第三章 心理物理學

心理物理學心理物理學是研究心理量和物理量之間關系的科學。心理物理學的先驅是G.T.Fechner。物理量指對身體各感官的刺激；心理量指各種感覺或主觀印象。心理物理學Fechner通過對感覺強度與刺激強度之間的數(shù)量關系的長期研究，發(fā)展出了測量感覺的方法。傳統(tǒng)心理物理學處理的問題：感覺閾限的測量；閾上感覺的測量，即心理量表的制作。心理物理學上世紀50年代，Tanner,Jr.和Swets將信號檢測論引入心理學，為心理物理學的研究提供了新的有力工具。一百多年來，心理物理法不斷發(fā)展，但其解決的核心問題始終是：探尋心理量和物理量之間的函數(shù)關系及制定正確測量心理量的方法。費希納的對數(shù)定律刺激量按幾何級數(shù)增加而感覺量則按算術級數(shù)增加。費希納認為基于對數(shù)定律，可以測量閾上感覺。簡評費希納1、盡管其心理物理學存在局限性，如對數(shù)定律只適用于中等強度刺激，但其歷史功績不可抹煞，他提出的心理物理法沿用至今。2、其最重要貢獻在于第一次將物理學的數(shù)量化測量方法引至心理學，提供了心理學實驗研究的工具。3、費希納的工作是實驗心理學的直接前驅，其心理物理學為馮特建立實驗心理學起了奠基作用?，F(xiàn)代心理物理法信號檢測論也可用來測量心物關系；心理學主要用它研究感知、記憶。后人將費希納最早提出的三種基本心理物理法稱為傳統(tǒng)心理物理法，將信號檢測論稱為現(xiàn)代心理物理法。何謂感覺閾限？剛剛能引起感覺的最小刺激強度叫做絕對感覺閾限。按照這種說法，低于絕對閾限的刺激強度我們總是感覺不到，高于絕對閾限的刺激強度我們總能感覺到。何謂感覺閾限？人的感受性具有隨機波動的特點。根據(jù)抽象定義無法測量感覺閾限。感覺閾限的操作定義絕對閾限是50%實驗次數(shù)能引起感覺的刺激值；差別閾限是50%實驗次數(shù)能引起差別感覺的刺激強度之差，也稱最小可覺差（j.n.d）。最小變化法將刺激按照遞增或遞減系列的方式，以間隔相等的小步變化，尋求從一種反應到另一種反應的瞬時轉換點或閾限的位置。最小變化法測量響度絕對閾限噪音分貝標準：10-20分貝幾乎感覺不到；20-40分貝相當于輕聲說話；40-60分貝相當于普通室內(nèi)談話。用信號發(fā)生器呈現(xiàn)不同分貝的純音。最小變化法測量響度絕對閾限遞增系列，開始呈現(xiàn)很小聲音，再以小等間距逐漸加大，直到被試報告“聽見了”。遞減系列，開始呈現(xiàn)較大聲音，再以小等間距逐漸減小，直到被試報告“聽不見”。最小變化法測量響度絕對閾限絕對閾限的確定確定每個刺激系列的閾限確定絕對感覺閾限注意三點：1、遞增、遞減系列的次數(shù)相等。2、遞增、遞減系列交替進行。3、遞增、減系列起點不要固定不變，避免形成定勢。名詞解釋：最小變化法將刺激按照遞增或遞減系列的方式，以間隔相等的小步變化，尋求從一種反應到另一種反應的瞬時轉換點或閾限的位置。最小變化法是測量感覺閾限的直接方法。最小變化法實驗中的反應變量被試以口頭報告的方式來反應。被試報告依據(jù)的是內(nèi)省，而不是刺激是否呈現(xiàn)。若被試“說不準”，可以猜，不可以放棄。最小變化法實驗中的習慣誤差刺激按一定順序呈現(xiàn)，被試在長序列中有繼續(xù)作同種判斷的傾向，如在下降序列中繼續(xù)說“有”，在上升序列中繼續(xù)說“無”，這種由于習慣了前面幾次刺激所引起的感覺，導致不準確報告所產(chǎn)生的誤差叫做習慣誤差。最小變化法實驗中的習慣誤差遞增系列中，即使刺激強度早已超出閾限，被試仍報告“無”，這使測得的閾值偏高；遞減系列中，刺激強度早已低于閾限，被試仍報告“有”，這使測得的閾值偏低。最小變化法實驗中的期望誤差期望誤差表現(xiàn)為被試在長的序列中給予相反判斷的傾向，期望轉折點的盡快到來。由于期望誤差，遞增系列中，測得的閾值偏低，遞減系列中，測得的閾值偏高。怎樣控制習慣誤差與期望誤差？為使習慣誤差與期望誤差彼此抵消，可交替使用遞增、遞減系列。如何鑒別存在習慣誤差與期望誤差？若遞增系列中求得的閾值T上大于遞減系列中求得的閾值T下且差異顯著，表明有習慣誤差，若在遞增系列中求得的閾值T上小于遞減系列中求得的閾值T下且差異顯著，表明有期望誤差。最小變化法實驗中的練習誤差由于實驗的多次重復（遞增、遞減分別為50次），被試逐漸熟悉了實驗情境，對實驗產(chǎn)生了興趣和學習效果，而導致反應速度加快和準確性逐步提高的一種系統(tǒng)誤差。最小變化法實驗中的疲勞誤差由于實驗多次重復，隨著實驗進程而發(fā)展的疲倦或厭煩情緒的影響，而導致被試反應速度減慢和準確性逐步降低的一種系統(tǒng)誤差。怎樣鑒別存在練習誤差和疲勞誤差？若前一半實驗測得的閾限值大于后一半實驗測得的閾值且差別顯著，表明有練習因素的作用；若前一半實驗測得的閾值小于后一半實驗測得的閾值且差別顯著，表明有疲勞因素的作用。怎樣控制練習誤差和疲勞誤差？按照“↑↓↓↑”或“↓↑↑↓”的方式安排遞增、遞減系列。遞增、遞減所用的總次數(shù)要相等，整個實驗中，遞增在前與遞減在前的次數(shù)要相等。最小變化法測定明度差別閾限兩刺激明度差別很小以致很難覺察，明度差別增到一定程度，就能覺察出明度差異。個體所感覺到的最小明度差異即明度差別閾限。實驗被試本科生，無顏色知覺障礙，矯正視覺正常。實驗程序1、電腦同時呈現(xiàn)兩黃色方塊。標準刺激每次都出現(xiàn)，明度固定（150mL），比較刺激（介于115-185mL）。2、遞增系列中，比較刺激明度以5mL的小等間距漸增，遞減系列中，比較刺激明度以5mL的小等間距漸小。實驗程序3、若被試認為比較刺激更亮，就報告“明”，主試記錄“+”；反之，主試記錄“－”；當被試沒有把握時，主試記錄“？”4、在每個系列中，當被試的反應有一次轉折時，即開始下一系列的測定。實驗程序5、為控制常誤，一半標準刺激在左，一半標準刺激在右。并使比較刺激的遞增、遞減系列各占一半。6、每個系列的起點不要固定不變。次數(shù)12345678910111213141516增減系列↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑165＋＋＋＋＋＋＋＋160＋+＋＋==＋＋＋＋＋155＋？＋＋＋＋=＋==＋＋＋==150====＋=－===＋==－=145－－－==－－－==－=－140－－－－－－－－－－135－－－－－－－－上限下限差別閾限的確定1、差別閾限的上限（Lu）：指感覺比標準刺激稍強和感覺與標準刺激相等的兩個刺激的平均值；2、差別閾限的下限(Ll)：感覺與標準刺激相等和感覺比標準刺激稍弱的兩個刺激的平均值。差別閾限的確定3、上差別閾限（DLu）：上限減去標準刺激。4、下差別閾限（DLl）：標準刺激減去下限。5、差別閾限（DL）：上差別閾限和下差別閾限的平均值。差別閾限的確定6、上限與下限之間的距離為不肯定間距（Iu）；不肯定間距的中點為主觀相等點（PSE）。7、理論上主觀相等點應與標準刺激St相等，但實際上有一定的差距，該差距稱為常誤（CE）。公式：最小變化法測差別閾限的誤差及其控制1、比較刺激的遞增、遞減序列的數(shù)量一致。2、比較刺激的遞增、遞減序列交替呈現(xiàn)。3、每一序列的起始位置要隨機變化。4、若ST與SV同時呈現(xiàn)，要平衡呈現(xiàn)位置（ABBA）。5、若ST與SV相繼呈現(xiàn)，要平衡呈現(xiàn)順序（ABBA）。恒定刺激法的實驗程序1、主試從預備實驗中選出少數(shù)刺激（5-7個），整個測定過程中恒定使用這幾個刺激。2、每個刺激要向被試呈現(xiàn)多次（50到200次）。3、刺激呈現(xiàn)的順序隨機化。4、測量絕對閾限無需標準刺激，測量差別閾限有一個標準刺激。5、求出各刺激引起某種反應（有或無、大或?。┑拇螖?shù)或百分比。預備實驗中如何選定刺激？最大刺激：每次呈現(xiàn)幾乎都能為被試感覺到；最小刺激：每次呈現(xiàn)幾乎都不能被感覺到；在刺激范圍內(nèi)取距離相等的若干刺激。恒定刺激法測定兩點閾1、選出最大刺激（12mm)和最小刺激(8mm)。2、確定等距刺激5個：8、9、10、11、12mm。3、5個刺激隨機呈現(xiàn)，每個刺激呈現(xiàn)200次，被試做出反應。實驗記錄&兩點閾的確定刺激（mm）報告兩點的次數(shù)報告“兩點”的百分數(shù)8910111210581321861%5%29%66%93%（10－x）:(x－11)=(29－50):(50－66)重量差別閾限的測定程序1、ST：200g；Sv：7個等距刺激(185～215g）。2、Sv隨機呈現(xiàn)，每個Sv與ST至少比較100次。3、反應變量：被試報告Sv與ST的關系；主試記錄：“+”、“=”、“－”。4、統(tǒng)計每個SV大于、等于、小于ST的次數(shù)及百分比。實驗數(shù)據(jù)比較刺激（g）比較的結果（次數(shù)的%）①“+”②“=”③“－”④“+”+“=”185190195200205210215512153055708541825423518991706028101269304072908894如何確定差別閾限？1、差別閾限的上限Lu：50%次判斷為比St重的刺激。(200－x)：（x－205）=(30－50)：（50－55）2、差別閾限的下限LL：50%次判斷為比St輕的刺激。（195－x）：（x－200）=(60－50)：（50－28）3、DLu

=Lu－St=4.5g4、DLL=St－LL=3.4g5、DL=（4.5+3.4）／2=3.95g75%的差別閾限若只許被試做兩類反應，則“50%”意味著完全不能辨別。因為被試可能進行100次比較，100次都拿不準，只能隨機猜測。如195g的SV和ST比較100次，每次都拿不準，都作隨機猜測，結果50%次報告SV輕于ST

。75%的差別閾限取與ST完全能辨別的重量（縱坐標100%）和與ST完全不能辨別的重量（50%）的中點（75%）作為差別閾限的上限和下限。恒定刺激法的特點1、只用少數(shù)恒定刺激。2、SV隨機呈現(xiàn)，每個SV呈現(xiàn)50到200次。3、閾限值用直線內(nèi)插法求得。注意幾點1、SV在St上下一段距離內(nèi)選定。一般從完全沒被感覺出差別到完全感覺出差別的范圍內(nèi)選5-7個刺激。2、計算差別閾限時僅用“大于”和“小于”兩列數(shù)據(jù)。3、被試做“等于”反應的多少能反映其內(nèi)在心理偏向?！暗扔凇狈磻啵f明被試較為謹慎，“等于”反應少，說明被試較為自信。何謂平均差誤法？1、平均差誤法又稱調整法，是最古老、最基本的心理物理法之一。主要用于測差別閾限，也可測量絕對閾限。2、呈現(xiàn)一ST，被試調節(jié)一個感覺與ST相等的SV，計算刺激間存在的差誤。3、將各SV與ST的平均差誤作為差別閾限。為何平均差誤可作為感受性指標？平均差誤法將SV與ST的平均差誤作為差別閾限，這與差別閾限的定義不符，但因其與差別閾限成正比，故可作為測量差別感受性的指標。何謂主觀相等點？被試每次調節(jié)的感覺與ST相等的SV并不總是一個固定值，而是圍繞一個平均數(shù)變化。該變化范圍叫做不肯定間距，不肯定間距的中點為主觀相等點。響度絕對閾限的測定1、方法：聲音頻率固定為1000hz，被試調節(jié)其響度，調整到剛好聽不到為止，即調整到與零標準刺激相等。（例如5分貝、7分貝、16分貝、8分貝）2、絕對閾限的確定：各次測定的數(shù)值加以平均，即為絕對閾限。長度差別閾限測定的器材與程序高爾頓長度分辨尺（長尺中央有一分界線，分界線兩側各有一游標，尺子的背面有刻度，可向主試顯示被試所調整的SV與ST的差異）。讓被試調節(jié)SV使之與ST相等。

實驗結果及差別閾限的確定如何控制誤差？1、ST設置的位置和SV的初始狀態(tài)不同會產(chǎn)生動作和空間誤差；ST與SV相繼呈現(xiàn)，會產(chǎn)生時間誤差。2、使用ABBA法克服：ST一半在左邊，一半在右邊；ST一半先呈現(xiàn)，一半后呈現(xiàn)。三種心理物理法比較1、就閾限定義吻合程度而言。最小變化法最符合閾限的抽象定義；恒定刺激法最符合閾限的操作定義；平均差誤法將比較刺激與標準刺激的平均差誤作為差別閾限，不符合閾限的定義。三種心理物理法比較2、就誤差大小而言。使用最小變化法，刺激按遞增、遞減順序呈現(xiàn)，易產(chǎn)生習慣誤差和期望誤差；用恒定刺激法測定閾限，刺激隨機呈現(xiàn)，無一定方向，被試回答時猜測成分較多，誤差較大。三種心理物理法比較3、就實驗效率而言。使用平均差誤法，被試自己調節(jié)刺激，回答和記錄的次數(shù)較少，能很快得到測量結果，效率較高；使用恒定刺激法，記錄下的每個數(shù)據(jù)都可以用上，效率較高；使用最小變化法，回答和記錄的數(shù)據(jù)較多，效率較低。三種心理物理法比較4、對有一定后作用的刺激，不宜使用最小變化法。用恒定刺激法測量那些不易隨時改變強度的刺激比較方便，因為該法所使用的刺激數(shù)目較少，且不需隨時調整刺激的強度。第二節(jié)心理量表法一、心理量表的類型二、順序量表的制作三、等距量表的制作四、比例量表的制作稱名量表與順序量表稱名量表只是把事物或其屬性歸于不同類別，名稱量表中的“數(shù)據(jù)”只具“差別”屬性。對稱名量表中的名稱不能進行數(shù)學運算。順序量表中的數(shù)據(jù)具備“差別、強度”兩個屬性。順序量表既無相等單位，又無絕對零點。等距量表與比例量表等距量表具有“差別、強度、等距”三個屬性。等距量表各部分的單位是相等的。但沒有絕對零點。比例量表具有“差別、強度、等距、絕對零點”四個屬性。是最高級別的量表。心理量表的類型PropertiesofScalesTypeofScaleQuantitativeInformation?ConstantUnit?AbsoluteZero?ExamplesofPermissibleStatementsExamplesNominalNoNoNoA≠BNumberingoffootballjerseys,socialsecuritynumberOrdinalYesNoNoA>BRankingsoffootballteams,militaryranksIntervalYesYesNo(A-B)=(C-D)Temperaturein℃,timeofdayRatioYesYesYesA=2BHeight,weight,cost等級排列法制作順序量表同時呈現(xiàn)多個刺激，被試按照一定標準，將這些刺激排成一個等級。求出多個被試對每一刺激的平均等級。各刺激按平均等級排出的順序即為順序量表。對偶比較法制作順序量表把所有要比較的刺激配成對，一對對的呈現(xiàn)，被試就刺激的某一特性進行比較，判斷該特性在兩個刺激中，哪一個表現(xiàn)得更明顯。依每個刺激各自明顯于其他刺激的百分比的大小排列成序，即為一個順序量表。結合教材P98表格講解順序量表的局限性①順序量表只能反映出事物在某種心理量上的順序關系。②不能提供各種感覺量之間差異大小的信息。感覺等距法制作等距量表要求被試把一個感覺分成主觀上相等的距離，即要求被試將某段感覺量分成兩個或兩個以上的等分；并確定這些等距的感覺量對應的物理刺激值。感覺等距法制作等距量表①二分法：呈現(xiàn)兩個刺激A和C，要求被試確定第三個刺激B，使得A和B之間的距離等于B和C之間的距離。②同時多分法：用平均差誤法同時分出多個等份。③漸進多分法：一次只要求被試選擇一個刺激來等分一個感覺段，然后在兩個更小的感覺段上進行等分。同時多分法舉例①呈現(xiàn)兩個純音（200、6500HZ），要求被試同時找出3個音，將該純音段按音高分為四等份。②以頻率為橫坐標，以音高為縱坐標，繪制函數(shù)曲線圖即為音高等距量表。漸進多分法舉例①R5＞R1，要求被試利用3次二分法，將R1和R5之間的響度四等份。②以響度值為縱坐標，以物理刺激值（振幅）為橫坐標，劃出函數(shù)曲線圖即為響度等距量表。鏈接一個研究者想研究介于S1與S2兩感覺之間的感覺的物理刺激是多少。隨機選10名被試，讓其調節(jié)一個可變的物理刺激，使產(chǎn)生的感覺介于S1與S2之間，然后測量所調節(jié)刺激的物理量。10名被試的結果為：5.7，6.2，6.7，6.9，7.5，8.0，7.6，10.0，15.6，18.0。問這10個被試兩感覺之間的那個感覺的物理刺激量的平均值是多少？差別閾限法制作等距量表以絕對閾限為零點，以絕對閾限以上的最小可覺差（jnd)為縱坐標，以每個jnd對應的物理刺激值為橫坐標，繪制函數(shù)曲線。曲線反應了刺激量和感覺量之間的心理物理關系。費希納定律某一實驗數(shù)據(jù)jnd的階梯刺激值刺激的對數(shù)對數(shù)增加量0（絕對閾限）8.00.903112.01.0790.176218.01.2550.176327.01.4130.176440.51.6070.176560.751.7840.176（采自Woodworth&Schlosberg,1954)比例量表等距量表無絕對零點。等距心理物理量表的零點并不代表完全沒有感覺。例如差別閾限法構建的等距量表，零點為絕對閾限，這并非真正的零感覺，絕對閾限具有50%的感受性。分段法制作比例量表通過物理量所引起的的感覺量加倍或減半或按照某一特定的比例變化來建立物理量與心理量之間關系的量表。分段法制作音高比例量表（美量表）規(guī)定強度為40dB的1000Hz純音音高為1000美。以之為ST，讓被試調整SV的頻率，使其聽起來是ST的1/2，即500美時停止，主試記下這時的頻率；再調整SV，使其聽起來是ST的2倍，即2000美時停止，主試記下頻率，以此類推。然后以頻率為橫坐標，以相應音高為縱坐標作圖，就可得到整個可聽范圍的音高量表。分段法制作響度比例量表（宋量表）規(guī)定40dB時1000Hz純音的響度為1宋，以之為ST，讓被試調整一個SV，使其聽起來是ST的1/2，即0.5宋時停止，主試記錄下這時的聲音強度值；再調整SV，使其聽起來是ST的2倍，即2宋時停止，主試記下聲音刺激強度值。以刺激強度值為橫坐標，以響度值為縱坐標作圖，就可得到響度量表。一個聲音的響度若被判斷為1宋音響的N倍，該音的響度就是N宋。數(shù)量估計法制作比例量表①呈現(xiàn)一個ST，并賦予其一個主觀值；②讓被試以這個主觀值為標準，用數(shù)據(jù)表示其他SV的主觀強度。③計算被試對各SV主觀強度估計的幾何平均數(shù)；④以刺激值為橫坐標，以感覺值（幾何平均數(shù)）為縱坐標，制成感覺比例量表。Baker&Dudek,1957實驗假定長度單位1作為ST，用其他10種比它長的刺激作為SV；每個SV隨機呈現(xiàn)20次，讓被試進行長度估計；為排除空間位置誤差，SV10次在上、10次在下。實驗結果：心理長度的增長明顯低于物理長度的增長。心理物理函數(shù)心理物理函數(shù)是描述對刺激的心理感受和刺激的物理屬性之間關系的函數(shù)。即用來描述某種感覺如何隨刺激量的變化而變化，回答“刺激量為X的時候，心理感覺量Y的值是多少”這樣的問題。最著名的例子是：對數(shù)定律和冪定律。韋伯定律1834年，韋伯發(fā)現(xiàn)：兩個較重的物體比兩個較輕的物體具有更大的差異時，才能被感受為重量不等的兩個物體。重量較大的物體之間更難以分辨，因而具有更大的差別閾限。K=△I/I

Fechner定律與Stevens定律用差別閾限的方法制作等距量表，實驗結果支持Fechner定律。用數(shù)量估計法制作比例量表，實驗結果支持Stevens定律。傳統(tǒng)心理物理法測量閾限的弊端傳統(tǒng)心理物理法測得的感覺閾限往往不完全是被試的感受性，其中夾雜有被試的主觀因素：無法從根本上把感受性的測量和被試的態(tài)度、動機等主觀因素造成的反應偏向分開。例如：測定痛閾。傳統(tǒng)心物法在測量感覺閾限時，沒有考慮一些非感覺變量對被試的影響。非感覺變量：刺激出現(xiàn)的概率P（S）總是1.0；被試做出“有”、“無”判斷，即使憑機遇也有50%的準確性。P（S）若系統(tǒng)變化，則P（有）發(fā)生變化。若P（S）很小，如1%，則被試傾向于回答“無”。非感覺變量：反應代價若被試正確報告了“有”刺激得到的獎賞多，錯誤報告時受到的懲罰少，則被試傾向于降低反應標準，閾限值低；若被試正確報告了“有”刺激得到的獎賞少，錯誤報告時受到的懲罰多，則被試傾向于提高反應標準，閾限值高。傳統(tǒng)心理物理法測定閾限的弊端①傳統(tǒng)心理物理法測定閾限，被試的反應過程并不是一個純粹的對物理刺激進行感受的過程。②本來閾限是一個衡量感受性的指標，但實際上混入了被試的態(tài)度、動機等主觀因素的影響。③傳統(tǒng)測量方法無法把感受性的測量和由于主觀因素所造成的反應偏向分開。信號檢測論簡介信號檢測論是信息論的一個分支，研究的對象是信息傳輸系統(tǒng)中信號的接受部分。信號檢測實質上就是利用信號和噪音的統(tǒng)計特性來盡可能抑制噪音從而提取信號。信號檢測論借助于數(shù)學的形式描述“接受者”在某一觀察時間將摻有噪音的信號從噪音中辨別出來。信號檢測論可以用于心理學實驗人的感官、中樞分析綜合過程可以看作是一個信息處理系統(tǒng)，因此能夠利用信號檢測論的概念和方法對它進行分析。通常把刺激變量看作是信號，把刺激中的隨機物理變化或感知處理信息中的隨機變化看作是噪音；這樣人作為接受者對刺激的辨別問題就等效于一個在噪音中檢測信號的問題。一個典型的信號檢測實驗被試戴上耳機坐在隔音室內(nèi)。試驗開始前閃光燈亮一下，被試做好準備，然后聽到一陣白噪音，其中可能包含也可能不包含微弱聲音信號。被試需作出判斷：若認為有信號，回答“有”，若認為僅是噪音回答“無”。試驗共幾百次。一個典型的信號檢測實驗對信號和對噪音的感覺強度均受各種隨機因素的影響，因此不論是只呈現(xiàn)噪音刺激，還是信號和噪音同時呈現(xiàn)，被試的反應都不是唯一的，而是在感覺強度上形成兩個分布：信號加噪音（SN)分布和噪音（N）分布。由于信號總是疊加在噪音背景之上，故總體上信號分布總是比噪音分布的感覺強度大些。一個典型的信號檢測實驗兩個分布中間重疊部分感覺印象是模糊的；既可能判斷為噪音，也可能判斷為信號。被試內(nèi)部有一個判斷標準，據(jù)之做出是SN還是N的判斷。一個大膽的決策者其判斷標準常位于左邊，結果大部分反應是“有”；一個保守的決策者其判斷標準常位于右邊，結果大部分反應是“無”。心理物理學上的辨別實驗呈現(xiàn)刺激前約2秒給被試一個預備信號。有時只呈現(xiàn)N，有時SN同時呈現(xiàn)，每次呈現(xiàn)N還是SN是隨機安排。讓被試對信號刺激做出反應。呈現(xiàn)刺激前告訴被試：①N和SN各自出現(xiàn)的概率(先定概率)；②判定結果的獎懲辦法。心理物理學上的辨別實驗信號檢測的四種結果：①擊中（Y／SN）：信號SN出現(xiàn)，被試報告“有”②虛驚（Y／N）：只有噪音N出現(xiàn)，被試報告“有”③漏報(n／SN)：當有信號出現(xiàn)時，被試報告“無”④正確拒斥（n／N）：只有噪音出現(xiàn)時，被試報告“無”心理物理學上的辨別實驗H和CR是正確反應，M和FA是錯誤反應P（H）+P（M）=1P（FA）+P（CR）=1信檢論的統(tǒng)計學原理信號檢測論實質上是利用信號和噪音的統(tǒng)計特性來盡可能抑制噪音從而提取信號。①信號檢測論假定噪音總是存在于系統(tǒng)中，無法消除。因此閾限實驗是在信號和噪音不易分清的條件下進行的。在信號的先定概率不為1的實驗中，有時只呈現(xiàn)噪音刺激（N），有時信號和噪音同時呈現(xiàn)（SN），被試每次都要判斷所接受的僅僅是噪音背景（N），還是在噪音背景上疊加了信號。信檢論的統(tǒng)計學原理②對SN和對N的感覺強度受各種隨機因素影響，因此不論是只呈現(xiàn)噪音刺激（N），還是信號噪音同時呈現(xiàn)（SN），被試的反應都不唯一，而是在心理感覺強度上形成兩個分布：信號加噪音分布P1(X)和噪音分布P0(X)。兩條曲線疊加部分意味著同樣的心理感受既可能由噪音引起，也可能由信號引起。信檢論的統(tǒng)計學原理③檢測者要確定一個XC，將X分成兩個值閾。當X≤XC時，判定H0為真；當X≥XC時，判定H1為真。在信號分布和噪音分布不變的情況下，檢測者的反應標準XC將影響P（H）、P（M）、P（FA）、P（CR）。無論XC在何位置，都存在兩種可能錯誤：虛驚錯誤FA和漏檢錯誤M。習題：談談你對心理學實驗中“信號”和“噪音”的理解。①心理學實驗中，對信號檢測起干擾作用的背景叫噪音，“噪音”不僅指純音信號出現(xiàn)時其他的噪音而言；在視覺實驗中，伴隨著亮點信號出現(xiàn)時的照度均勻的背景也叫噪音?？傊畬π盘柶鸶蓴_作用的因素都可當作“噪音”。②心理物理學上的辨別實驗，一般包含刺激A和刺激B，在這種情況下，可將其中一個刺激作為噪音，另一個作為信號。習題：試述信號檢測論的心理學實驗范式。①主試有時只呈現(xiàn)噪音刺激（N），有時同時呈現(xiàn)信號刺激、噪音刺激（SN），讓被試對信號刺激做出反應。②在呈現(xiàn)刺激前，主試告訴被試者N和SN各自出現(xiàn)的先定概率，同時說明判定結果的獎懲辦法。③每次呈現(xiàn)的是N還是SN隨機安排。主試在呈現(xiàn)刺激前約2秒先給被試一個預備信號。④被試對有無信號出現(xiàn)的判定有擊中、漏報、虛報、正確拒斥四種情況。反應標準及其影響因素反應標準的選擇稱為檢測者的反應偏向。反應標準越嚴，被試越傾向于判斷“無”，反應標準越寬松，被試越傾向于判斷“有”。反應標準的影響因素：先定概率、反應代價等。信檢論對閾限實驗的理解閾限實驗其實是在信號和背景不易分清的條件下進行的。有時只呈現(xiàn)噪音刺激N，有時S和N同時呈現(xiàn)，讓被試對信號做出反應：所接收的僅僅是噪音N,還是在噪音背景上疊加了信號SN。被試的反應形成兩個分布對SN和對N的感覺強度受各種隨機因素的影響，不論呈現(xiàn)N還是SN，被試的反應都不唯一，而是在心理感覺強度上形成兩個分布：P1(X)和P0(X)。分布的重疊程度決定辨別力兩條曲線疊加部分意味著同樣的心理感受（感覺強度）既可能由噪音引起，也可能由信號引起。兩個分布越接近，重疊程度就越高，被試就越難以分辨一個心理感受是由噪音引起還是由信號引起。信號檢測包括兩個過程信號檢測論把對刺激的判斷看成是對信號的偵察并做出抉擇的過程，其中包括感覺過程和決策過程。感覺過程和決策過程相互獨立。對應的兩個指標：辨別力和反應偏向相互獨立。信號檢測包括兩個過程感覺過程：神經(jīng)系統(tǒng)對信號或噪音的客觀反應，它取決于外在刺激的性質，即信號與噪音之間的客觀區(qū)別。信號檢測論用辨別力指標d’作為反應客觀感受性的指標。決策過程：受反應偏向是嚴格還是寬松的影響。反應偏向：似然比值β數(shù)學定義：在給定水平上信號分布的縱軸與噪音分布的縱軸之比。β=O擊中／O虛驚β值偏高時，XC右移，P（H）、P（FA）都下降，檢測者反應標準較嚴格；β值偏低時，Xc左移，P（H）、P（FA）都上升，檢測者的反應標準較寬松。反應偏向：似然比值β只要知道P（H）、P（FA），就可求出β。（P117）β＞1：被試掌握的標準較嚴β＝1：被試掌握的標準不嚴也不松β＜1：被試掌握的標準較松反應偏向：報告標準CC是橫軸上判定標準的位置。其單位要轉換成刺激強度單位。C越大，表明被試的判斷標準越嚴格。C=(I2－I1)／d’×Z1+I1I2為高強度刺激，I1為低強度刺激，Z1為低強度刺激時PCR的Z值（PFA對應Z值的相反數(shù)）。反應偏向：報告標準C心理學上的再認實驗先讓被試看一組圖片，然后將其與另一組圖片混合，然后呈現(xiàn)所有圖片讓被試再認，被試依回憶回答“見過”、“未見過”。反應偏向：報告標準C兩個獨立指標：感覺辨別力d’：d’值低表示很難辨別某圖片是“見過”還是“未見過”。報告標準C：C值高表明被試判斷標準嚴格，對一些拿不準的圖片刺激更傾向于報告“未見過”。d’固定，C的3種情況①嚴格的C：舊刺激呈現(xiàn)，報告“見過”的概率較低；新刺激呈現(xiàn)，報告“見過”的概率接近于0。②寬松的C：舊刺激呈現(xiàn)，報告“見過”的概率很高，接近1.0；新刺激呈現(xiàn)，報告“見過”的概率較高。③中等的C：舊刺激呈現(xiàn)時，報告“見過”的概率較高；新刺激呈現(xiàn)時，報告“見過”的概率適中。根據(jù)刺激反應矩陣計算d’和C刺激反應報告“見過”報告“未見過”舊刺激(SN)428新刺激(N)446P(H)=42／50=0.84→Z擊中=0.994P(FA)=4／50=0.08→Z虛驚=－1.405d’=Z擊中－Z虛驚=0.994－(－1.405)=2.399根據(jù)刺激反應矩陣計算d’和C辨別力指標d’辨別力表現(xiàn)為fN(X)與fSN(X)之間的分離程度。兩者的分離程度越大，辨別力越高。d’=Z擊中－

Z虛驚辨別力指標d’(P119-120)（1）在輸入感覺刺激非常敏感的情況下，當信號加噪音存在時，常常反應為“肯定”，擊中率為93%；當噪聲單獨存在時，很少作出“肯定”，虛報率為7%，d’=Z擊中－

Z虛驚

=3辨別力指標d’(P119-120)(2)當感覺辨別力降低時，兩個分布fN(X)與fSN(X)相互接近。擊中率降低為84%；虛報率上升為16%。d’=Z擊中－

Z虛驚

=2（3）被試相對不敏感。擊中率進一步下降為70%，虛驚率進一步上升為30%。d’=Z擊中－

Z虛驚

=1辨別力指標d’d’

是一個相對穩(wěn)定的指標：實驗中若改變P（S）或獎懲辦法等條件，β和C會改變；而d’相對固定。信檢論可將d’和β分開信號檢測論可將被試對刺激的客觀感受性（辨別力d’）和對刺激的反應偏向（即判斷標準β或C）兩個因素區(qū)分開來。P（H）降低的原因既可能是由于被試反應標準較嚴所致，也可能是由于被試的辨別力較低所致。接受者操作特性曲線（ROC）曲線在信號檢測論的實驗中，改變信號刺激出現(xiàn)的先定概率，可引起被試的判斷標準發(fā)生變化，隨著判斷標準的變化，擊中率和虛報率也隨之改變，判斷標準有幾個，就可得到幾組不同的擊中率和虛報率。以擊中率為縱坐標，以虛報率為橫坐標作圖，可得到幾個點，連接各點，得到一條曲線，稱為接受者操作特性曲線。ROC曲線繪制舉例選圖畫500頁，分五組，每組100張。對每組使用一種信號的先定概率，然后按此先定概率呈現(xiàn)給被試一定數(shù)量的畫頁，要求被試將之當作“信號”記住。作為信號的畫頁呈現(xiàn)完畢以后，與此組作為噪音的畫頁混合，然后隨機地逐張呈現(xiàn)給被試；每呈現(xiàn)一張畫頁，要求被試判斷其是“信號”還是“噪音”，并把被試回答的結果記錄在實驗紙上。ROC曲線繪制舉例五組畫頁的先定概率分別是0.1，0.3，0.5，0.7，0.9。根據(jù)五種先定概率得到的實驗結果，可計算出某個被試反應的P(H)和P(FA）。ROC曲線繪制舉例SR是否信號37噪音486先定概率P=0.1P（H）

=0.30；P(FA)=0.04先定概率P=0.3SR是否信號1614噪音961P（H）

=0.53；P(FA)=0.13ROC曲線繪制舉例SR是否信號3515噪音1139先定概率P=0.5P（H）

=0.70；P(FA)=0.22SR是否信號5911噪音1317先定概率P=0.7P（H）

=0.84；P(FA)=0.43ROC曲線繪制舉例SR是否信號837噪音64先定概率P=0.9P（H）

=0.92；P(FA)=0.60ROC曲線繪制舉例根據(jù)不同先定概率下的P（H）和P(FA），在坐標圖中描點，連接起來形成一條ROC曲線。ROC曲線繪制舉例計算結果表明（P122）：當先定概率P（SN)變化時，d’變化幅度較小，而β變化幅度較大。說明辨別力不受信號的先定概率影響，而判斷標準則受信號的先定概率變化的影響。ROC曲線的含義①ROC曲線實際上是將P(H)作為P(FA)的函數(shù)。ROC曲線既能告訴我們感覺過程（d’)，又能告訴我們決策過程（β）。②ROC曲線的曲率反映著敏感性指標d’。將不同被試的實驗結果畫在一起，便可得到一組d’不同的ROC曲線。ROC曲線上有一條對角線，代表P(H)=P(FA)

，即d’=0。ROC曲線距離這條線越遠，表明被試的辨別力越強。ROC曲線的含義③ROC曲線的坡度反映著決策標準。平緩的坡度顯示一個大膽的決策標準，P(H)、P(FA)都較大；陡峭的坡度顯示一個保守的決策標準，P(H)、P(FA)都較低。從左下到右上，P(H)、P(FA)越來越大，決策標準越來越寬松。④d’的變化使ROC曲線形成一個曲線族，而β的變化體現(xiàn)在這一曲線族中的某一條曲線上不同點的變化。信號檢測論應用于痛覺研究傳統(tǒng)心物法對痛覺閾值和耐痛閾值的測定極不可靠。閾值并非單純的感覺敏感度指標。痛閾：50%次報告痛的刺激強度。耐痛閾：50%次出現(xiàn)回縮動作的那個刺激強度。信號檢測論應用于痛覺研究被試共有10人。使用槍式熱輻射儀提供6個強度的熱刺激：0、0.120、0.240、0.705、0.370、0.435卡/秒/平方厘米。每個強度重復12次。實驗前告訴被試接受刺激后會產(chǎn)生不同程度的熱感覺（11個等級）。并說明實驗目的為測定耐痛閾。對10個被試都實驗一遍后休息5分鐘，繼續(xù)進行第二階段實驗。信號檢測論應用于痛覺研究第二階段實驗前，給被試指導語：“馬上開始的實驗要說明，重復進行刺激可改變你的耐痛能力。因為原先的刺激已經(jīng)使你的皮膚感受器疲勞而不那么敏感。現(xiàn)在你可能更能耐受痛刺激，你將延遲輻射儀從皮膚上移開的時間?，F(xiàn)在要開始測定你的耐受劇痛的能力?！毙盘枡z測論應用于痛覺研究使用最小變化法所得結論：指導語的提示能提高被試的耐痛閾。提示前，給被試施加0.435卡／秒／cm2的熱刺激，回縮反應的概率為0.75（12次刺激，被試平均有9次出現(xiàn)回縮動作）；提示后給被試施加0.435卡／秒／cm2的熱刺激，回縮反應的概率為0.53（12次刺激，被試平均有6.4次出現(xiàn)回縮動作）。信號檢測論應用于痛覺研究被試對高強度刺激（0.435卡）出現(xiàn)回縮反應，表示“擊中”，對低強度刺激（0.370卡）出現(xiàn)回縮反應，表示“虛驚”。信號檢測論應用于痛覺研究信號檢測論應用于痛覺研究傳統(tǒng)的心理物理法研究結果表明：提示能明顯地提高回縮反應的耐痛閾，耐痛閾的提高是由于痛感受的減輕所致；用信號檢測論對同一資料進行分析，則完全否定了這一解釋。事實上，被試的反應辨別力d’始終沒多大改變，所改變的僅僅是其耐痛閾報告的標準而已。信號檢測論應用于認知研究采用再認法進行記憶實驗的范式：將被試識記過的材料和沒有識記過的材料混在一起，讓被試把新舊兩種材料區(qū)分開來?；烊氲摹靶虏牧稀睌?shù)量越多，新舊材料相似程度越大，刺激材料呈現(xiàn)時間越短，再認困難越大。信號檢測論應用于認知研究信號檢測論應用于認知研究被試在作出“新”、“舊”反應時，不可避免地會受其主觀反應偏向的影響。即對那些沒有絕對把握的圖片，如果標準寬松點，就會報告為“舊”，如果標準嚴格點，就會報告為“新”。信號檢測論應用于認知研究信檢論把被試對新舊材料的再認看作是對信號的偵查和抉擇。即把識記過的項目作為信號，未識記過的項目作為噪音。則被試反應可分四類：擊中、漏報、正確拒斥、虛報。信號檢測論應用于認知研究信檢論認為記憶也像感覺量那樣是連續(xù)變化的，任何一種記憶強度都可用來執(zhí)行再認任務，只不過再認的正確性隨識記程度不同而不同?；谶@種考慮，假設被試對識記過的項目和未識記過的項目的熟悉程度都是呈正態(tài)分布，那么信號檢測論的指標就可以用于再認實驗了。信號檢測論應用于認知研究在再認實驗中，指標d’用來衡量被試的再認辨別力，d’越大，表示再認能力越高；用指標C表示被試的判斷標準，C越大，表示判斷標準越嚴格，不輕易報告為“舊的”，C越小，表示判斷標準越寬松，容易將新項目報告為“舊的”。信檢論從客觀辨別力和主觀反應偏向兩個方面去探求心理現(xiàn)象的原因具有很重要的現(xiàn)實意義，試舉例說明。信號檢測論引入心理物理學之后，最大的貢獻在于它可以把被試者的辨別力和反應偏向分開，這一區(qū)分使它不僅為心理物理學的理論研究提供了新方法，也為應用心理學的許多領域提供了更加有效的工具。信檢論從客觀辨別力和主觀反應偏向兩個方面去探求心理現(xiàn)象的原因具有很重要的現(xiàn)實意義，試舉例說明。例1：使用傳統(tǒng)心理物理法研究疼痛的感覺閾限，可能把那些容易哀傷叫苦的人誤定為低閾限，而把那些堅韌的人定為高閾限。傳統(tǒng)心理物理法對被試的主觀反應偏向常常是忽略不顧的。信檢論從客觀辨別力和主觀反應偏向兩個方面去探求心理現(xiàn)象的原因具有很重要的現(xiàn)實意義，試舉例說明。例2：有人使用最小變化法對胖男人、正常人、胖女人的饑餓感覺閾限進行了測定；得出結論：胖男人的饑餓感覺閾限最低，正常人居中，胖女人最高。用信檢論研究得出的結論：并非胖女人的饑餓感覺閾限最高，而是其反應標準最嚴。信檢論從客觀辨別力和主觀反應偏向兩個方面去探求心理現(xiàn)象的原因具有很重要的現(xiàn)實意義，試舉例說明。例3：許多人常抱怨記憶力衰退，信檢論認為“真的衰退”表現(xiàn)為再認記憶的分辨力降低；“假的衰退”表現(xiàn)為再認記憶的判斷標準提高。臨床上抑郁癥和老年癡呆患者都會表現(xiàn)出記憶力衰退。抑郁癥的記憶衰退是“假的衰退”，老年癡呆的記憶衰退是“真的記憶衰退”。信檢論從客觀辨別力和主觀反應偏向兩個方面去探求心理現(xiàn)象的原因具有很重要的現(xiàn)實意義，試舉例說明。例4：見證人憑記憶識別嫌疑犯。嫌疑者由見證人辨認，這既是一個再認問題，也可看做是信號檢測問題（可能參與犯罪、也可能沒有參與犯罪，前者為“信號”、后者為“噪音”）。若見證人反應標準高，則漏檢很少，但清白者無辜受冤的可能性大；若見證人反應標準低，則漏檢很多，但清白者無辜受冤的可能性小。鑒于此，見證人指認嫌疑者的做法只能供警方參考，不能確信。為何信號檢測論存在方法學上的優(yōu)勢？傳統(tǒng)心理物理學在方法學上的缺陷在于它缺乏對噪音的測量，實際上，人的辨別力是信號及噪音的函數(shù)。信號固然是信息，但噪音也是信息。信號檢測論很好地解決了這兩類變量的測量，它明確地建立起反映噪音變量的虛驚概率，這是十分重要的，也正是信號檢測論方法學優(yōu)勢的原因所在。信號檢測論引入心理學，解決了一些傳統(tǒng)心理學方法不能解決的問題，舉例說明。

①傳統(tǒng)心物法測定痛閾時，若指導語發(fā)生改變，則測得的痛覺閾限隨之發(fā)生變化。究竟指導語影響了被試的辨別力還是反應偏向？傳統(tǒng)心物法不能回答。②信檢論得到的實驗結果表明：不同指導語影響下測得的痛覺閾限所以不同，不是由于被試的辨別力發(fā)生了變化，而是由于被試改變了判斷標準所致。③傳統(tǒng)方法測得的痛閾提高，并不意味著痛閾感受性下降，而常常是由于改變了報痛標準。名詞解釋：ROC曲線又稱感受性曲線。指被試在特定刺激條件下由于采用了不同的判斷標準得出的不同的結果所畫成的曲線。繪制方法是針對不同的先定刺激概率，以虛驚概率為橫軸，以擊中概率為縱軸，在平面坐標系內(nèi)確定出一些點，然后將各點連成平滑的曲線。ROC曲線上各點反映著的感受性相同，但判定標準不同。有無法主試用完全隨機的方式呈現(xiàn)所有的信號（SN）和噪音（N），被試根據(jù)一定的判斷標準作出有無信號的反應，即回答呈現(xiàn)的是SN還是N。β高的被試在判斷“有”信號時較為慎重，只有在十分有把握時才判斷“有”信號。迫選法信號檢測論的又一種方法。同有無法一樣