Hoofdstuk 4: The sensing and perceiving mind

Middeleeuwen

Immanuel Kant komt naar voren. Hij was getraind in de Duitse filosofie. Hij werd gestimuleerd door een van John Lockes volgelingen. Daardoor veranderde hij de Duitse kijk of menselijkheid en natuur. Onder de niet bedachte resultaten was een nieuwe experimentele psychologie.

· David hune (1711-1776)

Een schotse filosoof heeft de Kant gemotiveerd door het empirisicme en associatisme van lockean heel erg extreem te maken, en het betwijfelen van causility, die ideeën dat sommige gebeurtenissen direct worden veroorzaakt door voorafgaande gebeurtenissen. Klassieke wetenschaps theorieën nemen aan dat specifieke antecedent condities voorspelbare gebeurtenissen veroorzaken. Hume betwijfelde dit. “Alles dat we ooit kunnen weten is dat zekere sequenties van gebeurtenissen in het verleden, ons hebben doen geloven dat ze herhaald zullen worden in de toekomst” (eigenlijk niet echt een citaat, maar zo denkt hij erover)

· Voor kant was het van belang uit te zoeken wat nu waar was, de klassieke theorie of dat wat Hume zei. Hij zei dat omdat causality niet bewezen kan worden, maar toch een onderdeel deel van ons bestaan is, moet het een contributie van de mind representeren. Hij voegde dus 2 verschillende domeinen van realiteit bij elkaar. Eentje helemaal buiten ‘the mind’ en eentje helemaal erin. De externe wereld noumenal world bestaat uit ‘things-in-themselves” – objecten in een pure staat van onafhankelijkheid van de menselijke geest. De noumenal world kan nooit direct worden waargenomen, want als het in de menselijke geest komt dat wordt het een phenomenal world. Deze term komt uit het Grieks en betekent verschijnen (appearance). Kant zegt hier dus over dat mensen nooit direct de pure realiteit waarnemen maar een serie van appearances of phenomena, die schijnbaar een creatie van onze actieve geest zijn.

· De Phenomenal world heeft zijn eigen regels. Het lokaliseert altijd fenomenen in ruimte en tijd (deze dimensies worden door Kant intuitions genoemd). Daarbij zegt kant dat de geest automatisch de fenomenen organiseert naar 12 categorieën, die hun kwaliteit, kwantiteit, relaties en mode definiëren. Causality is een van de relationele categorieën. · Tussen 1781 en 1798 schreef Kant 2 boeken. “Critique of pure reason” en “Anthropology form a pragmatic point of vieuw”. Het belangrijke aan deze boeken was dat Kant zei dat de geest een grote invloed heeft op hoe wij de wereld ervaren, op manieren die systematische analyse en beschrijvingen kunnen uitvoeren. Hierna zei Kant dat de studie van de geest nooit een werkelijke wetenschap zou worden. De geestenstudie heeft geen 1) spatiele dimensie 2) je kutn er niet echt werkelijke observaties vandaan halen 3) kan niet experimenteel worden gemanipuleerd en 4) het kan niet wiskundig worden beschreven.

· Na Kant zijn er toch veel mensen geweest die onderzoek naar de menselijke geesthebben gedaan. Optische illusies werden uitgevonden. Fig. 4.1 laat een voorbeeld zien.In begin 19de eeuw werd de ‘law of specific nerve energies’ ontdekt, iedere sensorische zenuw in het lichaam heeft maar 1 sensatie die ervaren kan worden. (Uitgevonden door Charles Bell 1774-1842). Later verder uitgewerkt door Johannes Muller (1801-1858). Deze regel was in tegenstelling tot wat men altijd dacht namelijk dat een zenuw alle soorten sensaties kon overbrengen.

· De Optic nerve heeft ervoor gezorgd dat Kant theorie een beetje aan de kant werd geschoven. Hierdoor kwamen ze er namelijk achter dat het zien wordt gestimuleerd. Het zien van een specifiek patroon van licht betekende nu dat de visuele zenuwen Stuvia.com - De Marktplaats voor het Kopen en Verkopen van je Studiemateriaal gestimuleerd waren. Dit toonde aan dat er een interactie is tussen de externe wereld en een sensorisch zenuw stelsel.

· Hermann Helmholtz en Gustav Theodor Fechner zijn beide van groot belang geweest naast Kant om van de psychologie een werkelijke wetenschap te maken. Helmholts Early Life (ik noem die man constant Hermann (zijn voornaam) omdat die makkelijker te typen is)

· Hij was geboren op 31 augustus 1821 vlakbij een Berlijn. Zijn vader was groot voorstanden van de Kantian filosofie. Hij moedigde Hermann aan voor de wetenschap. Herman werd enthousiast voor natuurkunde. Om wetenschapper moest je familie heel rijk zijn, wat de Helmholtz niet waren. Maar de Pruisische overheid stelde een programma op om jonge, arme mensen eenkans te geven om medicijnen te studeren in ruil voor na hun studie 8 jaar als arts in het leger te werken. Hermann deed dit. In zijn 2de jaar begon hij te studeren met Johannes Muller, the uitvinder van de ‘law of specific nerve energies’. Samen met Muller, Emile du Bois-Reymond ( 1819-1892; die zou de elektrochemische natuur van de zenwu impulsen vastleggen), Rudolf Virchow (1821- 1902; pionier in cell pathalogie) en Ernst Brucke (1819-1893; later de favoriete leraar van Sigmund Freud).

· Muller had een ongebruikelijk idee van de natuurkunde concepten. Hij was namelijk voorstander van het Vitalisme. Dit houdt in dat alle levende organismen een ‘life force’hebben, die voor vitaliteit zorgt. Muller zei niet dat er geen natuurkundige en chemische processen in de levende organismen plaatsvinden, maar Muller zei dat de life force zichzelf beschermde tegen deze processen en ze controleerde. Met de dood verlaat de life force het lichaam. Als je in vitalisme gelooft betekent dat dat er een grens is aan het wetenschappelijk kunnen begrijpen van fysiologische processen om de life force buiten wetenschappelijke analyse valt. Hermann en de rest waren hier echter op tegen en geloofden in mechanisme, wat inhield dat alle fysiologische processen potentieel begrepen kunnen worden door natuurkunde en de chemische principes.

· Het leger nam lang niet alle tijd in beslag van Hermann. Daarom bouwde hij een laboratorium in zij barrak waar hij metabolische processen in kikkers bestudeerde. Zijn experimenten toonden aan dat de hoeveelheid spier energie en warmte die gemaakt worden door een kikker gelijk is aan de hoeveelheid energie die gemaakt wordt door voedsel innemen. Hij toonde dus aan dat chemische reacties capabel aren om alle fysieke activiteit en warmte te generen.

· In 1847 kwam Hermann met ‘conservation of energy’. Dit houdt in dat alle soorten energie (warmte, licht, zwaartekracht, magnetisisme) omgezet kunnen worden in een ander soort energie en geen energie extra gemaakt kan worden of vernietigd. Dus een machine is iets wat energie kan transformeren van nutteloos naar nuttig,. Een stoom machine bijv, zet warmte om in stoom.

In ditzelfde jaar schreef Hermann “the conseravation of Force”. Dit artikel gaat dus over conservation of energie. In waardering voor dit werk mocht Hermann eerder weg bij het leger en hij kreeg een baan als ‘lectuerer’ bij de Berlijnse academie van Arts in 1848.Hier heeft hij 2 grote dingen bereikt. 1 is het maken van de opthalmoscope een apparaat wat oogartsen gebruiken om direct naar de retina te kijken. Het tweede was dat hij de snelheid van een zenuw impuls gemeten heeft. Dit was nog door niemand eerder gedaan. Zijn vriend du Bois-Reymond, kwam mat de hypothese dat de zenuw impuls meetbaar was. Hermann maakte een instrument dat kleinere hoeveelheden snelheid kon waarnemen dat enig tijds instrument tot dan toe. Hij meette daarna eerst de snelheid in een kikker. Hierna ging hij verder met menselijke proefpersonen. En uiteindelijk is het hem dus gelukt om de snelheid van een zenuwimpuls te meten. Maar de meeste mensen Stuvia.com - De Marktplaats voor het Kopen en Verkopen van je Studiemateriaal hadden geen waardering voor zijn werk, ten eerste omdat hij het in veel te moeilijke taal beschreef en ten tweede omdat het allemaal nog nieuw was en moeilijk geaccepteerd werd. Als Hermann en du Bois-Reymond geen mechanisten waren geweest hadden ze nooit dit soort experimenten gedaan.

Helmholtz on sensation and Perception (120)

· Hermann heeft ontzettend veel baanbrekend werk gedaan met visie en horen. Hij heeft persoonlijk een heleboel grote experimenten nagedaan om te kijken of ze wel accuraat waren. Daarna heeft hij al zijn vergare kennis in twee boeken gezet “Handbook of Physiological Optics”en “The theory of the sensation of Tone as a physiologicalk basis for the theory of music”.

· Hermann benaderde geluid en visie op dezelfde manier (wordt uitgelegd aan de hand van visie).

Hij splitste het algemene onderwerp in

1) primary physical; het oog is een optisch instrument, onderzoekt de processen als licht van de externe wereld in een plaatje wordt omgezet op de retina

2) primary physiological; gaat over hoe een beeld op de retina overgezet wordt naar de hersenen (door signales), wat resulteert in bewuste sensaties van licht.

3) primary psyinterrelated.; gaat over hoe sensaties van licht worden omgezet in betekenisvolle percepties van objecten en gebeurtenissen. Sensations zijn raw elements van het bewuste ervaren. Hierbij is geen ervaring of voorgaande kennis nodig.

Visie is het spatieel organiseren van lciht in verschillende hues en brightness, zonder er al een betekenis aan te geven.

Perceptie is het betekenisvol interpreteren van sensaties.

Hieronder een aantal dingen die Hermann heeft ontdekt

Physical Properties of the eye

Hier een heel stukje over de cornea, lens, retina, accommodatie etc (als je dit wilt lezen het staat op blz 122).

Wel wat nuttige dingen is dat het oog behoorlijk wat defecten heeft, zo is de fovea heel klein, waardoor er maar een klein stukje is waarop je maximum scherpte waarneemt. Kleur is imperfect omdat de vloeistof in het oog niet perfect kleurloos is en omdat het oog minder goed de rode kleur kan waarnemen (kortere ‘rays’ in het spectrum dan blauw bijv.) Astigmatism is het feit dat door imperfectie in het oog het menselijk beeld verstoord wordt. Goed voorbeeld hiervan is de blind spot.

Hermann constateert hierna dat Kants theorie dat je de wereld waarneming beïnvloed wordt door je geest toch wel waar is, want je neemt niet werkelijk waar wat er is. Goed voorbeeld hiervan is kleur visie. Newton is de uitvinder van wit licht. Hij kwam erachter dat wit licht van de zon gecompliceerder is dan je zou denken. Hij liet een straal licht in een prisma vallen en hij zag een solar spectrum (een multigekleurde band, je weet wel met (bodem)rood, oranje, geel, groen en blauw en violet (top)). Rood zit onderaan omdat die een kortere wave lenght heeft. En wit licht is dus al die kleuren tezamen. Als je oranje waarneemt dan zie je dus een wave length langer dan rood en korten dan geel. Maar dit idee is een beetje overgesimplificeerd. Kleur mixen experimenten tonen dit aan. Die lieten zien dat als je rood en geel van een spectrum bovenop elkaar laat vallen dat je dan oranje ziet, dezelfde oranje als van het spectrum. Dus verschillende fysieke stimuli kunnen identieke bewuste sensaties van kleur weergeven.

Clerk Maxwell (1831-1879) was een van de wetenschappers die de meest complete analyse van het kleur mixen heeft gevonden. Toen hij begon met zijn eigen experimenten waren er al complementary colors uitgevonden (paren van spectrum kleuren, die als ze gemixt worden een wit licht creeeren. Als je blauw, rood en groen combineert creëer je een wit licht. In deze periode zijn ze er ook achter gekomen dat je met blauw, rood en groen alle kleuren kan maken, door te mixen (primaire kleuren). Om dit allemaal te verklaren kam Hermann met de trichromatic theory, dit houdt in dat de retina 3 verschillende receptoren cells heeft, waarvan elk reageert op een van de drie primaire kleuren. Zenuwen die aan de receptoren vast zitten, zenden berichten naar de hersenen wanneer ze geselectederd worden.Dit is een uitbreiding van Mullers ‘specific energy theory’. Individuele zenuwen zouden dus niet alleen een specifiek soort (visueel, gehoor, voelen etc) sturen maar ook een specifieke kwaliteit rood, groen blauw). Deze uitbreiding van Mullers theorie wordt ook wel de Young-Helmholtz theory genoemd, aangezien Thoman Young eenzelfde idee heeft gepresenteerd in 1802. Helmholtz heeft dus de wet van kleur mixen als functie van het visuele systeem van de mens uitgelegd en volgens hem heeft het verder niks te maken met natuurkundige eigenschappen van lichtgolven.

Visual Perception

Hermann was het niet eens met Kant over visuele perceptie. Hij was het eens met Kant dat sensaties geinterpreteerd worden en een betekenis krijgen door een perceptueel proces. Hermann was het niet eens met Kant op het punt van de oorsprong van perceptuele processen, inclusief illusies. Kant zei dat spatiele perceptie bepaald wordt door innate intuïties. Hermann vond ook sensatie processen innate maar hij legde de nadruk op de rol van ervaring en het leren van perceptie. De vraag die de empirist van de nativist scheidt (hermann van Kant) is hoeveel en in welke mate van de perceptuele processen bepaald worden door ervaring. Hermann bewees dat perceptie veranderd kan worden door ervaring met het experiment met die bril die de wereld op zijn kop zet. Perceptuele adaptie treed dan op. Hermann had een theorie dat perceptuele adaptie en andere perceptuele fenomenen komen van een proces wat hij unconsious inference komt.Visuele ervaringen kunnen leiden tot het onbewust aannemen van bepaalde regels die kunnen worden neergezet in syllogismen. (dit ga ik verder niet uitwerken, sorry ik heb een afkeer voor syllogismen blz.129)

Helmholtz plaats in psychologie

Hermann heeft door zijn jaren heen zijn passie voor natuurkunde behouden. Uit is uiteindelijk ook als professor in de natuurkunde aangesteld op de Universiteit van Berlijn. Hij was vooral bezig met thermodynamics, meteorologie en elektomagnetisisme. In 1882 kreeg hij een adel naam von Helmholtz. Ook al heeft Hermann veel bereikt in de natuurkunde hij is ook een pionier van de psychologie voor 2 redenen. Ten eerste heeft hij ontdekt dat neurologische processen die onderliggen aan mentale functies onderzocht kunnen worden. En ten tweede heeft hij een wetenschappelijke concept gemaakt van de Kantian ‘mind’, door zijn studies naar zien en horen. Tegenwoordig worden nog veel van zijn theorieën gebruikt zoals de trichromatic theory. Helmholtz werk en zijn term ‘unconsious inference’ hebben geleid tot concepten al apperception, set, en de informatie-process aanpak. Zijn empirisme is aangevallen door Elanor Gibson. Zij toonde aan dat mensen wel bijvoorbeeld diepte kunnen waarnemen ook al hebben ze nog nooit eerder diepte hoeven te ervaren (exp houdt in dat mensen die visueel onervaren zijn over glas moeten lopen, maar dit willen ze niet omdat er gen visual surface eronder et zien is.

Fechners early life (blz 132)

Hij is geboren op 19 april 1801 is oost Duitsland. Zijn hele familie waren priesters. Fechner had een grote interesse in natuurkunde zwel als fysiologie en psychologie en hij bestudeerde de relatie tussen de externe ‘fysieke realiteit’en de onbewuste ervaring van die realiteit. Fechner en Hermann hadden veel gemeen maar ook veel verschillen. Gustav (fechner) is opgegroeid met een sterk filosofisch en brede religieuze interesse maar hij wou zelf niet in de religie gaan werken. Hij is medicijnen gaan studeren aan de Leipzig medice school op 16 jarige leeftijd. Hij heeft echter nooit dit werk uitgevoerd. Hij is na zijn medicijnen studie natuurkunde en scheikunde boeken gaan vertalen uit het Frans. Hierdoor leerde hij veel natuurkundige dingen en werd hij aangesteld als lecturer aan de universiteit van Leipzig . Fechner bestudeerde ook ‘Naturphilosophie”, een semi-mysieke en semi-wetenschappelijke beweging, die toen populair was in Duitsland. Deze bewegen dacht dat het hele universum een organische entiteit was met bewustzijn en andere animate functies. Als je dood gaat, gaat jouw bewustzijn bij die van het universum. Fechner schreef voor hierover als Dr. Mises. In diezelfde tijd kwam het materialisme op. Fechner zag dat deze stroming veel macht zou kunnen hebben maar hij vond ook dat het veel beperkingen had. Hij zag materialisme als een mechanisme dat niet diende als bevrijding van de fysiologie maar als een filosofisch doodmakend en depressing dogma. Fechner hield zich heel veel bezig met de ‘twee gezichten’ van de natuur. Hij had een nacht visie wat inhield dat het universum een essentieel dood mechanisme is, waar leven en bewustzijn alleen af en toe is als gevolg van mechanistische wetten. En hij had het dagvisie; het universum heeft een ziel en bewustzijn en mechanistische wetten geven alleen een gedeeltelijke verklaring voor de externe visie op de wereld. In 1839 wordt Fechner invalide door onbekende omstandigheden maar wanneer hij aan het mediteren is in 1850 krijgt hij ineens een inzicht. Hij was aan het denken over de relatie tussen de materiele en de mentale wereld, hier hield Helmholtz zich ook mee bezig. Helmholtz legde de nadruk op de verschillen tussen de twee werelden en vooral op de imperfectie en fouten hiervan, maar Fechner zag een harmonie tussen die twee werelden. Hij vond dat dit inzicht paste bij de dagvisie. Fechner was enorm geïnteresseerd in stimulus intensiteit. Hierdoor kwam er een nieuwe wetenschap psychophysics.

De uitvinding van ‘psychofysics’

Bij horen, gaan we ervan uit dat een klein geluidje niet wordt gehoord als er heel veel lawaai is, maarje kunt dat kleine geluidje wel horen als het super stil is. Zo is het ook met zien, je kunt de sterren aan de hemel ’s nachts zien omdat de hemel dan donker is. Overdag zijn ze er ook maar je ziet ze dan niet. Deze ervaringen geven weer dat onze bewuste ervaring van de intensiteit van een stimulus niet een perfecte weergave is van de realiteit. Tenslotte zijn de geluidsgolven van het kleine geluidje in beide situaties precies hetzelfde. Fechner die dacht dat het mogelijk zou moeten zijn om de waargenomen fysieke intensiteiten te meten, zowel als de werkelijke intensiteit. En hij dacht dat er een wiskundige relatie zat tussen deze 2 variabelen. Fechner wist alleen niet hoe je dit moest meten, hij werd geholpen door het onderzoek van zijn vriend en collega, Ernst Heinrich Weber. Weber onderzocht de mogelijkheid van een mens om te discrimineren tussen verschillende gewichten. De kleinste discriminatie was als een gewicht 1/30ste lichter was dan de andere. Dit is dus het just noticable differende (jnd). Fechner zei dat als je aannam dat de jnd een constante fractie was bij ieder zintuig, dan kun je de jnd gebruiken als een meetunit voor de psychologische intensiteit van de stimulus. Fechner kwam met de absolute threshold. Dit houdt in de kleinste intensiteit van een stimulus die waargenomen kan worden. Op blz 139 staat een heel uitgebreid voorbeeld hierover. Dit allemaal resulteerde in Weber’s Law/ Fechner’s law (kan beide gebruikt worden).

S=k log P (the subjective intensity of a stimulus (in jnd units) will always equal the logarithm of its physical intensity times some constant (k) which will vary for each sense, but which may

be experimentally determined)

In 1860 publiceerde Fechner een boek “Elements of Psychophysics”. Hij vond ook andere manieren om andere zintuigen te meten. In 1872 had Joseph Plateau gezegd dat de relatie misschien beter kon worden beschreven door een power function, maar hij verwerpte dit idee Stuvia.com - De Marktplaats voor het Kopen en Verkopen van je Studiemateriaal alweer snel. Maar S. Smith Stevens vond uit dat er wel een power law bij hoorde namelijk S=kP ⁿ

Conclusie

Helmholtz noch Fechner vonden zichzelf psychologen. In beide gevallen hadden ze een achtergrond die meer te maken had met natuurkunde en fysiologie, en in beide gevallen was hun grootste achievement dat ze bepaalde psychologische fenomenen omzetten in ‘lawful relationships with physical or physiological data.’ Maar hun werk demonstreerde dat het mogelijk was om fenomenen van de geest te meten op dezelfde manier waarop de fysieke wereld wordt bestudeerd: in termen van mechanistische wetten (helmholtz) of wiskunde (Fechner).