心理物理學(xué)（ps chophysics）實(shí)驗(yàn)心理學(xué)分支學(xué)科。研究心理量與物理量之間的數(shù)量關(guān)系．主要是心理量的計(jì)量問(wèn)題。1860年費(fèi)希納最早提出“心理物理學(xué)”的概念及專門(mén)研究心理活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)方法——心理物理法，標(biāo)志該學(xué)科的誕生。后經(jīng)許多心理學(xué)家的努力，形成一整套經(jīng)典心理物理法，為心理學(xué)成為現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)科學(xué)奠定基礎(chǔ)。主要解決感覺(jué)閾限和最小可覺(jué)差的測(cè)量?jī)纱髥?wèn)題，并提出古斯塔夫·費(fèi)希納定律和韋伯定律。
學(xué)科簡(jiǎn)介
[英文]psychophysics
[名詞解釋]心理物理學(xué)——心理物理學(xué)是研究心物關(guān)系并使之?dāng)?shù)量化的一個(gè)心理學(xué)分支。費(fèi)希納的定義是：一門(mén)研究心身或心物之間的函數(shù)關(guān)系的精密科學(xué)。
對(duì)物理刺激和它引起的感覺(jué)進(jìn)行數(shù)量化研究的心理學(xué)領(lǐng)域。它所要解決的問(wèn)題是：多強(qiáng)的刺激才能引起感覺(jué)，即絕對(duì)感覺(jué)閾限的測(cè)量；物理刺激有多大變化才能被覺(jué)察到，即差別感覺(jué)閾限的測(cè)量；感覺(jué)怎樣隨物理刺激的大小而變化，即閾上感覺(jué)的測(cè)量，或者說(shuō)心理量表的制作。1860年 G.T.古斯塔夫·費(fèi)希納出版《心理物理學(xué)綱要》，開(kāi)創(chuàng)了心理物理學(xué)的研究。一般把以費(fèi)希納為代表的研究稱為古典心理物理學(xué)，而把以S.S.斯蒂文斯為代表的研究稱為新心理物理學(xué)。
心理物理學(xué)
古斯塔夫·費(fèi)希納（1801—1887）本是德國(guó)萊比錫大學(xué)一位年輕有為的物理學(xué)家，但由于身患疾病，長(zhǎng)期臥床思考，研究興趣便轉(zhuǎn)向了宗教和靈學(xué)。他用一種富于詩(shī)意和神秘的眼光考察世界，認(rèn)為凡物有組織即有生命，有生命即有靈魂。至此，古斯塔夫·費(fèi)希納就由一位自然科學(xué)家轉(zhuǎn)變成一位地道的哲學(xué)上的唯心主義泛靈論者。他認(rèn)為心與物是同一不可分的，不過(guò)心是主要的，物只是心的外觀。他感到要使他所宣揚(yáng)的泛靈論哲學(xué)觀點(diǎn)有科學(xué)的根據(jù)，必須求得心與物關(guān)系的法則，要達(dá)到這個(gè)目的，則需要對(duì)它們作精確的數(shù)學(xué)測(cè)量。人們感覺(jué)雖有量的差異，又怎么能像物理學(xué)那樣對(duì)它進(jìn)行精確的測(cè)量呢？此時(shí)馬克斯·韋伯已完成了對(duì)韋伯定律的表述。這使古斯塔夫·費(fèi)希納想到可以用測(cè)量刺激量的變化來(lái)確定感覺(jué)量的大小。同時(shí)他也發(fā)現(xiàn)了刺激量按幾何級(jí)數(shù)增加而感覺(jué)量則按算術(shù)級(jí)數(shù)增加。于是他在韋伯定律的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)多年的研究和推導(dǎo)，把感覺(jué)強(qiáng)度與刺激強(qiáng)度之間的關(guān)系，概括為S=KlgR，其中S是感覺(jué)強(qiáng)度，R是刺激強(qiáng)度，K是常數(shù)。因?yàn)檫@個(gè)定律是在韋伯定律的基礎(chǔ)上推演出來(lái)的，所以亦稱韋伯—古斯塔夫·費(fèi)希納定律。費(fèi)希納在1860年出版了他著名的《心理物理學(xué)綱要》一書(shū)，對(duì)心物關(guān)系作了詳細(xì)的說(shuō)明。他在心理物理學(xué)的研究中曾應(yīng)用三種測(cè)量方法，即最小可覺(jué)差法、正誤法和均差法。通常把這些方法稱為心理物理法，而把關(guān)于刺激量的變化和感覺(jué)量的變化之間的關(guān)系的研究稱為心理物理學(xué)。
古斯塔夫·費(fèi)希納的心理物理學(xué)雖然存在一定的局限性，例如他的出發(fā)點(diǎn)是為他的唯心主義泛靈論作論證，他沒(méi)有考慮到刺激與感覺(jué)之間的關(guān)系會(huì)受其他因素的影響而產(chǎn)生波動(dòng)的實(shí)際情況，以及其公式只適用于中等強(qiáng)度的刺激等等。但古斯塔夫·費(fèi)希納的歷史功績(jī)也是不可抹煞的。他所使用的心理物理法經(jīng)過(guò)加工，沿用至今。20世紀(jì)50～60年代，隨著通信科學(xué)和信息科學(xué)的發(fā)展，人們又在費(fèi)希納的經(jīng)典心理物理法的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造新的心理物理方法——信號(hào)檢測(cè)論。而費(fèi)希納的更重要的貢獻(xiàn)則是他第一次把物理學(xué)的數(shù)量化測(cè)量方法帶到心理學(xué)中來(lái)，提供了后來(lái)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的工具。而且古斯塔夫·費(fèi)希納的工作是實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的直接前驅(qū)，他的心理物理學(xué)為威廉·馮特建立實(shí)驗(yàn)心理學(xué)起了奠基的作用。正如美國(guó)心理學(xué)史家彼得·舒爾茨指出：“馮特能夠設(shè)想出建立實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的計(jì)劃，這主要?dú)w功于費(fèi)希納的心理物理學(xué)的研究……費(fèi)希納為物理世界與精神世界的關(guān)系找到了一種數(shù)學(xué)的說(shuō)明。他關(guān)于測(cè)量感覺(jué)以及把感覺(jué)與刺激變量聯(lián)系起來(lái)的出色而獨(dú)立的見(jiàn)解，對(duì)認(rèn)識(shí)馬克斯·韋伯早期工作的含義與結(jié)果，以及應(yīng)用這些含義和結(jié)果使心理學(xué)成為一門(mén)精確的科學(xué)，乃是不可或缺的。”
費(fèi)希納定律
費(fèi)希納定律又稱為韋伯-費(fèi)希納定律，是表明心理量和物理量之間關(guān)系的定律。是以德國(guó)物理學(xué)家、心理物理學(xué)創(chuàng)始人G.T.費(fèi)希納與E.H. 韋伯名字命名的用于揭示心理量與物理量之間數(shù)量關(guān)系的定律。該定律是在韋伯定律的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。
韋伯發(fā)現(xiàn)同一刺激差別量必須達(dá)到一定比例，才能引起差別感覺(jué)。這一比例是個(gè)常數(shù)，用公式表示：ΔI(差別閾限)/I(標(biāo)準(zhǔn)刺激強(qiáng)度)=k(常數(shù)/韋伯分?jǐn)?shù))，這就是韋伯定律。把最小可覺(jué)差（連續(xù)的差別閾限）作為感覺(jué)量的單位，即每增加一個(gè)差別閾限，心理量增加一個(gè)單位。感覺(jué)量與物理量的對(duì)數(shù)值成正比也就是說(shuō)感覺(jué)量的增加落后于物理量的增加，物理量成幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，心理量成算術(shù)級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，這個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式被稱為古斯塔夫·費(fèi)希納定律或韋伯-費(fèi)希納定律。適用于中等強(qiáng)度的刺激。
費(fèi)希納定律是一個(gè)表達(dá)簡(jiǎn)單的定律，其公式為S=KlgR，其中S是感覺(jué)強(qiáng)度，R是刺激強(qiáng)度，K是常數(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這個(gè)定律說(shuō)明了人的一切感覺(jué)，包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、膚覺(jué)（含痛、癢、觸、溫度）、味覺(jué)、嗅覺(jué)、電擊覺(jué)等等，都遵從感覺(jué)不是與對(duì)應(yīng)物理量的強(qiáng)度成正比，而是與對(duì)應(yīng)物理量的的強(qiáng)度的常用對(duì)數(shù)成正比的。這個(gè)定律是19世紀(jì)德國(guó)心里物理學(xué)家古斯塔夫·費(fèi)希納在他的表兄和老師韋伯的定律基礎(chǔ)上建立的，所以又稱為韋伯-費(fèi)希納定律，也正是因?yàn)檫@個(gè)定律，心理物理學(xué)才作為一門(mén)新的學(xué)科建立起來(lái)。
韋伯定律
恩斯特·韋伯（179 5—1878）是德國(guó)萊比錫大學(xué)的解剖學(xué)和生理學(xué)教授，以研究觸覺(jué)而著名。他的創(chuàng)造性工作是用實(shí)驗(yàn)證明了約翰·赫爾巴特的閾限概念。他以圓規(guī)的兩點(diǎn)接觸皮膚，看看有多大的距離才能為人所察覺(jué)為兩點(diǎn)。他把剛剛能感到兩點(diǎn)的距離覺(jué)稱為皮膚觸覺(jué)的兩點(diǎn)閾限或差別閾限，閾限這一概念從實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的建立直到今天仍在沿用。后來(lái)韋伯在實(shí)驗(yàn)重量的閾限中，發(fā)現(xiàn)比較兩個(gè)物體的重量時(shí)，我們所覺(jué)知的不是兩個(gè)物體重量之間的絕對(duì)差數(shù)，而是其所增加的重量與原來(lái)的重量的相對(duì)的比例數(shù)，比如30克與31克剛能辨別，其差數(shù)是1，然而對(duì)60與61克則不能辨別，必然是62克才能辨別。這個(gè)所增加的重量與原來(lái)的重量的比是個(gè)常數(shù)，都是1/30。以后他又對(duì)線段的長(zhǎng)度做了實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)它們的比例也是個(gè)常數(shù)。于是他得出結(jié)論：“觀察彼此對(duì)象間的差異之時(shí)，我們所覺(jué)察到的不是絕對(duì)的差別，乃是相對(duì)的差別，這是在幾種感官內(nèi)都曾經(jīng)得到證實(shí)的觀察。”而且，“我們把兩件東西比較而觀察其差別之時(shí)，我們并不是看到這兩件東西的差異，所看到的乃是這個(gè)差異對(duì)于所比較的東西的分量之比。”如果我們用I代表原來(lái)的刺激量，用ΔI代表剛能引起較強(qiáng)感覺(jué)的刺激增加量，用K代表一個(gè)常數(shù)，那么就可以用公式K=ΔI/I來(lái)表示。這就是后來(lái)古斯塔夫·費(fèi)希納所稱的韋伯定律。
這一定律表明物理刺激同它引起的知覺(jué)之間不存在直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但是韋伯的研究卻顯示出身體與心理之間、刺激與感覺(jué)之間有相互依存的關(guān)系，且這種關(guān)系可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)用數(shù)學(xué)公式加以表示，從而體現(xiàn)了約翰·赫爾巴特曾經(jīng)設(shè)想而未能做到的事。這對(duì)于心理學(xué)具有極其重要的意義，因?yàn)樗切睦韺W(xué)史上第一個(gè)數(shù)量法則。不久費(fèi)希納就在這個(gè)基礎(chǔ)上建立起他的心理物理學(xué)，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的誕生。同時(shí)，馬克斯·韋伯也開(kāi)始了引人入勝的心理學(xué)實(shí)驗(yàn)，連他本人也承認(rèn)其研究“是個(gè)耐人尋味的心理學(xué)問(wèn)題”。
方法介紹
感覺(jué)閾限
（1）感覺(jué)閾限，或者絕對(duì)閾限是，有感覺(jué)與無(wú)感覺(jué)分界線上的刺激強(qiáng)度，或者在50%的試驗(yàn)次數(shù)中引起感覺(jué)的刺激值。
（2）差別閾限則是在50%的試驗(yàn)次數(shù)中引起感覺(jué)差別的最小刺激增量。這個(gè)最小的變化量叫做差別感覺(jué)閾限，又叫差別閾限或最小可覺(jué)差，簡(jiǎn)稱作j.n.d。
最小變化法
在 運(yùn)用最小變化法測(cè)定絕對(duì)閾限的時(shí)候，首先要確定一系列間距較小又相等的刺激，并交替地按由弱到強(qiáng)（遞增系列）；或由強(qiáng)到弱（遞減系列）給予被試者，每一系列刺激的起始點(diǎn)都不一樣，讓被試者報(bào)告有感覺(jué)或無(wú)感覺(jué)。被試者從一類感覺(jué)到另一類感覺(jué)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，就是這個(gè)系列的感覺(jué)閾限值。把所有系列的閾限值平均起來(lái)，即得到整個(gè)實(shí)驗(yàn)的閾限值。
容易產(chǎn)生的誤差及其克服的方法
習(xí)慣誤差：被試者習(xí)慣于原來(lái)的刺激所引起的感覺(jué)，因而使轉(zhuǎn)折點(diǎn)向后推延。
期望誤差：被試者知道刺激是連續(xù)變化的，他可能會(huì)期望刺激所引起的感覺(jué)變化盡快到來(lái)，這樣就會(huì)提前作出反應(yīng)。
克服習(xí)慣誤差和期望誤差的方法是刺激的變化按遞增和遞減的系列安排。
恒定刺激法
（1）用恒定刺激法測(cè)定感覺(jué)閾限時(shí)，要先選定幾個(gè)刺激。一般是用最小變化法粗略地測(cè)定出被試相關(guān)的閾限值，把比閾限值強(qiáng)或弱的幾個(gè)刺激定為實(shí)驗(yàn)中所要用的恒定刺激。這些刺激中強(qiáng)度最大的要有90%～95%的可能性被感覺(jué)到；強(qiáng)度最小的要有5%～10%的可能性被感覺(jué)到。然后，在最強(qiáng)和最弱的刺激之間按相等的間距確定幾個(gè)刺激。每個(gè)刺激呈現(xiàn)的次數(shù)相等，整個(gè)實(shí)驗(yàn)的程序按隨機(jī)的順序排列。
統(tǒng)計(jì)出每個(gè)刺激被感覺(jué)到的百分?jǐn)?shù)，再用直線內(nèi)插法，或者平均Z分?jǐn)?shù)法、最小二乘法計(jì)算出50%的次數(shù)引起感覺(jué)的刺激強(qiáng)度，這個(gè)強(qiáng)度就是所測(cè)的閾限值。
（2）用恒定刺激法對(duì)差別閾限的測(cè)量
首先要確定標(biāo)準(zhǔn)刺激和比較刺激，讓標(biāo)準(zhǔn)刺激與每一個(gè)比較刺激進(jìn)行比較。每對(duì)刺激按隨機(jī)方式呈現(xiàn)。
平均差誤法
（1）實(shí)驗(yàn)者 規(guī)定一個(gè)刺激為標(biāo)準(zhǔn)刺激，然后要求被試調(diào)節(jié)另一個(gè)比較刺激，使后者在感覺(jué)上與標(biāo)準(zhǔn)刺激相等。事實(shí)上不可能每次都能把比較刺激調(diào)節(jié)的和標(biāo)準(zhǔn)刺激一樣。這樣，每一次比較就會(huì)得到一個(gè)誤差，把多次比較的誤差平均起來(lái)就得到平均誤差。因?yàn)槠骄`差與差別閾限成正比，所以可以用平均誤差來(lái)表示差別閾限值。
（2）求平均誤差的方法有兩種：一種是把每次調(diào)節(jié)的結(jié)果，與標(biāo)準(zhǔn)刺激之差的絕對(duì)值平均起來(lái)作為差別閾限；另一種是把每次調(diào)節(jié)的結(jié)果，與主觀相等點(diǎn)之差的絕對(duì)值平均起來(lái)作為差別閾限。主觀相等點(diǎn)就是相等地帶的中點(diǎn)，等于每次比較結(jié)果的平均數(shù)。
（3）在運(yùn)用平均差誤法測(cè)量感覺(jué)閾限時(shí)，容易產(chǎn)生動(dòng)作誤差和空間誤差。為了消除動(dòng)作誤差，被試從長(zhǎng)于和短于標(biāo)準(zhǔn)刺激處，開(kāi)始調(diào)節(jié)比較刺激的次數(shù)要各占一半；為了消除空間誤差，標(biāo)準(zhǔn)刺激在左邊和右邊的次數(shù)也應(yīng)各占一半。
等距量表的制作古斯塔夫·費(fèi)希納用差別閾限的方法制作等距量表的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)了費(fèi)希納定律。如果我們要用差別閾限的方法來(lái)制作等距量表的話，其結(jié)果將和費(fèi)希納的結(jié)果一致，因而會(huì)支持費(fèi)希納定律。
費(fèi)希納定律的表達(dá)式是：RK=lgS0+Klg（1+W）
心理量表
由于物理刺激的等量增加或減少并不一定引起感覺(jué)上等量的變化，因而為了度量感覺(jué)量，就需要根據(jù)刺激變化和感覺(jué)變化之間的關(guān)系建立心理量表。心理量表大體上可以分為順序量表、等距量表和比例量表3類。
①順序量表。既沒(méi)有相等單位也沒(méi)有絕對(duì)零點(diǎn)。根據(jù)順序量表只能知道某事物按照規(guī)定的標(biāo)志在一定順序中所處的位置。比如我們說(shuō)哪一種手機(jī)更好，但卻不說(shuō)好多少或好多少倍（當(dāng)然我們平時(shí)說(shuō)什么好一萬(wàn)倍都是開(kāi)玩笑的）。
②等距量表。只有相等單位而沒(méi)有絕對(duì)零點(diǎn)。根據(jù)等距離量表不僅可以知道兩事物之間在某種特點(diǎn)上有無(wú)差別，還可以知道它們相差多少。比如，當(dāng)以攝氏度為溫標(biāo)單位時(shí)，就屬于等距量表。我們能說(shuō)10攝氏度比20攝氏度低10攝氏度，但不能說(shuō)20攝氏度是10攝氏度的兩倍或者10攝氏度是20攝氏度的一半。換句話說(shuō)等距量表上的數(shù)值只能加減，不能乘除。
③比例量表。既有相等單位又有絕對(duì)零點(diǎn)。它不僅可以表明就其一特點(diǎn)來(lái)說(shuō)兩事物相差多少，而且還可以表明它們之間的比例關(guān)系。比如，500克和1000克的兩個(gè)東西，我們不僅能說(shuō)500克的東西比1000克的東西輕500克，也能說(shuō)前者是后者的一半。
比例量表
（1）斯蒂文斯用數(shù)量估計(jì)法制作比例量表的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)了斯蒂文斯定律。
（2）如果我們用數(shù)量估計(jì)法來(lái)制作比例量表的話，其結(jié)果將和斯蒂文斯的結(jié)果相一致，因而會(huì)支持斯蒂文斯定律。
（3）斯蒂文斯定律，或叫冪定律，是說(shuō)心理量是物理量的冪函數(shù)。如果以S代表心理量，I代表物理量，a、b代表常數(shù)，那么，冪定律可以寫(xiě)成S=bIa（4）什么是數(shù)量估計(jì)法數(shù)量估計(jì)法就是讓被試對(duì)各種刺激所引起的感覺(jué)的大小，直接用數(shù)字來(lái)表示。一般是先給被試一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刺激，讓他用一個(gè)數(shù)字來(lái)表示這個(gè)刺激所引起的感覺(jué)的大小。然后再給被試其他的刺激，讓他根據(jù)這些刺激所引起的感覺(jué)，與標(biāo)準(zhǔn)刺激所引起的感覺(jué)進(jìn)行比較，分別用數(shù)字來(lái)表示這些比較刺激所引起的感覺(jué)的大小。比較刺激有比標(biāo)準(zhǔn)刺激強(qiáng)的，也有比標(biāo)準(zhǔn)刺激弱的。標(biāo)準(zhǔn)刺激不能太大，比較刺激與它比較時(shí)的順序安排應(yīng)是隨機(jī)的。
順序量表
（1）等級(jí)排列法
（2）對(duì)偶比較法在運(yùn)用對(duì)偶比較法制作順序量表時(shí)，要先將樣品兩兩配成對(duì)，一對(duì)一對(duì)地放到被試者面前，讓他從兩個(gè)樣品中挑選出一個(gè)更喜歡的來(lái)。由于把每對(duì)樣品呈現(xiàn)給被試時(shí)，或一左一右，或一前一后。這樣便會(huì)產(chǎn)生空間誤差或時(shí)間誤差。為了消除這些誤差，應(yīng)該把每對(duì)樣品讓被試比較兩次。當(dāng)每對(duì)樣品第二次出現(xiàn)時(shí)，它們呈現(xiàn)的位置或時(shí)間先后，要和第一次相反。整個(gè)實(shí)驗(yàn)中每對(duì)樣品比較的順序完全是隨機(jī)安排的。把每個(gè)樣品被選中的次數(shù)統(tǒng)計(jì)出來(lái)，再按選中次數(shù)的大小排成隊(duì)，選中次數(shù)最多的就是最受歡迎的，以此類推便是順序量表。
參考資料 >