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1 心理物理學的誕生

心理物理學在整個科學史上，尤其是在心理學史上占有很顯著的地位,。早期的科學家,，不去爭論心理活動能否測量，而只是著手去測量整個心理過程的某一部分,，即屬于感覺或知覺方面的心理活動,。

費希納（G. T. Fechner）是德國心理學家，為公認的心理物理學的奠基人,。他在德國生理學家韋伯研究的基礎上,，假設最小可覺差是感覺單位,，經過許多實驗和推導,，得出感覺與刺激的對數成比例的公式：S=Klog R(S代表感覺，R代表刺激,，K系常數),。他發(fā)表了著名的《心理物理學綱要》。費希納的公式引起種種懷疑和爭論。經過多年研究,，他又于1882年發(fā)表《心理物理學要義》一書,，竭力為他的心理物理學辨護。

2 心理物理學的發(fā)展

費希納在《心理物理學綱要》一書中提到了心理物理學有三種基本的方法,。這些方法稱之為心理物理學方法,，又稱心理物理法。心理物理法經過了一百多年的發(fā)展,、修改和補充,，出現了許多變式。自本世紀五十年代,，泰納和斯維茨把信號檢測論引入心理學領域以來,，又為心理物迎學的研究提供了一個新的有力工具。后人為了有所區(qū)別,，將費希納最早提出的三種基本的心理物理法稱之為古典心理物理法,，而信號檢測論稱之為現代心理物理法。

2.1 古典心理物理學

費希納的《心理物理學綱要》一書,，主要闡述了五個問題：①對數定律,；②心理物理學的三種基本方法；③內部心理物理學,；④意識閾,；⑤負感覺。其中,，最主要的是前兩個問題,。下面我們分別敘述。

2.1.1對數定律

費希納在韋伯等人研究得到韋伯定律的基礎上,，應用微積分公理,，提出感受的強度與刺激的強度的對數成正比。這就是費希納對數定律,。這個定律確定了心物之間的定量關系,，因而成為心理物理學確定感覺強度和刺激強度之間函數關系的基本定律。就是說心理量是刺激量的對數函數,，當刺激強度以幾何級數增加時,，感覺的強度以算術級數增加。這個對數定律曾為用差別閾限法制作的等距量表所支持,。

但是,，費希納的對數定律曾受到各方面的批評和質疑。由于費希納再推導公式的過程中應用了微積分,，同時提出丁兩個假設,，也引起了許多不必要的非議和爭論,。這些批評和爭淪，概括起來主要有：有些心理學家認為每個感覺是完整的,，是不能分解成部分的,，刺激可直按測量，而感覺則否,，感覺須根據刺激及感受性,，作間接的測量；韋伯定律并不是到處都適用的,，當刺激強度很低時就偏離了⊿R和R之間的簡單的比例,。費希納是以韋伯定律為出發(fā)點的，韋伯定律的局限性勢必給費希納定律帶來同樣的局限性,。并且最小可覺差的主觀量是否相等也存在疑問,。

2.1.2 心理物理學的三種基本方法----古典心理物理法

費希納在《心理物理學綱要》一書中，用自己多年的研究提出了心理物理學有三種基本的方法：①最小可覺差法(the method of just noticeable differences),，后稱極限法(the method of limits),；②正誤法(the method of right and wrong cases)，后稱常定刺激法,，或僅稱常定法(the constant method),；③平均誤差法(the method of average error)，后稱調整法(the method of adjustment)和復制法(the method of reproduction),。這些方法都伴有實驗的數據和數學的處理,，而且各具有其特殊的形式。常定法因繆勒和烏爾班而有更進一步的發(fā)展,。最近,，調整法顯示了勝過其他方法的優(yōu)越性。

2.1.3 內部心理物理學

外部心理物理學是指對于心理現象與外界刺激的關系的研究,；內部心理物理學則是指對于心理現象與身體內作用的關系的研究,。

費希納以為內部心理物理學有別于外部的心理物理學。他說,，外部心理物理學討論心理現象和刺激之間的關系,，實際的實驗隸屬于外部心理物埋學；但是內部心理物理學是心理現象與對心理現象最直接的興奮之間的關系,。

費希納所稱的韋伯律乃是以覺閾為基礎,。因為假設S＝KlogR，那么S＝0時,，R便為一個有限量,。因此赫爾巴特的意識閾，只是韋伯律的一個系論,。在事實上,，費希納將覺閾和注意聯系起來,，就更與赫爾巴特互相符合了,；意識上已為他種感覺所占領,，則新感覺若沒有戰(zhàn)勝那“混合的覺閾”(the“mixture limens”)就不能插足進去了。

2.1.4負感覺

根據內部心理物理學和意識閾的思想,，就有“負的感覺”的存在,。圖（1）繪成對數的曲線，表示“韋伯律”中S和R的關系,。這個函數要求：S＝0的時候,，R＝r，r就是覺閾,，因此,，R的閾下值，就有負的感覺,，因為在理論上,，R＝0的時候，S是負的而無限的,。費希納相信“以負的數量表示無意識的心理的價值,，那便為心理物理學的一個基本點”。

負感覺=—S 正感覺=+S

圖（1）負感覺示意圖

費希納建立了心理物理學,，試圖在物理刺激和心理感覺之間尋求數量化的關系,，這對于心理科學的獨立和發(fā)展的作用是不可抹殺的。

古典的心理物理學在它在測量感覺閾限和閾上感覺時,，沒有能夠考慮人的情緒,、動機、欲望,、生活經歷等因素的影響,，其實驗條件也與實際生活情景相差甚遠，因此所得結果難于說明現實生活中人的感知能力,。盡管古典心理物理學也曾在一定程度上注意到了某些這類因素的影響,，并且采取了一些補救措施，但是,，這些措施只能使影響閾限估計的一些因素保持恒定,，并不能把被試的反應偏好和辨別力區(qū)分開來。正是為了克服古典心理物理學的這一嚴重的缺陷,，才促使信號覺察論引入了心理學研究之中,。因此，隨著心理物理學的不斷完善和發(fā)展,，形成了新的冪定律,、信號檢測論等現代心理物理學,。

2.2 現代心理物理學

由于傳統(tǒng)的閾限理論存在很多不足和缺陷，關于閾限概念的理解上已成為古典的和現代的心理物理學爭論的焦點,。經典的閾限測量最大的問題在于沒有能夠把被試的辨別能力(感受性)和他們作出判斷時的傾向性(反應標準)區(qū)別開來,。也就是說，經典的閾限測量沒有考慮許多非感覺變量對被試的影響,。而現代心理物理學從對閾限概念的不同理解出發(fā),，將把被試的辨別力和他的反應傾向的感覺閾限值分開處理，這是現代心理物理學對閾限概念和感覺理論的新發(fā)展,。

由于現代科學,，特別是控制論、信息論和系統(tǒng)論不僅對心理學理論帶來的巨大影響,，而且也對心理研究方法帶來了新的突破,。這些變化不僅明顯的表現在對閾限溉念的理解上，而且你也反映在心理物理學所研究的課題上?，F代心理物理學中將古典問題進行新的歸類,，把古典心理物理學的一些問題組織到那些感覺能力和反應傾向的范疇內。

2.2.1 史蒂文斯定律

到了二十世紀中期,，史蒂文斯根據他多年研究的結果建立了一個新的心理物理定律——冪定律,。提出了出了刺激強度和感覺量之間關系式為：

即心理量S是物理量I的冪函數。這里,，b是由量表單位決定的常數,，a是由感覺道和刺激強度決定的冪指數。冪函數的指數值決定著按此公式所畫曲線的形狀,。例如,，如果指數1.0，便是一條直線,，即刺激與感覺之間為簡單的正比關系,；指數大于l，則為正加速曲線形,；小于1,，使為負加速曲線形。

史蒂文斯認為,，這種函數關系適用于量的連續(xù)體,，這是一些對它們做出多少的判斷的連續(xù)體。在這個連續(xù)體上感覺的變化,，是以刺激引起的神經興奮多少為依據的,。例如聲音的響度，光的明度,，彩色的飽和度等形成的連續(xù)體,，都是量的連續(xù)體,。史蒂文斯還認為，其它函數則可能來自與哪種或哪里的判斷有關的質的連續(xù)體,。在這個連續(xù)體上感覺的變化,，是以刺激引起的神經活動的部位為依據的。也可以說,，在生理上它是以一個相互代替的機制為依據的,。例如聲音的音高,，彩色的色調等形成的連續(xù)體,，都是質的連續(xù)體。

冪函數是對實驗結果的總結,，但史蒂文斯對它也做出了解釋,。他指出，由于感覺系統(tǒng)的神經輸出是刺激強度的冪函數,，所以被試作出的判斷也是刺激強度的冪函數,。

冪定律的重要性在于其相等的刺激比例產生相等的感覺比例這一含義。由此可以認為,，如果在一特殊環(huán)境中所有的刺激強度都按照百分比增加或減少,，那么感覺變化的比例則保持恒定。它區(qū)別于費希納的對數定律的地方還在于對感覺直接測量,，以至有的心理學家稱它為“新心理物理學”的開始,。這里所說的“新心理物理學”，就是指現代心理物理學．

2.3 信號檢測論

信號檢測論(Signal detection theory,，簡稱SDT),，它是信息論的一個分支，研究的對象是信息傳輸系統(tǒng)中信號的接收部分,，最早用于通信工程中,。

由于信號檢測論的引入，解決了一些古典心理物理學方法所不能解決的問題,。例如用古典心理物理法測定感覺閾限時,，如果主試的指導語改變了，感覺閾限會隨之發(fā)生變化,。究竟指導語影響了被試的辨別力,，還是影響了他的反應傾向，古典心理物理法就回答不丁這個問題,。用信號檢測實驗得到的結果表明,，在不同指導語的影響下測得的感覺閾限之所以不同，不是由于被試的辨別力發(fā)生了變化而是由于改變了判斷標準造成的結果,。隨著信號檢測論的引入,，把心理物理學的研究確實向前推進了一大步,。目前，信號檢測論已經成為一種新的心理物理法,，并廣泛應用到研究心理現象的各個領域,。

2.3.1 信號檢測論的統(tǒng)計學原理

統(tǒng)計決策理論是信號檢測論的數學基礎，它的主要工具是概率論,。通常它的目的是對一大堆數據產生一種簡單的描述或精煉化,，使得人們易于理解，并使之與研究的已知情況相符合,，這種數據的精煉可以用象均值,，方差和置信度等量來表達。

信號檢測論是人們在同噪聲干擾進行斗爭中總結出的方法,，實質上是有意識地利用信號和噪聲的統(tǒng)計特性來盡可能地抑制噪聲,，從而提取信號的。

2.3.2信號檢測論的二個獨立指標

近三十年來,，一些信號檢測論者認為閾限不是—個純凈的感知能力的指標,，而且，一般糾偏和校正猜測機遇的公式都不能對被試者的真實感知能力作正確的估計,。因為被試者在報告他對某個刺激或信號的感受時,，總是受到其它因素的影響。根據信號檢測論把刺激的判斷看成對信號的偵察和作出決擇的過程,。這樣,，在同一過程中就出現了兩個獨立的指標：一個是感覺辨別力指標d'，表示感知能力,，又稱感覺敏感性,；另一個是反應偏向β（有時也用c表示），它包括利益得失,、動機,、態(tài)度等因素。

由于反應偏向可由二種方法計算：一種是報告標準c,；另一種是似然比β,。這樣信號檢測淪的二個獨立指標就有三種計算方方法。

2.4 反應時新法

五十年代后期,，美國心理學中出現了一個新興的理論方向和研究領域,。到了七十年代已成為美國心理學的一個主要方向，這就是認知心理學,。認知心理學反對局限于研究孤立的,、外觀的、可觀察的反應。而致力于認識活動,，認知心理學把研究的重點轉到內部心理過程上去,。

認知心理學家致力于從事能提供內部心理過程線索的觀察。并利用不同的方法從不同的方面進行研究,，積累數據,。通過連鎖推理作出有關觀察不到的心理過程的可靠的說明。有人把這種方法稱為會聚件證明法,，即把不同性質的數據會聚到一起,，得出結論。

通過反應時可以測量看不到的心理過程,，嚴格加以研究,。在反應時研究中，認知心理學家研究較多的是選擇反應時(CRT),，而不是簡單反應時,，因為逃擇反應時能提供更多有關內部狀態(tài)的信息,。

認知心理學有二個主要方法,。除反應時以外，另一個最常用的方法就是以作業(yè)成績?yōu)橹笜说膶嶒?。比較而言,，反應時實驗可以較好地揭示完成某個作業(yè)的內部信息加工的諸階段，而以作業(yè)成績?yōu)橹笜说膶嶒瀯t較有利于揭不某個特定加工階段的特點,。這兩類實驗不是互相排斥的,，事實上認知心理學常同時應用反應時和作業(yè)成績兩個指標，以取得更完整,、更有意義的結果

3 視覺刺激及實驗中的相關變量

視覺在人的感覺中占統(tǒng)治地位,，各領域的研究者對視覺的研究也遠遠地超過其他的感知覺。視覺可告訴我們關于物體的形狀和結構,、大小與距離,、亮度和光線、顏色和運動等信息,，是人獲得外界信息的重要渠道,。下面介紹一下視覺實驗中的相關變量。

3.1視覺刺激

3.1.1可見光(visible light)

在一般情況下,，引起視覺的刺激物是光,。光是一種電磁波，引起人類視覺的電磁波稱可見光,?？梢姽獾牟ㄩL范圍大約是380毫微米(紫色)到780毫微米(紅色)，毫微米即十億分之一米(nm或mμ)。光波在極其廣泛的電磁波范圍內只占很少的一部分,。視覺刺激用物理學的名詞描述比用心理學的名詞更為恰當,。適宜的不同波長的光波刺激視覺感官，就引起一定的視覺,，即顏色的感覺：紅,、橙、黃,、綠,、藍、青,、紫,，而同一個顏色的主觀感覺(如紅色)在光譜上具有很大的范圍。用下表來表示：

表（1）光譜顏色波長及范圍

光具有三維特征：波長,、純度與振幅,。與此相對應的有三維心理特征：不同波長引起人們不同的色調的感覺；純度是光波成分的復雜程度,，它引起的視覺反應是飽和度,；振幅是光的強度或能量單位,，它引起的視覺維度是明度,。

3.1.2單色光

在日常生活中，我們通?？匆姷亩际菑秃瞎饧炊嗌?，但實驗的時候需要單色的光源。單色光的獲得途徑有：①用三棱鏡將白光折射分離,，用其中某一種單色光,；②用濾光片來獲得某波段的色光，比如單色光濾光片就可以精密地控制波長,；③應用有色表面,，一些顏料能吸收一些光帶而反射另一些光帶，反射的光帶通常比濾光片的光帶要寬,。

3.1.3單色光的物理測量

(1)光通量(1uminous flues) 這是在單位時間內發(fā)出的光能量,，用φ表示，單位簡稱是lm (流明),。

(2)光強度(1uminous intensity) 這是指光源在給定方向上單位立體角中發(fā)射的光通量,，用I來表示，單位簡稱是cd(坎德拉),，lcd表示在單位立體角內輻射出llm的光通量,。光強度的測量，是利用人眼對光強的感受性相當敏銳這一特性進行的。人的眼睛對光的感受性非常敏銳,，雖然不能定量地判斷其強度,，卻能相當準確地評定兩個光刺激的強度是否相等,。研究者據此還設計了目視光度計以測量光源的光強度,。

(3)光照度(illuminance) 這是從光源照射到單位面積上的光通量,，用E來表示，單位簡稱為lx(勒克斯),，它是llm的光通量均勻地分布在1平方米表面上所產生的光強度。例如,，滿月在地面上產生的光照度是0.21x，而晴朗的夏天陽光良好的室內光照度是100—5001x,。

(4)光亮度(1uminance) 指一個表面的明亮程度，即每單元面積上反射出來的光通量,，用L來表示,。亮度計測量的是物體反射的亮度，白紙能吸收20％的光而只能反射80％,，黑紙只反射投入光的3％，只有反射出來的光才能落到人的眼睛上,。亮度的衡量有各種不同的單位,。如果用光強度來表示，單位是nit(尼特),，

,，另外，還可以用1sb(熙提)= 1cd/m2來換算,；如果用光通量來表示，則有

1asb(阿波熙提)=1 lm/m,，還可以用1L(朗伯)=1 lm/cm與 lmL(毫朗伯)=10^(-3) L來換算,。

(5)反射系數(reflectance factor) 這是某物體表面的流明數與入射到此表面的流明數之比，用R來表示,。

由此可以看出,，照度是入射光，亮度是反射光。亮度和照度還可以通過公式進行換算,，即亮度=反射系數*照度,。

除了反射系數以外，還要用到投射系數表達各種物質的流明數,，透光系數(τ)=某物質透過的流明數/入射到該表面的流明數,。

對可見光的物理特性的測定是進行視覺研究的有用手段，實驗室的常備儀器應該有亮度計,、照度計等,。

3.1.4視覺實驗中常用的表示方法

(1)視網膜照度 視覺實驗中用它來表示刺激的物理強度。光線進入眼睛的量與瞳孔面積成正比,，用物理亮度nit和瞳孔面積的乘積表示網膜被刺激的程度,，其單位是treland(楚蘭德)，即楚蘭德=刺激強度(cd/m2)X瞳孔面積S(mm),。楚蘭德表示的是刺激,，可以使進入視網膜的光量進行比較。

(2)光強度級 分貝(dB),。研究適宜刺激的物理量的光強度范圍很大,，通常可達12個數量級(10^12),，因為眼睛所接受的范圍如此大,，一般就用對數來表示。光強度級分貝為：

,，這里的 在一般情況下是10^(-6) cm/m2 (尼特),，這個參照光強度相當于暗適應時人的眼睛所能檢測到的最小光強，就是視覺的絕對閾限,。

3.2 視覺研究中的變量

變量是在性質,、數量上可以變化、操縱或與測量的條件,、現象或特性,。在心理學的實驗情境中，主試者必須考慮三類變量：已知的對有機體的反應發(fā)生影響的變量叫自變量,，它是由實驗者操縱,、掌握的變量；由實驗者觀察的或記錄的變量叫因變量,；在實驗中應保持恒定的變量叫控制變量,。下面分別來敘述這三種變量。

3.2.1自變量

在視覺實驗中,，哪些受實驗者操縱的因素會對被試的反應產生影響呢?從視覺刺激呈現的特征可以看出有以下幾類：

（1）刺激 視覺中的物理刺激是光,，那么刺激變量就是光及其特性演化出的不同效果,，比如，各單色光,、系列亮度,、照度等。另外還有各維度的不同組合,，從時間上講,，有呈現頻率的不同；從空間上講,，有不同性質的光的組合以及不同的觀測距離等,。因為視覺的研究相對于其他感覺的研究要更深入一些，因此現今的視覺實驗對儀器的要求很高,，以確保對刺激的精確的定量,。

（2）背景 刺激和背景是作為一個整體呈現的，背景條件的變化也影響著被試的反應,，因此,，背景也可以作為一個自變量。比如,，背景的顏色,、亮度等。

（3）被試特征 研究個體差異是心理學研究的主要內容之一,，視覺研究也不例外,。比如。視敏度,、辨色力,、性別、年齡,、機體狀態(tài)等,；此外，還有即時的實驗條件如單視野等,。

3.2.2因變量

因自變量的變化而產生的現象變化或結果稱為因變量。它是由實驗者觀察的或記錄的變量,。因變量依賴于被試的行為,。

視覺實驗中的因變量相對于刺激變量的精確而言是比較粗糙的，要經過處理才能運用到結果中,。尤其是對一些非量化的判斷反應,，如在顏色后像的研究中用口頭報告法做出的反應，由于被試是根據主觀經驗得到的現象報告結果,，那么都需要匯總處理而間接地獲得某些數據資料,。此外,，在通過儀器記錄被試的反應量時，一定要注意操作技術以保證精確,。

3.2.3控制變量

控制變量是指實驗研究中除所規(guī)定的自變量以外的一切能夠影響實驗結果的變量,。這些變量又稱無關變量，需要在實驗中加以嚴格控制,?？刂谱兞渴菨撛诘淖宰兞浚趯嶒瀭€應該使控制變量保持恒定,?？刂谱兞恳彩且环N不變的變量，因為實驗者對它作了控制,。

控制無關變異是心理實驗的重點,，否則變異就會伴隨著自變量影響反應的結果，以至于我們不能分辨被試的反應究竟是自變量引起的還是無關變量引起的,。視覺功能的特點提醒我們應該注意刺激時間,、面積在視網膜作用點產生的累積效應，如長時間的參加視覺實驗使視覺的功能發(fā)生變化,，像視力降低,、明適應與暗適應對后續(xù)實驗的影響等。視覺實驗是很精細和敏感的,，稍有失控就會使實驗失敗,。

4視覺的心理物理實驗的分類

心里物理學發(fā)展到今天，可以分為兩個階段：古典心理物理學,、現代心理物理學,。根據這兩個時期的研究成果，視覺心理物理實驗主要分為以下兩大類,。

閾值和匹配實驗：主要用于測量刺激的微小變化與視覺感受性之間的關系,。它適用于測量視覺刺激的靈敏度和可試探性。

分度實驗：用以測量知覺的大小與物理刺激間的關系,，它適用于定量分析刺激間的關系,。例如，在色貌研究中,，可以用分度實驗的方法來確定物理測量量的量化關系,，如三刺激值X、Y,、Z與知覺量明度,、彩度和色調之間的關系。

4.1閾值實驗方法

閾值實驗技術主要用來測定刺激的恰可察覺的變化,，有時也被稱為恰可察覺差,，它得到的是觀察者對于刺激變化量的感知性,。閾值可分為絕對閾值和相對閾值兩種，絕對閾值表示刺激從無到有時人眼的恰可視察性,；差異閾值表示刺激從一定量的基礎上變化時人眼的恰可察覺性,。

閾值實驗在設計時，主要考慮盡量減小觀察者自身的主觀性對結果的影響,，閾值實驗的數據處理采用最多的是概率分析的方法,。根據傳統(tǒng)的閾值理論和信號檢測論，閾值實驗中測定閾值的方法主要分成兩大類,。

4.1.1傳統(tǒng)心理物理學測定閾限的方法

傳統(tǒng)的閾限理論認為：作用于感受器的一個刺激, 引起一系列的沖動, 在大腦中樞發(fā)生了一種效應,。這種中樞效應的大小將隨著刺激的強度、感受器的感受性,、傳導通路的效率和中樞的活動水平背景而發(fā)生變化,。如果在一次實驗中，中樞效應的大于一定的最小量,，中樞將發(fā)生沖動,，產生一個“我感受到了”，引起這個最小效應的刺激,，就是這一次實驗中的刺激閾限,。閾限是一個固定點，被試的判斷連續(xù)對應于反映的連續(xù)對應于反應的連續(xù),，當刺激超過最小量—閾限時,，被試就判斷“有”；當刺激低于閾限時,，被試就判斷“無”,。

（1）極限法

極限法是一種測定閾限的直接方法, 又稱最小可覺差法、最小變化法等, 極限法的特點是將刺激按遞增或遞減兩個系列交替變化組成, 每一個系列的刺激強度包括足夠大的范圍, 以間隔相等的小步變化, 能夠確定從一類反應到另一類反應的瞬時轉換點或閾限的位置,。一般說來, 各系列刺激是由大到?。ㄟf增）、由小到大（遞減）按階梯式順序變化的,。刺激的范圍在閾限以上或以下一段強度距離, 實驗時一般確定15～20個檢查點,，每個相鄰檢查點的間距可根據實驗儀器的精確度和所測定的感覺的性質決定。一般的說,，檢查點的距離小一些, 測定的結果會更精確一些,。至于反應變量指標、結果處理及具體方法步驟可隨測定的內容而定, 極限法即可用于測定絕對閾限, 也可用于測定差別閾限,。

（2）平均差誤法

平均差誤法又稱調整法、再造法,、均等法, 是最古老且基本的心理物理學方法之一, 它最適合測量絕對閾限, 但也可以測量差別閾限,。平均誤差法的特點是呈現一個標準刺激, 令被試再造,、復制或調節(jié)一個比較刺激, 使它與標準刺激相等。比較刺激也可由實驗者調節(jié), 由被試判斷,。這個方法是要求被試判斷什么時候比較刺激和標準刺激相等,。被試判斷為與標準刺激相等的比較刺激, 并不總是一個固定的數值, 而是圍繞著一個平均數變化的一組數值。這個變化范圍就是不肯定間距, 不肯定間距的中點就是主觀相等點,。通過對不肯定間距和主觀相等點的測量, 就可以估計差別閾限,。

（3）恒定刺激法

恒定刺激法又叫正誤法、次數法, 它是心理物理學中最準確,、應用最廣泛的方法, 可用于測定絕對閾限,、差別閾限和等值, 還可以用于確定其他多種心理值。此法的特點是：根據出現次數來定閾限, 即以次數的整個分布來求閾限,。具體做法如下：（1）主試從預備實驗中選出少數刺激, 一般是5～7個, 這幾個刺激值在整個測定過程中是固定不變的,；（2）選定的每種刺激要向被試呈現多次, 一般每種刺激呈現50～200次；（3）呈現刺激的次序事先要隨機安排, 不讓被試知道,。用以測量絕對閾限, 無須標準值, 如用以測量差別閾限, 則需要一個標準值,；（4）此法在統(tǒng)計結果時必須求出各個刺激變量引起某種反應（有、無或大,、?。┑拇螖怠?/span>

用恒定刺激法測量閾限時, 在實驗前需要選定刺激,。所選定的刺激最大強變應為每次呈現幾乎都能為被試感覺到的強度, 它被感覺到的可能性應不低于95％,。所選定的刺激最小強度應為每次呈現幾乎都不能為被試感覺到的強度, 它被感覺到的可能性應不高于5％。選定刺激范圍后, 再在這個范圍內取距離相等的刺激, 每種刺激強度呈現不得少于次50次,。

恒定刺激法雖然要求大量的實驗次數, 但每次實驗只用很短的時間, 因此是最節(jié)省時間的方法, 并且測得的閾限也更準確,。

4.1.2信號檢測論測定閾限的方法

信號檢測論認為：被試覺察信號有一個中樞神經效應, 這種效應隨著每次刺激呈現, 時刻都在變化。信號總是在噪音的背景上產生, 信號的影響和噪音的影響都被假定為正態(tài)分布, 這兩種分布由于信號比噪音微弱增強, 故有一定的重疊, 而使信號和噪音都可能引起同一程度的感覺,。人類覺察是建立在統(tǒng)計決策論的基礎上, 就是說被試選擇一個標準, 當給定的刺激超過這個標準時, 被試就反應“有”, 否則則說“無”, 而這個反應標準的選擇由很多因素（如感受性,、利益得失、動機,、態(tài)度,、情緒、意志等）決定,。這個反應標準就是閾限,。

（1）有無法

有無法是信號檢測論測定閾限的基本方法。主要步驟為, 主試呈現刺激后, 讓被試判定所呈現的刺激中有無信號, 并予以口頭報告, 被試只做“有”或“無”的簡單反應,。主試要把實驗中規(guī)定的信號和噪音的先驗概率以及對被試判定結果的獎懲辦法, 對被試的要求等以指導語的形式明白而通俗地向被試說清楚, 籍以影響被試判斷標準的變化,。

在這種實驗中, 每種先驗概率的情況下, 信號和噪音出觀的總次數要在100～200次以上, 才能取得比較穩(wěn)定的結果。在一輪實驗中信號和噪音各自呈現的次數由先驗概率規(guī)定, 并要隨機呈現,。然后根據實驗結果把每種先驗概率所對應的反應偏向(β)和感覺辨別力(d′) 記錄下來,。

（2）評價法

評價法又稱多重決策法, 或評級量表法,。這一方法呈現刺激的方式同有無法一樣, 對信號和噪音的先驗概率和獎懲辦法, 都可以隨實驗要求, 由主試確定。但對被試的要求有所不同, 對被試的反應不是簡單的“有”或“無”的方式,，而是將被從“有信號”到“無信號”這一感覺的連續(xù)體,，規(guī)定出不同的感覺評價等級。然后讓被試根據對所呈現刺激的自信度情況, 報告有信號（或無信號）的評定等級,。一般評價從有信號到無信號這一感覺連續(xù)體的等級可劃分為六個,；六個等級含義為：第一等級,非常肯定有信號出現,；第二等級,一般肯定有信號出現,；第三等級,可能有信號出現；第四等級,可能無信號出現,；第五等級,一般肯定無信號出現,；第六等級,非常肯定無信號出觀,。

4.2匹配實驗方法

匹配實驗的方法于閾值實驗的方法類似,，但目的不是測試知覺上的變化量，而是尋找相同刺激感知量,。匹配實驗所得到的感知的變化量可以用來估計閾值,。匹配實驗一般分為兩類。

4.2.1非對稱匹配

非對稱實驗主要用于研究色適應和色貌,。非對稱匹配的定義可以是改變不同的照明觀察條件而進行的匹配實驗,。一種非常特殊的匹配實驗可以在雙眼間進行，讓左右眼視場所看到的是不同照明條件下的刺激,，經過匹配調節(jié)使之達到左右視場的匹配,，這也稱非對稱匹配?？梢姺菍ΨQ匹配的方式是多種多樣的,。

4.2.2記憶匹配

記憶匹配是用于色貌研究中的一種實驗方法。在這種實驗中,，觀察者被要求得到一種于與往記憶中的刺激相同的匹配,。

4.3分度實驗方法

分度實驗的目的是要；量化知覺的大小,，所以分度實驗中所采用的是數學方法衡量實驗準確度的關鍵,。包括四層含義：名義分度、順序分度,、間隔分度,、比例分度。

4.3.1一維分度實驗

一維分度實驗一般僅能得到刺激的某一個屬性的分析結果。它又可分為：排序實驗,、繪圖分類,、分類式分度、強度估計,、比例估計等實驗。

4.3.2二維分度實驗

二維實驗方法和一維分度實驗方法是一致的,，但是由于刺激的某些屬性是與多個因素相關的,，所以必須采用多維的分析方法來評價。

5視覺實驗舉例

5.1空間辨別實驗

眼睛的空間辨別能力就是視敏度（visual acuity）,，又叫視銳度,，表現為覺察目標刺激以及辨別事物細節(jié)的準確性。視敏度通常以找出兩個物體之間的最小間隔來表示,，是覺察物體細節(jié)的一種度量,。

5.1.1視敏度的測定

我們經常使用的視力表就是測定視敏度的，他它是用視覺的倒數來進行測定的,，及公式為：

從公式中可知,，眼睛所能分辨出的兩點之間的距離越小，也就是說視角越小,，視敏度越好,。視力表通常以5m為標準觀測距離，常用的視標有C字型和L字型,，前者稱為藍道環(huán)(Lndoltc),，是國際通用的視標，它的規(guī)格標準是：黑線條寬度是直徑的1／5,，環(huán)的開u也是直徑的1／5,。當視標“C”的直徑為7.5㎜時，環(huán)的開是1.5㎜,，這個時候如果在5m遠的距離處被試能分辨口方向,，那么他的視角等于1分，此時的視力規(guī)定為1.0,，這個數寧接近單個錐體細胞的直徑,。醫(yī)學上—般認為1.0的視敏度是正常的。

5.1.2視敏度的實驗研究方法

最小視點法,，這時指測定觀察者所能觀察的最小點,。覺察不要求區(qū)分物體各個部分的細節(jié)點。體各部分的細節(jié),，只要求發(fā)現對象的存在,。覺察所用的材料是黑色背景上很亮的一點或白色背景上的黑點，這些點的育徑可以變化。因為觀察者只是覺察視野小是否存在一個物體,，可見這是強度分辨的一種形式,。

最小可分法，可分為解像,、定位和識別兩種類型,。

解象是對一個視覺形狀組成部分之間距離的辨別能力，即知覺某一模式具體元

素之間分離的能力,。測量解象力時可以給被試呈現兩個黑點,，確定能看成是兩個而不是一個黑點的程度；或用一組柵條,，來測定被試對間距的分辨能力,，最好的解象力也只能分辨35～49弧秒寬的線組成的柵條。

定位又稱微差敏度,，是讓被試判斷兩條豎線的位置是連續(xù)的還是有偏差,，剛

能分辨的偏差是2弧秒。

識別可看作是測量視敏度的綜合步驟,，它既有敏度辨別,，也有解象和定位能

力的測查，如視人表的測定,。

5.2空間辨別實驗

在某種條件廠,，閃爍的燈光可能會被知覺為連續(xù)的光。如在黑暗中快速地用于電簡畫圈,，可看見光點變成了光閹,。生活小的許多光源看起來都是穩(wěn)定的，加熒光燈,、電視,、電影等，但事實上它們的光線是斷續(xù)的,。當一個間歇頻率比較低的光刺激作用于我們的眼睛時,，就會產生閃爍的感覺。隨著間歇頻率逐漸增大,，閃爍現象就會消失,，人眼就不會感到是閃光而感到是一個完全穩(wěn)定的或連續(xù)的光，這就是閃光融合,。

5.2.1閃光臨界融合頻率的測定

閃光臨界融合頻率是視覺對光刺激時間分辨能力的指標,，是物理刺激與生理心理功能相互作用的結果。不同被試在不同的功能狀態(tài)下的閃光臨界融合頻率是不一樣的,，其變異可能造成某些視覺研究結果的變異件,。

5.2.2閃光臨界融合頻率研究方法

測定閃光臨界融合頻率的方法有很多種,。早期是用制成扇形的圓盤在光源的旋轉來測定的，這稱為轉盤閃爍方法,。轉盤出被試控制轉速,，一般采用極限法

測定，速度由慢到快就是一個出不閃到閃的過程,，再從閃到不閃,。用這種方法還可以測閃光強度，它的缺點是轉速的頻率測量有時不太準確,。

也可用混色輪測定閃光臨界融合頻率,。此外，還可用閃光臨界融合頻率計,。發(fā)展使閃光臨界融合頻率的測定有了更完善的儀器，不僅可以調節(jié)光波的波形,，光源也可以是不同的色光,，還可以精確地控制亮度和頻率等。

5.3顏色的心理效應

顏色是物體的一個重要屬性,，視覺感受一種顏色取決于i個基本特征,；亮度、色調與飽和度,。顏色的實驗室研究主要涉及顏色的基本特征,、顏色混合與標定、顏色的測量等等,。各種顏色視覺現象及其應用研究主要基于顏色的心理機制,。

顏色對人的心理會產生各種影響，比如,，它可以影響人的情緒和行為,，還可以影響工作效率，這就是顏色的心理效應,。為了提高我們的生活水平和工作效率,，研究顏色的心理效應就顯得很有必要。

5.3.1色調的冷暖感

不同的色調可以產生不同的冷暖感,。紅,、橙,、黃給人以溫暖的感覺,，而藍,、綠,、紫則給人以涼爽與清凈的感覺,。在繪畫時，暖色常被用來表現火熱的氣氛,，而冷色則暗示看清涼的河水,、寧靜的草地甚而壓抑與郁悶。從科學的觀點來看,，光譜中紅色波長較長,，屬于遠感色．給人以溫暖的感覺,；鬧藍色和紫色波長較短，屬于近感色,，產生陰冷的感覺,。

處于紅色和紫包中間的色彩是綠色,，因此它常被作為光譜中冷暖包的分界點。同樣是綠色系列,，偏于是黃色一側的綠色,，如蘋果綠就比偏于藍色的一側的綠色要偏暖,。不過,，所有色彩可以認為都具有冷暖的性質：即使是藍色,，只要稍微加一點綠色,，也比略含紫色的藍色偏暖。

在一般情況下,，不同的個人對于特殊額色的反比有著一致性。暖色調通常被認為是歡樂的,、積極的,、刺激的,、興奮的,，而冷色就是寧靜的,、冷淡的,、鎮(zhèn)定的,、肅穆的。

5.3.2色調的環(huán)境心理效應

生活環(huán)境和工作環(huán)境的色調對人的心理有重要的影響作用,。比如,，幼兒園建筑采用歡快、明亮的顏色再配之以卡通圖案就非常適合幼兒身心的健康發(fā)展,；醫(yī)院的房間如果飾之以淡暖色,，可以起到鎮(zhèn)靜安神的作用，暖色可以使人感到溫煦,；在房屋裝飾中也是如此,，客廳,、飯廳、小臥,、大臥完全可以來用人同的顏色以獲得不同的感官效果,。倫敦泰晤士河上有一座橋以前是黑包的，結果每年都有為數不少的人在這座橋上自殺,，后來刷成了綠色，輕生的人就顯著減少了,。色彩變化與人們的情感是協(xié)調一致的,。生活在單調環(huán)境下的人們喜歡穿色彩豐

富的衣服，這使單調的生活也豐富起來,，滿足了人們在局限條件下美的享受和愿望,；而生活在色彩豐富的城市里的人們喜歡素色，喜歡閑適,。

5.3.3明度對比的距離感

明度是顏色的明暗程度,，它取決于吸收或反射光線的總體比例,。明度分辨力是視覺功能的一個力面,。它是指明度差別閾限的大小,。明度的差別閾限就是明度

對比辨認,，是視覺功能的主要指標之一,。

明度對比對于任何圖案,，包括生活與藝術中的各種物品和作品,，都是非常重要的,。自然和諧的明度關系使顏色和圖案更加美觀,，例如,，服裝中不和諧的明度有時可以產生很好的效果,，有可能刮起一陣流行的旋風，但如果技術不成熟,，就可能有礙觀贍,。

明度對比還是一個標定距離感的重要指標,。在同一幅畫中，背景往往是較暗的而畫的豐題則是明亮的,。在通常情況下,，較暗的明度使我們感覺離得較遠，明亮的物體顯得就離我們近一些,。另一個指標是顏色之間的明度對比,，如果是相同明度，那么臨近顏色之間的界限就難于分辨,，這常常用來表示遠處的物體,；而近處的物體和景色總是界限分明的，它們的輪廓鮮明清晰,，這是明度對比引起的效果。

6 結論

極限法,、調整法和常定刺激法三種基本的心理物理法,。雖然都用來測定感覺閾限，但各有千秋,。究竟使用哪種具體方法最為合適,，則要根據研究的對象、要求而定,。

從感覺閾限的含義看：極限法求得的閾限值,，能較好的符合閾限的定義,。因為此法的操作是有系統(tǒng)的探查感覺的轉折點，它汁算過程就具體準確地說明感受閾限的含義,。同時,，因為被試知道刺激呈現的順序，他可以把注意力集中到特別需要注意的地無從而取得較好的實驗效果,。

從效率看：調整法中刺激由被試者自己調節(jié),，回答和記錄的次數少。每一個測定位值只需一次,，因而能較快地得到測定的結果,。而極限法則需要幾次，甚至近十次才能獲得一個測定的結果,。用常定刺激法可以不必臨時改變刺激，這是它比其他二法優(yōu)越的地方,，在測定重量的閾限時,，多用常定刺激法,。而且常定刺激法中每一個記下的數據都可利用上，不象在極限法小用來計算閾限值的數據是少數,，因此常定刺激法的效率較高。

從被試方面來看：測定的次數過多,，容易使被試者感到單調而產生疲勞,。如果讓被試者主動參與測定工作,，就可改變這種單調厭倦的情緒,，從而使測定結果更準確,。調整法的實驗程序,，對被試來說比較自然,，讓被試自己主動調整比較刺激,，也可以引起他的興趣，因此,，在這方面調整法優(yōu)于其他二法。

參考文獻

[1] 樂國安．“心理物理學”的發(fā)展個現狀評述．心理學報．1983，（01）1-8

[2] 王志毅．傳統(tǒng)心理物理學方法與信號檢測論．遼寧師專學報．2003,，（05）73-76

[3] 楊志良．心理物理學．蘭州市．甘肅人民出版社．1988：15-138

[4] 游旭群．實驗心理學．北京市．中國醫(yī)藥科技出版社．2005：87-198

[5] 胡威捷．現代顏色技術原理及應用．北京．北京理工大學出版社．2007：127-159

[6] Fairchild M D and Johnson G M．The Icam framework for Image appearance,，image difference,，and image quality[J]．Journal of Electronic Image，2004,，13：126-138