Perinteisesti psykologiasta tieteenalana monille tulee mieleen psykoterapia tai psykologinen testaaminen. Itse usein mielelläni kuitenkin korostan sitä, että psykologia empiirisenä tieteenalana sai alkunsa havaintopsykologiasta 1800-luvulla, kun Hermann von Helmholtz alkoi tutkia fysikaalisten ärsykkeiden ja psykologisten kokemusten matemaattisia yhteyksiä. Osoittamalla, että psykologiset erotuskynnykset pystytään kuvaamaan fysikaalisten ärsykkeiden voimakkuuden matemaattisena funktiona, varhainen psykologia siirtyi empiiristen tieteiden joukkoon.
Psykologian ja neurotieteen välinen yhteys tuntuu
hyvinkin loogiselta. Vähemmän tunnettu yhteys
linkittää varhaisen psykologian teknologiaan.
Empiirisen psykologian synty liittyi ajatukseen, että psykologisilla kokeilla pystytään saamaan empiiristä tietoa hermoston toiminnasta. Psykologian ja neurotieteen välinen yhteys tuntuukin arkiajattelun kannalta hyvinkin loogiselta.
Vähemmän tunnettu yhteys linkittää varhaisen psykologian teknologiaan. Aluksi tuo yhteys oli ohut mutta vapaa-ajan käyttömme kannalta huomattava. David Wright nimittäin mittasi kymmenellä koehenkilöllä 1920-luvun lopulla miten kolmella päävärillä (sininen, punainen ja vihreä) pystytään tuottamaan spektrin muut värit. Myöhemmin kehitettiin muuntofunktiot, joilla väri-informaatio pystytään siirtämään koordinaatistosta toiseen: Vihreän, punaisen ja vihreän muodostama tieto voidaan näillä funktioilla muuttaa esimerkiksi tiedoksi valon määrästä, värin saturaatiosta ja värin sijainnista spektrillä.
Wrightin ja saman mittauksen tehneen, rinnakkaisen tutkimusryhmän tietoa käytettiin värielokuvan, -filmin ja -television kehittämisessä 1930-luvulta lähtien, ja Wright itsekin päätyi kehittämään väritelevisiota.
Värit tuottavat insinöörimielelle vaikeuksia,
koska ne eivät varsinaisesti kuulu fysiikan
vaan psykofysiikan alueelle.
Väri ilmiönä pakotti insinöörit kohtaamaan psykologiset ilmiöt: värihän ei ole näkijästä riippumaton, fysikaalisen maailman objektiivinen ominaisuus, vaan riippuvainen havaitsijan hermoston toiminnasta – klassinen esimerkki kvaliasta, vain tietoisena kokemuksena olemassa olevasta ilmiöstä. J. A. Ball totesikin jo vuonna 1945 elokuva-alan insinööreille suunnatussa tieteellisessä julkaisussa värien tuottavan insinöörimielelle vaikeuksia, koska ne eivät varsinaisesti kuulu fysiikan vaan psykofysiikan alueelle.
Värifilmin jälkeen havaintopsykologia sai merkittävän roolin väritelevision kehityksessä. Psykologisten kokeiden perusteella tiedettiin, että ihmisen näköaisti on huomattavasti herkempi valoeroille kuin värieroille. Tämän vuoksi väritelevisiojärjestelmä muuttaa kamerasta tulevan, kolmeen pääväriin perustuvan informaatiovirran mustavalko- ja värivirroiksi ja lähettää mustavalkoinformaation huomattavasti leveämmällä kaistalla. Televisiovastaanottimessa tehdään muunnos takaisin kolmeen pääväriin, joiden yhdistelmistä saadaan tuotettua kaikki muut värit, ainakin osapuilleen.
Teknologian monimutkaistuessa psykologian määrä viestintäteknologissa on lisääntynyt huomattavasti. Kuvan ja äänen pakkaaminen on niin digi-television, suoratoiston kuin muidenkin tallenteidenkin toiminnan nykyinen perusta. Häviöllinen pakkaaminen perustuu esimerkiksi psykologiseen tietoon siitä, mitä ihminen pystyy havaitsemaan: sellaista tietoa, jonka havaintokynnys on korkeampi, on mahdollista pakata enemmän, koska emme erota pakkauksesta syntyvää kohinaa.
Sen lisäksi että digitaalinen televisiojärjestelmä perustuu kuvan pakkaamiseen, psykologiseen tietoon perustuvat kuvanlaatumittarit valvovat jatkuvasti lähetyn videon kuvanlaatua ja kontrolloivat käytettyä kaistanleveyttä, jotta kuva pysyy laadultaan mahdollisimman hyvänä. Tällaisesta sovelluksesta Al Bovik sai jopa Emmy-palkinnon vuonna 2015.
Ei ole sattumaa, että digitaaliset ja hermostosignaalit noudattavat samanlaisia periaatteita.
Yhdistävä tekijä on informaatioteoria.
Sekä näköaisti että digitaalinen kuvan- ja videon pakkaaminen perustuvat visuaaliseen piirreanalyysiin. Kun ainoastaan kuvan piirteet lähetetään jokaisen yksittäisen pikselin sijasta, voidaan lähetettävän informaation määrää vähentää huomattavasti. Tämä johtuu siitä, että todellisen maailman luonnolliset ärsykkeet sisältävät paljon redundanttia eli itseään toistavaa informaatiota: esimerkiksi kuvissa vierekkäiset pikselit ovat väriltään ja valovoimaltaan yleensä hyvin lähellä toisiaan.
Ei ole sattumaa, että digitaaliset ja hermostosignaalit noudattavat samanlaisia periaatteita. Yhdistävä tekijä on informaatioteoria, joka sai alkunsa käytännön ongelmasta, eli siitä, miten saada mahdollisimman paljon tietoa kulkemaan puhelinkaapelissa. Kaapeleiden vetäminen oli puhelinyhtiöille kallista puuhaa, joten ongelman ratkaisun kehittämiseen oli vahvat taloudelliset kannustimet.
Informaatioteoria omaksuttiin nopeasti psykologian piirissä ja se vaikutti vahvasti sekä kognitiivisen että havaintopsykologian kehitykseen: aivoilla nimittäin on samanlainen optimointiongelma, jossa paljon energiaa kuluttavat hermosolut on saatava mahdollisimman tehokkaaseen käyttöön.
Viestintäteknologialla oli toinenkin takaisinkytkentä havaintopsykologiaan: laitteistot. Tutkia ja tietokonenäyttöjä varten kehitetyt kuvaputket osoittautuivat äärimmäisen tehokkaiksi koevälineiksi tietokoneistettuihin koeasetelmiin yhdistettyinä. Kamera tai näyttö toimikin pitkään näön metaforana: näköaistin kontrastiherkkyyden ja näytön tai kameran resoluution mittaamiseen käytettiin saman tyyppisiä, juovastoihin perustuvia ärsykkeitä.
Havaintopsykologian ja kuvateknologian yhteys oli niin vahva, että San Franciscon alueen monet merkittävät havaintopsykologit olivat töissä mm. NASA:ssa ja erilaisissa alan yrityksissä. Psykologi Andrew Watson on esimerkiksi ollut merkittävässä roolissa sekä näön aivomekanismien tutkimuksessa että kuvapakkausmenetelmien, kuten jpeg, kehittämisessä. Tätä nykyä Watson toimii tutkimusjohtajana Applella.
Toinen esimerkki psykologian merkityksessa nykyisessä viestintäteknologiassa ovat digitaaliset kamerat. Naiivisti voisi luulla, että digitaalisten valokuvien laadun paraneminen johtuu siitä, että kehittynyt teknologia pystyy paremmin taltioimaan objektiivisen todellisuuden sellaisena kuin se on. Paradoksaalista kyllä, luonnollisemmat kuvat ovat tulosta siitä, että niitä prosessoidaan jatkuvasti yhä enemmän. Tämä on paradoksaalista kuitenkin ainoastaan, jos oletuksena on että havaitsemme maailman sellaisenaan. Tällainen naiivi näkemys ei tutkimustiedon valossa pidä paikkaansa: todellisuudessa rakennamme koetun havaintotodellisuuden aivojemme tekemien ennusteiden ja havaintotiedon yhteistyönä (Clark, 2013).
Teknologia pyrkii pureskelemaan välittämänsä
informaation sellaiseksi, että se on
vaivattomasti vastaanotettavissa.
Kykymme tunnistaa esimerkiksi värit on laskennallisesti hyvin monimutkainen prosessi, joka perustuu aivojen ennusteisiin erilaisten pintojen reflektanssista. Esimerkkinä tästä voi olla esimerkiksi valkoiselle seinälle heijastettu videoprojektorin kuva: näemme seinän mustana, jos se on kuvassa musta, siitäkin huolimatta, että pitäisimme seinää muuten valkoisena. Digitaalisen kameran on suoriuduttava samasta matemaattisesta inversio-ongelmasta kuin aivojenkin pyrkiessään mahdollisimman aidon tuntuisiin väreihin. Objektiivinen, fysikaalinen todellisuus on sitten jotain ihan muuta.
Teknologian tehokkuus usein perustuukin siihen, että se pyrkii pureskelemaan välittämänsä informaation sellaiseksi, että se on vaivattomasti vastaanotettavissa. Teknologia toisin sanoen pyrkii ennustamaan, mikä informaatio palvelee ihmisiä parhaiten, ja pyrkii tarjoamaan tällaista informaatiota. Tämäkin on informaatioteorian perusajatuksia. Mitä parempia ennusteita aivot pystyvät tekemään maailmasta, sitä vähemmän havaintoinformaatiota ne tarvitsevat, säästäen prosessointikapasiteettia muihin tarkoituksiin. Koemme epämiellyttävänä sen, että havaintomme ovat tavalla tai toisella vaikeaselkoisia.
Käyttöliittymämme todellisuuteen
muuttuu jatkuvasti voimakkaammin
teknologian määrittelemäksi.
Käyttöliittymämme todellisuuteen siis muuttuu jatkuvasti voimakkaammin teknologian määrittelemäksi, emmekä ole tietoisia mitä välissä tapahtuu. Teknologian kehittyminen siirtää pikkuhiljaa ihmisen vastuulle kuuluneita havaintoprosesseja ja päätöksiä laitteistojen muodostamaan ”mustaan laatikkoon”. Samalla tietoisuutemme siitä, että tällaisia valintoja tehdään puolestamme, heikkenee.
Kärjistetysti teknologiariippuvuutta voidaankin pitää tilanteena, jossa emme enää käytä laitteita, vaan laitteet käyttävät meitä: ne tekevät tarkkoja ennusteita siitä, miten aiomme mahdollisesti toimia ja pyrkivät tukemaan toimintaa tarjoamalla sopivaa informaatiota. Kuitenkin kykymme reflektoida ja sitä kautta kontrolloida ajatuksiamme ja toimintaamme useimmiten liittyy tilanteisiin, joihin liittyy jonkinlainen mielensisäinen konflikti (Botvinick ym, 2001). Ilman konflikteja ajaudumme helposti tekemään asioita, joita emme ole tietoisesti valinneet.
Mitä paremmin teknologia vastaa odotuksiimme, sitä vähemmän meidän on käytettävä tietoista kontrollia ja sitä harvemmin todella havahdumme siihen, mitä teemme tai ajattelemme.
Tuomas Leisti
Psykologian ja logopedian osasto
Lähteet
Ball, J. A. (1945). “The Measurement of Colour”(WD Wright; 1944)[Book Review]. Journal of the Society of Motion Picture Engineers, 44, 481-482.
Botvinick, M. M., Braver, T. S., Barch, D. M., Carter, C. S., & Cohen, J. D. (2001). Conflict monitoring and cognitive control. Psychological Review, 108, 624.
Clark, A. (2013). Whatever next? Predictive brains, situated agents, and the future of cognitive science. Behavioral and Brain Sciences, 36, 181-204.