标题：心理物理学
简介
[英文]psychophysics
[名词解释]心理物理学——心理物理学是研究心物关系并使之数量化的一个心理学分支。费希纳的定义是：一门研究心身或心物之间的函数关系的精密科学。
对物理刺激和它引起的感觉进行数量化研究的心理学领域。它所要解决的问题是：多强的刺激才能引起感觉，即绝对感觉阈限的测量；物理刺激有多大变化才能被觉察到，即差别感觉阈限的测量；感觉怎样随物理刺激的大小而变化，即阈上感觉的测量，或者说心理量表的制作。1860年 G.T.费希纳出版《心理物理学纲要》，开创了心理物理学的研究。一般把以费希纳为代表的研究称为古典心理物理学，而把以S.S.斯蒂文斯为代表的研究称为新心理物理学。
费希纳的心理物理学
古斯塔夫·费希纳  心理学家（1801—1887）本是德国莱比锡大学一位年轻有为的物理学家，但由于身患疾病，长期卧床思考，研究兴趣便转向了宗教和灵学。他用一种富于诗意和神秘的眼光考察世界，认为凡物有组织即有生命，有生命即有灵魂。至此，费希纳就由一位自然科学家转变成一位地道的哲学上的唯心主义泛灵论者。他认为心与物是同一不可分的，不过心是主要的，物只是心的外观。他感到要使他所宣扬的泛灵论哲学观点有科学的根据，必须求得心与物关系的法则，要达到这个目的，则需要对它们作精确的数学测量。人们感觉虽有量的差异，又怎么能像物理学那样对它进行精确的测量呢?此时韦伯已完成了对韦伯定律的表述。这使费希纳想到可以用测量刺激量的变化来确定感觉量的大小。同时他也发现了刺激量按几何级数增加而感觉量则按算术级数增加。于是他在韦伯定律的基础上，经过多年的研究和推导，把感觉强度与刺激强度之间的关系，概括为S=KlgR，其中S是感觉强度，R是刺激强度，K是常数。因为这个定律是在韦伯定律的基础上推演出来的，所以亦称韦伯—费希纳定律。费希纳在1860年出版了他著名的《心理物理学纲要》一书，对心物关系作了详细的说明。他在心理物理学的研究中曾应用三种测量方法，即最小可觉差法、正误法和均差法。通常把这些方法称为心理物理法，而把关于刺激量的变化和感觉量的变化之间的关系的研究称为心理物理学。 
费希纳的心理物理学虽然存在一定的局限性，例如他的出发点是为他的唯心主义泛灵论作论证，他没有考虑到刺激与感觉之间的关系会受其他因素的影响而产生波动的实际情况，以及其公式只适用于中等强度的刺激等等。但费希纳的历史功绩也是不可抹煞的。他所使用的心理物理法经过加工，沿用至今。20世纪50～60年代，随着通信科学和信息科学的发展，人们又在费希纳的经典心理物理法的基础上，创造新的心理物理方法——信号检测论。而费希纳的更重要的贡献则是他第一次把物理学的数量化测量方法带到心理学中来，提供了后来心理学实验研究的工具。而且费希纳的工作是实验心理学的直接前驱，他的心理物理学为冯特建立实验心理学起了奠基的作用。正如美国心理学史家舒尔茨指出：“冯特能够设想出建立实验心理学的计划，这主要归功于费希纳的心理物理学的研究……费希纳为物理世界与精神世界的关系找到了一种数学的说明。他关于测量感觉以及把感觉与刺激变量联系起来的出色而独立的见解，对认识韦伯早期工作的含义与结果，以及应用这些含义和结果使心理学成为一门精确的科学，乃是不可或缺的。”
费希纳定律
费希纳定律又称为韦伯-费希纳定律，是表明心理量和物理量之间关系的定律。是以德国物理学家、心理物理学创始人G.T.费希纳与E.H. 韦伯名字命名的用于揭示心理量与物理量之间数量关系的定律。该定律是在韦伯定律的基础上发展而来。
韦伯发现同一刺激差别量必须达到一定比例，才能引起差别感觉。这一比例是个常数，用公式表示：ΔI(差别阈限)/I(标准刺激强度)=k(常数/韦伯分数)，这就是韦伯定律。 把最小可觉差（连续的差别阈限）作为感觉量的单位，即每增加一个差别阈限，心理量增加一个单位。感觉量与物理量的对数值成正比也就是说感觉量的增加落后于物理量的增加，物理量成几何级数增长，心理量成算术级数增长，这个经验公式被称为费希纳定律或韦伯-费希纳定律。适用于中等强度的刺激。
费希纳定律是一个表达简单的定律，其公式为S=KlgR，其中S是感觉强度，R是刺激强度，K是常数。简单来说，这个定律说明了人的一切感觉，包括视觉、听觉、肤觉（含痛、痒、触、温度）、味觉、嗅觉、电击觉等等，都遵从感觉不是与对应物理量的强度成正比，而是与对应物理量的的强度的常用对数成正比的。这个定律是19世纪德国心里物理学家费希纳在他的表兄和老师韦伯的定律基础上建立的，所以又称为韦伯-费希纳定律，也正是因为这个定律，心理物理学才作为一门新的学科建立起来。[1]
心理量表
  西方心理学由于物理刺激的等量增加或减少并不一定引起感觉上等量的变化，因而为了度量感觉量，就需要根据刺激变化和感觉变化之间的关系建立心理量表。心理量表大体上可以分为顺序量表、等距量表和比例量表3类。 
①顺序量表。既没有相等单位也没有绝对零点。根据顺序量表只能知道某事物按照规定的标志在一定顺序中所处的位置。比如我们说哪一种手机更好，但却不说好多少或好多少倍（当然我们平时说什么好一万倍都是开玩笑的）。
②等距量表。只有相等单位而没有绝对零点。根据等距离量表不仅可以知道两事物之间在某种特点上有无差别，还可以知道它们相差多少。比如，当以摄氏度为温标单位时，就属于等距量表。我们能说10摄氏度比20摄氏度低10摄氏度，但不能说20摄氏度是10摄氏度的两倍或者10摄氏度是20摄氏度的一半。换句话说等距量表上的数值只能加减，不能乘除。
③比例量表。既有相等单位又有绝对零点。它不仅可以表明就其一特点来说两事物相差多少，而且还可以表明它们之间的比例关系。比如，500克和1000克的两个东西，我们不仅能说500克的东西比1000克的东西轻500克，也能说前者是后者的一半。
韦伯定律
恩斯特·韦伯（179  心理测试图5—1878）是德国莱比锡大学的解剖学和生理学教授，以研究触觉而著名。他的创造性工作是用实验证明了赫尔巴特的阈限概念。他以圆规的两点接触皮肤，看看有多大的距离才能为人所察觉为两点。他把刚刚能感到两点的距离觉称为皮肤触觉的两点阈限或差别阈限，阈限这一概念从实验心理学的建立直到今天仍在沿用。后来韦伯在实验重量的阈限中，发现比较两个物体的重量时，我们所觉知的不是两个物体重量之间的绝对差数，而是其所增加的重量与原来的重量的相对的比例数，比如30克与31克刚能辨别，其差数是1，然而对60与61克则不能辨别，必然是62克才能辨别。这个所增加的重量与原来的重量的比是个常数，都是1/30。以后他又对线段的长度做了实验，发现它们的比例也是个常数。于是他得出结论：“观察彼此对象间的差异之时，我们所觉察到的不是绝对的差别，乃是相对的差别，这是在几种感官内都曾经得到证实的观察。”而且，“我们把两件东西比较而观察其差别之时，我们并不是看到这两件东西的差异，所看到的乃是这个差异对于所比较的东西的分量之比。”如果我们用I代表原来的刺激量，用ΔI代表刚能引起较强感觉的刺激增加量，用K代表一个常数，那么就可以用公式K=ΔI/I来表示。这就是后来费希纳所称的韦伯定律。 
这一定律表明物理刺激同它引起的知觉之间不存在直接的对应关系，但是韦伯的研究却显示出身体与心理之间、刺激与感觉之间有相互依存的关系，且这种关系可以通过实验用数学公式加以表示，从而体现了赫尔巴特曾经设想而未能做到的事。这对于心理学具有极其重要的意义，因为它是心理学史上第一个数量法则。不久费希纳就在这个基础上建立起他的心理物理学，促进了实验心理学的诞生。同时，韦伯也开始了引人入胜的心理学实验，连他本人也承认其研究“是个耐人寻味的心理学问题”。
方法
感觉阈限（1）感觉阈限，或者绝对阈限是，有感觉与无感觉分界线上的刺激强度，或者在50%的试验次数中引起感觉的刺激值。
（2）差别阈限则是在50%的试验次数中引起感觉差别的最小刺激增量。这个最小的变化量叫做差别感觉阈限，又叫差别阈限或最小可觉差，简称作j.n.d。
最小变化法在  心理测试图运用最小变化法测定绝对阈限的时候，首先要确定一系列间距较小又相等的刺激，并交替地按由弱到强（递增系列）；或由强到弱（递减系列）给予被试者，每一系列刺激的起始点都不一样，让被试者报告有感觉或无感觉。被试者从一类感觉到另一类感觉的转折点，就是这个系列的感觉阈限值。把所有系列的阈限值平均起来，即得到整个实验的阈限值。
容易产生的误差及其克服的方法
习惯误差：被试者习惯于原来的刺激所引起的感觉，因而使转折点向后推延。
期望误差：被试者知道刺激是连续变化的，他可能会期望刺激所引起的感觉变化尽快到来，这样就会提前作出反应。
克服习惯误差和期望误差的方法是刺激的变化按递增和递减的系列安排。
恒定刺激法（1）用恒定刺激法测定感觉阈限时，要先选定几个刺激。一般是用最小变化法粗略地测定出被试相关的阈限值，把比阈限值强或弱的几个刺激定为实验中所要用的恒定刺激。这些刺激中强度最大的要有90%～95%的可能性被感觉到；强度最小的要有5%～10%的可能性被感觉到。然后，在最强和最弱的刺激之间按相等的间距确定几个刺激。每个刺激呈现的次数相等，整个实验的程序按随机的顺序排列。
统计出每个刺激被感觉到的百分数，再用直线内插法，或者平均Z分数法、最小二乘法计算出50%的次数引起感觉的刺激强度，这个强度就是所测的阈限值。
（2）用恒定刺激法对差别阈限的测量
首先要确定标准刺激和比较刺激，让标准刺激与每一个比较刺激进行比较。每对刺激按随机方式呈现。
平均差误法（1）实验者  心理学图书规定一个刺激为标准刺激，然后要求被试调节另一个比较刺激，使后者在感觉上与标准刺激相等。事实上不可能每次都能把比较刺激调节的和标准刺激一样。这样，每一次比较就会得到一个误差，把多次比较的误差平均起来就得到平均误差。因为平均误差与差别阈限成正比，所以可以用平均误差来表示差别阈限值。
（2）求平均误差的方法有两种：一种是把每次调节的结果，与标准刺激之差的绝对值平均起来作为差别阈限；另一种是把每次调节的结果，与主观相等点之差的绝对值平均起来作为差别阈限。主观相等点就是相等地带的中点，等于每次比较结果的平均数。
（3）在运用平均差误法测量感觉阈限时，容易产生动作误差和空间误差。为了消除动作误差，被试从长于和短于标准刺激处，开始调节比较刺激的次数要各占一半；为了消除空间误差，标准刺激在左边和右边的次数也应各占一半。
等距量表的制作费希纳用差别阈限的方法制作等距量表的时候，发现了费希纳定律。如果我们要用差别阈限的方法来制作等距量表的话，其结果将和费希纳的结果一致，因而会支持费希纳定律。
费希纳定律的表达式是：RK=lgS0+Klg（1+W）
比例量表的制作
（1）斯蒂文斯用数量估计法制作比例量表的时候，发现了斯蒂文斯定律。  心理测试图
（2）如果我们用数量估计法来制作比例量表的话，其结果将和斯蒂文斯的结果相一致，因而会支持斯蒂文斯定律。
（3）斯蒂文斯定律，或叫幂定律，是说心理量是物理量的幂函数。如果以S代表心理量，I代表物理量，a、b代表常数，那么，幂定律可以写成S=bIa（4）什么是数量估计法数量估计法就是让被试对各种刺激所引起的感觉的大小，直接用数字来表示。一般是先给被试一个标准刺激，让他用一个数字来表示这个刺激所引起的感觉的大小。然后再给被试其他的刺激，让他根据这些刺激所引起的感觉，与标准刺激所引起的感觉进行比较，分别用数字来表示这些比较刺激所引起的感觉的大小。比较刺激有比标准刺激强的，也有比标准刺激弱的。标准刺激不能太大，比较刺激与它比较时的顺序安排应是随机的。
顺序量表的制作
（1）等级排列法
（2）对偶比较法在运用对偶比较法制作顺序量表时，要先将样品两两配成对，一对一对地放到被试者面前，让他从两个样品中挑选出一个更喜欢的来。由于把每对样品呈现给被试时，或一左一右，或一前一后。这样便会产生空间误差或时间误差。为了消除这些误差，应该把每对样品让被试比较两次。当每对样品第二次出现时，它们呈现的位置或时间先后，要和第一次相反。整个实验中每对样品比较的顺序完全是随机安排的。把每个样品被选中的次数统计出来，再按选中次数的大小排成队，选中次数最多的就是最受欢迎的，以此类推便是顺序量表。