные движения, из которых складывается действие ощупывания, являются своеобразными «чувственными единицами измерения».
Прерывность характерна и для саккадических движений глаз. Каждое из .них также, вероятно, выступает как особого рода самостоятельная единица. Оно свершается за определенное время, с определенной скоростью. При этом имеется большое разнообразие форм саккадических движений, которые почти никогда не бывают прямолинейными. Ощущение, соответствующее парциальному движению, является, по-видимому, элементарным сигналом протяженности. Образ величины воспринимаемого объекта возникает в результате синтеза этих сигналов.
Элементарный сигнал протяженности в осязании представляет собой неразрывное единство тактильных и кинестезических ощущений, а в зрении—единство оптических и кинестезических ощущений. Взаимодействие этих анализаторов играет существенную роль в синтезе элементарных сигналов протяженности в целостный образ непрерывного контура.
Эти сигналы, представляющие собой «сгусток» кинестезических и тактильных (или оптических) ощущений, являются как бы строительным материалом образа. Синтез сигналов в целостный адекватный образ объекта обеспечивается благодаря определенной организации ощупывающих движений, подчиненной логике геометрического построения.
Функция контроля и коррекции. Общей чертой в характеристике процессов осязательного и зрительного восприятия является наличие в них своеобразных корригирующих и контролирующих движений. Корригирующие движения глаза совершаются в форме скольжений, или иначе, дрейфа. При неточном саккадическом движении, когда глаз совершает «недолет» или «перелет» по отношению к точке, от которой меняется направление, коррекция совершается относительно медленно скользящим движением [34]. Контролирующие движения глаза возвращают его к уже осмотренным участкам предмета и как бы позволяют убедиться в правильности восприятия или узнавания.
В процессе ощупывания взаимный контроль и коррекция осязательных сигналов осуществляются прежде всего, благодаря взаимодействию пальцев, последовательно движущихся друг за другом. Каждый элемент контура ощупывается дважды или трижды. Целям контроля и коррекции служат также возвратные движения пальцев, особенно частые при ощупывании сложных элементов контура [2].
Таким образом, уже внутри акта восприятия имеется система контрольных и корригирующих движений, играющая исключительно важную роль в формировании адекватного образа. Сличение дублированных сигналов позволяет с наибольшей точностью воспринимать предмет. В то же время повторные и возвратные движения служат упрочиванию—связей между сигналами, обеспечивая устойчивость образа.
Сравнение осязания и зрения обнаруживает сходство двигательного поведения руки и глаза во многих отношениях. По-видимому, между ними имеется генетическая связь.
В данной статье мы попытались рассмотреть лишь те общие черты, которые свойственны движениям глаза и руки. Между тем ясно, что, наряду с их общими особенностями, как в зрительном, так и осязательном восприятии имеются специфические особенности. Генетическое изучение обоих видов восприятия требует анализа не только общих, но и специфических функций каждого из анализаторов. Необходимо исследовать, чему глаз учится у руки и чему он учит руку. Как осуществляется их взаимодействие? Каковы общие и каковы специфические линии развития в каждом из этих «параллельных чувств»? Эти вопросы должны стать предметом дальнейшего экспериментального исследования.