Italiano · English · Français · Deutsch · Русский · Español
В 1907 году в Цюрихе пациента включали в цепь между батареей и гальванометром и смотрели, как световое пятно смещается по шкале. В 1996 году патент описывал автоматическую подстройку усиления прибора с двумя банками и стрелкой. Между ними — восемь схем. Меняется почти всё, кроме того, что измеряют.
Как читать схемы
На всех рисунках один цвет всегда обозначает одну и ту же деталь, даже когда она меняет форму.
1907: один контур
Метод пришёл к Юнгу от Отто Верагута, цюрихского невролога, который назвал его «психогальваническим рефлексом». Схема самая простая из возможных: батарея, тело и гальванометр, включённые последовательно. Верагут указывает два элемента общим напряжением 2,4 вольта и даёт испытуемому в руки два полых никелевых цилиндра длиной десять сантиметров. Прибор — зеркальный гальванометр: луч света, отражённый на шкалу длиной полметра. Резистор, включённый параллельно прибору, шунт, служит для уменьшения колебаний.
Юнг добавляет практическую идею: ползунок, который оператор двигает рукой вслед за световым пятном; он соединён с пером, пишущим на бумажной ленте. Оператор читает слово, ждёт, смотрит. Реакция начинается через одну–шесть секунд после слова. О сопротивлении в омах никто не говорит: считают миллиметры.
Первые числа в омах появляются в 1911 году у Уэллса и Форбса, всё ещё с простым контуром: батарея 0,67 вольта, около 100 микроампер через тело, сопротивления от 5000 до 35 000 ом. Запомните эти цифры.
1912: мост
Грегор и Лёве хотят измерять сопротивление, а не только видеть, как оно меняется. Они берут схему, которой в лаборатории измеряют любое сопротивление: мост. Тело становится одним из четырёх плеч; напротив ставят известное сопротивление; ползунок скользит по проволоке, пока ток через гальванометр не прекратится. В этот момент мост уравновешен, и положение ползунка говорит, чему равно сопротивление тела.
С этого момента у гальванометра две задачи. Стоя на нуле, он показывает, что мост уравновешен, а значит, чему равно сопротивление. Когда он движется, он показывает реакцию.
1922: мост входит в книги по психологии
Уэйтли Смит в Кембридже публикует The Measurement of Emotion с полной схемой: батарея 2 вольта, два постоянных резистора, магазин сопротивлений с ручками. Он уравновешивает мост один раз в начале и больше ничего не трогает: считывает только, на сколько смещается световое пятно. Три года спустя Дэвид Векслер публикует похожую схему, которую одна чикагская фирма выпускает в продажу с питанием 1,5 вольта.
1928–1938: калиброванное сопротивление, возвращающее стрелку на нуль
Здесь рождается движение, хорошо знакомое каждому, кто работал с Е-метром. Джеффресс в 1928 году включает магазин сопротивлений последовательно с испытуемым: когда сопротивление тела падает, он добавляет столько же, и стрелка возвращается на нуль. То, что он добавил, и есть результат измерения. Десять лет спустя учебник Вудвортса, по которому учились поколения американских психологов, приводит это как обычную схему:
«Пусть сопротивление испытуемого уменьшится: равновесие нарушается, и через гальванометр идёт ток, отклоняя стрелку. Теперь экспериментатор может увеличивать сопротивление, включённое последовательно с испытуемым, отмечая добавленную величину, пока стрелка не вернётся на нуль.»
«Let O’s resistance decrease: the balance is disturbed and current flows through the galvanometer, causing the needle to swing. E may now increase the resistance in series with O, noting the amount added, till the needle comes back to zero.» — Woodworth, Experimental Psychology, 1938, с. 278.
1928: лампа вместо гальванометра
Зеркальный гальванометр хрупок, дорог и требует тёмной комнаты. В Сиднее Беллингем, Лэнгфорд Смит и Мартин заменяют его радиолампой и щитовым стрелочным прибором. Они называют это «термоэлектронным мостом». Потенциометр вращают, пока стрелка не встанет на середину шкалы, а затем наблюдают:
«Любое увеличение анодного тока указывает на уменьшение сопротивления испытуемого, и отклонения почти пропорциональны изменениям сопротивления.»
«…any increase in plate current indicates a decrease in the resistance of the subject, and the deflections are nearly proportional to the alterations in resistance.» — Australasian Journal of Psychology and Philosophy 6, 1928, с. 140.
На этом все детали в сборе: мост, тело в одном плече, ручка, возвращающая на нуль, усилитель, щитовой стрелочный прибор. На дворе 1928 год.
1930: кто-то указывает на недостаток
У моста есть проблема, и психологи замечают её сразу. Одно и то же изменение сопротивления отклоняет стрелку сильнее или слабее в зависимости от уровня, на котором находишься. Р. К. Дэвис пишет в 1930 году:
«Самая распространённая схема для изучения гальванической реакции — мост Уитстона. Но при обычном способе его использования электрические соотношения становятся крайне сложными, и прямая пропорциональность между отклонением и изменением сопротивления теряется.»
«The most common circuit used for study of the galvanic reaction is the wheatstone bridge… But as it is ordinarily used the electrical relations become extremely complicated, and direct proportionality of deflection to resistance change is lost.» — Davis, Archives of Psychology 115, 1930, с. 12.
Дэвис и другие отвечают схемами с постоянным током. Однако мост остаётся стандартом, вместе со своим недостатком. Запомните его: он вернётся в конце.
1951: Мэтисон
Волни Мэтисон подаёт заявку на свой «электропсихометр» 1 августа 1951 года. В первой же строке патента он говорит, от чего отталкивается:
«Уже много лет известно, что если испытуемого включить последовательно с чувствительным гальванометром и источником постоянного тока низкого напряжения, то психогальванометрическое устройство в целом является ценным вспомогательным средством в психоанализе и психотерапии.»
«It has been known for many years that if a subject is connected in series with a sensitive galvanometer and a source of low-potential direct current […] the psychogalvanometric arrangement as a whole is a valuable adjuvant in psychoanalysis and psychotherapy.» — патент США 2,684,670.
Это схема 1928 года в коробке, с новым названием на ручке. Электроды — губки из металлической ткани; банки появляются чуть позже, по чужой подсказке.
1966: патент Хаббарда
Патент называется «Устройство для измерения и индикации изменений сопротивления живого тела». Лампы превращаются в три транзистора, питание — в две батареи, а ручка получает градуировку в омах: 5000 ом в положении 2, 12 500 — в положении 3.
Сам Хаббард в руководстве 1952 года на измерение не претендует:
«Измерение мысли прибором не ново; новы понимание и точность измерения.»
«The measurement of thought with a meter is not new; the understanding and accuracy of measurement is new.» — Electropsychometric Auditing, 1952.
1996: недостаток 1930 года устранён
Остаётся проблема Дэвиса: при низком положении ручки тона одна и та же реакция даёт большое движение стрелки, при высоком — маленькое, и оператору приходится подправлять чувствительность вручную. Патент США 6,011,992, заявленный в 1996 году, закрывает вопрос схемой, которая считывает положение ручки тона и сама подстраивает усиление. В формуле изобретения сказано:
«…регулировать усиление усилительной схемы в соответствии с заранее заданным соотношением так, чтобы на измеренное изменение сопротивления вырабатывался отклик практически постоянной амплитуды.»
«…adjusting the gain of said amplifier circuit according to a predetermined ratio such that a generally constant amplitude response is generated for a measured change in resistance.» — патент США 6,011,992.
Как меняется каждая деталь
Одно и то же
Поставьте в ряд числа, которые приводят авторы, и картина получится такая.
| Год | Кто | Напряжение | Ток через тело | Измеренное сопротивление |
|---|---|---|---|---|
| 1907 | Верагут | 2,4 В | не указан | только миллиметры |
| 1911 | Уэллс и Форбс | 0,67 В | 95–114 мкА | 5000–35 000 Ом |
| 1922 | Уэйтли Смит | 2 В | не указан | только миллиметры |
| 1925 | Векслер, серийный вариант | 1,5 В | не указан | считывалось с моста |
| 1936 | обзор Ракмика | — | 40–100 мкА | — |
| 1966 | патент Хаббарда | 1,5 и 6 В | не указан | 5000 Ом = 2 · 12 500 Ом = 3 |
| 2004 | патент на цифровую модель | — | не более 50 мкА | в омах, вычисляется |
Одна или две батареи. Несколько десятков микроампер от одной руки к другой. Кожа, сопротивление которой — от пяти тысяч до нескольких десятков тысяч ом и которое на пару секунд становится чуть меньше, когда с человеком что-то происходит. Юнг видел это как световое пятно, скользящее по целлулоидной шкале; тот, кто работает с Е-метром, видит это как падение стрелки. Это одна и та же физическая величина, измеренная тем же способом, при токе того же порядка.
То, что добавили девяносто лет, — это удобство считывания: способ вернуться к нулю, число для уровня, прочная стрелка вместо зеркала и, наконец, схема, которая держит амплитуду постоянной.
Что известно точно, а что нет
Прочитано по оригинальным рисункам и текстам: схемы 1908, 1912, 1922, 1928 и 1938 годов; напряжения у Верагута, Уэллса и Форбса, Уэйтли Смита; значения из двух патентов; все цитаты.
Восстановлено или упрощено: схема 1907 года (Верагут и Юнг описывают её только словами); схемы 1951, 1966 и 1996 годов, приведённые к форме моста, чтобы их можно было сравнивать.
Из вторых рук: напряжение серийного прибора Векслера и токи у Ракмика взяты из обзоров 1935–36 годов, а не из оригинальных статей.
Не найдено: напечатанная схема Уоллера, который, однако, пользовался мостом с 1918 года; оригинальная статья Векслера 1925 года (рисунок известен по репродукции 1933 года).