第五章 心理物理法

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第五章心理物理學(xué)方法1第五章心理物理學(xué)方法

PSYCHOPHYSICALMETHOD感覺(jué)閾限的測(cè)量感覺(jué)閾限感覺(jué)閾限測(cè)量的方法最小變化法恒定刺激法平均差誤法信號(hào)檢測(cè)論色子游戲人對(duì)信號(hào)刺激的覺(jué)察信號(hào)檢測(cè)論的實(shí)驗(yàn)方法有無(wú)法評(píng)價(jià)法心理量表差別閾限法、等距量表與Fechner定律數(shù)量估計(jì)法、比例量表與Stevens定律心理物理判斷的相對(duì)性對(duì)偶比較法、等級(jí)排列法與順序量表實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法2心理物理學(xué)（1）

Psychophysics定義：就是研究心理量和物理量之間的關(guān)系的科學(xué)。物理量是指對(duì)身體各感官的刺激；心理量是指各種感覺(jué)或主觀印象。亮度（luminance）——明度（brightness）強(qiáng)度——響度實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法3心理物理學(xué)（2）

Psychophysics心理物理學(xué)的先驅(qū)是G.T.Fechner（1801-1887）。Fechner通過(guò)對(duì)感覺(jué)強(qiáng)度與刺激強(qiáng)度之間的數(shù)量關(guān)系的長(zhǎng)期研究，發(fā)展出了測(cè)量感覺(jué)的基本方法。一百多年來(lái)，心理物理學(xué)方法不斷發(fā)展，但它的中心問(wèn)題仍然是物理量和心理量之間的數(shù)量關(guān)系的問(wèn)題。心理物理學(xué)方法所處理的問(wèn)題大體上可以分為兩大類(lèi)感覺(jué)閾限的測(cè)量；閾上感覺(jué)的測(cè)量，也就是心理量表的制作。自從本世紀(jì)50年代，W.P.Tanner,Jr.和J.A.Swets把信號(hào)檢測(cè)論（signaldetectiontheory，SDT）引入心理學(xué)領(lǐng)域以來(lái)，又為心理物理學(xué)的研究提供了一個(gè)新的有力工具。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法4一、感覺(jué)閾限的測(cè)量著名的實(shí)驗(yàn)心理學(xué)史專(zhuān)家EdwinG.Boring（1950）認(rèn)為對(duì)內(nèi)部感受（internalimpression）（the‘psycho’ofpsychophysics）與外部世界（the‘physics’ofthepsychophysics）之間關(guān)系的測(cè)量方法的引入，是科學(xué)心理學(xué)開(kāi)始的一個(gè)標(biāo)志。這主要是因?yàn)榭茖W(xué)家使用心理物理學(xué)的方法提出了第一個(gè)心理現(xiàn)象的精確定律（mathematicallaws），盡管這個(gè)定律不一定那么完美。首先，測(cè)量感覺(jué)是非常困難的，我們不能象測(cè)量石頭的重量或光的強(qiáng)度那樣來(lái)測(cè)量感覺(jué)。其次，內(nèi)部判斷與作用于感受器的物理量之間并不是完全一對(duì)一的。因此，我們必須把物理刺激及其引起的感覺(jué)區(qū)分開(kāi)。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法5（一）感覺(jué)閾限（1）剛剛能引起感覺(jué)的最小刺激強(qiáng)度被叫做絕對(duì)閾限（absolutethreshold）。按照這種說(shuō)法，低于絕對(duì)閾限的刺激強(qiáng)度我們總是感覺(jué)不到的，而高于絕對(duì)閾限的刺激強(qiáng)度我們總是能感覺(jué)到的。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法6（一）感覺(jué)閾限（2）有50%的次數(shù)能引起感覺(jué)，50%的次數(shù)不能引起感覺(jué)的那一種刺激強(qiáng)度。（操作定義）實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法7（一）感覺(jué)閾限（3）

表1某些近似的覺(jué)察閾限感覺(jué)種類(lèi)覺(jué)察閾限值視覺(jué)清晰無(wú)霧的夜晚30英里處看到的一只燭光聽(tīng)覺(jué)安靜條件下20ft.處表的滴答聲味覺(jué)一茶匙糖溶于8L水中嗅覺(jué)一滴香水?dāng)U散到三室一套的整個(gè)房間觸覺(jué)一只蜜蜂的翅膀從1cm高處落到你的背部

*引自Schiffman（1996），這些閾限值僅作示意用。1ft.=30.48cm實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法8（一）感覺(jué)閾限（4）差別閾限是有50%的次數(shù)能覺(jué)察出差別，50%的次數(shù)不能覺(jué)察出差別的刺激強(qiáng)度的差別。差別閾限值也稱(chēng)最小可覺(jué)差（justnoticeabledifference，j.n.d）。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法9（一）感覺(jué)閾限（5）1846年E.H.Weber發(fā)表了他關(guān)于重量差別閾限的研究，系統(tǒng)地闡明了差別閾限和標(biāo)準(zhǔn)刺激之間的關(guān)系。他指出差別閾限和標(biāo)準(zhǔn)刺激成正比，并且差別閾限和標(biāo)準(zhǔn)刺激的比例是一個(gè)常數(shù)，通常用△I/I=k

表示。在這里，△I代表差別閾限，I代表標(biāo)準(zhǔn)刺激強(qiáng)度，k是小于1的常數(shù)。K也稱(chēng)作韋伯比例或韋伯分?jǐn)?shù)。不同感覺(jué)道的韋伯分?jǐn)?shù)是不同的。后來(lái)，F(xiàn)echner把這個(gè)關(guān)于差別閾限的規(guī)律稱(chēng)為韋伯定律（WeberLaw）。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法10（一）感覺(jué)閾限（6）

表2最優(yōu)條件下各種感覺(jué)道的韋伯比例

感覺(jué)道韋伯比例

音高/2000Hz1/333

重壓覺(jué)/400g1/77

視明度/100光子1/62

舉重/300g1/52

響度/100dB，1000Hz1/11

橡膠氣味/200嗅單位1/10

皮膚壓覺(jué)/5g/mm21/7

咸味道/3mol/L（3克分子/公升）1/5實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法11（一）感覺(jué)閾限（7）韋伯定律的主要貢獻(xiàn)第一，給我們提供了一個(gè)比較辨別能力的指標(biāo)。第二，可對(duì)不同感覺(jué)道的感受性進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法12（二）測(cè)量感覺(jué)閾限的方法測(cè)量感覺(jué)閾限的方法有三種最小變化法恒定刺激法平均差誤法學(xué)習(xí)者應(yīng)特別注意這三種方法的實(shí)驗(yàn)程序和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法131、最小變化法（1）最小變化法的刺激由遞減和遞增的兩個(gè)系列組成，每次呈現(xiàn)刺激后讓被試報(bào)告他是否有感覺(jué)。刺激的增減應(yīng)盡可能地小，目的是系統(tǒng)地探求被試由一類(lèi)反應(yīng)到另一類(lèi)反應(yīng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，即在多強(qiáng)刺激時(shí)，由有感覺(jué)變?yōu)闊o(wú)感覺(jué)，或由無(wú)感覺(jué)變?yōu)橛懈杏X(jué)。每個(gè)系列的轉(zhuǎn)折點(diǎn)就是該系列的絕對(duì)閾限。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法141、最小變化法（2）當(dāng)用最小變化法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，被試會(huì)產(chǎn)生習(xí)慣誤差或期望誤差。所謂習(xí)慣誤差就是指被試因習(xí)慣于由原先的刺激所引起的感覺(jué)或感覺(jué)狀態(tài)，而對(duì)新的刺激作了錯(cuò)誤的判斷。期望誤差是指被試因過(guò)早期望將要來(lái)臨的刺激而導(dǎo)致錯(cuò)誤的判斷。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法151、最小變化法（3）abba實(shí)際無(wú)感覺(jué)報(bào)告無(wú)感覺(jué)報(bào)告有感覺(jué)實(shí)際有感覺(jué)實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法162、恒定刺激法刺激通常都由5——7個(gè)組成，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中維持不變，因而這種方法叫做恒定刺激法。刺激的最大強(qiáng)度要大到它被感覺(jué)的概率達(dá)到95%左右，刺激的最小強(qiáng)度要小到它被感覺(jué)的概率只在5%左右。各個(gè)刺激之間的距離相等，與最小變化法不同的是，恒定刺激法的刺激是隨機(jī)呈現(xiàn)的，每個(gè)刺激呈現(xiàn)的次數(shù)應(yīng)相等。在用恒定刺激法來(lái)測(cè)量差別閾限時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)刺激和比較刺激是繼時(shí)呈現(xiàn)的，這就可能產(chǎn)生時(shí)間誤差。如主觀相等點(diǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)刺激，就產(chǎn)生負(fù)的時(shí)間誤差。反之，就產(chǎn)生正的時(shí)間誤差。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法173、平均差誤法（1）這個(gè)方法的典型實(shí)驗(yàn)程序是，實(shí)驗(yàn)者規(guī)定以某一刺激為標(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?？陀^上一般不可能使比較刺激與標(biāo)準(zhǔn)刺激完全一樣，于是每一次比較就都會(huì)得到一個(gè)誤差，把多次比較的誤差平均起來(lái)就可得到平均誤差。因?yàn)槠骄`差與差別閾限成正比，所以可以用平均誤差來(lái)表示差別感受性。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法183、平均差誤法（2）求平均誤差的方法有兩種把每次調(diào)節(jié)的結(jié)果（或每次的判斷）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。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。在這里，主觀相等點(diǎn)是相等地帶的中點(diǎn)，它等于各比較刺激的平均值。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法19三種方法的比較以上3種古典心理物理學(xué)方法各有自己的特點(diǎn)最小變化法的實(shí)驗(yàn)程序和計(jì)算過(guò)程都具體地說(shuō)明了感覺(jué)閾限的含義，但它會(huì)因其漸增和漸減的刺激系列而產(chǎn)生習(xí)慣誤差與期望誤差。恒定刺激法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以應(yīng)用各種數(shù)學(xué)方法加以處理，因而便于與其它測(cè)定感受性的方法進(jìn)行比較。在應(yīng)用3類(lèi)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)程序時(shí)，被試的態(tài)度會(huì)對(duì)差別閾限值有較大影響。平均差誤法的特點(diǎn)是求等值，它的實(shí)驗(yàn)程序容易引起被試的興趣，但對(duì)不能連續(xù)變化的刺激則不能用平均差誤法來(lái)測(cè)其差別閾限。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法20測(cè)量閾限的三種方法的比較測(cè)量閾限的三種方法各有自己的特點(diǎn)最小變化法的實(shí)驗(yàn)程序和計(jì)算過(guò)程都具體地說(shuō)明了感覺(jué)閾限的含義，但它會(huì)因其漸增和漸減的刺激系列而產(chǎn)生習(xí)慣誤差與期望誤差。恒定刺激法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以應(yīng)用各種數(shù)學(xué)方法加以處理，因而便于與其它測(cè)定感受性的方法進(jìn)行比較。在應(yīng)用3類(lèi)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)程序時(shí)，被試的態(tài)度會(huì)對(duì)差別閾限值有較大影響。平均差誤法的特點(diǎn)是求等值，它的實(shí)驗(yàn)程序容易引起被試的興趣，但對(duì)不能連續(xù)變化的刺激則不能用平均差誤法來(lái)測(cè)其差別閾限。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法21二、信號(hào)檢測(cè)論信號(hào)檢測(cè)論（signaldetectiontheory，SDT）是信息論的一個(gè)重要分支。1954年，美國(guó)心理學(xué)家W.P.Tanner和J.A.Swets把它應(yīng)用于人的知覺(jué)過(guò)程，使心理物理學(xué)方法發(fā)展到一個(gè)新的階段。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法22四、閾限概念和理論的發(fā)展上一章我們介紹了傳統(tǒng)心理物理學(xué)的三種基本方法。傳統(tǒng)心理物理學(xué)方法用極限法、恒定刺激法和調(diào)整法來(lái)測(cè)定絕對(duì)閾限和差別閾限，并以閾限的倒數(shù)來(lái)表示感受性的大小，閾限值越小，感受性越高。

用傳統(tǒng)心理物理學(xué)方法測(cè)定閾限時(shí)，常有一些非感受的因素對(duì)閾限的估計(jì)產(chǎn)生影響。因此，傳統(tǒng)心理物理法測(cè)得的數(shù)據(jù)，往往是感受性和被試反應(yīng)的主觀因素相混合的。例如痛閾，因各人的主觀因素不同，痛閾因人而異。所以，傳統(tǒng)心理物理法的科學(xué)性和可靠性就受到一定的影響。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法23為了有效地測(cè)定感受性，傳統(tǒng)心理物理法中也想設(shè)法通過(guò)各種手段來(lái)消除如動(dòng)機(jī)、態(tài)度等因素的影響。正是由于采用種種手段，使傳統(tǒng)心理物理法在感受性測(cè)量中能得到較科學(xué)和較可靠的結(jié)果。但上述這種種手段也不能從根本上排除被試的主觀態(tài)度的一類(lèi)因素的影響。所以我們常發(fā)現(xiàn)，用傳統(tǒng)方法獲得的結(jié)果，有時(shí)甚至是相互對(duì)立的。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法24例如，精神分裂癥患者和正常人關(guān)于大小常性的對(duì)照研究：伯雷斯等人認(rèn)為精神分裂癥患者比正常人的大小常性要高；漢米爾頓等人則認(rèn)為精神分裂癥患者比正常人的大小常性要低；皮什克姆-史密斯等人的看法認(rèn)為他們彼此并沒(méi)有差別。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法25這些情況，以前總認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)條件和方法的不同造成的，實(shí)際上，最根本的問(wèn)題是無(wú)法把感受性的測(cè)量和被試的動(dòng)機(jī)、態(tài)度等主觀因素所造成的反應(yīng)偏向區(qū)分開(kāi)。

而信號(hào)檢測(cè)論，在測(cè)定感受性上，能把被試的主觀態(tài)度區(qū)分出來(lái)。所以，我們把費(fèi)希納倡導(dǎo)的心理物理學(xué)三種基本方法稱(chēng)之為傳統(tǒng)心理物理法，而把信號(hào)檢測(cè)論這一心理物理法的新發(fā)展稱(chēng)為現(xiàn)代心理物理學(xué)。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法26但是必須注意，不能因此否定傳統(tǒng)心理物理法在測(cè)定感覺(jué)閾限方面的作用，一般情況下測(cè)定感受性，傳統(tǒng)心理物理法是可用的。而信號(hào)檢測(cè)論的實(shí)驗(yàn)更宜用于人的主觀因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大的實(shí)驗(yàn)條件中，它解決了傳統(tǒng)心理物理法所不能解決的問(wèn)題。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法27一、閾限概念的發(fā)展（一）傳統(tǒng)的閾限概念（二）對(duì)傳統(tǒng)閾限概念的異議（三）現(xiàn)代心理物理學(xué)的研究課題實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法28（一）傳統(tǒng)的閾限概念

傳統(tǒng)的閾限概念起源于費(fèi)希納。波林在《實(shí)驗(yàn)心理學(xué)史》一書(shū)中指出，心理物理學(xué)的古典問(wèn)題有五個(gè)：（1）絕對(duì)閾限：觀察者對(duì)個(gè)別刺激的感受；（2）差別閾限：觀察者對(duì)刺激增量的感受性；（3）等量：被判斷為相等的刺激，一般指主觀判斷的強(qiáng)度方面；（4）感覺(jué)距離：被判斷為相等的兩對(duì)刺激間的差別；（5）感覺(jué)比例：彼此判斷為有特定比率的那些刺激。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法29史蒂文斯的補(bǔ)充（1）刺激次序：觀察者將某些組的刺激排成等級(jí)或次序的測(cè)定；（2）刺激等級(jí)評(píng)定：確定觀察者評(píng)定刺激的真正物理值的準(zhǔn)確性。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法30由此可見(jiàn)，一百多年前，費(fèi)希納在創(chuàng)建心理物理學(xué)時(shí)，就把注意力集中在感覺(jué)閾限的測(cè)量上。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期來(lái)的研究，形成了許多閾限理論，包括柏拉克韋爾的高閾限理論，路司的低閾限理論，格林的高-低兩種閾限理論，以及史蒂文斯的神經(jīng)量子理論和斯韋茨等人的信號(hào)檢測(cè)理論。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法31從測(cè)量上考慮傳統(tǒng)閾限的概念，最后形成了傳統(tǒng)覺(jué)察理論基礎(chǔ)。這種覺(jué)察論假設(shè)有三個(gè)連續(xù)量：刺激、內(nèi)部反應(yīng)和判斷。從圖5-1中可見(jiàn)，刺激S2被定義為絕對(duì)閾限（T），因?yàn)樗且觥坝小狈磻?yīng)的一半次數(shù)。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法32實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法33上圖的三種連續(xù)量是相互聯(lián)系的。假設(shè)實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)間刺激的物理變量是固定不變的，而內(nèi)部反應(yīng)則被認(rèn)為是可變的，每個(gè)恒定的物理刺激所引起的反應(yīng)可看作是常態(tài)分配。這樣刺激的連續(xù)將引起一系列重疊的分布。在這些重疊的分布中，閾限T就是一個(gè)固定點(diǎn)（參見(jiàn)中間一條線）。通常，被試判斷的連續(xù)是被假設(shè)準(zhǔn)確地對(duì)應(yīng)于它的反應(yīng)連續(xù)，當(dāng)刺激強(qiáng)度超過(guò)閾限T時(shí)，被試判斷有刺激出現(xiàn)，低于閾限T時(shí)，則判斷無(wú)信號(hào)出現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法34根據(jù)閾限的傳統(tǒng)定義，刺激S2是這個(gè)被試的絕對(duì)閾限。由于反應(yīng)分布是常態(tài)的，所以閾值對(duì)應(yīng)于S2所引起的反應(yīng)平均值。常態(tài)分布的對(duì)稱(chēng)性，使得刺激S2

所引起的反應(yīng)有一半次數(shù)是超過(guò)閾限。一半次數(shù)不超過(guò)閾限。S1有時(shí)可以超過(guò)；S3

則一般會(huì)超過(guò)；S4

超過(guò)的概率就更高了。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法35（二）對(duì)傳統(tǒng)閾限概念的異議

起源于費(fèi)希納的傳統(tǒng)閾限概念，在20世紀(jì)50年代前，沒(méi)有受到多大挑戰(zhàn)?？墒?，近四十年來(lái)，關(guān)于閾限概念的理解上已成為古典的和現(xiàn)代的心理物理學(xué)爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。50年代以后，許多心理物理學(xué)家愈來(lái)愈感到，經(jīng)典的閾限測(cè)量最大的問(wèn)題在于沒(méi)有能夠把被試的辨別能力（感受性）和他們做出判斷時(shí)的傾向性（反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)）區(qū)別開(kāi)來(lái)。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法36也就是說(shuō)，經(jīng)典的閾限測(cè)量沒(méi)有考慮許多非感覺(jué)變量對(duì)被試的影響。在這些非感覺(jué)變量中，主要有下列二種最為主要：刺激出現(xiàn)的概率

反應(yīng)代價(jià)實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法371.刺激出現(xiàn)的概率

傳統(tǒng)的心理物理學(xué)實(shí)驗(yàn)中，刺激出現(xiàn)的概率以P（S）表示，其值總是1.0，這樣被試做出“有”或“無(wú)”的判斷時(shí)，即使憑機(jī)遇也有50％的精確性，難以避免地存在著期望誤差。

實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)P（S）系統(tǒng)變化時(shí)，做出“有”判斷的概率以P（yes）表示，也會(huì)發(fā)生變化，測(cè)出的閾限值亦發(fā)生變化。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法38察覺(jué)指端震動(dòng)的實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改變P（S）對(duì)于傳統(tǒng)的閾限測(cè)量具有強(qiáng)烈的影響。當(dāng)P（S）等于0.7時(shí)，閾限是1.3微米；P（S）為0.3時(shí)，閾限則是2.3微米。而且，當(dāng)刺激不出現(xiàn)時(shí)，P（yes）也明顯地高于零。而根據(jù)傳統(tǒng)的閾限理論，在不呈現(xiàn)刺激時(shí)，訓(xùn)練有素的、忠實(shí)可靠的被試者只是偶然地報(bào)告“有”感覺(jué)，P（yes）不可能明顯地高于零。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法392.反應(yīng)代價(jià)反應(yīng)代價(jià)影響反應(yīng)的結(jié)果，即反應(yīng)受到獎(jiǎng)賞和懲罰的影響。傳統(tǒng)的閾限理論是對(duì)此忽略不顧的。事實(shí)上，如果正確地報(bào)告了“有”刺激（稱(chēng)為“擊中”）得到的獎(jiǎng)賞多，而且錯(cuò)報(bào)時(shí)受到的懲罰少，則被試傾向于降低反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，在這種情況下，所測(cè)量的閾限相對(duì)值便低。反之，如果擊中時(shí)所得獎(jiǎng)賞少，而錯(cuò)報(bào)時(shí)所受懲罰多，則被試者傾向于提高反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)輕易做出“有”反應(yīng)，這時(shí)，所測(cè)量的閾限值便高。這一顯而易見(jiàn)的事實(shí)，傳統(tǒng)的閾限理論恰不能給予解釋。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法40從上述二種非感覺(jué)變量的討論中看到，現(xiàn)代心理物理學(xué)從對(duì)閾限概念的不同理解出發(fā)，把被試者的辨別力和他的反應(yīng)傾向區(qū)分開(kāi)處理，而傳統(tǒng)心理物理學(xué)測(cè)得的感覺(jué)閾限是二者不可分割的混合物。這是現(xiàn)代心理物理學(xué)對(duì)閾限概念和感覺(jué)理論的新發(fā)展。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法41（三）現(xiàn)代心理物理學(xué)的研究課題現(xiàn)代心理物理學(xué)不僅對(duì)心理研究方法帶來(lái)新的突破，而且也對(duì)心理學(xué)理論帶來(lái)了巨大影響。這些變化不僅明顯地表現(xiàn)在對(duì)閾限概念的理解上，而且也反應(yīng)在心理物理學(xué)所研究的課題上。對(duì)研究的課題，現(xiàn)代心理物理學(xué)從系統(tǒng)論出發(fā)，將一個(gè)事物看成是有層次階段和多水平的結(jié)構(gòu)，因此，它所面臨要解決的問(wèn)題也是有層次和不同水平的事件。具體地說(shuō)，現(xiàn)代心理物理學(xué)課題可分割為檢測(cè)、認(rèn)知、分辨、量表等四個(gè)基本問(wèn)題，敘述如下：

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法421.檢測(cè)問(wèn)題

檢測(cè)（或覺(jué)察）（detection）就是察覺(jué)一個(gè)事物是否存在的問(wèn)題。這是一個(gè)低水平、低層次的感知覺(jué)問(wèn)題，它所要解決的問(wèn)題是，人檢測(cè)到了信號(hào)，報(bào)告為“有”，沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)，報(bào)告為“無(wú)”的簡(jiǎn)單問(wèn)題。在使用方法時(shí)，如果研究者承認(rèn)“閾限”的存在，就可用傳統(tǒng)的極限法和常定刺激法來(lái)測(cè)定閾限；如果不承認(rèn)“閾限”的存在，就可用信號(hào)檢測(cè)論來(lái)分析檢測(cè)信號(hào)的辨別力和反應(yīng)傾向。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法432.認(rèn)知問(wèn)題

認(rèn)知（cognitive）就是辨認(rèn)一個(gè)事物的問(wèn)題。這里已包括較高水平的問(wèn)題，如當(dāng)一個(gè)雷達(dá)操作員在屏幕上觀察到了有信號(hào)以后，就要進(jìn)一步向自己提出這樣的問(wèn)題：“這是什么？”。這就包括了復(fù)雜的知覺(jué)過(guò)程。這里包括可以采用信息論的方法來(lái)認(rèn)知對(duì)象。應(yīng)當(dāng)指出，檢測(cè)和認(rèn)知階段有時(shí)是不可分的，相互聯(lián)結(jié)的，所以有時(shí)也稱(chēng)為檢測(cè)-認(rèn)知階層。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法443.辨別差異問(wèn)題

辨別差異是敘述某些事物與標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別問(wèn)題。這是一個(gè)更高的梯級(jí)。例如雷達(dá)操作員要正確無(wú)誤地分辨出這一刺激不同于別的刺激。心理物理學(xué)中的韋伯定律（或韋氏定律）（Weber’slaw），分辨中的信號(hào)檢測(cè)論，以及用反應(yīng)時(shí)來(lái)測(cè)定分辨等，都屬于辨別差異問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法454.量表問(wèn)題

量表（scale）這方面的研究方法和內(nèi)容，已構(gòu)成了一個(gè)專(zhuān)門(mén)的學(xué)科——心理測(cè)量學(xué)（psychometrics）。測(cè)量心理活動(dòng)并轉(zhuǎn)換成某種尺度（yardstick）的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法46（一）色子游戲（1）假設(shè)一次擲三顆色子：兩顆是正常的，即每個(gè)面有一個(gè)數(shù)字，依次為1到6。第三顆是特殊的，三面寫(xiě)0，另三面寫(xiě)3。你的任務(wù)是猜測(cè)，特殊色子的哪一面朝上？在猜測(cè)之前，告訴你三顆色子朝上的數(shù)目總和。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法47（一）色子游戲（2）8=3+50+81+42+33+24+1出現(xiàn)3的可能性為4種總數(shù)特殊色子（三）正常色子（二）正常色子（二）+6+5+4+3+2出現(xiàn)0的可能性為5種實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法48（一）色子游戲（3）033三顆色子數(shù)目總和出現(xiàn)次數(shù)出現(xiàn)次數(shù)出現(xiàn)概率（%）2100320043005411/5=206522/7=297633/9=338544/9=449455/9=5610366/9=6711255/7=7112144/5=8013033/3=10014022/2=10015011/1=100總和3636表3色子數(shù)目總數(shù)與特殊色子出現(xiàn)概率的關(guān)系實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法49（一）色子游戲（4）擊中漏報(bào)虛報(bào)正確否定色子游戲的四種情形猜3030特殊色子實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法50（一）色子游戲（5）實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法51（二）人對(duì)信號(hào)刺激的覺(jué)察（1）

色子游戲已知色子數(shù)目總和

3

判斷

0

信號(hào)覺(jué)察獲得某種感覺(jué)信號(hào)判斷噪音實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法52（二）人對(duì)信號(hào)刺激的覺(jué)察（2）因此，上面對(duì)色子游戲的分析也就完全適用于人對(duì)信號(hào)的覺(jué)察過(guò)程。人對(duì)信號(hào)的覺(jué)察也有擊中、虛報(bào)等四種情形；隨著標(biāo)準(zhǔn)的變化，其擊中率與虛報(bào)率也在變化；也同樣可以繪制其操作者特征曲線和分布曲線。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法53五、信號(hào)檢測(cè)論的原理（一）信號(hào)檢測(cè)論的由來(lái)（二）信號(hào)檢測(cè)論的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理（三）信號(hào)檢測(cè)論的二個(gè)獨(dú)立指標(biāo)（四）接受者操作特征曲線實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法54（一）信號(hào)檢測(cè)論的由來(lái)1、電子偵察系統(tǒng)中的信號(hào)檢測(cè)問(wèn)題電子偵察系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題是信息的傳輸和處理。首先將待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、資料等各類(lèi)信息變換為電信號(hào)，再借助發(fā)射天線輻射到空間，經(jīng)過(guò)電磁波傳播，抵達(dá)接收天線，接受系統(tǒng)。將接收到的信號(hào)加以處理后還原，為所需要的信息，送入接收系統(tǒng)終端或使用者，從而完成信息傳輸任務(wù)。[E]實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法55但是在傳輸過(guò)程中不可避免地會(huì)遇到：①外界干擾和內(nèi)部干擾；②電磁波傳播過(guò)程中無(wú)線電信號(hào)畸變；③設(shè)備技術(shù)的不完善等因素的影響。信號(hào)中混入了很多噪音，使信息傳輸?shù)目煽啃越档?，這是信息傳輸過(guò)程中的不利因素。如何同這種不利的外界和內(nèi)部的隨機(jī)因素作斗爭(zhēng)，使對(duì)噪音背景上的信號(hào)分辨率達(dá)到最好，提高信息傳輸?shù)目煽啃?，這就是信號(hào)檢測(cè)論所要解決的問(wèn)題。[E]實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法56舉例：雷達(dá)偵察系統(tǒng)假定所要偵察的信號(hào)是在亮度均勻的背景上出現(xiàn)的一個(gè)短暫的閃光。這里對(duì)信號(hào)偵察起干擾作用的背景叫做噪音(N)，短暫的閃光稱(chēng)作信號(hào)(S)·，因它是在均勻亮度的背景上出現(xiàn)的，所以又稱(chēng)信號(hào)加噪音，一般常寫(xiě)作SN。信號(hào)和噪音都是隨機(jī)出現(xiàn)的。電子偵察系統(tǒng)包括一個(gè)光電傳感器和一個(gè)偵察反應(yīng)器，前者是接收信號(hào)的，后者是對(duì)信號(hào)作出反應(yīng)的。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法57如果光電傳感器的輸出達(dá)到某一臨界水平，偵察反應(yīng)器就以“有閃光”反應(yīng)，如果達(dá)不到這個(gè)臨界水平，偵察反應(yīng)器就以“沒(méi)有閃光”反應(yīng)。這個(gè)臨界水平可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法58如果要求盡可能不漏掉信號(hào)，就得把反應(yīng)的臨界水平調(diào)得很低，但這要付出一定的代價(jià)，那就是有時(shí)信號(hào)并沒(méi)有出現(xiàn)，只要傳感器的輸出達(dá)到這個(gè)反應(yīng)水平，偵察反應(yīng)就出現(xiàn)“有信號(hào)”反應(yīng)。此種情況用信號(hào)檢測(cè)論的語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，叫“虛報(bào)”。如果把反應(yīng)水平調(diào)得過(guò)低，漏掉的信號(hào)可能會(huì)很少，但虛報(bào)的可能性卻會(huì)相當(dāng)大。反之，如果要求盡量減少虛報(bào)，就得把偵察反應(yīng)器的反應(yīng)水平調(diào)得很高。這樣，在沒(méi)有信號(hào)時(shí)雖然本會(huì)以“有信號(hào)”反應(yīng)，但在有信號(hào)時(shí)傳感器的輸出由于達(dá)不到一定的反應(yīng)水平，偵察器也不會(huì)以“有信號(hào)”反應(yīng)。這樣虛報(bào)的概率減少了，但報(bào)準(zhǔn)(又稱(chēng)擊中)的概率即不會(huì)很高。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法59從上述情況可以看出：虛報(bào)率與報(bào)準(zhǔn)率都隨著反應(yīng)水平的變化而變化。乍看起來(lái)，似乎在這些情況下，電子偵察系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的辨別力發(fā)生了改變，但實(shí)際上不是這樣，因?yàn)樵谶@些情況下，傳感器在接受和提供信息的性能上并沒(méi)有發(fā)生變化，沒(méi)有因反應(yīng)水平的變化而有所不同，所不同的是偵察反應(yīng)器對(duì)傳感器提供的信息進(jìn)行處理的方式發(fā)生了變化。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法60這里必須分清兩個(gè)問(wèn)題:一個(gè)是電子偵察系統(tǒng)接收部分的辨別力問(wèn)題另一個(gè)是判定反應(yīng)部分對(duì)所收到信息如何處理的問(wèn)題。信號(hào)檢測(cè)論要解決的就是如何區(qū)分這兩方面的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法612．人類(lèi)感知過(guò)程的信號(hào)檢測(cè)問(wèn)題人類(lèi)的感知系統(tǒng)好比是一個(gè)信號(hào)覺(jué)察器，各感官都可看作是一個(gè)信息處理系統(tǒng)。我們把各種刺激看作是信號(hào)，把刺激的隨機(jī)物理變化和感官信息處理中的隨機(jī)變化看作是噪音。這普遍存在于各個(gè)實(shí)驗(yàn)之中，各感官對(duì)信號(hào)的分辨問(wèn)題與電子偵察系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的分辨非常相似。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法62傳統(tǒng)的心理物理學(xué)方法所測(cè)定的閾限，實(shí)際上包含著兩方面的內(nèi)容：一是對(duì)刺激的感受性或者叫做辨別刺激的能力，一是被試判定刺激是否出現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法63盡管在使用這些傳統(tǒng)的心理物理學(xué)方法時(shí)，曾考慮到被試的態(tài)度、偏好、傾向和所采用的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)量閾限所產(chǎn)生的影響，并且采取了一些措施來(lái)消除這些影響。例如在極限法中，采用漸增系列、漸減系列呈現(xiàn)刺激，用以平衡習(xí)慣誤差和期望誤差。又如用AB法平衡練習(xí)誤差和疲勞誤差；用指導(dǎo)語(yǔ)規(guī)定被試的反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，并使之保持前后一致；有時(shí)對(duì)被試事先加以訓(xùn)練，使其在實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)保持穩(wěn)定等等。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法64但這一系列的措施，只能是使影響閾限的估計(jì)因素保持恒定，并不能測(cè)出被試的反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，也不能把反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和辨別力分開(kāi)。例如，恒定刺激法的三類(lèi)反應(yīng)。由于反應(yīng)的偏好和自信程度不同，所測(cè)得的閾限往往差別很大。因此，把感受性和判斷標(biāo)準(zhǔn)加以區(qū)分，是心理物理實(shí)驗(yàn)中早待解決的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法65二、信號(hào)檢測(cè)論的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理心理學(xué)上的信號(hào)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)一般是在信號(hào)和背景不易分清的條件下進(jìn)行的。對(duì)信號(hào)檢測(cè)起干擾作用的背景叫噪音，這“噪音”不僅是指純音信號(hào)出現(xiàn)時(shí)其他的噪音而言的；在視覺(jué)實(shí)驗(yàn)中，伴隨著亮點(diǎn)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)的照度均勻的背景也叫做“噪音”。總之，對(duì)信號(hào)起著干擾作用的因素都可當(dāng)作“噪音”。一般的心理物理的辨別實(shí)驗(yàn)，其中包含著刺激A和刺激B。在這種情況下，可將其中一個(gè)刺激作為噪音，另一個(gè)作為信號(hào)。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法66主試呈現(xiàn)的刺激，有時(shí)只呈現(xiàn)“噪音”刺激（以N表示）；有時(shí)在信號(hào)刺激加噪音刺激同時(shí)呈現(xiàn)（以SN表示），讓被試對(duì)信號(hào)刺激做出反應(yīng)。在呈現(xiàn)刺激前，主試要先告訴被試者N和SN各自出現(xiàn)的概率。這個(gè)概率稱(chēng)為先定概率（或先驗(yàn)概率）。同時(shí)對(duì)被試者說(shuō)明判定結(jié)果的獎(jiǎng)懲辦法。因?yàn)橄榷ǜ怕屎酮?jiǎng)懲辦法都將影響被試者的判定標(biāo)準(zhǔn)，每次實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)的是N還是SN是隨機(jī)安排的。主試在呈現(xiàn)刺激之前（約2秒前）要先給被試者一個(gè)預(yù)備信號(hào)。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法67被試者對(duì)有無(wú)信號(hào)出現(xiàn)的判定在信號(hào)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，被試者對(duì)有無(wú)信號(hào)出現(xiàn)的判定，可以有四種結(jié)果：

1.擊中當(dāng)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)（SN），被試報(bào)告為“有”，這稱(chēng)為擊中，以Y/SN表示。我們把這個(gè)判定的概率稱(chēng)為擊中的條件概率，以P（H）或P（Y/SN）表示。2.虛驚當(dāng)只有噪音出現(xiàn)時(shí)（N），被試報(bào)告“有”，這稱(chēng)為虛驚（或誤報(bào)），以Y/N表示。我們把這個(gè)判定的概率稱(chēng)為虛驚條件概率，以P（FA）或P（Y/N）表示。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法683.漏報(bào)當(dāng)有信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，被試報(bào)告為“無(wú)”，這稱(chēng)為漏報(bào)（或失察）（miss），以n/SN表示。把這種判定概率稱(chēng)為漏報(bào)條件概率，以P（M）或P（n/SN）表示。4.正確拒斥當(dāng)無(wú)信號(hào)而只有噪音出現(xiàn)時(shí)，被試報(bào)告為“無(wú)”，這稱(chēng)為正確拒斥（correctrejection）或正確（correct），以n/N表示。我們把這個(gè)判定的條件概率稱(chēng)為正確拒斥的條件概率，以P（CR）或P（n/N）來(lái)表示。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法69這樣，噪音背景下的信號(hào)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，在每種刺激狀態(tài)下都存在二種反應(yīng)可能，其組合就構(gòu)成一個(gè)兩擇一判決矩陣，其中H和CR是正確反應(yīng)，M和FA是錯(cuò)誤反應(yīng)。如果用概率表示，則有:P（H）＋P（M）=1P（FA）＋P（CR）=1從式中可見(jiàn)，其他兩個(gè)條件概率是這兩個(gè)條件概率的補(bǔ)數(shù)，即知道其中一個(gè)數(shù)，就可求出互補(bǔ)的另一個(gè)數(shù)：P（H）=1-P（M）P（FA）=1-P（CR）實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法70無(wú)噪音條件下的信號(hào)檢測(cè)從統(tǒng)計(jì)學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，信號(hào)檢測(cè)即是要檢驗(yàn)兩個(gè)統(tǒng)計(jì)假設(shè)H0（無(wú)信號(hào)）和H1（有信號(hào)）的真?zhèn)?。設(shè)想檢測(cè)者測(cè)量單一變量X，并以此為根據(jù)選擇H0或H1。在無(wú)噪音條件下，當(dāng)X=A0時(shí)，H0為真；當(dāng)X=A1時(shí)，H1為真。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法71噪音背景下的信號(hào)檢測(cè)在噪音背景下，無(wú)信號(hào)時(shí)X并不總是等于A0，有信號(hào)時(shí)X也并不總是等于A1，而是分別形成兩個(gè)概率分布P0（X）和P1（X）。這時(shí)，檢測(cè)者需要確定一個(gè)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)Xc，將X分成二個(gè)值域，當(dāng)X≤Xc時(shí)，判定H0為真；當(dāng)X≥Xc時(shí)，判定H1為真。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法72在噪音背景下，無(wú)論將Xc確定在哪一位置，都存在有錯(cuò)誤的可能，即虛驚錯(cuò)誤FA和漏檢錯(cuò)誤M。如上圖所示，曲線P0（X）在Xc右面部分所包含面積為虛驚率QFA，曲線P1（X）在Xc左面部分所包面積為漏檢率QM。

因此，在信號(hào)分布和噪音分布不變的情況下，檢測(cè)者選擇的反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)Xc將影響P（H）、P（M）、P（FA）和P（CR）。反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的選擇，稱(chēng)為檢測(cè)者的反應(yīng)偏向，它是信號(hào)檢測(cè)論的兩個(gè)獨(dú)立指標(biāo)之一。[E]

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法73三、信號(hào)檢測(cè)論的二個(gè)獨(dú)立指標(biāo)信號(hào)檢測(cè)論者認(rèn)為閾限不是一個(gè)純凈的感知能力的指標(biāo)，它受利害得失、動(dòng)機(jī)、態(tài)度、意志等因素的影響。而且，一般糾偏和校正猜測(cè)機(jī)遇的公式都不能對(duì)被試者的真實(shí)感知能力作正確的估計(jì)。因?yàn)楸辉囌咴趫?bào)告他對(duì)某個(gè)刺激或信號(hào)的感受時(shí)，總是受到動(dòng)機(jī)等因素的影響，考慮其得失利害，采用某種策略，做出某一抉擇，使被試者自己的報(bào)告符合他最大的利益。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法74根據(jù)信號(hào)檢測(cè)論把刺激的判斷看成對(duì)信號(hào)的偵察和做出抉擇的過(guò)程。這樣，在同一過(guò)程中就出現(xiàn)了兩個(gè)獨(dú)立指標(biāo)：一個(gè)是感覺(jué)辨別力指標(biāo)（d‘），表示感知能力，又稱(chēng)為感覺(jué)敏感性；另一個(gè)是反應(yīng)偏向，可用似然比值（β），有時(shí)也用報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)（C）來(lái)表示，它包括利益得失、動(dòng)機(jī)、態(tài)度等因素。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法75（二）敏感性指標(biāo)

信號(hào)檢測(cè)論的最主要貢獻(xiàn)是在反應(yīng)偏向與反應(yīng)敏感性之間能作出區(qū)分。擊中概率P（N）可以因?yàn)闄z測(cè)者持嚴(yán)格的反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)（高β）而減低；另一方面，即使觀測(cè)者持寬松的反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)（低β），P（N）也可能因?yàn)槊舾行缘慕档投档?。?shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法76敏感性可以表現(xiàn)為內(nèi)部噪音分布fN(X)與信號(hào)加噪音分布fSN(X)之間的分離程度。兩者的分離程度越大，敏感性越高；分離程度越小，敏感性越低。下圖給出了反應(yīng)偏向（β）相同的情況下，兩種敏感性情況。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法77實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法78內(nèi)部噪音分布fN(X)與信號(hào)分布fSN(X)的分離程度既受信號(hào)的物理性質(zhì)影響，也受被試者（測(cè)驗(yàn)者）特性的影響。因此，fN(X)與fSN(X)之間的距離就可作為敏感性的指標(biāo)，稱(chēng)為辨別力d’：即辨別力（d’）等于兩個(gè)分布的均數(shù)之差除之N分布的標(biāo)準(zhǔn)差。當(dāng)N分布與SN分布均為常態(tài)分布時(shí)，其變異數(shù)類(lèi)同，則有：

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法79四、接受者操作特性曲線

接受者操作特性曲線，簡(jiǎn)稱(chēng)ROC曲線，在心理學(xué)上又稱(chēng)為感受性曲線，這就是說(shuō)，曲線上各點(diǎn)反映著相同的感受性，它們都是對(duì)同一信號(hào)刺激的反應(yīng)，不過(guò)是在幾種不同的判定標(biāo)準(zhǔn)下所得的結(jié)果就是了。接受者操作特性曲線以虛驚概率為橫軸，擊中概率為縱軸所組成的坐標(biāo)圖和被試者在特定刺激條件下由于采用不同的判斷標(biāo)準(zhǔn)得出的不同結(jié)果畫(huà)出的曲線。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法80（三）信號(hào)檢測(cè)論的實(shí)驗(yàn)方法有無(wú)法?d’評(píng)價(jià)法?d’

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法811、有無(wú)法（1）這個(gè)方法要求事先選定SN刺激和N刺激，并規(guī)定SN和N出現(xiàn)的概率，然后以隨機(jī)方式呈現(xiàn)SN或N，要求被試回答，剛才的刺激是SN還是N。根據(jù)被試對(duì)呈現(xiàn)刺激的判斷結(jié)果來(lái)估計(jì)P(y/SN)和P(y/N)。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法821、有無(wú)法（2）擊中f1漏報(bào)f2虛報(bào)f3正確否定f4反應(yīng)ynSNN刺激P(y/SN)=f1/(f1+f2)P(y/N)=f3/(f3+f4)實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法831、有無(wú)法（3）實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法841、有無(wú)法（4）當(dāng)被試的反應(yīng)方式或判斷標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生變化時(shí)，雖然擊中率和虛報(bào)率也發(fā)生變化，但如果信號(hào)和噪音的差別不變，根據(jù)擊中率和虛報(bào)率計(jì)算出來(lái)的SN分配和N分配的平均數(shù)的距離并不變化，也就是對(duì)于ROC曲線上的各點(diǎn)來(lái)說(shuō)，d’是恒定的，所以ROC曲線又叫做等感受性曲線。純機(jī)遇線實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法852、評(píng)價(jià)法確信程度含義相應(yīng)的概率判斷第6等十分肯定有信號(hào)出現(xiàn)100%有信號(hào)出現(xiàn)第5等肯定有信號(hào)出現(xiàn)80%有信號(hào)出現(xiàn)第4等可能有信號(hào)出現(xiàn)60%有信號(hào)出現(xiàn)第3等可能沒(méi)有信號(hào)出現(xiàn)40%有信號(hào)出現(xiàn)第2等肯定沒(méi)有信號(hào)出現(xiàn)20%有信號(hào)出現(xiàn)第1等十分肯定沒(méi)有信號(hào)出現(xiàn)0%有信號(hào)出現(xiàn)表4各個(gè)確信程度含義實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法86三、心理量表（1）物理刺激可由物理量表來(lái)測(cè)量。但是，心理量的大小卻不能用物理量表來(lái)測(cè)量。首先，這是因?yàn)榇碳さ奈锢碇档淖兓灰欢〞?huì)引起心理上相應(yīng)的一對(duì)一的變化。其次，有一些物理刺激本身就難以用物理量表來(lái)測(cè)量。心理量表與物理量表一樣，也有順序量表、等距量表和比例量表三類(lèi)。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法87三、心理量表（2）PropertiesofScalesTypeofScaleQuantitativeInformation?ConstantUnit?AbsoluteZero?ExamplesofPermissibleStatementsExamplesNominalNoNoNoA≠BNumberingoffootballjerseys,socialsecuritynumberOrdinalYesNoNoA>BRankingsoffootballteams,militaryranksIntervalYesYesNo(A-B)=(C-D)Temperaturein℃,timeofdayRatioYesYesYesA=2BHeight,weight,cost實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法88三、心理量表法物理刺激可由物理量表來(lái)測(cè)量。但是，心理量的大小卻不能用物理量表來(lái)測(cè)量。首先，這是因?yàn)榇碳さ奈锢碇档淖兓灰欢〞?huì)引起心理上相應(yīng)的一對(duì)一的變化。其次，有一些物理刺激本身就難以用物理量表來(lái)測(cè)量。因此，心理量需要用心理量表來(lái)測(cè)量。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法89一個(gè)量表具有以下四個(gè)測(cè)量屬性：差別強(qiáng)度等距絕對(duì)零點(diǎn)從量表有無(wú)相等單位和有無(wú)絕對(duì)零點(diǎn)來(lái)分，心理量表可分為順序量表、等距量表和比例量表三類(lèi)。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法90（一）順序量表

順序量表是一種較粗略的量表，它既無(wú)相等單位又無(wú)絕對(duì)零點(diǎn)，只是把事物按某種標(biāo)準(zhǔn)排出一個(gè)次序。例如賽跑時(shí)不用秒表測(cè)速，按先到終點(diǎn)的算第一名，第二個(gè)到的算第二名等等。這樣，我們可以按快慢排出一個(gè)順序，這個(gè)順序在一定程度上也可以表示跑的速度量。因?yàn)樗鼪](méi)有相等單位，所以就是知道了第二名比第一名慢5秒，也不能以此推算出第三名比第二名慢幾秒；又因?yàn)樗鼪](méi)有絕對(duì)零點(diǎn)，所以不能推知第二名的速度是第三名的幾倍。所以，順序量表只是在一個(gè)分類(lèi)基礎(chǔ)上對(duì)事物進(jìn)行分類(lèi)，每一類(lèi)別只具有序列性，并不表示數(shù)與數(shù)之間的差別是相等的。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法91對(duì)偶比較法、等級(jí)排列法與順序量表我們可以用對(duì)偶比較法和登記排列法制作順序量表。對(duì)偶比較法最早出現(xiàn)在顏色愛(ài)好的研究中。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法92順序量表的制作方法

1.等級(jí)排列法

2.對(duì)偶比較法

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法931.等級(jí)排列法等級(jí)排列法是一種制作順序量表的直接方法。這個(gè)方法是把許多刺激同時(shí)呈現(xiàn)，讓許多被試者按照一定標(biāo)準(zhǔn)，把這些刺激排成一個(gè)順序，然后把許多人對(duì)同一刺激評(píng)定的等級(jí)加以平均，這樣，就能求出每一刺激的各自平均等級(jí)，最后，把各刺激按平均等級(jí)排出的順序就是一個(gè)順序量表。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法94等級(jí)排列法舉例某廣告公司要對(duì)10張廣告的優(yōu)劣作評(píng)比，請(qǐng)來(lái)了17名評(píng)判者（即被試者）。評(píng)判的方法是讓被試者將10張廣告排成美到丑的一個(gè)順序。通過(guò)眾多被試者的比較，就可求出全體被試者對(duì)同一廣告評(píng)判的等級(jí)的平均值，這個(gè)值就是廣告的平均等級(jí)。各廣告按平均等級(jí)排出的順序就是一個(gè)順序量表。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法95實(shí)驗(yàn)結(jié)果和具體運(yùn)算過(guò)程

書(shū)上189頁(yè)表4-8上我們可以看清楚等級(jí)排列法制作順序量表的具體過(guò)程。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法962.對(duì)偶比較法

對(duì)偶比較法是把所有要比較的刺激配成對(duì)，然后一對(duì)一對(duì)地呈現(xiàn)，讓被試者對(duì)于刺激的某一特性進(jìn)行比較，并做出判斷：這種特性的兩個(gè)刺激中哪一個(gè)更為明顯。因?yàn)槊恳淮碳ざ家謩e和其他刺激比較，假如以n代表刺激的總數(shù)，所以配成對(duì)的個(gè)數(shù)是n（n-1）/2。如共有10個(gè)刺激則可配成45對(duì)。最后依它們各自更明顯于其他刺激的百分比的大小排列成序，即可制成一個(gè)順序量表。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法9710對(duì)樣品呈現(xiàn)次序

如果有五種樣品，A、B、C、D、E，則可配成5×（5-1）/2=10對(duì)。這10對(duì)呈現(xiàn)次序如下表所示。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法98對(duì)偶比較法的兩類(lèi)誤差及消除如果各對(duì)樣品同時(shí)呈現(xiàn)，則要消除空間誤差——即樣品在空間中不同方位呈現(xiàn)，于判斷時(shí)產(chǎn)生的誤差現(xiàn)象。若第一輪以AB形式呈現(xiàn)，則第二輪中以BA形式呈現(xiàn)即左右顛倒。如果是相繼呈現(xiàn)，則要注意消除時(shí)間誤差——即相等的二個(gè)樣品在先后不同時(shí)間出現(xiàn)，于判斷時(shí)產(chǎn)生的誤差。若第一輪以先A后B次序相繼呈現(xiàn)，則第二輪要按先B后A次序相繼呈現(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法99（二）等距量表

等距量表（equalintervalscale）是一種有相等單位但沒(méi)有絕對(duì)零點(diǎn)的量表。等距量表除了其有類(lèi)別量表和等級(jí)量表的性質(zhì)外，它要求整個(gè)量表的各個(gè)部分的單位是相等的，但沒(méi)有絕對(duì)的零點(diǎn)。例如在普通溫度上60°和70°的差別與70°和80°的差別是一樣的，都是10°。這在量表上單位是等距的。但它的參照點(diǎn)是人定的，這不是絕對(duì)的零點(diǎn)。而溫度的絕對(duì)零點(diǎn)是攝氏零下273℃。因此我們不能說(shuō)80°是40°的二倍。因?yàn)檫@是不合理的，等距量表沒(méi)有絕對(duì)的零點(diǎn)，只能做加減的運(yùn)算，不能作乘除的運(yùn)算。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法100差別閾限法、等距量表與Fechner定律如果你運(yùn)用差別閾限的方法制作等距量表，那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持Fechner定律。Fechner提出，可以用j.n.d為單位測(cè)量感覺(jué)量的大小?？陀^刺激強(qiáng)度——?I主觀經(jīng)驗(yàn)的感覺(jué)——j.n.dRk=logS0+Klog(1+W)實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法101制作等距量表的方法1.感覺(jué)等距法

2.差別閾限法實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法1021.感覺(jué)等距法要制作一個(gè)等距量表，最直接的方法是采用感覺(jué)等距法，它是通過(guò)把一個(gè)感覺(jué)分成主觀上相等距離來(lái)制作。它要求被試者將某種感覺(jué)上的一段心理量分成兩個(gè)或兩個(gè)以上的等分。最簡(jiǎn)單的是二分法。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)講義第三章心理物理學(xué)方法103二分法例如R1和R5是兩個(gè)不同響度的聲音，且R5＞R1。被試者的任務(wù)是：（1）找出R3，使其響度正好在R1和R5之間也即R5-R3=R3-R1。（2）再找出R4，使其響度正好在R3和R5之間，也即R5-R4=R