TIber die den Bewegungswahrnehmungenzugrunde liegenden Reize.'

Von

Yrjo Renqvist.

(Aus dem Physiologischen Institut del' Universitat Helsingfors.)

(Mit 11 Figuren Im Text 111\(1 auf Tafel I.)

Inhalt: Einleitung. S.52. - Versuche von v. Frey. S.55. - Eigene Versuchemit Registrierung des mechanisehen Bewegungserfolges. S. 55. - Versuche mitBestimmung des Gesamtenergieverbrauches. S. 86. - Kurze SchluBbetrachtung.

S.94.

Einleitung.

Von welcher Art ist der BewuBtseinsinhalt, den wir haben, wennwir eine aktive Muskelbewegung ausfuhren ? Er ist ohne Zweifel einepsychologische Einheit, eine gestaltete Wahrnehmung. Das Wesendieses BewuBtseinsinhaltes laBt sich naturlicherweise durch keine Be­schreibung ausdrucken.

Aber begrifflich konnen wir an ihm mit Hilfe unserer Denkkategorienverschiedene Eigenschaften analysieren.

Wir versuchen die Empfindung der aktiven Bewegung zu be­schreiben.

Indem ich meinen Arm im Ellbogengelenk biege und zugleich eineMasse bewege, kann ich konstatieren, daB die Beugung cine bestimmteZeit dauert, eine bestimmte Strecke weit in einer bestimmten Richtungstattfindet, mit einer gewissen Geschwindigkeit, vielleicht mit beschleu­nigter oder verlangsamter oder gleichrnalfiger Geschwindigkeit vor sichgeht, und ich konstatiere zugleich gewissermalien einen Widerstandgegen die Bewegung, sie erfolgt nicht "von selbst", wie gleitend, sondern

1 Del' Redaktion am 17. Juli 1926 zugegangen.

Skandinav. Archi» [iir Physiologic. Band L. Tafel 1.

Zn. "Renqrist, UIJCI' die den Bewegungsu;almwhmungen «uqrunde lieqenden. Reixe",

Fig. 2.Versnehsanorduung mit dem Hillschen Inertie-Ergometer.

Fig. 3.Versuehsperson am Hillschen Ergometer.

Verlag von Walter de Grnyter & Oo., Berlin.

DEN BEWEGUNGSWAHRNEHMUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE REIZE. 53

durch eine Anstrengung. Die Konstatierung del' Bewegungszeit und-strecke, ihrer Geschwindigkeit und des Widerstandes sind alle gewisser­maBen "Teile" del' Wahrnehmung. Man kann sie Bestandteile del' Wahr­nehmung oder Momente del' "Gesamtgestalt" nennen. Del' zuletzt er­wahnte Bestandteil, die Feststellung des Widerstandes, ist, wiemir scheint,del' wesentlichste von den Bestandteilen del' Gesamtgestalt. Die Konsta­tierung del' Strecke del' Bewegung steht im Zusammenhang mit unseremRaum- und Streckenbegriff. Dasselbe durfte von del' Konstatierungdel' Dauer gelten, sie steht in naher Beziehung zu unserem Zeitbegriff.Die Konstatierung del' Schnelligkeit del' Bewegung steht im Zusammen­hang mit den Raum- und Zeitbegriffen oder mit dem aus ihnen her­geleiteten Begriff del' Geschwindigkeit.

Das Moment del' Schwere del' Bewegung, des Widerstandes oderdgl. ist jedoch meines Erachtens del' Kern del' GesamtgestaIt, ihr wesent­lichster Inhalt. Wir konnen es weder durch den Begriff des Raumesnoch durch den del' Zeit erklaren. Abel' mit dem physikalischen Kraft­begriffe steht es im Zusammenhang, wie v. Fr ey! gezeigt hat, und wiewir auch hier konstatieren worden.

Wie abel' unser primarer und eigentlicher Kraftbegriff ursprunglichein mechanischer Begriff ist, glaube ich, daB die Widerstands- oder Kraft­empfindung, wie v. Frey sagt, ein rein mechanisch-sensorisches Momentist. Strecken konstatieren wir auch mit unserem Sehorgan und Zeitenin unseren Gehdrempfindungen, wir sehen Geschwindigkeiten in unseremGesichtsfeld, abel' "Kraft" konstatieren wir nul' in unseren Muskel­bewegungen. Die Kraft- oder Widerstandsempfindung ist nul' zu demBewegungswahrnehmungskomplex gehorig, del' eigenste Inhalt del'Bewegungswahrnehmung.

Es ist also meines Erachtens naturlich, daf man es unternimmt,Bewegungswahrnehmungen gerade mit Rncksicht auf dieses ihr Kern­moment zu untersuchen. Wie man sich bestrebt, bei den Sehempfindungen

.z. B. die Farbenintensitat zu untersuchen, durch Versuchsanordnungoder durch Abstraktion die ubrigen Momente del' Sehempfindung zueliminieren, so kann man auf dem Gebietder Bewegungsempfindungenversuchen, die Untersuchung anfangs auf das Stadium des Momentsdel' Widerstandsempfindung und dessen Reize einzuschranken.

Untersuchung del' Bewegungswahrnehmung, Definition ihres Wesensist Definition ihrer Reize, ihrer Urheber oder ihrer Objektivierung, wie

1 v. Frey, Zeitschr. f. Biologie. 1913. Bd. LXIII. S.129 und 1914.Bd. LXV. S. 203.

54 YRJO RENQVIST:

man es aueh ausdrucken "IVill, mit Hilfe der physikalischen Zustands­gro.Ben. Ich glaube, dies entspricht der Denkweise v. Kries'. Diesel'kommt, wie bekannt, in seiner allgemeinen Priifung des WeberschenGesetzes! dahin, da.B del' Kern dieses Gesetzes in der Reizdefinition liegt.

Das Programm unserer vorliegenden Arbeit hat also darin bestanden,die physikalische Reizdefinition del' Bewegungswahrnehmungsgestalt und,wie gesagt, zunachst ihres einen Momentes, del' Empfindung des Wider­stands oder del' Schwere der Bewegung, zu untersuchen.

Wir habenbei der Untersuchung derReize dieMethode d er a q u i­valent en Reize angewandt und sind entsprechend del' Herstellungs­methode verfahren, wie wir bei del' Wiedergabe del' Versuche naherausfuhren werden. Nur die Herstellungsmethode kann, wie mil' scheint,in Betracht kommen, wenn es sich um herzustellende Bewegungenhandelt.

Die Reize der Empfindung einer Muskelbewegung sind unter denimZusammenhang mit der Bewegung eines Muskels auftretenden Zustands­grolsen und deren Verbindungen oder Konfigurationen zu suchen, Esist naturlich, da.B man dabei sowohl die mechanischen als die nicht­mechanischen Zustandsgrofien berucksichtigt, Besonders heute, wo durchdie Arbeiten A. V. Hills und Meyerhofs und ihrer Mitarbeiter sowohldie thermodynamisehe als die chemische Seite der Muskeltatigkeit sehrauigeklart worden ist, scheint mil' mehr als friiher versueht werden zukonnen, die Reizgrundlage del' mit diesel' Tatigkeit zusammenhangendenEmpfindung aufzuhellen.

Die Versuehe haben wir auf folgende dreierlei Weise ausgefiihrt:

1. Es wurde die Bewegungsstreeke der herzustellenden Bewegungvariiert.

2. Es wurde die Bewegungszeit variiert und in beiden Fallen1 und 2 untersueht, auf welchen Reisgrolien die Emplindungsaquivalonzdes Widerstands beruhen konnte, d. h. welche Beizgrolien dabei gleieh­groB sind. Und

3. wurde die aktiv in Bewegung eingesetzte Masse variiert undwieder untersueht, auf welehen ReizgroBen die Em pfindungsaquivalenzberuhen kann.

Bevor unsere eigenen Versuche mitgeteilt werden, will ieh versuchen,ein kurzes Referat zu geben, von den erwahnten

1 v. Kries, Allgemeine Sinnesphysiologie. Leipzig 1923.

DEN BEWEGUNGSWAHRNEHl\JIUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE HEIZE. 55

Untersuchungen v. Freys.

v. Fr ey' hat bekanntlich gezeigt, daf bei langsamen Drehbewegungendes Armes im Schultergelenk gleiche Widerstandsempfindungen dannentstehen, wenn gleichgroBe Muskelkrafte aufgewendet worden. DieseMethode mit langsamen Bewegungen nennt v. Frey das Stemmverfahren,lind er hat konstatiert, daB es beim Versuch, mit diesel' Methode aqui­valente Empfindungen zu erhalten, vorteilhaft ist, den Arm einige Zeitgehoben zu halten; das Urteil wird dadurch sicherer.

In den nach v. Freys Stemmverfahren ausgeiuhrten Versuchendurfto also die Bewegung selbst, del' "Bewegungserfolg" WI' die Beurteilungdel' Aquivalenz nur wenig Bedeutung haben. Das Geiuhl des Gleich­schweren durfte lediglich auf der Spanmmg del' Muskeln, auf ihrer Kraftberuhen. v. Frey nennt diese Empfindungen denn auch "Kraft­empfindungen".

v. Fr ey> hat Ierner gezeigt, daB bei "Schleuderbewegungen", d. h.bei Rebung und Senkung des Annes in schnellem Takt, die 1'. U. S. aufdem Unterschied del' Krafte beruht, mit denen die Bewegungen ausgefUhrtwerden, Dabei ist die Kraft nicht, wie bei dem Stemmverfahren, nurdurch das Drehmoment del' Schwere bedingt, sondern es kommen auchdie 'Iragheitswiderstande in Betracht, und zwar um so mohr, je groBer dieBeschleunigung ist. Die Versuchspersonen v. Fr e y s durfen ihre Be­wegungen maehen, wie es ihnen vom Gesichtspunkt des Vergleichs del'Empfindungen am naturlichsten und am besten scheint, und es ergibtsich, daB die Bewegungen mit dern gleichen Bewegungserfolg ausgefiihrtwerden, d. h. die Bewegungskurven sind fast identisch, wonach die r. U. S.also auf dem Unterschied del' Bewegungskrafte beruht.

Unsere im folgenden referierten eigenen Versuche, die nach eineranderen Methode angestellt sind, geben diesen Resultaten v. Freyscine Bestatigung und, wie ich glaube, auch eine gewisse Erweiterung.

Eigene Versuche mit Registrierung des mechanischenBewegungserfolges.

1. Wir haben erstens untersucht, worauf es beruhen kann, daB manzwei Bewegungen gleichschwer auch in dem Fall empfinden kann, daBdie Bewegungsstrecken verschieden sind, worauf also die Aquivalenzder Schwereempfindungen bei verschiedenen Bewegungsstrecken, aberkonstanter in die Bewegung eingesetzter Masse beruht.

1 v. Frey, Zeitschr. J. Biologic. 1913. Bd. LXIII. S.129.2 v. :Frey, Zeitschr. J. Biologic. 1914. Bd. LXV. S. 203.

56 YRJO RENQVIST:

Das Prinzip del' Versuchsanordnung ist das folgende. Wir lassendie Versuchsperson durch Beugung und Streckung des Armes im Ell­bogengelenk drei gleichgrojse und gleichmalfige Flcxioncn und Exten­sionen ausfuhren, wobei sic cine bcstimmto trage Masse (hieruber sofortnaheres) in Bewegung setzt. Nachdem sie sich von ihrer Wahrnehmunggenau Rechenschaft gegeben hat, versetzt sic dieselbe tragc Masse neuer­dings in Bewegung, abel' nunmehr mit groBerer Amplitude. Damit dieBewegungen mit den zwei verschiedenen Amplituden als gleichsohwerempfunden werden, mussen (lie entsprechcnden Zug- und Streck­geschwindigkeiten von bestimmter GroBe sein, Wir haben dabei denAblauf des Hin- und Riickgangs del' Bewegung jeweils untersucht, indel' Absicht, die Zustandsgrobc zu finden, die bei diesern Vorgehen un­verandert bleibt und daher fiir das Urteil maBgebend sein durfte.

Wir haben die Versuchsperson das Hillsche Inertia-Ergometer­bewegen lassen. Dieses wird bekanntlich gebildet von einer reibungslosauf Kugellagern um eine horizontale Achse rotierenden Stufenscheibe,im vorliegenden Falle mit 4 Stufen. Setzt eine Kraft das System inDrehung, so werden die wirkende Kraft (Aktion) und ihre Reaktion infolgedel' Reibungsfreiheit in jeder Phase del' Bewegung gleichgroB. Indemdie Bewegung somit reversibel ist, erreicht die von del' Kraft geleisteteArbeit ihren hochstmoglichen Wert.

Die Versuchsperson saB sehr bequem auf einem Lehnstuhl (8) dichtan dem Ergometer, mit del' rechten Seite gegen die Achse desselben (sieheFig. 1 sowie Fig. 2 u. 3, Tafel I). Ihr rechter Oberarm war in del' Frontal­ebene horizontal ausgestreckt und ruhte auf einer halbweichen Stutze (A),die den Oberarm etwas proximal von dem Ellbogen stiitzte. Die Achsedes Ellbogengelenkes wurde moglichst genau in die Fortsetzung del'Achse des Ergometers (E) gebracht. Del' Unterarm und das Handgelenkhinwieder waren, um das Handgelenk gut zu stiitzen, in Schienen gelegt.Die Versuchsperson umfaBte mit del' Hand den Griff (K) einer auf dieAchse des Rades aufgesteckten ausbalancierten Kurbel. Die Entfernungdes Griffes von del' Achse war naturlich gleich del' Entfernung zwischendem Mittelpunkt des Ellbogengelenks und del' Mitte des Handtellers.Die Versuchsperson kann mithin das Ergometer hin und zuruck rotieren,indem sie an dem Hebel dreht, wobei also im Ellbogengelenk abwechselndBeuge- und Streckbewegungen stattfinden.

Die Registrierung del' Rotationsbewegung haben wir in del' Weise

1 A. V. Hill, Journal of Physiology. 1922. Vol. LVI. S. 19.

DE:'\ BEWEGUNGSWAHRNEHl\fUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE Rsrzs, 57

K

J - - - - - - - - - - - - - -- - - - --lr- --.,

I I I 1I I I II 1 1 II r;f. +u··~_1

: 1 (, J Z 1I : I • • I II 'II \L J :

L-_-r

- - - - - - \_.., JI ;

II ,.I :'I •I ...- IL ...J

Fig. 1.Versuehsanordnung, schematiseh von oben. E = Hill­eches Ergometer, J( = Handgriff am balaneierten Hebel,.A = Armstiitze, S = Lehnstuhl der V.-P., Z = Zeigerdel' Bewegungsstreeken, B = Zeiger fiir das Aufzeiehnen

der Bewegungskurve, C = Registrierzylinder.

ausgefiihrt, daBum die kleinste Stufe des Ergometers eine kraftige Schnur(in del' Fig. 1 die Ieinpunktierte Linie) gewunden war, die sich an einenZeiger (B) heftet. Die Schnur (nebst dern damn befestigten Zeiger) wirdmittels cines an ihren heiden Enden hangenden Gewichtes von 200 ggespannt gehalten. Bei del' Iiotationsbewegung, wo del' Zeiger also langscines eingefetteten Messingstabes in del' horinzontalen Ebene vorwarts­gleitet, bewegt sichdiesel' konform mitdel' Rotationsbewc­gung und zeichnet dieBewegungskurve aufcinen senkrecht zuseinerBewegungsrich­tung rotierenden be­rulsten Registrierzy­lindel' (0). An einerso erhaltenen graphi­schenKurve kann manden mechanisehenVerlauf del'Bewegungstudieren. Unserelek­trisch angetriebener

Registrierzylinderwar von Sandstromin Lund hergestellt.

Die in die Bewe­gung eingesetzteaqui­valente Masse war inunseren Versuchen9·59 kg (tiber die Be­stimmung del' Masse spater), Die Rotationsamplitude war in allen Ver­suchen kleiner als 60°, und das Verhaltnis del' Amplituden war bei beidenmiteinander zu vergleichenden Bewegungen teils 4:2, teils 4:3.

Die Versuchsperson sah VOl' sioh in del' Hohe ihres Gesichtes denZeiger (Z), del' mittels del' um die kleinste Stufe sich drehenden Schnurbefestigt war, sich in vertikaler Richtung auf weiliem Hintergrund bewegen.Auf den Hintergrund gezeichnete Linien gaben die GroBe del' zu ziehendenAmplitude an, so daB die Versuchsperson unter Verfolgung del' Bewegungdes Zeigers (Z) die richtigen Amplituden einhalten konnte.

58 YRJO RENQVIST:

Als unsere erste Versuehsperson fungierte stud. med. Fraulein P.Erst nachdem sie langere Zeit geubt hatte, wurden die eigentliehen Ver­suche ausgeluhrt.

Del' Gang del' Versuehe war folgender. Die Versuchsperson machtceine Beuge- und Streckbewegung dreimal hintereinander im Metro­nomtakt z. B. mit del' relativen Amplitude 4. Unmittelbar danach wiedor­holte sie dieselbe Bewegung dreimal ebenfalls im Metronomtakt, abel'mit del' relativen Amplitude 2. Gleich naeh del' Ausfuhrung del' Bewegungwird gefragt: wie war es? oder bloB: wie ? Die bei del' groBeren Ampli­tude ausgefuhrte Bewegung wurde dabei immer als schwerer cmpfundcn.Pause. Naeh diesel' macht die Versuchsperson die Bewegung wieder3 mal mit del' groBeren Amplitude im Metronomtakt. Hier haben wiralso den Hauptreiz. Und sofort danach macht sie die Bewegung mit del'kleineren Amplitude, abel' ohneMetronomschlage und in et wa s schnelleremTakt als vorher. Hier haben wir also den Vergleichsreiz. Auf die Fragewie? antwortet die Versuchsperson im allgemeinen: die letzte Bewegungist immer noeh leichter als die vorhergehende. Nach einer kurzen Pauseworden wieder die beiden Bewegungsarten ausgefuhrt, dabei del' Haupt­reiz wieder wie fruher, abel' del' Vergleichsreiz in noeh schnellerem Takte.In diesel' Weise von Paar zu Paar Iortschreitend, kann sieh ein Zugpaar-)einstellen, bei dem del' Zug mit del' groBeren Amplitude und del' mit del'kleineren Amplitude als gleiehsehwer empfunden werden. Die Zugpaareworden welter fortgesetzt, bis del' Zug mit del' kleineren Amplitude deut­lieh als schwerer empfunden wird als del' mit del' groBeren, wo also del'mit del' kleineren Amplitude in zu schnellem Takte ausgefiihrt ist.

Hiernach wird die Serie in umgekehrter Reihenfolge durchgefuhrt,also erst del' Hauptreiz mit groBer Amplitude im Metronomtakt und zu­zweit del' Zug mit del' kleinen Amplitude sehr viel schneller als jener,wobei del' letztere Zug also deutlich schwerer als del' erstere erscheint.In dem folgenden Zugpaare wird del' Zug mit kleinerer Amplitude lang­samer ausgefiihrt, und so geht es dann weiter.

Hiernach werden die vorhergehenden Serien wiederholt, doch fiihrtdie Versuchsperson dabei in jedem Versuchspaare zuerst den Zug mit del'kleinen Amplitude aus. Unsere Versuehsperson hat zuerst mehrere solcheVersuehsserien gemacht. Danach gingen wir jedoch zu einem anderenVerfahren iiber. Bei dem ersten Verfahren erhalt man in einer langenVersuchsserie im allgemeinen hoehstens ein aquivalentes Zugpaar. Um

1 Die Bewegungen werden der Kurze halber im folgenden oft nur Zuge genannt.

mit F,

" w," t.

" r," M," k,

DEN BEWEGUNGSWAHRNEHMUNGENZUGRUNDE LIEGENDE REIZE. 59

mehrere aquivalente Zugpaare zu erhalten, anderten wir das VerfahrenfolgendermaBen abo

Die Versuchsperson macht zuerst einen Zug mit der groBen Amplitudeim Metronomtakt und gleich danach einen Zug mit der kleinen Ampli­tude ebenfalls im Metronomtakt. Dabei ist also der letztere Zug leichter.Bei den folgenden Zugen wird der Zug mit der groBen Amplitude immerin demselben Metronomtakt, der mit kleiner Amplitude aber ohne Metro­nomschlage ausgeluhrt, 1\ach dem die Versnchsperson ein aqui valen tesZugpaar erreicht hat, versucht sic fortgcsctzt Paare zu ziehen, die cmp­findungsaquivalent sind, und im allgemcinen gclingt ihr dies auch oft,nachdem sie Erfahrung gewonnen hat.

Auf dieselbe Weise wird verfahren, wenn man die Versuchspersonin jedem Paar zuerst einen Zug mit kleiner Amplitude ausfuhren laBt.So erhalten wir eine groBe Menge sensorisch aquivalenter Zuge,

Wir sehen jetzt nach, wie man die registrierten Kurven der aqui­valenten und auch der nichtaquivalenten Zuge messen und auch unmittel­bar miteinander vergleichen kann. Wir bezeichnen hauptsachlieh nachmn:Die in Bewegung setzende (konstante) Kraft ° • 0 0 • • •

den Wirkungsradius der Kraft . 0 • • • 0 • 0 0 0 •

die reduzierte Masse des in Bewegung befindlichen Systemsderen Tragheitsradius 0.. 0 0 •

die Geschwindigkeit der Bewegungund die Zeit .

Dann haben wir: 1'. F = 111 t». ~~; ,

F= (.iVlk2

) . rodw .r2 dt

Die in Bewegung setzende Kraft (F) ist gleich der sog. aquivalenten

Masse (M;;c2

) mal der Beschleunigung C·ddtW). Die sog. aquivalente

Masse (z. B. 10 kg) ist in bezug auf ihre Bewegungswirkung aquivalentmit der gewohnlichen Masse (10 kg), wenndieselbe reibungslos auf vollighorizontaler Unterlage gleitet.

Mit Hilfe der obigen Formel konnen wir die GroBe der aquivalenten

Masse (J~::C2) bestimmen. Wir lassen eine bekannte Kraft (F) das

System in Rotation versetzen und messen den Wirkungsradius der Kraft

1 Hill, A. a. O. S. 56.

60 YRJO RENQVIST:

(r) und die Beschleunigung del' Bewegung (~~). Die Beschleunigung

wird so gemessen, daf um ein Rad des Ergometers ein Stahldrahtgewunden und die am Ende desselben befindliche Schlinge an eineman del' Peripherie des Rades angebrachten Stifte befestigt und an demanderen Ende des Stahldrahtes ein Gewicht von 2 kg angehangt wird.Indem man das Gewicht frei fallen litBt, geritt das System in Rotation.Die Bewegung wird auf einem beruliten Zylinder registriert, auf demwir also einen fast vollstandigen Kreisbogen (wirkende Kraft konstant,Reibung fast 0) erhalten, welcher die Abszisse tangiert und sich von demMoment an als Gerade fortsetzt, wo das fallende Gewicht den Fulibodengetroffen hat und nicht mehr einwirkt. Die Anfangsgeschwindigkeit del'Bewegung ist 0, und die Endgeschwindigkeit findet man aus dem Neigungs­winkel dieses geraden Teiles. Die Beschleunigung ist also gleich del' End­geschwindigkeit dividiert durch die Wirkungsdauer del' Kraft, die aufdem Zylinder gemessen wird. Del' Wirkungsradius del' Kraft hinwiederwird so gemessen, daf ein dunner Faden mehrmals um ein Rad des Ergo­meters gewunden wird und man aus del' so gefundenen Peripherie des

Rades den Radius berechnet. Da nun P, r und ~~ bekannt sind, litBt

. h di .. . 1 t M M·k2 b hSIC e aquiva en e asse~ erec nen,

Mit unserem Ergometer kann man die in Tabelle 1 angegebenen aqui­valenten Massen herstellen. In der Tabelle ist die groBte Scheibe des Er­gometers mit 1, die zweitgrolrte mit 2 usw. bezeichnet. Die Angabe + (I)hinter der Ziffer des Rades bedeutet, daB zu dem Ergometer noch ein groBesEisenrad zwecks VergroBerung der Masse hinzugefugt ist. Die Radiender Rader sind:

Rad Radius in emI 81·881 12·542 10·058 7·544 5·065 1·56

Urn das groBte Eisenrad ist ohne die Moglichkeit abzugleiten einekraftige Schnur gewunden, deren Enden tiber an der Zimmerdecke befestigte,auf Kugellagern laufende Rader zu herabhangenden KupfergefaBen gefuhrtsind. In diese GefaBe kann man Gewichte legen und dadurch die aquivalenteMasse des Systems in kontinuierlicher Weise vergroBern. In der Tabelle 1bedeutet z. B. + 200, daB in die erwahnten GefaBe Gewichte von je 200 ggelegt worden sind.

Aus Tabelle 1 ersehen wir, daB wir mit Hilfc unserer 4 Stufen und derAchse (= 5. Stufe) sowie bei Anwendung des groliten Zusatzradesund der

DEN BEWEGUNGSWAHRNEHMUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE HEIZE. 61

Tabelle 1.Scheibe, woran die Kraft wirkt.

1231+ (1)2 + (1)43 + (1)3 + (1) + 2003 + (1) + 5004 + (1)4 + (1) + 50055 + (1)

Aquivalente Masse des Systems in kg.7·59·8

15·827·540·046·069·379·2

127·4154·0227·2536·0

1465·0

Zusatzgewichte in einem weiten Spielraum (7·5 bis 1465 kg) fast beliebigeaquivalente Massen erhalten konnen.

In den Versuchen mit Streckenvariation wurde die angewandteaquivalente Masse 9·59 kg so bestimmt, daf del' Radius des Kurbelgriffsals Wirkungsradius del' Kraft benutzt wurde. Fiir die Bestimmung waran del' Aehse des Ergometers ein ganz dunnes Fournierrad mit diesemRadius befestigt und in einer flaehen Rinne in del' Peripherie des Radesein Faden angebraeht, auf den die konstante Kraft wirkt.

Die Gr oSe del' bei del' Bewegung wirkenden Kraft laBt

sieh aus del' Formel F = aquiv. Masse . r~~w bereehnen, wenn die

aquiv, Masse bekannt ist und auf del' registrierten Kurve :~ gemessen

wird. Die Messung del' absoluten GraBe del' wirkenden Kraft diirfte jedochkein Interesse haben, weil die auf diese Weise.ermittelte Kraft doeh niehtdie wirkliche Muskelkraft ist; sie ist nul' in jedem Punkt del' Bewegungproportional derselben. Wir wollen ja bei empfindungsaquivalentenZiigen relative meehanisehe GraBen, hier Krafte, messen, und daherbestimmen wir das Verhaltnis del' in entsprechenden Momenten del' Be­wegung wirkenden Kriifte. Werden Kraft und Gesehwindigkeit des Haupt­zuges mit dem Index 1 und die entspreehenden GraBen des Vergleichs­zuges mit dem Index 2 bezeiehnet, so ist also (da die aquivalente Massekonstant ist)

~ = dW1/dll'2 .F'j dt dt

Einfaeh .ist del' Fall, wenn die wirkende Kraft wahrend ihrer ganzenWirkungszeit konstant ist, (Spater werden wir sehen, daB sie dies inunseren Versuchen annahernd ist.) In diesem Fall kann die Winkel-

62 YRJO RENQVIST:

Fig. 4.Registrierte Kurve del' Bewegung.

Wellengipfel und -taler gleichformig.

beschleunigung ~~ durch den Quotienten ~ (Endgeschwindigkeit des

Zuges v uno' Zugzeit T) ersetzt worden, wobei also ~1 = ~l.-·_T'1'2 •.L' 2 1.'2' 1

Wir hatton also auf unseren Kurven die GroBe del' Endgeschwindig-keit uno' die Wirkungszeit des Zuges zu messen, In Fig. 4 Iinden wir

den groBten Teil del' KurveeinesZuges. Wir konnen kon­staticren, daf die Kurve imVerhaltnis zu den durch ihreMinimum- wie Maximum­punktc gestellten Vertikalenvollig symmetrisch ist. Ebensoist sie symmetrisch zu del'

durch die Wendepunkte gelegten Horizontalen.' Mithin ist del' Be­wegungsvorgang in allen vier Vierteln del' Bewegungsperiode ganzgleichartig; es wechseln nul' die Vorzeichen del' Gesehwindigkeit (inden Umkehrpunkten) und del' Beschleunigung (in den Wendepunkten).R. Wagner" hat gerade bei derartiger Bewegung gegen eine trage Massemit dem Saitengalvanometer die Tatigkeit del' Beuger und Strecker unter­sucht. Er hat konstatiert,daB die Bewegung folgendermaBen stattfindet:

Wahrend del' Beugebewegung funktionieren die Beuger bis zumWendepunkt del' Bewegung; danach bremsen die Strecker die Bewegungbis zu dem Umkehrpunkt, von demall sie den Armin die lVlittellage zuruck­Iuhren, worauf schlielslich die Beuger die Bewegung bremsen bis zurAusgangslage. Wagner hat also konstatiert, daB die Muskeln einanderin del'Mittellage des Armesablosen. Von del' Mittellage libel' die maximaleBeugung bis zu del' folgenden Mittellage Iunktionieren nur die Strecker,zuerst bremsend, dann als Aktoren, und ebenso Iunktionieren die Beugervon del' Mittellage bis zu del' maximalen Extensionsstellung bremsenduno' von da bis zur folgenden Mittellage als Aktoren,

Wir haben gesehen, daB diese vier Phasen del' Bewegung ihremBewegungsablauf nach vollig gleichartig sind. Del' fur eine Phase del'Bewegung ermittelte Kraftwert gilt also fur die jeweilsbetatigten Muskel-

1 Wenn die Bewegungsamplitude kleiner als 60° ist und die Bewegung inMittellage des Armes stattfindet, ist die Muskel-Bewegungskraft auch auf derganzen Bewegungsstrecke recht konstant; s. Hansen and Lindhard, Journ,of Physiol. 1923. Vol. LVII. S.287.

2 R. Wagner, Antagonistische Willkurinnervation beim Menschen. Vor­trag, gehalten an der Tag7tng der Deutsch, Physiol. Gee. in Rostock 10.-13. VIII.1925; zit. nach Berichie f. d. qee. Physiol. 1925. Bd. XXXII. H. 5/6. S.706;

DEN BEWEGUNGSWAHRNEHlVIUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE REIZE. 63

gruppen auch in den ubrigen Phasen, Es genugt mithin, den Verlaufsines Viertels del' Bewegung zu messen. Wir haben die aufsteigendenTeile aller Kurven jedes Zuges gemessen. Da unsere Figur zeigt, daB dieBogen in del' Gegend del' Umkehrpunkte annahsrnd Kreisbogen sind,versuchen wir zunachst, das Verhaltnis der wirkenden Krafte gemaB del'obigen Formel zu berechnon, Die Endgeschwindigkeit (v) ist proportionaldel' durch den Wendepunkt gezogenen Tangente und die Dauer (T)proportional del' Dauer del' ganzen Periode, welche GroBen wir mit einernMillimeterglas messen.

In der folgenden Tabelle 2 sind die Messungsergebnisse einer Versuchs­serie, die auf die fruher besohriebene Weise ausgefuhrt wurde, zusammen­gestellt. Die Versuchsperson machte also zuerst den Dreizug mit del'groBeren Amplitude (relative Amplitude 4), gleich danach den Zug mit

Tabelle 2.

Schwerevergleichung zweier Bewegungen mit gleicher aquivalenterMasse (9.59 kg).

Versuch 22. III. 26. Versuchsperson P. Verhaltnis der Bewegungs­

strecken 4: 2 (Haupt- und Vergleichszug). Bewegung < 60°, Drehungim Ellbogengelenk. Beim ersten Versuchspaar (1) beide Ziige in dem­selben Metronomtakt, 3 Schlage 3·6 Sek. Bei den folgendeu Paaren

der kurzere Zug immer zunehmend schneller.

V-Zug leichter

beid~ ziii~ ziemlichgleichschwer

V-Zug schwererV-Zug ziemlich viel

schwerer

H-Zug schwererUnterschied nicht be­

deutend, aber Un­sicherheit

H-Zug beinaheleichterH-Zug leichter

i[

IIKv !I](1;~I

I

1·031·181·39

't'v

II (zuerst H-, zuzweit V-Zug)1. '11 8 ' 03 4·33 8·37 8·10 10.5392. i 7·82 5·55 8·47 7·20 0·7103. : 7·90 6·05 8·18 5·87 0·766

I:4. Ii 7·83 8·58 8·45 4·60 1·10 1·84 2·025. ,: 8.5319'17 8·18 4·18 1·08 1·96 2·12

I (zuerst V-, zuzweit H-Zug, sonst wie oben)1. '18.30 4'57 8·43 8·13 0·551 1·04 0·5732. 6·984·958·937·170·7091·250·886

3. 17'35 5·97 9·00 !j·93 0·812 1·52 1·234. II 7·43 7·20 8·52 4·88 0·969 1·75 1·70

64 YRJO RENQVIST:

del' ldeineren Amplitude (relative Amplitude 2), beide im Metronorntakt.Zu jedem Zuge gehOrten, wie schon erwahnt, drei Flexionen und Exton­sionen,und die Dauer del' Zuge war etwa 3·6 Sekunden. In demfolgendenZugpaar wurde del' Zug mit del' kleinen Amplitude in etwas schnelleremTakt ausgefuhrt, und dann wurde derselbe stufenweise von Zugpaar zuZugpaar beschleunigt usw,

Aus den Kolumnen vH und TH der Tabelle 2 sehen wir, daf dieGeschwindigkeit des H-Zuges im allgemeinen in den verschiedenen Zug-

paaren ziemlich konstant ist. Der Wert ~.~ nimmt zu, weil dioVII

Geschwindigkeit des V-Zuges mehr und mohr wachst im Verhaltnis ZUl11

H-Zug, und aus der Kolumne ~;- ist zu entnehmen, wie sich die Zug­

zeit bei dem V-Zug von einem Zug zum anderen verkurzt. Die letzte

Kolumne ~: enthalt das Verhaltnis der Zugkrafte des V- und des

H-Zuges. Wir ersehen aus dieser Kolumne, daB wenn die Kraft des V­Zuges etwa die Halite von der Kraft des H-Zuges (Verhaltnis 0·555)betragt, der V-Zug leichter erscheint als der H-Zug. Dasselbe ist auchnoch der Fall, wenn das Verhaltnis der Krafte 0·838 ist, Bei einern Ver­haltnis del' Krafte von 1·06 abel', also wenn die Krafte fast gleichgroBsind, worden die Bewegungen als gleichschwer empfunden. Wenndanndel' V-Zug zweimal kraftiger wird als del' H-Zug (Verhaltnis 2· 02), wirddel' erstere als schwerer empfunden. In den vier letzten Zugpaarenist es del' Versuchsperson nicht gelungen, ein Zugpaar mit derselben Kraftzu erreichen, und del' V- und del' H-Zug sind auch in keinem Zugpaarals gleichschwer empfunden worden.

Bevor weitere Versuche geschildert werden, sehen wir uns Fig. 5 an,in del' wir Teile der Kurven aus dem soebon beschriebenen Versuch(Tabelle 2, Versuch 1. bis 5) wiederfinden. AIle in der Figur auftretendenKurvenstuckesind derenzweiteWellentaler mit donangrenzendon Halftender Wellengipfel. In allen Kurvenpaaren 1, 2, 3 usw, ist also immer diehoher ansteigende Kurve ein H-Zug mit del' groBeren Amplitude. Siesind, .wir wir sehen, von ziemlich ubereinstimmender Form. Die niedrigenKurventeile sind die Kurven des V-Zuges mit del' kleineren Amplitude.Die Kurven 1 gehoren zu dem Zugpaar 1 (der Tabelle 2), wo das Kraft­verhaltnis 0·555 war. In del' Figur kommt dies darin zum Vorschein,aa.B die Kriimmung del' V-Kurve vielldeiner als die del' H-Kurve ist. Inden Kurven 2, wo wir das KraftverhaItnis zu 0·838 berechneten,sehenwir,da.B die Kriimmungen weniger voneinander abweichen als in den vorher-

DEN BEWEGUNGSWAHRNEHlVIUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE REIZE. 65

gehenden. In den Kurven 3, wo das Verhaltnis der Zugkrafte zu 1· 06 be­reehnet wurde, sehen wir, daB die Kriimmung der H- und V-Kurven ganzdieselbe ist; die Kurven fallen in weitem Umfang zusammen. Sehliell­lich stammen die Kurven 4 und 5 von dem 4. und 5. Zugpaare (derTabelle 2), in dem das Verhaltnis der Zugkrafte 2·02 bzw. 2·12 war. Indiesen Paaren ist die Krummung der V-Kurve groBer als die der H-Kurve.

5

1. 't

Pig. 5.Kurven von Bewegungen von zu vergleiehender Schwere. Die Kurve (mitdel' gl'oBel'en oder del' kleineren Amplitude del' Bewegung) in jedem Paare,welche die gl'oBel'e Krilmmung besitzt, entspricht del' schwereren Bewegungs­ernpfindung. Die Kurven 3 entsprechen gleichsehweren Ziigen, ihre Krlimmungen

sind gleich groB, die Kurven fallen zusammen,

Unsere Art, die Zugkraft zu berechnen, beruhte auf der Konstanzder Kraft wahrend des Zuges. Aus Fig. 5 sehen wir jedoch, daB die Bogenkeine vollstandigen Kreisbogen sind; in den Kurven 1, 2 und 3 sind sie esmehr, in den Kurven 4 und 5 nahern sich die kleinen Bogen weniger demKreisbogen. Fur uns ist die Hauptsache, daB die Krummungen in demaquivalenten Fall (Kurven 3) vollig dieselben sind, d. h. daB das Verhaltnisder Zugkrafte an den entsprechenden Punkten der Zuge gleich 1 ist. Undda unsere Berechnungsweise zu demselben Resultat fuhrt (Kraftverhaltnis

Skandinav, Archiv, L.. 5

66 YRJO HENQVIST:

Tabelle 3.

Empfindungsaquivalente Bewegungen mit gleicher aquivalenter Masse(f).59 kg). Versuchsperson P. Bewegungsstrecken (relativ) 4 u. 2. 13e­

zeichnungen wie in Tabelle 2.

Vers.u. ehs-II . I rn I VvI· Tn lEvt un.L H --. - ---;-

ag ~ l'JI I Tv 1\][

I (zuerst H-, zuzweit V-Zug)

1. III. 1926 8,41[7,3 O' 79 11.4. 1· 097 . 8 7 . 9 O·73 1 .4 1. 038·5 7·2 6·76 1·4 1·058·3 16.8 0·79 I 1· 4 1· 088·7 . 6·8 0·92 11·4 1·31(zuerst V-, zuzweit H-Zug)

27. II. 1926 7·8 7·0 0·84 11.3 1·13

8·0 8·0 0·75 1·5 l·ll8·6 6·9 6·76 1·2 0·948·2 7·1 0·78 1·4 1·108· 2 6· 9 O·68 1 . 2 O·828· 3 7· 3 O·77 1. 3 O·998·1 7·7 0·72 1·3 0·978·7 7·2 0·75 1·4 1·05(zuerst H-, zuzweit V-Zug)

18. III. 1926 8·3 6·9 0·677 1·30 0·898·5 7·5 0·776 1·48 1·168·3 7·4 0·755 1·42 1·087· 9 7 . 3 O·738 1 . 44 1 .078·17·20·8211·421·178·9 6·8 0·760 1·31 1·008· 2 7· 3 O·749 1 . 36 1 . 038·1 7·4 0·692 1·30 0·917·7 7·5 O·740 1· 34 1· 008·5 7·0 10·668 1·31 0·888·9 7·5 i 0·658 1·30 0·81(zuerst V-, zuzweit H-Zug)

18. III. 1926 8·6 7·2 0·667 1·39 0·958·5 6·9 0·692 1·41 0·989·3 6·3 0·671 1·25 0·859·16·60·7061·320·938·7 7·0 0·705 1·33 0·949·0 6· 8 0·634 1· 26 0·809·17·30·6771·280·878·5 6·9 0·726 1·30 0·948·37·60·6981·180·828·3 7·3 0·667 1·28 0·858·1 6·8 0·698 1·21 0·85

ziemlieh gleiehsehwer

kein bemerkenswerter Unter­sehied

kein merkbarer Untersehiedziemlieh gleiehsehwer

ganz " "beinahe ganz gleiehsehwerziemlieh gleiehsehwer

1 In dieser und den folgenden Tabellen sind die Werte von v und T miteiner Genauigkeit von 0·05 bestimmt. Der Ul:eraiehtliehkeit halber werdensie aber nur mit zwei Ziffern angegeben.

DEN BEWEGUNGSWAHENElIJ\lUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE HEIZE. 67

Fig. 6.Wellengipfel und -taler von Kurvenempfindungsdquivalenter Bewegun­

gen mit gleicher aquiv. Masse.

in dem aquivalenten Fall 1·06), erweist sie sich mithin als gerechtfertigt.In den nichtaquivalenten Fallen (Kurven 1, 2, 4 und 5) sind die Krum­mungenund Krafte verschieden graB; unser Berechnungsverfahren zeigtedasselbe, obwohl del' Wert des Verhaltnisses nicht ganz exakt sein kann,

In del' vorstehenden Tabelle 3 sind alle aquivalenten Zugpaare aus viermit unserer zweiten Methode ausgcfuhrten Versuchsserien zusammen­gestellt. Die Bezeichnung ist dieselbe wie fruher. Am ersten Versuchs­tage, 1. IlL, ist das Kraftverhaltnis

x: . . h fl' 11l~ ' wie WIr se en, ast ,In a entn

Fallen jedoch etwas groBer als 1,in dem lotzten Zugpaar sogar 1· 31.Am zweiten Versuchstage ist dasKraftverhaltnis bald etwas groBer,bald etwas kleiner als 1; nul' in einemFall weieht es bedeutender von 1ab, indem es O·82 betragt. Dasselbefinden wir auch am dritten Versuohs­tage (18. III.): im allgemeinen Ver­haltnisse von etwas mehr als 1 undzwei bis drei starker davon ab­weichende Werte. 1mvierten Versuch(18. Ill.) sind aIleVerhaltnisse kleinerals 1 und wieder drei bis vier mehrvon 1 abweichend. Betrachten wir. s, K 1 hdie ganze -iT - 0 umne, so se en

tJ[

wir also, daf dieses Verhaltnis beider-seits von 1 hin und her pendelt.Der groBte Teil der Werte (20) diffe­riert um hochstens ± 0·10 von 1,die ubrigen (15) mehr, und auch von diesen differieren 8 um nur ± 0 ·15.Die groliten Unterschiede von 1 sind + 0·31 und - O·20. In Fig. 6bemerken wir, daB die Krummungen der Kurven dieser Gruppe gleichgroBsind. Diese Figuren sind aufs Geratewohl aus unserem Material heraus­gegriffen. Die mit 1 und 3 bezeichneten Kurven sind drei aufeinander fol­gende Gipfel und zwei dazwischen liegende Taler aus den H-V-Serien,die mit 2 bezeichneten sind entsprechende Kurventeile aus der V-H-Serie.;

In Tabelle 4 haben wir zwei sonst ganz gleichartige Versuehsserienwie die vorhergehenden, nur ist das Verhaltnis der Zugstrecken hier 4: 3.

5*

68 YRJO HENQVIST:

Tabelle 4.

Empfindungsaqui\"alente Bewegungen mit gleicher aquiv. Masse (9·59 kg).Versuchsperson P. Bewegungsstrecken 4 und 3. Bezeichnungen wie

TabelJe 2 und 3.

,,'

" " "merklich gleichschwerziemlich

" "gleichschwerziemlich gleichschwer

ziemlich gleicbschwcrkein Unterschiedziemlich gleichschwcr

me;klich gl~ichschwerziemlich gleichschwerganz gleichschwer

kci~' merkb~rer U~lterschiedziemlich gleichschwer

" " "

I

" " "" " "merklich gleich

ziemlich gleichschwer

Ye:ll:~s_:~J::I I~~_I~~ 11~ I~~;'~""'==============c ..(zuerst R-, zuzweit V-Zug)

19. II1. 1926 7·2 8·1 0·874 1·28 1·187·2 8·8 0·878 1·15 1·016·9 8·4 0·855 1·29 1·117·1 8·2 0·982 1·15 1·087·4 8·0 0·810 1·15 0·917 . 6 7· 7 O·844 1. 18 1 . 007·87·70·8881·181·017 . 6 8· 0 O· 920 1. 20 1 . 117·4 7·6 0·919 1·22 1·187 . 7 7· 4 O·922 1. 19 1 . 118·1 7·1 0·919 1·15 1·078·77·10·8581·181·028·8 7·2 0·977 1·26 1·118· 2 6· 9 O·895 1·14 1· 088· 5 6· 8 O·860 1 . 20 1. 048· 5 7 . 1 O·847 1. 20 1 . 08(zuerst V-, zuzweit R-Zug)

19. III. 1926 7·8 8·2 0·928 1·26 1·177·87·80·8641·151·008· 6 7·3 o- 855 1·07 o- 928·5 7·5 0·864 1·15 1·008·8 6·7 0·779 1·01 0·80

19'1 6·8 0·857 1·10 0·958·6 7·5 0·898 1·16 1·057· 8 7 .4 1 . 000 1. 28 1· 287·77·90·9801·191·129·0 7·8 0·806 1·20 0·988·8 7·6 0·880 1·18 1·008·56·80·8881·060·958·5 7·9 0·871 1·18 0·998· 7 7· 2 O·842 1 . 08 O·888·4 7·6 0·897 1·19 1·088·4 8·0 O·924 1·26 1·17

11

7 . 6 8·2 0·896 1·18 1·077·4 7·5 0·947 1·06 1·00

Die H-Strecke ist dieselbe wie vorher, Auch hier beobachten wir wieder,

daB das Kraftverhaltnis :~v in den aquivalenten Zugpaaren annaherndAll

gleich 1 ist. Unter den im ganzen 34 Fallen differiert es in 22 um wenigerals ± 0 ·10 von 1. Uater den ubrigen 12 Fallen ist del' Unterschied in8 kleiner als ± 0 ·15. Die groBten Differenzen sind + 0·23 und - 0.20.Die Kurven del' Fig. 7 zeigen wieder, wie in einem aufs Gerate-

DEN BEWEGUNGSWAlmNEH1lUNGEN ZUGEUNDE LIEGE"NDE HEIZE. 69

Fig. 7.Kurven gleichschwerer Bewegungen.

GleichgroBe Krummung.

wohl aus del' Versuchsserie herausgegriffenen aquivalenten Fall dieKnrven gut zusammenfallen. Auch in Fig. 8 bemerken wir ein aus­gezeichnetes Zusammengehelldel' Kurven del' aquivalentenZiige.

Unter Beriicksichtigungdel' Variation des psychologischen Experimentierens diirfteman auf Grund diesel' Ver­suehc konstatieren:

Wenn zwei aktiv a u s­gefiihrte Muskel b eweg un­gen .dur ch wel ch e di ese lb eMasse auf versehieden w ei t e Str ecke n in Bewegung gesetztwir d , als gleiehsehwer empfunden wer de n , so sind dieakti ven Muske lkr af t.e bei del' lang er en u n d del' kiirzerenBewegung gleiehgroB. Das Ergebnis diesel' Versuehe istalso dasselbe wie dasjenige v. Freys in seinen bekanntenUn t er su ch unge n.

-- ::::::::=::;:0~" " ,,'"~ , , " \ , ' ' ' '

. ., '. ''" /" /

Fig. 8.Kurven gleichschwerer Bewegungen. Die Kurvenkrtimmung gleichgroB.

Die obigenVersuehsserien waren ausgefiihrt worden, wenn die drei.Zugemit del' groBeren Amplitude etwa 3·6 Sekunden dauerten und das Vel'­haltnis del'Zugstreeken 4:2 und 4:3 war. In den folgenden Versuchsserienwurden noeh ganz ahnliche Versuehe mit denselben Zugstreeken 4:2 und4:3, abel' bei langerer Dauer del' Ziige mit del' groBel'en Amplitude, nam­lieh etwa 4·6 Sekunden, gemaeht. Tabelle 5 enthalt die Versuehsergeb­nisse bei dem Verhaltnis 4:2 del' Zugstreeken und Tabelle 6 bei dem Ver­haltnis 4:3. Aus Tabelle 5 ersehen wir, daB das Verhaltnis del' Kraftein den meisten Fallen kleiner als 1, in 6 Fallen sogar unter 0·80 ist. Imoberen Teil del' Tabelle, also im Anfang des Versuches, ist das VerhaltnisgroBer als 1. Ob die Sehwankung auf psychologischer Variabilitat beruhtoder ob die Versuchsperson hier anders eingestellt ist als in den ersteren

70 YRJOl{ENQVIST:

Ta belle 5.

Empfindungsaquivalente Bewegungen mit gleicher aquiv. Masse (9.59 kg).Versuchsperson P. Strecken 4 und 2. Bewegungen etwas langsamer

als in den Versuchen Tabelle 3 und 4.

kein merkbarer Unterschicrlziemlich gleichschwer

0·970·830·770·760·900·790·710·80O·71

1·22i- 02],2:>1·071']70·950·840·880·8]O·9:30·730·860·950·920·991·0\J0·81

Versucbstag II VH I Tn I :.;~ ~,~=~'=r(~~;;~t H-, ~uz,,=;c=j-t=.""Y=-Z=u=g=)='===C'===========

22. III. 1926 'I 6· 7 9·2 O·874 r :38117.0 uo 0·(j1':3 1·48II (j·2 9'4 0·822 ]·5]116·0 10·0 0·69] ]·54

6·] 10·0 0·88\J ]·306·(i 9·7 O·(i77 [·39(i·4 9· \J O·(i41l ] . 21l5· 4 10 . 4 O· (i94 1 . 2(i6·0 10·6 0·650 1·235·7 10'7 0·(i75 iae5·9 9·9 0·615 1·]75·3 ]0·4 0·670 1·275·8 10·3 0·(i44 1·475·(i 10·4 0·679 1·345·8 10·(i 0·684 1·435·4 10·3 0·799 1·356·2 9·8 o-eze 1·28(zuerst Y-, zuzweit H-Zug)

23. III. 1926 5·9 10·4 0·649 1·495·(i 10·4 0·671 1·225·9 10·3 0·610 1·255·8 10'5 0·586 1·285 . 7 10· 4 O·684 1 . 306· 2 9 . 8 o-634 1. 236·4 9· 5 O·605 1· 176· 4 9· 5 O·653 1 . 226·(i 9·8 0·590 ]·19

Versuchen, liiEt sich nicht beurteilen. In Tabelle 6 ist das Verhaltnis

:~v von einem Falle abgesehen kleiner als 1.11H

Wir konstatieren also, da.B, wenn die Zuggeschwindig­keiten lang sa mer (Hauptzug etwa 4·6 Sekunden) sind, das Verh al t­nis del' Zugkrafte nicht von del' GriiEe 1 ist, wie bei gr oBer enZuggeschwindigkeiten (Hauptzug etwa 3·6 Sekunden), aon der ndaE die Kraft des Zuges mit kleiner Amplitude bei diesel'langsameren Zuggeschwindigkeit bei gleichschwer emp­fimdenen Ziigen meistens etwas kleiner al s die Kraft desZuges mit gr oBer Amplitude ist. Da s Ver h al t.ni s del' Zug­z ei ten in diesen Versuchen nah er t si ch dagegen oft 1.

DEN BEWEGUNGSWAHHNEHMUNGEN ZUGHUNDE LlEGENDE FElZE. 71

'I'ab el Ie 6.

Empfindungsaquivalente Bewe gungen mit gleicher aquiv,Masse (9.59 kg).VersuchspersonP. Strecken 4 und 3. Bewegungen etwas langsamer

als in den Versuchen 'I'abelle 3 und 4.

Vorsuohstag III

'PnI

t'y Tn I XvVnTv I J(nvn

i' (zuerst H-, zuzweit V-Zug)24. III. 1926 6·6 8·9 0·732 0·952 0·70 ziernlich gleichschwer

6·7 \)·2 0·766 1·10 0·84 ganz7·0 8·6 0·785 1·11 0·87 " " "6·8 9·0 0·808 1·07 0·87 merkbai- gleichschwer6·7 8·8 0·796 1·11 0·88 ! ziemlich gleichschwer6·6 9·1 0·845 1·16 0·986·3 9·6 0·833 1·15 0·967·0 8·6 0·744 1·11 0·836·3 9·4 O· 825 1·17 0·976·3 8·9 0·779 1·11 0·875·9 9·5 0·831 1·14 0·956·4 8·9 0·837 1·11 0·936·1 9·5 0·885 1·18 1·046·1 9·4 0·835 1·11 0·936·3 9·2 0·816 1·11 0·91

~ , " "6·3 9·3 0·712 1·09 0·78 merkbar gleichschwer6·0 9·5 0·841 1·10 0·93 ziemlich gleichschwer6·3 9·1 0·821 1·14 0·94 unsicher(zuerst V-, zuzweit H-Zug)

24. III. 1926 6·8 8·8 0·781 1·00 0·78 ziemlich gleichschwer5·8 8·9 0·866 1·01 0·886:2 9·2 0·815 1·07 0·876·0 9·6 0·836 1·03 0·866·1 9·3 0·832 1·07 0·896·2 9·5 0·810 1·09 0·886·2 9·3 0·820 1·05 0·865·7 9·8 0·827 1·12 0·936·0 9·4 0·751 1·06 0·806·2 9·1 0·795 1·12 0·895·9 I 9·9 0·753 1·08 0·81

Wir erwahnten die Moglichkeit, daB sich die Versuchsperson wahrenddel' Versuche verschieden einstellen kann. Hierftir sprechen die in Tabelle 7zusammengefaBten Versuche.

In diesen Versuchen sind die Bewegungsamplituden 4 und 2 unddie Dauer des Hauptzuges etwa 3· 6 Sekunden. Die Versuche sind alsoihrer Anlage nach von ganz derselben Art wie diejenigen in Tabelle 3 und4. Sie fanden statt am 2. und 4.Marz, wahrend del' erste Teil del' Versuchein Tabelle 3 am 27. Februar und 1. Marz, die ubrigen erst am 18. Miirzausgefuhrt wurden,

72 YRJO l{ENQVIST:

Tabelle 7.Empfindungsiiquivalente Bewegungen mit gleicher aquivalenter Masse.Versuchsperson P. Strecken 4 und 2. Bewegung wie in den Ver­

suchen Tab. 3 und 4.

Ver- '11 i i Vv T!](

s~~~s-II "n I Tn I "ir i .~~ I K:II (zuerst H-, zuzweit V-Zug)

2. III. ii 8·3 7·8 0·763 1·53 1·181926 111 7 ' 7 8·8 0·796 1·54 1·2:3

.' 7·5 8·3 O·869 1 ·45 1· 29Ii 7·7 7·4 0·941 1·37 1·30Ii 7·5 8·0 0·916 1·49 1·37i' 7·1 8·4 0·884 1·42 1·26:1 V . HZ' (zuerst -, zuzweit - ug)

4. III. 8·0 7·2 0·836 1·75 1·471926 8·87·50·7851·501·19

8· 7 7 . 6 O·865 1 .44 1. 256· 5 9 . 2 O·823 1. 50 1. 237·0 8·3 0·895 1·39 1·256·9 8·5 0·843 1·51 1·288·0 8·0 0·835 1·61 1·358· 4 7 . 8 o·920 1 . 55 1 . 448·7 8·0 0·761 1·56 1·197·88·10·9411·411·348·1 8·3 0·804 1·63 1·328·0 8·1 0·817 1·60 1·327·9 8·4 0·855 1·39 1·208·3 7·7 0·761 1·50 1·158·7 7·3 0·784 1·43 1·128·0 8·5 0·761 1·47 1·128·1 8·3 0·801 1·40 1·127·9 8·2 0·789 1·54 1·227·3 8·5 0·912 1·51 1·388·48·20·7881·561·237·5 8·2 0·933 1·51 1·417·8 8·1 0·819 1·54 1·268·5 7· 8 0·748 1· 46 1· 098· 2 7· 9 O·829 1 . 56 1. 298·6 7·6 0·820 1·51 1·24

Av

An

0·590·620·650·650·690·63

0·740·600·630·620·630·640·680·720·600·670·660·660·600·580·560·560·560·610·690·620·710·630·550·650·62

LvLn

0·\)20·970·960·\)0 '1·040·\)1

1·310·920·920·950·890·981·111·130·950·961·091·070·850·860·800·820·780·941·040·971·070·970·801·010·94

.ziemlich gleichschwer

"merklich "ziemlich

"beinaheziemlich

" " "sehr gleichschwerziemlich gleichschwersehrziemlich

"sehrziemlich

Wil' ersehen aus Tabelle 7, daB das Verhaltnis del' Zugkrafte ({:)

umgekehrt wie in den vorhergehenden Versuchen immer bedeutend gl'oBel'alsl ist.Unter den im ganzen 31 Versuchenist es in 23 groBer als 1,20,nul' in4 kleiner als 1·15 und nul' in einem kleiner als 1·10. Del' Zug mitdel' kleineren Amplitude ist also immer mit bedeutend gl'oBerel' Kraftals del' mit del' groBeren Amplitude ausgefuhrt worden. Die Empfindungs­aquivalenz kann nicht auf del' Krafteaquivalenz beruhen. Wir habendas Verhaltnis del' bei den Zugen geleisteten mechanischen

DEN BEWEGU)iGSWAHHNElElIUNGEN WGRUNDE LIEGENDE HEIZE. 73

AI' b ci t en berechnet. Die mechanische Arbeit ist die Kraft mal ihrerWirkungsstrecke. Das Verhaltnis del' Strecken ist hier 4 :2, also erhalten

wir durch Multiplikation des Kraftverhaltnisses j~'"- mit del' Zahl 1/2tIl

das Verhaltnis del' mechanischcn Arbeiten, das in del' Tabelle in del'

Kolumne AAv angcgeben ist, Dieses Verhaltnis liegt anscheinendII

bci 0·6. Das Verhaltnis del' in del' Zeitcinheit geleistcten Arbeiten ist

andererseits durch Division von ~v durch ~v zu Iinden. In del' Ko-rr II

lumne LLv sind diese Vcrh al tni sse del' Leistungon zusanuncn­][

.:~/

' -,, I \, ' \

, I \

3 I "

Fig. 9.Kurventeile empfindungsaquivalenter Bewegungen. Die Kriimmungen del'

"aquivalenten" Kurven sind nicht gleiehgrof (Tabelle 7).

gestellt. Diese Verhaltnisse sind anscheinend ziemlich von del' GroBe 1.Unter den 31 Versuchen ist in 21 die Differenz kleiner als ± 0·10 undunter den iibrigen 10 in 5 kleiner als ± 0 ·15.

Es scheint also, als habe die Versuchsperson wahrend diesel' zweiVersuchstage (2. und 4. III.) eine andere Einstellung eingenommen;ihre Einstellung zu del' Empfindungsaquivalenz ware eine andere. Die

74 YRJO HENQVIST:

zwei Ziige mit verschieden gloBer Amplitude worden von ihr als gleich­schwer empfunden, wenn die in der Zciteinheit ausgefiihrten ZugleistungengleichgroB sind. Der GroBe der Zugkrafte an sich schenkt die Versuchs­person dagegen Imine Beachtung.

In Figur 9 finden sich einige Kurven von dem Versuchstag 4. III.Die punktierto Kurve gibt den Zug mit kleincr Amplitude wieder; wirsehen an ihrer grofseren Kriimmung, daB der Zug mit groBerer Kraftausgefiihrt worden ist als der Zug mit groBer Amplitude.

Als unsere Versuchsperson mit den Versuchen anfing, bezog sie alsodie Empfindungsaquivalenz auf gleichgroBe Zugkrafte, wie es v.Freyfriiher bei einem anderen Verfahrcn gezeigt hat, aber zwischendurch ver­anderte sie an zwei Tagen ihre Einstellung und bezog die Empfindungs­aquivalenz auf gleichgroBe Leistungen, um dann schlieBlich zu ihrerfriiheren Einstellung zuruckzukehren.

Im allgemeinen beruht also bei unserer Versuchspersondie Empfin dung saquivalenz auf dem von del' GroBe Kraftmal Zeit (K· t = Kraftimpuls) in bezug auf die Zeit ent-

nommenen Qucrschnitt (l{/ = K)' Wir sahen aber, daB sie

auch auf dem von der GroBe Kraft mal Strecke (K· s =Arbeit) in bezug auf die Zeit entnommenen Querschnitt

(JC·s )--t- L beruhen kann.

2. In den vorhergehenden Versuchen, wo die Masse konstant und dieZugstrecke in bestimmter Weise variiert ist (Verhaltnis 4:2 oder 4:3),stufte die Versuchsperson die Zugzeit frei abo Bei konstanter Massekonnenwir die Versuche auch so ausfuhren, daB die Zugzeit in bestimmter Weisevariiert wird und die Versuchsperson die Zugstrecke frei abstuft.

In diesen Versuchen mit Zeitvariation (in bestimmten Verhaltnissen)zog die Versuchsperson, Fraulein stud. med. N., also dieselbe Masse inzweierlei verschiedenem Metronomtakt. In dem ersten Zugpaar wurdender erste, in langsamerem Takt stattfindende Zug (ca. 4 Sekunden) undder zweite in schnellerem Takt stattfindende Zug (ca. 3 Sckunden) mit dergleichen Zugstreckeausgefiihrt (relative Strecke 4). Der letztere Zugwurde dabei als sehwerer empfunden. In dem folgenden Zugpaar wurdeder Zug mit schnellerem Takt in bezug auf seine Strecke etwas kurzergemacht (relative Strecke 3,75). In dem folgenden Paar wurde er nochmehr verkurzt (relative Strecke 3,50) usw. Die Bewegungen wurdenwie fruher registriert. Fig. 10 gibt das Resultat an. In Kurve 1 sind dieZugstrecken dieselben (4), der punktierte Zug im schnelleren Takt ist der

DEN BEWEGUKGSWAHRNEHMUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE HEIZE. 76

Fig.10.Kurveu nichtaquivalenter und.aquivalenterBewegungen. Die Kurvenkriimmung gleich­

groB bei den letzteren (= 4, 9 u. 10).

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schwerere, und aus del' starkeren Krummung sehen wir, daf er auch mitgroBerer Kraft ausgefiihrt wurde. Ebenso verhalt es sich bei den Ziigen­die durch die Kurven 2 und 3 veranschaulicht sind. In den Kurven 4sind die Krummungen ganz gleichgrofi, diese Zuge werden auch als gleich,schwer empfunden. In denKurven 6, 6 und 7 ist del' Zugim schnelleren Takt leichter,er ist sichtlich auch mit ge­ringerer Kraft als del' im lang­sameren Takt ausgefuhrt worden(Ausnahmo 6).Von Kurve 8 ab istdie Strecke des Zuges im schnel­leren Takt wieder sukzessiv ver­langert, wir sehen, daf seineZugkraft wieder groBer wird,und in den Kurven 9 und 10,wo die Krafte gleichgrof sind,erscheinen die Zuge wiedergleichschwer. Bei den folgendenZugen ist del' mit grolserer Kraftim schne11eren Takt ausgeiuhrteZug schwerer.

Diese Versuche geben alsoein ganz ubercinstimmendesResultat wie die vorher mit­geteilten Versuche. Die Emp­Iindung sa quivalenz ber uh tauch bei Zeitvariation(mit konstanter Masse)auf del' gleichen GroBedel' Krafte.

3. Drittens haben WIr dieReize aquivalenter Bewe­gungsempfindungen bei ver­schiedener GroBe del' in dieBewegung eingesetzten Massestudiert.

Das Prinzip del' Versuehs­anordnung ist folgendes. Wenn

76 YRJO HENQVIST:

wir die Versuchsperson dureh Biegung des Armes zwei erheblich ver­schieden groJ3e Masson in Bewegung setzen lassen, so wird, wenn dieBewegung in beiden Fallen gleich schnell und die Bewegungsstreckedieselbe ist, das Bewegen del' groBeren Masse von del' Versuchspersonals schwerer empfunden als das der kleineren Masse. Indem die Ver­suchsperson die Bewegung del' groBeren Masse langsamer als die Be­wegung del' kleineren Masse ausftihrt, kann sic jedoch durch Probierenzwei solche Geschwindigkeiten del' Bewegung finden, daf das Bewegendel' groBeren und das del' kleineren Masse als gleielJschwer cmpfundenwerden.

In unseren Versuchen variierten wir die tragc Masse. In unseremersten Versuch saB die Versuchsperson, Herr stud. med, R., bequem ineinem Iur den Zweck geeigneten Lehnstuhl mit dem rechten, vom Karpel'gerade nach aulien gestreckten Arm auf einer gcpolsterten horizontalenUnterlage. Beim Biegen seines Armes setzte er das Hi ll sche Ergometerauf dieselbe Weise in Bewegung wie in den cigenen Versuchen Hillsdessen Versuchsperson.! An dem Handgelenk del' Versuchspcrson, aufdessen dorsaler Seite, war narnlich mit Hilfe von Holzschienen als Stiitzeein Stahldraht befestigt, dessen eines Ende urn das rotierende Rad desErgometers geschlungen und an einem Stift an del' Peripherie des Radesbefestigt war. Del' Stahldraht wurde bei gestrecktem Arm und bei fest­gestelltem Rade gespannt und das Rad im Augenblick del' Beugung frei­gegeben.

Mit del' Massenvariation del' Versuchsserie verhielt es sich nunfolgendermaBen. Die Versuchsperson brachte das Rad in rasche Um­drehung, wobei del' Arm eine vollstandige Beugebewegung von del'Streckung bis zur maximalen Flexionsstellung machte, Del' Stahldrahtwar urn das Rad 2 gewunden, und zugleich war das groBte Zusatzradan dem Apparat befestigt [2 + (I)], so daf die aquivalente Masse 40· 0 kgbetrug,> Hiernach wurde die aquivalente Masse des Rades auf dell Wert42· 8kg erhoht, indem Gewichte von 1 kg in die am groBten Rade hangendeSchale gelegt wurden. Die Versuchsperson machte wieder mit gleich­groBer Geschwindigkeit einen Zug wie vorher, wobei diesel' naturlicher­weise schwerer als del' vorhergehende erschien. Es trat eine kurze Pauseein, und dann setzte die Versuchsperson wieder die Masse von 40· 0 kgmit moglichst derselben Geschwindigkeit in Bewegung wie fruher und

1 A. V. Hill, Journal of Physiology. 1922. Vol. LVI. S. 19.2 Siehe S. 60 sowie Tabelle 1.

DEN BEWEGUKGSWAHRNEHlVIUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE HEIZE. 77

gleich nach diesem Zug wieder die Masse von 42· 8 kg, abel' mit etwasgeringerer Geschwindigkeit als in dem vorhergehenden Zugpaar. So wurdedie paarweise Ausfuhrung des Haupt- und des Vergleichszuges fortgesetztund versucht, von cinem Paar zum anderen das letztere immer langsamerzu ziehen, bis man zu einer Zuggeschwindigkeit des Vergleichszuges gelangt,hei del" die Bewegungsempfindungen fUr den Haupt- und den Vergleiehs­reiz als gleichschwer erscheinen. Es ist also beim Studium del' aquiva­lenten Reize wieder die Herstellungsmethode zur Anwendung gekommen.Nach Beendigung del' Reihe wurde diese in umgekehrter Richtung wieder­holt. Dabei wurdo sic naturlich mit densolben Masson ausgcfuhrt wievorher, abel' die Versuchsperson zog zuerst die Vergleichsreizmasse undan zweiter Stelle die Hauptreizrnasse.

Die Messungen del' graphisehen Kurven del' Zuge lassen jedoch er­kennen, daB es del' Versuchsperson nicht moglich ist, vom einen Zugpaarzum anderen ihren Vergleichszug regelmaBig zu vermindern odor zu er­hohen, sondern daB die Veranderung del' Geschwindigkeit oft etwasunregelmaBig stattfindet. Hierauf beruht es, daB in del' Versuchsserie,wo von einem Vergleichszug zum anderen z. B. eine Verlangsamungeintreten soll, diese gerade in ihrem kritischen Punkt, also wo die aqui­valenten Empfindungen liegen mubten, mit einem zu groBen Schrittgeschieht; in dem folgenden Zugpaar ist die dem Vergleichsszug ent­sprechende Bewegungsempfindung schon schwerer als del' Hauptzug.Auf diese Weise ist die ganze Versuchsserie verloren gegangen. Wir habendarum die Serien so ausgefuhrt, daB die Versuchsperson, von gleich­schnellen Zugen odor von Zugen, deren Geschwindigkeit stark differiert,fUr die also die Bewegungsempfindungen deutlich nichtaquivalent sind,ausging, danach die Geschwindigkeit des Vergleichszuges von einemZugpaar zum anderen veranderte, auf diese Weise den aquivalente Emp­fin dungen auslosenden Zugen nahekam oder sogar einige auszufuhrenvermoehte und dann fortgesetzt derartige empfindungsaquivalente Zugezu machen versuchte. Dabei hilft die Erfahrung, die ein moglicherweisemiBlungenes Zugpaar liefert, del' Versuchsperson, in dem folgenden Zug­paar die Zuggeschwindigkeit im richtigen Sinne zu regeln. Auf dieseWeise erhalt man auch eine groBere Menge Zugpaare, welche ompfindungs­aquivalent sind.

Nachdem sich die Versuchsperson langere Zeit geubt hatte, wurdendie Versuche ausgefuhrt, Es wurden Versuchsserien mit den Massen40·0 und 42· 8 kg gemacht.

In jedem Versuch wurden die Zugkurven auf dem Zylinder registriert,

78 YRJO HENQVIST:

und an diesen wurde auf folgende Weise das Kraitverhaltnis studiert,mit dem die Zuge stattgefunden haben.

""lX!' Ii d 'J TT.. ft 'haitnis: p! d «; IdU';vvII' 111 en a s n..I a vel a 111S. -Y,' = "(It - ---rit '

weil die Zugc stattfinden, wahrend del' Stahldraht in heiden Fallen Lllll

dasselbe Rad (1'1 = 1'2) geschlungen ist, Wenn man die wirkende Kraftwahrend del' ganzen Bewegung als konstant betrachten kann, haben wir,

weil die Anfangsgcschwindigkeit 0 ist, die Bcschleunigung 1"' d II~ = 2 .":~ ';: }',vII t t-

(Endgeschwindigkeit) = 2/. Und das Verhaltnis del' Beschleunigun-

, 1'1 • t, ,t' t " (1' -oJ2gen 1St = -.-t oder (well -l._ = -t2 , wenn 81=82, wie bel uns) =-= -~ •

v'!. 1 V 2 1 l ~ /

Das Verhaltnis del' KI'afte ist folglich

~ _ ].11 • (_V1 _)2

.F2 -].12 v,

Urn diese Formel anwenden zu konnen, mussen wir erst nachsehcn;wie es sich mit del' Konstanz del' Kraft (F) beim Zuge verhalt. Linclhardund Hansen! haben gezeigt, daf die Zugkraft del' bei dem fraglichenZuge tatigen Muskeln durchaus nicht konstant ist, sondern sehr starkvariiert [e nach dem Beugungswinkel des Armes und in einer Weise,die sic durch graphische Kurven veransehaulicht haben, Die resultierendeKraft, die wir direkt in unseren Kurven messen, verandert sich zwar imersten Teil des Zuges von del' maximalen Flexion aus, abel' dagegen nichtin hoherem Grade am Ende des Zuges, wie aus del' dem Kreisbogen nahe­kommenden Form des Endteils unserer Kurven zu ersehen ist. In­dessen durfte es Iur unsere Betrachtung nicht von Bedeutung sein, welchesdie Grolsenveranderung del' Zugkraft ist. Wenn die Empfindungsaqui­valenz auf den Zugkraften beruhte und die Kraft wahrend des Zugesnieht von konstanter GroBe ist, miiBten wohl, wie es in unseren vorher­gehenden Versuchen mit Streckvariation del' Fall war, die Kraftemp­findungen sogen. Querschnittsempfindungen sein, die gleiche Schweredel' empfindungsaquivalenten Ziige durch die gleiche Gro13e del' Kraftein den entsprechenden Punkten del' Ziige bedingt sein. Und da darf manwohl das Verhaltnis del' Krafte, auf die obige Weise bestimmt, als einenIndex fUr ihr Verhaltnis in allen entsprechenden Punkten del' Zugstreckebetrachten.

In del' folgenden Tabelle 8 finden wir die Ergebnisse einer unsererVersuchsserien.

1 Lindhard and Hansen, Journal of Physiology. 1923. Vol. LVII.S. 299.

DEN BEWEGUXGSWAHRXEIDIUNGEN ZUGltUNDE LlEGENDE HEIZE. 79

Tabelle 8.

Versuch 5. II. 1925. Versuchsperson Herr stud. med. R.

Zuerst wurde ein Hauptzug 40·0 kg, dann ein Vergleichszug 42·8 kggemacht. Die Versuchsperson hat in dem ersten Versuchspaar den H­und den V-Zug glcichschnell, in den folgenden Paaren den V-Zug immerlangsamer auszufuhren versucht,------_.----_.----- ---_.__._.-_._-~

II Relative I Relative i !

S i(~r ](ll:n i Geschwindig.'Gcschwindig-1 vn Empfindungcnh I keit des I keit des : Vv Ie" XvC)

I H-Zugesvn 1 V-Zuges vv Ip.-

i:

I

,0·9351.

"

2·29 2·29 ]·00 ]·00 V-Zug sehwerer2. 2·26 ]·73 ]·3] ],72 ]·6]:~. 2·]2 I ]·61 ]·32 L:74 ]·63!i4. 2·22 ]·67 ]·33 ]·77 ]·65

" "5. 2·32 ]·46 ]·59 2·53 2·37 Beide Zuge gleiehsch \\'0'

6. 2·23 ]·49 ],50 2·25 2·]0 Wieder gleichschwcr7. 2·24 ]·36 ]·65 2·72 2·54 , V-Zug leichter

Aus dieser Versuchsserie sehen wir also, daf die Zugkrafte bei gleich­schweren Ziigen nicht gleiehgroB sind. Zieht man die kleinere Masse,40·0 kg, mit sogar 1· 65 mal groBerer Kraft in Bewegung als die groBereMasse, 42· 8 kg, so wird del' letztere Zug doch als sehwerer empfundenals del' erstere, Erst wenn die die kleinere Masse in Bewegung setzende Kraft2 ·10 bis 2·37 mal groBer ist, werden die Ziige als gleichschwer empfunden.Das letzte Zugpaar del' Versuchsserie zeigt, daB, wenn die Zugkraft derkleineren Masse 2·54 mal groBer als die Kraft del' groBeren Masse wird,keine Empfindungsaquivalenz mehr besteht, sondern daf dann del' Zugdel' groBeren Masse schon leichter erscheint.

Die Aquivalenz der Bewegungsempfindungen bei Ausfuhrung einergleichlangen Bewegung mit verschieden groBen Massen kann also nichtauf del' gleichen GroBe. del' bewegenden Kraft beruhen. Die kleinere Massemuf mit groBerer Kraft als die groBere in Bewegung gezogen werden,damit die Bewegungsempfindungen gleichschwer sind.

Es werden jetzt Versuche vorgefiihrt, die mit anderer Methodikein Resultat gegeben haben, welches mit dem vorhergehenden uberein­stimmt.

Auch in diesen Versuchen wurde Hill s Inertie-Ergometer benutzt.Die Versuchsperson saf bequem gestiitzt neben dem Ergometer mit derSeite nach diesem hin in ganz derselben Stellung zur Achse me in denVersuchen mit Streckenvariation. Ihr rechter Oberarm war in der Frontal­ebene ausgestreckt und ruhte in del' Horizontalrichtung auf einer halb-

80 YRJO HENQVIST:

weichen Stutze, die den Oberarm etwas proximal vorn Ellbogen stutzte.Die Achse des Ellbogengelenkes wurde wieder moglichst genau in dieVerHingerung del' Achse des Ergometers gebracht. Der Unterarm lagwieder fill' die Stiltzung des Handgelenks in Sehienen.

Die Bewegung fand also wie fruher im Ellbogengelenk statt, indcmder Unterann Beuge- und Streckbewegungen in del' Frontalebene machte,das Ergometer hin und her drehte, wobei die Hand den bequemen Griffdel' balancierten Kurbel festhielt, welch letztere so lang wie del' Unterarmwar. Die Amplitude der Bewegung war ctwas kleiner als 60°.

Die Versuche wurden folgendermaBcn ausgefuhrt. Die Versuchs­person versetztc das Ergometer in Drehung, indem sie ihren Unterarmdreirnal abwechselnd beugte und streckte. Unmittelbar danach wurdedie rotierende Masse durch Anbringung von weiteren 2 kg in den an dergroBen Scheibe hangenden Schalen verrnehrt, und die Versuchspersonmachte wieder die vorerwahnte Bewegung dreimal mit moglichst der­selben Geschwindigkeit. Die letztere Bewegung wurde dabei deutlichals schwerer empfunden. Nach einigen Minuten Pause wurde ein neuesVersuchspaar gemacht, aber der letztere Zug wurde jetzt langsamerals der erstere ausgefii.hrt, und auf diese Weise setztedie Versuchspersonin Intervallen die Zugpaare fort, bis die Zuge als gleichschwer empfundenwurden, bis sie empiindungsaquivalent waren.

Die in die Bewegung eingesetzten Massen sind in dieser Versuchs­serie bedeutend kleiner als in der vorhergehenden. Die groBere Massebetragt 9·59 kg und die kleinere 7· 40 kg. Da hier nur das Kraftverhaltnisder Zuge in Betracht kommt, brauchen wir nur das Verhaltnis der Massonzu kennen, und dieses haben wir durch sieben Versuche bestimmt, diemit verschieden groBen in Bewegung setzenden Gewichten und mit ver­schiedenen Strecken ausgefuhrt wurden. Das Verhaltnis der groBerenund der kleineren Masse ist auf diese Weise bestimmt 0·772 ± 0·028.

Auch hier wurden naturlich aufsteigende und absteigende Versuchs­serien gemacht, und die Zuge mit kleiner und groBer Masse waren im Ver­haltnis zueinander zeitlich verschieden angeordnet. Nachdem sich dieVersuchsperson zuerst langere Zeit geubt hatte, wurden neun Serienmit 150 Versuchen ausgefUhrt. Die folgende Tabelle 9 gibt einen von ihnenwieder, bei dem sich die Versuchsperson bereits an die Versuche gewohnthatte.

Wir sehen aus der VwKolumne der Tabelle, daB die H-Zuge wahrendder ganzen Zeit der Serien mit sehr gut ubereinstimmender Geschwindig­keit ausgefiihrt worden sind. Der V-Zug, der in dem ersten Zugpaar

ersehen wir, daB die Zuggeschwindigkeit

6

DEN BEWEGUNGSWAIIRNEHlVIUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE REIZE. 81

Tabelle 9.Schwerevergleichung zweier Bewegungen mit verschieden groBen Masson

(7·40 und 9·59 kg). Versuchsperson H. Zugstrecke konstant (4).

V,· VIIVII KIT II Empfindungenvv K; I

zuerst V-Zllg 11·4 11· 8 1·04 0·84 V»>Hzuzweit H-Zug 10·9 11· 6 1·06 0·87 V»H

10·8 11·4 1·05 0·86 V»HAbsteigende 10·5 12·5 1·19 1·10 V = H?

Serie 9·4 12·6 1·35 1·41 V < H nicht viel Unterschied8·05 10·2 1·26 1·23 V«H7·33 9·90 1·35 1·41 V«<H

7·43 11·2 1·50 1·75 ,,v «<H8·52 11·5 1·29 1·28 IIV = H

Aufsteigende 9·92 11· 8 1·19 1·10·V=HSerie 10·4 12·4

I1·19 1.1O!V>H

9·89 11·2 I 1·13 0·87 V» H11·9 11· 6 I 0·97 0.75

1IV»>H

fast mit derselben Geschwindigkeit erfolgt wie der H-Zug, wird in denfolgenden Zugpaaren immer langsamer. In dem ersten Zugpaar wirdder H-Zug als viel leichter empfunden, aber "zwischen" dem 3. und 5. Zug­paar ist der H-Zug schwerer als der V-Zug geworden. In bezug auf die

Zugkrafte sehen wir aus der Kolumne ~~, daB der H-Zug mit der

kleineren Masse da mit 10 bis 41 Proz. grolserer Kraft ausgefuhrt wordenist als der V-Zug mit der groBeren Masse. In der aufsteigenden Seriebemerken wir, daf die Zuge eines Paares als ziemlich gleichschwer emp­funden werden, wenn die kleinere Masse mit 1·10 bis 1·28 mal groBererKraft angetrieben wird als die groBere Masse.

Unsere letzten vier Versuchsserien wurden wie die vorhergehendeso ausgefuhrt, daf die Versuchsperson, nachdem sie einmal Aquivalenzin ihren Empfindungen erreicht hatte, mehrere aquivalente Zugpaarezustande zu bringen versuchte, wobei sie ihren Vergleichszug immer vonPaar zu Paar zweckmaBig korrigierte. Die Zugpaare der aquivalentenEmpfindungen der vier letzten Serien finden sich in Tabelle 10, in derdie Versuchsergebnisse nach den Versuchstagen geordnet sind. In derersten Kolumne haben wir die relative Geschwindigkeit (VB) des Zugesmit kleiner Masse, in der zweiten das Verhaltnis der Geschwindig-

keiten VII und in der dritten das Verhaltnis zwischen den Kraftenvv

Kj(J~. Aus der ersten Kolumne

Skandinav. Archiv, L.

82 YRJO HENQVIST:

Tabelle 10.

Empfindungsaquivalente Bewegungen mit verschieden groBen Massen(7·40 und 9·59 kg). Versucbsperson H. Strecke konstant.

VII I :~: I ~~ I ~~::lA. i.-lr-zu-~=~;~~5!~;~~7,;o---I--;-~~---

II. V-Zug 10·8 \' 1·33 1·36 1·0210·9 1·33 1·37, 1·0210·9 1·31 1·32 I 1·0111· 6 11' 34 1· 3U i 1· 0311 . 8 1· 47 1· 66! 1· 1311·2 [1'37 1·43 I 1·0510·8 1·35 1·42 I 1·04

B .l ~:~~i In Ui U1 I Ui11·0 1·35 1·41, 1·0411·2 1·35 1·41 I 1·04

C. I. V-Zug 12·6 1·32 1·34 1·02II. H-~ug 12·6 1·17 1·05 I 0·90

11 . 9 1 . 39 1 . 48 I 1 . 0711 . 7 1 .42 1. 54 1 . 0910·6 1·25 1·21! 0,,96

D. I. V-Zug 11·9 1·24 1·19 0·95II. H-Zug 12·5 1·30 1·31 1·00

11·7 1·36 1·43 1·0512·4 1·43 1·56 1·1012·4 1·31 1·32 1· 0112·2 1·29 1·28 0·99

del' ldeineren Masse in Versuchsserie A und B, in denen sie an erster Stellegezogen wird, im allgemeinen etwas kleiner ist als in Serie C und D, indenen sie an zweiter Stelle gezogen wird. In beiden Serien ist dieseGeschwindigkeit recht gleichmaBig. Das Verhaltnis del' Zuggeschwindig­keiten variiert in del' Versnchsserie A zwischen den Werten 1· 25 bis 1· 47,in del' zweitenSerie zwischen 1· 25 bis 1· 35, in del' dritten zwischen 1·17bis 1· 42 und in del' vierten zwischen 1· 24 bis 1·43. Die kleinere Massemuf also mit (17) 24 bis 47 Proz. groBerer Geschwindigkeit als die groBerein Bewegung gezogen werden, damit die aquivalenten Bewegungsemp­findungen zustande kommen.

Aus del' dritten Kolumne ~(~, in del' das Verhaltnis del' Zugkrafte

zu finden ist, sehen wir, daf dasselbe immer > 1 ist; also muf in den

DEN BEWEGUNGSWAHRNEHlVIUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE HEIZE. 83

ompfindungsaquivalenten Fallen die kleinere Masse stets mit gro13ererKraft als die grolsere Masse in Bewegung gezogen werden.

In del' Versuchsserie A ist die Zugkraft del' kleineren Masse 20 bis66 Proz. gro13er als die del' gro13eren Masse. In del' Versuchsserie B sinddie entsprechenden Zahlon 21 bis 41 Proz., in del' Serie C (5) 21 bisf>4 Proz. und in del' Serie D 19 bis 56 Proz. Abgesehen von del' niedrigstenZahl 5 Proz., die als einzige aulserordentlich niedrige unberucksichtigrgelassen worden durfte, konstatieren wir also, daf bei Empfindungs­iiquivalenz die Zugkraft bei Drehung del' kleineren Masse 19 bis 66 Proz.gro13er ist als die Zugkraft bei Drehung del' gro13eren Masse.

Indem wir mit zwei verschiedenen Bewegungsarten experimentierten,haben wir also festgestellt, da13 die gleiche Schwere del' Bewegungsemp­findungen bei del' Bewegung verschieden gro13er Massen auf eine Streckevon derselben Lange nicht durch gleiche Gro13e del' bewegenden Kraftbedingt ist. Die obersten Kurven (3) del' Fig. 11 ruhren von einem emp­Iindungsaquivalenten Paare her (Tabelle 9). Die mittleren Kurven (4)vertreten ein Paar, bei dem del' Zug mit del' gl'o13el'en Masse zu leichtist, und die untersten Kurven (1 und 2) Paare, bei denen del' Zug mitdel' gl'o13el'en Masse im Vergleich zu dem mit del' kleineren Masse zuschwer ist.

Wie in den Versuchen mit Streckenvariation konnen wir auch jetztprufen, ob die in del' Zeiteinheit geleistete Arbeit die Grundlage Iur dieEmpfindungsaquivalenz ist. Da die Zugstrecke bei unseren Ztigen die­selbe ist, ist die Arbeit proportional del' Zuglrraft. Die in del' Zeiteinheitgeleistete Arbeit kann auch nicht die Grundlage fur die Empfindungs­aquivalenz sein, denn aus del' TabeIle konnen wir ohne weiteres sehen,da13 sich dieses Verhaltnis viel gro13rr als 1 darstellt.

Dagegen ist das Ver h alt ni s zwischen den Gr dlsen Kraftmal deren Wirkungszeit, K· T, bedeutend. Wir betrachten

dieses Verhaltnis, ](If"~n = YJr"~J!-, also das Verhaltnis del' Kraft-J(v·l v Mv'Vv

impulse oder del' Bewegungsgroben. In del' Versuchsserie A ist del' Mittel­wert fur das Verhaltnis del' Krafte 1· 41, in del' Versuchsserie B ist es 1· 35,in C 1· 32 und in D 1· 35; del' Mittelwert aller Krafteverhaltnisse ist 1· 36.

Del' Mittelwert del' Geschwindigkeitsverhaltnisse ist ~ = 1· 33 ± 0,047,vv

und das Verhaltnis del' Massen ist "i~ = 0·772 ± 0·028. Das Verhalt-

nis del' Bewegungsgrofsen ist also durchschnittlich 'M}[n' l'U = 1· 33 X O·77V'Vv

M v (K 1')= 1·02. Aus del' letzten Kolumne~ = -U-'---.!l del' Tabelle 11 istlvIv'Vv Av'1'v

6*

84 YRJO HENQVIST:

zu ersehen, daB dieses Verhaltnis in allen Versuchsserien in jedem Vor­such annahernd gleich 1 ist.

Auch in den Versuchen mit einer anderen Versuchsperson, Dr. med.R, sind wir zu ganz demselben Resultat gelangt. In Tabelle 11 sind dieErgebnisse fur die aquivalenten Zugo zusammengestellt, Aus del' letzten

/

/

Fig. 11.Kurven von Bewegungen von zu vergleichender Schwere mit verschieden groBen

Massen. Kurven 3. gleichschwer,

Kolumne sehen wir, daB das Verhaltnis der Bewegungsgroben oder del'Kraftimpulse auch hier ziemlich gleich 1 ist. Der Mittelwert ist 0·98± 0·048.

Im obigen sind also zwei verschiedene Massen (7' 40 und 9·59 kg)tiber die gleiche Strecke bewegt worden, wobei die Zugzeit frei gewahltwurde. Wir konnen die Versuche bei Massenvariation auch so aus­fuhren , daB die Zugzeitkonstant gehalten , aber die Zugstrecke freigewahlt wird.

Die Versuche wurden in der Weise gemacht, daB mit der kleinen Massezuerst die ganze Strecke (relative Strecke 4) im Metronomtakt gezogen

DEN BEWEGUNGSWAHRNEHnIUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE HEIZE. 85

Tabelle 11.

Empfindungsaquivalenta Bewegungen mit verschieden groBen Massen(7.40 und 9·59 kg). Versuchsperson R. Strecke konstant.

VIIVII

\

J1'lH,vH

Vv Mv.v v

I. H-Zug i 5·60 1·52 I 1·17II. V-ZI1" 5·68 1·26 I 0·97,-,

5·57 1·17I

0·905·45 1·27 0·985·88 1·27 0·986·15 1·29 0·996·47 1·36 1·056·82 1·35 1·046·27 1·27 0·986·40 irs 0·926·68 1·36 1·055·85 1·2G 0·977·10 1·23 0·957·18 1·25 0·96

I. V-Zl1g 7·37 1·21 0·93II. H-Zl1g 6·62 1·24 0·95

6·18 1·08 0·837·35 1·23 0·95

und unmittelbar danach im selben Metronomtakt die gro13e Masse diegleiche Strecke bewegt wurde. Del' letztere Zug ist dann also schwerer.In dem folgenden Paar wird die gr613ere Masse in demselben Metronom­takt, abel' eine etwas kurzere Strecke (relative Strecke 3· 75) gezogen usw.Bei diesem Verfahren ist das Verhaltnis del' Zugkrafte und das del' Kraft-

impulse dasselbe, weil die Zugzeiten die gleichen sind, ~~: =~::i ;(T 1 = T2)' Dieses Verhaltnis wird folgenderma13en berechnet:

In der folgenden Tabelle 12 finden sich die Resultate del' mit del'Versuchsperson R. angestellten Versuche. Aus del' letzten Kolumne sehenwir, daf bei aquivalenten Empfindungen das Verhaltnis del' Krafte undebenso del' Kraftimpulse annahernd gleich 1 ist.

Die Aquivalenz del' Schwereempfindungen beim Be­wegen verschieden gro13er Massen beruht also wahrscheinlichauf del' Aquivalenz del' Kraftimpulse.

86 YRJO HENQVIST:

Tabelle 12.

Schwerevergleichung bei verschieden groBen Masson (7.40 und 9·59 kg),Versuchsperson R. Bewegungszeit konstant. (8 = Bewegungsstrecke.

Bezeichnung sonst wie fruher.)

IEn (Kn·TH)'

(Sn) (Sy) SJ[

ISn ["(-;. = ](y. Tv :S;

weil Tn = Tv,'I

I. H-Zug 4 4 4·03 1· 03 0·7H V-Zu ff bcdeutend schwerer0

II. vz«, 4 3·5 4·13 1·15 0·8HI "

deutlich"z>

4 3·25 4·17 1·25 O·!Hi"

ctwas "4 3 4·12 1·26 0·H7 II ziemlich gleichschwer4 2·75 4·08 1·37 1·05 II ..

" "4 2·50 4·13 1·51 1·16 .. " "4 2·25 4·22 1·74 1·34 H-Zug schwerer14 2 4·12 1·90 1·46 "

dcutlich schwercr

I. V-Zug li4 4 4·05 0·97 0·75 H-Zug deutlich schwerer

II. H-Zug [13 4 4·03 1·32 1·02 ziernlich gleichschwcr

12. 75 4 3·97 1·37 1,05

" " "2·50 4 4·05 11.55 1·19 " " "

Bekanntlich hat A. V. Hi ll ' gezeigt, daB bei del' isometrischenund auch bei del' isotonischen Muskeltatigkeit die GroBe Spannung X

Zeit (Spannungszeit) proportional del' Energieproduktion des Muskelswahrend del Kontraktion ist. Nach unseren Versuchen wurde also dieEmpfindungsaquivalenz bei Massenvariation auf del' Energie­pr odukt.io nsaqui va.lenz del' Muskelt atigkeit beruhen.

Versuche mit Bestimmung des Gesamtenergieverbrauchs.

Bevor wir erkannt hatton, daB die GroBe Spannung X Zeit bei emp­findungsaquivalenten Zugen mit Massenvariation sehr annahernd gleich­groB ist, vetmuteten wir, daB die Empfindungsaquivalenz vielleicht aufdel' GroBe del' Gesamtenergieproduktion del' Bewegung beruhen konne,da wir keine mechanische GroBe gefunden hatten, durch die sie bedingtsein konnte, Nachdem wir konstatiert haben, daB sie auf del' Spannungs­zeit beruht, die nach Hill proportional del' Gesamtenergieproduktionwahrend del' Kontraktion ist, haben wir also ihre Energiegrundlagegefunden.

1 A. V. Hill and W. Hartree, Journal of Physiology. 1921. Vol. LV.S. 133; auch Physiological Review. 1922. Vol. II. S.31O (besonders S.325)und Ergebnisse der Physiol. 1922. Vol. XXII. S.315.

DEN BEWEGUNGSWAHRNEHMUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE HEIZE. 87

Wir haben jedoch einige Bestimmungen del' Energieproduktionausgefiihrt, urn zu untersuchen, wie sich die Gesamtenergieproduktionenbei empfindungsaquivalenten Bewegungen verhalten.

Die Energieproduktion wurde gasanalytisch in Versuchen von 10bis 11 Minuten Dauer bestimmt, in deren einem die Versuchsperson mog­lichst still saB, urn den dabei stattfindenden Stoffwechsel festzustellen,und in den andcren 5 bis 6 Minuten die betreffenden Bewegungen machteund die iibrigen 5 Minuten ruhte. Die Steigerung des Stoffwechsels inden Arbeitsversuchen gegeniiber den Ruheversuchen diirfte vorzugsweisedel' Arbeit entsprechende Energieproduktion sein, Es ist zu beachten,daB wir bei gasanalytischer Bestimmung del' Energieproduktion in del'Arbeitszeit diese in ihrer Gcsamtheit erhalten, d. h. sowohl die Energie­produktion, welche wahrend del' Kontraktion del' Muskeln stattfindet,als auch die von Hi ll ! nachgewiesene Energieproduktion, welche nachdel' Kontraktion del' Muskeln auftritt. Bevor ich den Gang der Versucheund die Resultate vorfiihre, gebe ich die Konstruktion des von unsbenutzten Respirationsapparates an.

Die Methode. Die Versuchsperson, die in einem bequemen Lehn­stuhl sitzt, atmet durch ein Mundstuck nach Krogh bei zugedriickterNase. Die Inspirations- und Exspirationsluft werden mittels zweierGasmaskenventile voneinander geschieden. Die Versuchsperson atmetdie Luft des Zimmers ein, die wahrend del' ganzen Zeit durch die offenenTiiren hindurch mit Hilfe zweier kraitiger Ventilatoren erneuert wird.Die ausgeatmete Luft wird mittels eines kurzen, mit einem grofsen Gas­hahn versehenen Rohrcs in ein grolses, 100 Liter fassendes Spirometergeleitet,

Del' Bau diescs auBerordentlich leicht beweglichen Spirometersist folgcnder. Eine kupterne, im Wasser schwimmende Spirometerglockeund ein Cleichgewichtskcrper hangen an den Enden eines Stahldrahtes,del' libel' zwei grofse Rader lauft, die vollig reibungslos sich auf Stahl­zapfen bewegen. Die Balancierung del' GIocke beruht darauf, daB del'von einem langen Glaszylinder gebildete Gleichgewichtskorper und dasSpirometerreservoir durch eine Metallrohre verbunden sind, durch diedas Wasser des Spirometerreservoirs nach dem Prinzip del' kommuni­zierenden Rohren mit dem in dem Zylinder des Gleichgewichtskorpers

1 A. V. Hill and W. Hartree, Journal of Physiol. 1920/21. Vol. LIV.S. 84.

88 YUJO RENQVIST:

in Verbindung steht. So ist die Gloeke mittels ihres Glcichgewichtskorpcrsin jeder Lage vollkommen balaneiert. Fill' die konstantc Hohe des Wasser­spiegcls in dem Spirometerreservoir sorgt cine mit demsclben durch einoRohre verbundene Mariottesche Flasche. Von del' Skala ell'S Spirometerswird das ausgeatmeteLuftvolumen abgclesen (ein Spirometer von100Literist in unseren 10 bis 11 Minuton dauernden Versuchen, ,YO die Versuohs­person unbewcglich in ihrem Lehnstuhl sitzt oder sehr leichte Arbeitausfuhrt, gut brauchbar). Nach Ablesung des ausgeatmeten Luftvolumenswird die in einer Dcckcloffnung des Spirometers befindliche Rohre durcheine Verbindungsrohre mit eincr Quecksilber enthaltenden Burette ver­einigt, und durch Anbringung von Gewichten auf del' Kuppel del' Spiro­meterglockc wird daraus die Luft in die Burette geleitet. Aus diesel'werden dann CO2 und O2 mit eincm Gasanalyse-Apparat nach Li lj e­strand-Haldane analysiert,

Die Fehlerquellen und die Genauigkeit unserer Methode seien an­gegeben, bevor ich auf den Verlauf und die Anordnung des Versucheseingehe.

Die Ventile funktionierten tadellos. Es wird eine FlaumfederVOl' die Offnung del' Hulse des Inspirationsventils gehalten, und die Versuehs­person atmet bei zugedriiekter Nase mit Kroghs Mundstiiek dureh dasAtmungsrohr. Dabei adhariert wahrend del' Inspiration die Flaumfedergegen die Offnung des Inspirationsventils, kehrt naeh Ausfuhrung del' In­spiration in ihre urspriingliehe Lage zuriick und bleibt wahrend del' Ex­spiration ganz unbeweglieh, woraus sieh ergibt, daf das Ventil vollstandigdieht ist.

Die zum Spirometer fiihrende Ro hr e nebst ihrem Ventilist v oIlsban d ig dieht. Wenn die Spirometergloeke in offener Ver­bindung mit dem Exspirationsventil steht, wird auf ihreKuppel ein -ober­gewieht (2 bis 4 kg) gelegt. Dadie Spirometergloeke wahrend des tiber1/2Stunde dauernden Versuehes iiberhaupt nieht sinkt, sehen wir, daf dasExspirationsventil, das leiten de Rohr, del' groDe Hahn und die Spirometer­gloeke vollstandig dieht sind.

Die Misehung del' Luft in dem Spirometer ist vollkomme n.Durch den die DachOffnung del' Spirometerglocke verschlieDenden Stopselwerden zwei Rohren gesteckt, von denen die eine ganz kurz ist, so daD mandurch sie Luft unmittelbar unter dem Dach del' Glocke zur Analyse ent­nehmen kann, wahrend die andere etwa 30 em lang ist, so daD man durehsie Analysenluft tiefer aus dem Spirometer erhalten kann. Das Spirometerwird mit atmospharischer Luft gefiillt und dann mittels des MundstiiekesLuft hinein exspiriert. Man nimmt sofort in zwei Biiretten Analysenluft,in die eine mit del' kurzen und die andere mit del' langen Rohre. Die Ana­lysen zeigen innerhalb del' Analysenfehlergrenzen, daf die Zusammen-

DEN BEWEGUNGSWAHHNEHMUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE REIZE. 89

setzung del' Luft in beiden Versuchen ganz dicselbe ist. Mithin hat in del'Spirometerglocke eine vollstandigs Mischung del' atmospharischen Luftund del' Exspirationsluft stattgefunden. In unseren eigentlichen Ver­suchen, wo nur in bczug auf die Zusammensetzung gleichmaliigereExspirationsluft in das Spirometer kornmt, sind die Mischungsverhaltnissenoch gunstiger.

In del' Spirometerglocke findet k e i n o CO.- u n d O.-Ab­sorption a us del' Exspirationsluft statt wahrenrl 37 Minuten,(1 h. wahrend einer Zeit, die uber dreimal Hinger ist als die Dauer unsererVorsuche. Dies zeigen die untenstehenden Analysenresultate. In dasSpirometer wurdc ea. 25 Liter Luft exspiriert, davon wurden in die Biiret.tcn] ,2 und3 Luft.probcn, von del' ersten Probe aus gereelmet (1·54 Uhr Burette 1)nach 37 und 85 Minuten entnommen.

Burette cern Differenz Prozent

1 10·0001·54 Uhl' 9·665 0·335 3·35 cas

7·860 1·805 18·05 O2

2 10·0002·31

"9·665 0·335 3'35 co,7·861 1·804 18·04 0;

3 10·0003·19

"9·665 0·335 3·35 CO2

7·873 1·792 17·92 O2

Die Prozente von CO. und O. sind in del' ersten, sofort entnommenenProbe (1) und in del' zweiten, 37 Minuten spater entnommenen Probe (2)dieselben, innerhalb 37 Minuten findet also keine Absorption von Exspira­tionsluft statt. Dagegen ist in del' letzten Probe, die nach 1 Stunde25 Minuten entnommen wurde, das 0z-Prozent gesunken, ist Sauer stoffgebunden worden. Unsere eigentlichen Versuche dauern nur 10 bis11 Minuten, wonach die Entnahme von Analysenluft sofort erfolgt, wahrenddes eigentlichen Versuches kommt also keine Absorption VOl'.

Die Bewegung d er Spirometerglocke findet ohne mer k­liche Druckanderung statt. In den Stopsel der DachOffnung del'Glocke wird ein U-fOrmiges Wassermanometer eingesetzt. Dabei konnenwir konstatieren, daB die Glocke beim Exspirieren in das Spirometer sofortzu steigen beginnt, ohne daB in der Glocke Bildung eines Uberdruckeszu bemerken ist. Nachdem sich die Spirometerglocke nach Beendigungdel' Ausatmung ins Gleichgewicht gesetzt hat, zeigt das Manometer, daBdarin vollkommen der Druck del' atmospharischen Luft herrscht.

Wir haben die Spirometerglocke auch kalibriert. Eine etwa 10 Literfassende Flasche wurde durch ihren StOpsel mittels einer . Glasrohre voll­standig luftdicht mit del' in die Spirometerglocke fuhrenden Rohre verbunden.Durch die bis zum Boden del' Flasche reichende Glasrohre wurden dann

90 YIUO HENQYIST:

genau 10 Liter Wasser in die Flasche eingelassell. Die in del' FJasche befind­liche Luft wurde also in die Spirometerglocke gepreDt. Das Wassermano­meter auf dem Dach del' Spirometerglocke zeigt, daf del' in del' Glockeherrschende innere Druck nach dem Steigen derselben ebenso groD wiedel' Druck del' atmospharischen Luft ist, und die Volumzunahme del'Spirometerglocke wird mit Hilfe eines Zeigers auf del' Skala abgelesen.

Die Kalibrierung wird bei vier verschiedenen Fiillungsgraden desSpirometers ausgefuhrt. Die Messung zeigt, daD del' von del' Skala ab­gelesene Wert fur die Ermittlung des Fullungsgrades mit dem Koeffizienten1· 028 zu multiplizieren ist. Del' durch vier Messungen gefundene Koeffi­zient ist von del' Genauigkeit 1·028± 0·0005.

Mit dem Haldane-Lilj estrandschen Gasanalysena ppara tkann man die CO2- und 02-Analysen mit griiBerer Genauigkeit als del' von0-02 Proz. ausfuhren. Wir fullten alle unsere Burctten mit aus del' Spiro­meterglocke entnommener Exspirationsluft, und mit diesel' Luft wurden16 CO2-Analysen gemacht. Das Resultat ist 2·93 ± 0·015 Proz. CO2, Von16 02-Analysen ist das Ergebnis 17·79 ± 0·023 Proz. Zwei 02-Analysenresultate weichen mehr von den anderen ab; laDt man diese weg, so ist dasErgebnis 17·78 ± 0·016 Proz. O2,

Wir haben schlieDlich zwecks Feststellung del' Genauig­kei t unseres Appara tes einige Kontroll vel'S uc he a usgefti h r t,indem wir ein abgemessenes Volumen CO2 durch das Atmungsrohr in dieSpirometergloeke leiteten. Die Versuche hatten folgenden Gang. Eine10 Liter fassende Flasche, auf deren Boden sich ca. 3 Liter Wasser befand,wurde durch ihren luftdichten Stopsel hindurch mittels einer bis unterdie Wasseroberflache reichenden Rohre mit einer CO2-Bombe verbunden.Nahe dem Boden del' Flasche kann man durch eine Rohre Wasser ablassen.In die Flasche, in del' sich also etwa 7 Liter Iruher hineingeleitete CO2-freie

Luft befindet, wird durch das Wasser aus del' Bombe CO2 uberfuhrt und dannaus del' Flasche solange 'Vasser abgelassen, his del' Gasdruck in del' Flaschegleich dem ·auDeren atmospharischen Druck ist, was man mittels einesin den Stopsel del' Flasche eingesetzten Wassermanometers konstatierenkann. Die Uberleitung von CO2 und die Entnahme des entsprechendenWasservolumens wird einige Male wiederholt, bis etwa 1-5 bis 2 Liter CO2in die Flasche geleitet ist. Das Volumen des in die Flasche gebrachtenCO2 wird mit Hilfe des abgelassenen Wassel's genau gemessen. Man laDtdanach das in del' Flasche befindliche stark CO2-haltige Gas einige Zeitwegen del' evtI. Absorption in das Wasser darin und gleicht schlie13lich denDruck mit dem atmospharischen Druck aus. Hiernach laDt man in dieFlasche durch die bis dicht tiber ihren Boden reichende Rohre Wasser ein,wobei das in del' Flasche befindliche Gasgemisch durch eine kurze, in demStopsel del' Flasche steckende Riihre in die Spirometerriihre und die Spiro­meterglocke dringt. Wenn die Flasche ganz mit Wasser gefiillt und mithinalles CO2in das Spirometer geleitet ist, wird in das Spirometer durch Wasserund Chlorkalk COs-freie Luft mittels einer groBen Pumpe gepumpt, welchejedesmal etwa 1 Liter Luft einfiihrt, so daD die Mischung in del' Spirometer­glocke vollkommen wird. In anderen Versuchen haben wir das Pumpen

DEN BEWEGUNGSWAHRNEHl\IUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE HEIZE. 91

schon VOl' dem Fullen del' Flasche mit Wasser ausgefuhrt, welches erstspateI' vorgenommen wurdo, wonach wir Luft zupumpten. Wir pumpen,bis die Spirometerglocke ca. 50 Liter Gas enthalt, wo dann die Zusammen­setzung und das Volumen des Gases ziemlich dieselben wie in unseren eigent­lichen Versuchen sind. Mit Hilfe des in del' Spirometerglocke enthaltenenVolumens und del' aus del' Glockc entnommenen Luftanalyse bestimmenwir die CO2-Menge. Die untcnstehenden Zahlen zeigen das Resultat unsererKontrollversuche.

CO2 erhalten IC02 libergeleitet I Differenz .IDi~erenz" in ;ro~.cern cern I CC111

1880 1890 I - 10 - 0.531910 1916 - 6 - 0·311260 1248 + 12 + 0·96

Die Genauigkeit liegt wohl urn 1 Proz. bei den Kontrollen. Es mullabel' beachtet werden, daB bei den Versuchen die Spirometerzuleitungs­rohre nicht mit CO2 - freier Luft nachgepumpt werden kann, was dieGenauigkeit herabsetzt.

Die Anordnung und del' Gang del' Versuche waren folgende. Die Ver­suchsperson, Herr stud. med. H., die seit dem vorhergehenden Nachmittag5 Uhr nichts gegessen hatte, kam etwa 3/4bisl Stunde VOl' dem Versuche indas Laboratorium und setzte sich sofort in bequemer Stellung zum Ruhennieder. Nachdem sie dann die Versuchsstellung eingenommen hatte, exspi­rierte sie zuerst einige Minuten durch die Seitenleitung des groBen Hahnesaus, um sich an dieApparatur zu gewohnen, Hierauf wurde gerade am Endeeiner Exspiration durch schnelle Umdrehung des groBen Hahnes das Exspi­rationsrohr mit dem Spirometer verbunden, wobei also die Exspiration indieses gelangte. In diesem Anfangsmoment des Versuches wird auch eineStoppuhr angestellt. In den Ruheversuchen sitzt die Versuchsperson10 oder 11 Minuten des Versuches moglichst still, und del' Versuch wirdwieder am Ende einer Exspiration abgeschlossen. In den Arbeits­versuchen geht die Versuchsperson gleich nach Beginn des Versuchesan die Arbeit, An dem Tage vor dem Versuch hatte sich die Versuchs­person geubt, das Ergometer mit beiden Massen, del' grolseren und del'kleineren, in del' Weise zu ziehen, wie es zur Erreichung der Empfindungs­aquivalenz zu geschehen hat. Zu Beginn des Versuchs machte sie nungleich von vornherein nach dem Tieken des Metronoms jede 10. Sekundeihre drei Ziige. In den spateren Versuchen wurde eine grolse Sekunden­uhr vor die Versuchsperson gestellt, so daf sie ihre Ziige mit dem Blickauf dieselbe ausfuhrte, Eine assistierende Person gab ihr nach [edemZuge die mit del' Stoppuhr gemessene Dauer der drei Zuge an under-

92 YIUO HENQVIST:

leichterte es ihr dadurch, in dom del' Empfindungsaquivalenz entsprechen­den Takte zu bleiben. Die Arbeitsperiode dauerte 5 oder 6 Minuten,und wahrend diesel' Zeit wurde etwa jede dritt« Zugkurve registriert,Danaeh saB die Versuchsperson 110ch 5 Minuten still. Im allgemeinenwaren die Versuche so angeordnet, daB zuerst ein Ruheversuoh ausgeiuhrtwurdo, dann ein Arbeitsversuch entweder mit kleiner oder mit grolierMasse, hierauf wieder ein Ruheversuch, danach ein Arbcitsversuch mitdel' anderen Masse, wieder ein Ruheversuch und schlieblich ein Arbeits­versuch mit groBer Masse, abel' in dem schnellen Takt, del' mit der kleinenMasse bei Empfindungsaquivalenz bcfolgt wird. Zwischen den Versuchenlag cine etwa halbstiindige Pause. Die Schwierigkeit del' Versuche bestehtdarin, den "Ruhestoffwechsel" moglichst gleichrnaliig zu machen, wassich aus den Kalorienwerten del' "Huheversuche" ergibt. Ich gebe unserenletzten, wohlgelungenen Versuch in del' folgenden Tabelle 13 wieder.Die Resultate del' ubrig en Versuche bewegen sich alle in dersrlbenRichtung.

Tabelle 13.

Energieverbrauch bei schwereaquivalenten Bewegungen mit verschiedengroBen Massen (7·40 und 9·59 kg).

Versuch 10. III. 26. Versuchsperson Hr. stud. med, H.Ruheversuch 11 Min. Arbeitsversuch 6 Min. Arbeit + 5 Min. Ruhe.

Zug jede 10. Sek.

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I I I I.-

GroBe Masse mit I,

Geschw. d. klein., ,.

I

3'5110.937I I

asse. 1l·00 98870 88920 3·29 2925 3121116.55[5.18uhe . 11·35 56490 50800 3·63 4' 6°1°'789 1844 2337 ll· 361 -

GroBe Masse 12·08 72370 65020 3·25 3'86,0· 842 2113 2510 12·6011·231eine Masse 12·35 79930 71750 3·19 3·65 ;0·874 2239 2619 13.4°1 2'03uhe 1·05 54230 48670 3·71 4. 911°'756 1806 I 2390 1l·38 -

MR

KR

Riel' sind die Versuche mit del' groBen und mit del' kleinen Masse, wieman sieht, nacheinander gemacht und dureh Ruheversuche begrenzt.Wahrend del' Versuchszeit wurden zwei Analysenproben von del' mittelszweier kraftigen Ventilatoren erneuerten Zimmerluft genommen. Dieeine um 12·20 Uhr, also zwischen den Versuchen mit groBer und kleinerMasse entnommene ergibt 20·94 Proz. Sauerstoff und 0·03 Proz. Kohlen-

DEN BEWEGUNGSWAHRNEHJ\;IUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE REIZE. 93

saure, die andere, um 12·46, also unmittelhar nach dem Versuch mit del'kieinen Masse entnommene 20·96 Proz. Sauerstoff und 0·04 Proz. Kohlen­saure. Die Luft ist also in guter Zirkulation. Wir haben den Mittelwertaus diesen Versuchen als Zusammensetzung der inspirierten Luft an­gewandt. Die Berechnungen sind nach Krogh 1 ausgefiihrt.

Aus der Tabelle 13 ersehen wir, daf die Verbrennung in Kal. in beidenRuheversuchen gleichgroB, namlich 11· 36 und 11· 38 Kal. ist. Der Ver­such ist in dieser Hinsicht auflerordentlich gut gelungen. Die gegeniiberdiesem Werte gesteigerte Verbrennung in den Arbeitsversuehen diirftehauptsachlich durch die geleistete Arbeit verursaeht sein, In Wirklich­keit nimmt naturlich die Verbrennung in den Arbeitsversuchen aulierwegen der geleisteten Arbeit auch darum zu, weil der Rumpf der Versuchs­person wahrend der Arbeit durch die Muskeltatigkeit besser "fixiert",sein Tonus groBer ist als in den Ruheversuchen.

Wir sehen aus der Tabelle, daB wir beim Bewegen der groBen Massemit der Geschwindigkeit der kleinen 16·55 Kal., also 5 ·18 Kal. mehr alsbei Ruhe erhalten; die Zunahme betragt also annahernd 50 Proz. BeimBewegen der groBen Masse in deren langsamerem Takte erhalten wir12·60 Kal. oder 1· 23 Kal. mehr als bei Ruhe; dies ist nur eine Zunahmevon tiber 10 Proz. Das schnellere Bewegen der kleinen Masse ergibt 13·40Kal. oder eine Zunahme von 2·03 Kal. Man beobachtet, daf das Bewegender groBeren Masse den Stoffwechsel nicht um so viel erhoht wie das derkleineren Masse; die Zahlen waren 1· 23 und 2·03 Kal. Auch alle unsereanderen Versuche haben in dieser Hinsieht dasselbe Resultat gegeben,die Zahlen variieren, abel' del' Unterschied geht immer in derselbenRichtung. Die betrachtlich versehiedene GroBe der Energieproduktionbei empfindungsaquivalenten Ziigen durfte zeigen, daB der Gesamtenergie­wechsel wohlnicht die Grundlage derAquivalenz ist. Esmuf jedochbemerktwerden, daB die regelmaBiggroBereVerbrennung beim Ziehen der kleinerenMasse moglicherweise auch davon herruhren kann, daB diese Bewegungin schnellerem Takt als das Ziehen der groBeren Masse vorsichgeht unddamit zusammenhangend moglicherweise eine starkere "Fixierung"des Rumpfes mit groBerer Verbrennung verursacht. Fruher konstatiertenwir, daB die Spannungszeit oder also die mit ihr proportionale Energie­produktion wahrend der Kontraktion die Grundlage der Empfindungs­aquivalenz ist.

1 A. Krogh and J. Lindhard, The Biochemical Journal. 1920. Vol. XIV.Nr.3/4.

94 YRJO HENQVIST:

Nach den 10 oder 11 Minuten dauernden Hespirationsversuchenwurde die Versuchsperson gefragt, ob die Versuche mit del' kleinerenund del' groBeren Masse von ihr als gleich anstrengend empfunden wordenwaren. Die Versuchsperson gab da besonders an, daB, obwohl jedereinzelne Zug mit del' kleineren Masse ebenso schwer wie del' mit del'groBercn Masse erscheine, die Versuchsserie in ihrer Gesamtheit bei derkleinen Masse mit schnellerem Zugtakt ihr anstrengender vorkommeals bei del' groBen Masse mit langsamerem Zugtakt. Vielleicht ist esm dglich , daB del' oben dargelegte gr ofierc Energieverbrauchbeim Bewegen del' kl ei n en Masse hi er wenigstens t ci l w ei s edas Gef uhl gr oBcr er Anstrengung bedingt.

Wir wollen zum Schluf einen kurzen

Vergleich zwischen den Versuchen v. Freys und den unsrigenanstellen.

In den Versuchen v. Freys und in unseren Versuchen mit Strecken­variation und mit Zeitvariation, abel' mit konstanter Masse grundetesich die Empfindungsaquivalenz auf die Kraftaquivalenz, es sind dabeiwirkliche Kraftempfindungen vorhanden. Abel' del' Unterschied zwischenv.Freys und unseren Versuchen liegt darin, daf bei v. Frey del' ganzeBewegungsablauf fur die verglichenen Gewichte derselbe ist, wahrendbei uns zwar die Beschleunigungen Iur den groBten Teil del' Bewegungenubereinstimmen, dagegen in anderen Hinsichten, also bezuglich del' Am­plitude, del' Dauer usw., die Zuge verschieden sind.

In v. Fre ys Versuchen hatte die Versuchsperson die Moglichkeit,ihre Bewegungen frei zu ordnen, so daf del' Bewegungserfolg als Ganzesderselbe wurde, oder besser, sie tat das instinktiv und schuf dadurchdie Moglichkeit leichtester Vergleichung. In unseren Versuchen, wo dieBewegungsstrecken verschieden waren (in einem bestimmten Verhaltnisstanden), bestand nicht diese vollstandige Freiheit del' Bewegungen.Unsere Versuche zeigen, daB die Versuchsperson also in einem solchenFane. beschrankter Freiheit ihre Bewegungen so ausfuhrt, daf sie eineUbereinstimmung in ihrem Bewegungserfolg zustande bringt, die Uber­einstimmung del' Beschleunigungen und sie opfert die ubrigen moglichenUbereinstimmungen, wie z. B. die Ubereinstimmung del' Endgeschwindig­keit (vl = vz) oder die del' Dauer (Tl = Tz). Sie grundet die Emp­findungsaquivalenz auf die Ubereinstimmung del' Krafte (K l = K 2)

und nicht auf die del' Geschwindigkeiten oder del' Dauer. .

DEN BEWEGUNGSWAHRNEIDIUNGEN ZUGRUNDE LIEGENDE HEIZE. go)

In zwei Vcrsuchsserien sahen wir, daf die Versuchsperson die Emp­findungsaquivalenz auf die Gleichheit del' Leistung griindet. In diesemFall zeigt del' Ablauf del' Bewegungen Imine Ubereinstimmung. DieVersuchsperson abstrahiert sozusagen ganz von dem Bewegungsablaufund grundet die Empfindungsaquivalenz auf die ZustandsgroBe, Arbeitin del' Zeiteinheit, also auf cine Energiegrobe, die nicht in so engem Zu­sammenhang mit dem Bewegungsablauf steht wie die ZustandsgrolseKraft.

In unseren Versuchen mit Massenvariation bei konstanter Streckewar bei Empfindungsaquivalenz del' Bewegungsablauf gar nicht derselbe.Auch waren in diesen Versuchen die Bewegungskrafte nicht gleichgroB.Bei Aquivalenz del' Empfindungen war die die kleinere Masse bewegendeKraft bedeutend groBer als die die groBere Masse bewegende Kraft. DieBewegungsempfindungsaquivalenz kann also nicht auf den bewegendenKraften beruhen. Wir konstantierten, daf sie auf del' Aquivalenz desKraftimpulses oder del' Bewegungsgrolie beruht, was mit einer Aqaivalenzdel' Energieproduktion wahrend del' Kontraktion gleichbedeutend ist.In den Versuchen mit Massenvariation abstrahiert die Versuchspersonalso ebenfalls ganz von dem Bewegungsablauf und grundet ihre Schwere­aquivalenz auf eine Energiegrolle.

Es ist zu beachten, daf bei Aquivalenz del' Empfindungen in jenenVersuchen, in denen del' Bewegungsablauf also nul' teilweise derselbeoder ein ganz verschiedener ist, Aquivalenz nur zwischen den durch dieBewegung hervorgerufenen Widerstandsempfindungen besteht. Natur­lich merkt die Versuchsperson, daB die Bewegungen mit verschiedengroBer Geschwindigkeit stattfinden, del' Bewegungsablauf in beiden Fallenein (teilweise oder ganz) verschiedener ist, abel' sie erkennt, daB das wesent­lichste Strukturmoment del' Bewegungswahrnehmung, die Schwere del'Bewegung, in Ihnen gleichgroB ist. In den Versuchen v.Freys war dieEmpfindungsaquivalenz, wie mil' scheint, Aquivalenz sowohl in hezugauf die Schwere del' Bewegung als auch auf den Bewegungsablauf. DieVersuchsperson empfand die Bewegungen als gleichschwer, abel' zugleicherkannte sie sie wohl als gleichschnell, gleichlange dauernd usw.

Wenn del' Bewegungsablauf in beiden Fallen derselbe ist und nul'die Widerstande verschieden sind, erfolgt das Urteil auf Grund del' Kraft­empfindungen (v. Frey).

Beim Vergleich zweier Bewegungen konnen sich jedoch die Bewegungs­vorgange voneinander unterscheiden.Da kann keine Aquivalenz zwischenallen Strukturmomenten del' Bewegungswahrnehmung entstehen. Die

96 YRJO RENQVIST: DEN BEWEGUNGSWAHRNEIIMUNGEN USW.

Aquivalenz des wichtigsten Momentes, del' Schwere del' Bewegung, ent­steht nul' auf Kosten der anderen Empfindungsaquivalenzen.

Die GroJ3en Kraft, Leistung, Kraftimpuls und Energie, auf denendie Empfindung beruht, oder, um die Sache anders auszudrucken, welcheobjektivierte Reize del' Muskelbewegungsempfindung sind, sind mithinpsychologisch gegebene GroJ3en.

Weshalb grlmdet sich das Urteil iiber die GroJ3e des Bewegungswidor­standes bald auf eine KraftgroJ3e, bald auf eine Energiegrclie ? Weshalbberuhte in v. Freys Versuchen und in unseren Versuehen mit Strecken­variation die Empfindungsaquivalenz auf del' Kraftaquivalenz, und wes­halb bcruhte sic in unseren Versuchen mit Massenvariation auf del'Energieaquivalenz P Auf solche Fragen laBt sich zurzeit wohl ImineAntwort gebcn.