心理物理学
Psychophysics
心理物理学(Psychophysics)一种通过实验手段研究心理量与物理量之间对应关系的方法体系。

1860年，T.费希纳出版了他的《心理物理学纲要》。

这本书的刊行，标志着心理物理学的诞生。

费希纳在书中指出:“我所说的心理物理学是指一种研究身心关系的新理论。

其实，这方面的问题由来已久，之所以说新是因为在问题的提法和处理方面与过去不同”。

费希纳试图找到一种测量感觉的方式，并以此作为精确地、数量化地测量心灵的途径。

强的刺激能够产生强烈的感觉，弱的刺激只能产生微弱的感觉，这种观点在费希纳时代已经不是什么新鲜的发现了，费希纳的任务是想确立刺激与感官之间的函数关系，即确定一个特定刺激所产生的相应的感觉有多强。

现在看来，这种对身心关系的量化的努力与追求至少可以追溯到古希腊天文学家希巴古(公元前160一前120)，他发明了一种测量星体亮度的量表，把肉眼可以着见的星星按亮度分成六个等级，亮度最强的为一级，亮度最弱的为六级。

人们后来又发现这个量表的数量关系接近于对数函数，英国天文学家N.R.波格森于是把它重新定义成一个对数量表。

“星星的最小可见亮度”这句话说明宇宙中可能还存在许多更暗的、人眼看不见的星星。

由此出发，我们可以想象其他各种刺激的各个维度也可以分成可知觉和不可知觉两部分。

这种区分的观念被J.F.赫尔巴特吸收到了心理学中，称为“进人意识的阈限”，阈限的思想给了费希纳很大启发。

外界的刺激强度必须超出阈限值才能使人产生感觉经验，但是刺激最终产生的感觉强度有多强呢,这是心理物理学要回答的基本问题。

费希纳提出了一种答案
R=Klog(I,I)。

这个以费希纳名字命名的定律说明，感觉大小(R)与刺激强度(I)和阈限(I)的比值的对数成正比。

不久，物理学家J.A.普拉蒂尔提出了一个替换公
式，他在计算亮度感觉强度时发现感觉与刺激间遵循一种幂函数关系。

S.S.史蒂文斯通过大量实验和论证，对这一公式加以修正，使它的适用范围扩展到视觉以外的其他感觉道，并在《心理物理学导论:基于知觉、神经和社会方面的探讨》一书中正式提出了他自己的幂定律R=CIn.这个公式的含义是,感觉强度(R)直接随刺激强度(I)的n次方的变化而变化。

式中n的值取决于所测量的感觉道，但不随时间或被试的不同而变化。

常量C在公式中取决于所用的测量单位。

费希纳定律和史蒂文斯定律这两个理论公式都描述了感觉强度随刺激强度变化的方式。

虽然它们都指出R随刺激强度提高而单调上升，但所预言的上升的幅度却不尽相同。

实验心理学家们为了验证哪个定律更符合实验数据，用心理物理法做了大量实验。

例如，通过数量估计法制作心理量表时，根据费希纳定律，实验结果在对数坐标上应该是一条直线;根据史蒂文斯定律，实验结果则应在log—log坐标上呈现一条直线。

用二分法制作心理量表时，观察者要把变异刺激I调整到在感觉上等于两个标准刺激(I和I)的中点这个位置，按照费希纳定律，实验结果应该等于两个标准刺激的几何平均数;按照史蒂文斯定律，则是，所得的值总是大于几何平均数。

从大量研究报告的结果来看，在行为研究水平上，尤其是那些对知觉连续体的研究中，史蒂文斯定律对实验结果的预测性较好，这时幂定律的指数n取1或大于1的值。

但是，当n的取值较小的时候，预测的效果就很可能被数据波动所掩盖。

费希纳定律和史蒂文斯定律共同存在的一个问题是，公式中的R都代表感受性的强度，而感受性是没有办法直接测量的，我们只能把它当作一个中介变量，放在刺激和观察者的行为之间，从输入和输出间的关系进行推测。

任何一次实验中，都会有以下几件事发生:一个刺激
(S)兴奋感受器，感受器产生电生理反应(R)，R刺激动作电位，形成神经反应(R)，最终产生一个感觉(R)，它是行为反应(R)的基础。

实验时被试的反应是多种
多样的，可能是语词反应，回答“是”或“否”，也可能是调整二分法的变异刺激，或是对感觉强度进行言语、数字估计。

费希纳定律和史蒂文斯定律最终想揭示的是S和R的关系，但它们实际上涉及的却主要是R和R的关系，为此，人们作了很大努力使这两个公式对S一R的描述合理化。

不同感觉道的交叉匹配法是史蒂文斯为了证明数量估计法的可靠性发明的实验方法，目的是制止被试滥用数字、不如实反应感觉强度的倾向。

具体的做法是，让被试调整一个刺激的强度，使它与属于另一个感觉道的刺激的强度相匹配。

例如，让被试调整一条线的长度，使它等于一个纯音的响度。

也可以让被找改变抓握握力器的力，使之和他感觉到的电击相匹配。

把匹配的结果回到log—log坐标率上，幂定律预言将会得到一条直线，斜率等于各指数之比。

史蒂文斯给出了有关的实验证明。

由此看来，数量估计法可能是不同感觉道交叉匹配的一个特例，它具有一个能与其他感觉道实验结果相匹配的数字连续体。

但是，究竟有多少交叉匹配法的实验结果支持幂定律目前还不大清楚。

G.埃克曼在《幂定律是费希纳定律的特例吗,》一文中指出，如果一个人认为刺激的主观值(如声音)和数量的主观大小都是按费希纳定律增长的，那么它们两者之间就应该存在一种幂函数关系，这样S,R的关系就可以看成是连续用费希纳定律计算两次，或用史蒂文斯定律计算一次。

对上述问题的一个替代解决办法是加强对感受器和神经反应的电生理学研究。

费希纳指出:“刺激并不是直接唤起感觉的，而是要通过躯体活动的中介作用，因此身体的活动与感觉的关系应更加密切。

”史蒂文斯把他的定律中的指数看成是把刺激能量转换成神经活动的感觉转换器。

这里，问题的关键是弄清S—R和S一R 的关系。

必须指出的是，虽然
对数定律和幂定律得到了实验证明，但它们之间的关系却还不清楚;计算所得的数据虽然很具启发性，但并不是决定性的。

(高湘萍)。