北大心理學(xué)課件-第四周課程(上)

心理物理學(xué)方法心理物理學(xué)〔1〕

Psychophysics定義：就是爭論心理量和物理量之間的關(guān)系的科學(xué)。物理量是指對身體各感官的刺激；心理量是指各種感覺或主觀印象。亮度〔luminance〕——明度〔brightness〕強度——響度心理物理學(xué)〔2〕

Psychophysics心理物理學(xué)的先驅(qū)是G.T.Fechner〔1801-1887〕。Fechner通過對感覺強度與刺激強度之間的數(shù)量關(guān)系的長期爭論，進展出了測量感覺的根本方法。一百多年來，心理物理學(xué)方法不斷進展，但它的中心問題仍舊是物理量和心理量之間的數(shù)量關(guān)系的問題。心理物理學(xué)方法所處理的問題大體上可以分為兩大類感覺閾限的測量；閾上感覺的測量，也就是心理量表的制作。自從本世紀(jì)50年月，W.P.Tanner,Jr.和J.A.Swets把信號檢測論〔signaldetectiontheory，SDT〕引入心理學(xué)領(lǐng)域以來，又為心理物理學(xué)的爭論供給了一個新的有力工具。一、感覺閾限的測量著名的試驗心理學(xué)史專家EdwinG.Boring〔1950〕認(rèn)為對內(nèi)部感受〔internalimpression〕〔the‘psycho’ofpsychophysics〕與外部世界〔the‘physics’ofthepsychophysics〕之間關(guān)系的測量方法的引入，是科學(xué)心理學(xué)開頭的一個標(biāo)志。這主要是由于科學(xué)家使專心理物理學(xué)的方法提出了第一個心理現(xiàn)象的準(zhǔn)確定律〔mathematicallaws〕，盡管這個定律不肯定那么完善。首先，測量感覺是特別困難的，我們不能象測量石頭的重量或光的強度那樣來測量感覺。其次，內(nèi)部推斷與作用于感受器的物理量之間并不是完全一對一的。因此，我們必需把物理刺激及其引起的感覺區(qū)分開?！惨弧掣杏X閾限〔1〕剛剛能引起感覺的最小刺激強度被叫做確定閾限〔absolutethreshold〕。依據(jù)這種說法，低于確定閾限的刺激強度我們總是感覺不到的，而高于確定閾限的刺激強度我們總是能感覺到的。有50%的次數(shù)能引起感覺，50%的次數(shù)不能引起感覺的那一種刺激強度?！膊僮鞫x〕〔一〕感覺閾限〔2〕

表1某些近似的覺察閾限感覺種類覺察閾限值視覺清晰無霧的夜晚30英里處看到的一只燭光聽覺安靜條件下20ft.處表的滴答聲味覺一茶匙糖溶于8L水中嗅覺一滴香水?dāng)U散到三室一套的整個房間觸覺一只蜜蜂的翅膀從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〔一〕感覺閾限〔3〕差異閾限是有50%的次數(shù)能覺察出差異，50%的次數(shù)不能覺察出差異的刺激強度的差異。差異閾限值也稱最小可覺差〔justnoticeabledifference，〕?！惨弧掣杏X閾限〔4〕1846年E.H.Weber發(fā)表了他關(guān)于重量差異閾限的爭論，系統(tǒng)地說明白差異閾限和標(biāo)準(zhǔn)刺激之間的關(guān)系。他指出差異閾限和標(biāo)準(zhǔn)刺激成正比，并且差異閾限和標(biāo)準(zhǔn)刺激的比例是一個常數(shù)，通常用△I/I=k表示。在這里，△I代表差異閾限，I代表標(biāo)準(zhǔn)刺激強度，k是小于1的常數(shù)。K也稱作韋伯比例或韋伯分?jǐn)?shù)。不同感覺道的韋伯分?jǐn)?shù)是不同的。后來，F(xiàn)echner把這個關(guān)于差異閾限的規(guī)律稱為韋伯定律〔WeberLaw〕。

〔一〕感覺閾限〔5〕

表2最優(yōu)條件下各種感覺道的韋伯比例感覺道韋伯比例音高/2000Hz1/333重壓覺/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/5g/mm21/7咸味道/3mol/L（3克分子/公升）1/5〔一〕感覺閾限〔6〕韋伯定律的主要奉獻第一，給我們供給了一個比較區(qū)分力量的指標(biāo)。其次，可對不同感覺道的感受性進展比較。〔二〕測量感覺閾限的方法測量感覺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)特殊留意這三種方法的試驗程序和試驗結(jié)果的統(tǒng)計處理。1、最小變化法〔1〕最小變化法的刺激由遞減和遞增的兩個系列組成，每次呈現(xiàn)刺激后讓被試報告他是否有感覺。刺激的增減應(yīng)盡可能地小，目的是系統(tǒng)地探求被試由一類反響到另一類反響的轉(zhuǎn)折點，即在多強刺激時，由有感覺變?yōu)闊o感覺，或由無感覺變?yōu)橛懈杏X。每個系列的轉(zhuǎn)折點就是該系列確實定閾限?！缎睦碓囼灧椒ā?3頁最小變化法〔2〕主觀相等點不愿定間距的中點被稱為主觀相等點〔PSE〕。它的含義是，被試在做比較時，實際上是以62·75in為標(biāo)準(zhǔn)刺激，而不是以規(guī)定的64in為標(biāo)準(zhǔn)刺激。相等地帶上限與下限之間叫做不愿定間距〔I/U〕或叫做相等地帶。1、最小變化法〔3〕當(dāng)用最小變化法進展試驗時，被試會產(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或感覺狀態(tài)，而對新的刺激作了錯誤的推斷。期望誤差是指被試因過早期望將要降臨的刺激而導(dǎo)致錯誤的推斷。1、最小變化法〔4〕abba實際無感覺報告無感覺報告有感覺實際有感覺階梯法階梯法和最小變化法不同的地方，就在于它把增加和削減刺激強度的程序連續(xù)進展。當(dāng)被試報告感覺不到呈現(xiàn)的刺激時，主試就按肯定梯級來增加刺激強度；而當(dāng)增加到被試感覺到了時，又按肯定的梯級來削減刺激強度。試驗按這樣的挨次連續(xù)下去，直至到達一個先定的標(biāo)準(zhǔn)或先定的試驗次數(shù)為止。2、恒定刺激法〔1〕刺激通常都由5——7個組成，在試驗過程中維持不變，因而這種方法叫做恒定刺激法。刺激的最大強度要大到它被感覺的概率到達95%左右，刺激的最小強度要小到它被感覺的概率只在5%左右。各個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呈現(xiàn)的，每個刺激呈現(xiàn)的次數(shù)應(yīng)相等。在用恒定刺激法來測量差異閾限時，標(biāo)準(zhǔn)刺激和比較刺激是繼時呈現(xiàn)的，這就可能產(chǎn)生時間誤差。如主觀相等點小于標(biāo)準(zhǔn)刺激，就產(chǎn)生負(fù)的時間誤差。反之，就產(chǎn)生正的時間誤差。2、恒定刺激法〔2〕計算確定閾限的方法直線內(nèi)插法優(yōu)點是簡潔易算，但不夠準(zhǔn)確平均Z分?jǐn)?shù)法平均Z分?jǐn)?shù)法可以避開直線內(nèi)插法的缺點，因而提高了結(jié)果的準(zhǔn)確度。這種方法首先要求把試驗結(jié)果的P值比例轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)即Z分?jǐn)?shù)，這可以通過P-Z轉(zhuǎn)換表來獲得。最小二乘法比平均Z分?jǐn)?shù)法更為準(zhǔn)確的方法。用最小二乘法做直線時，要先確定直線方程：Y=a＋bX中的a和b。

3、平均差誤法〔1〕這個方法的典型試驗程序是，試驗者規(guī)定以某一刺激為標(biāo)準(zhǔn)刺激，然后要求被試調(diào)整另一個比較刺激，使后者在感覺上與標(biāo)準(zhǔn)刺激相等。客觀上一般不行能使比較刺激與標(biāo)準(zhǔn)刺激完全一樣，于是每一次比較就都會得到一個誤差，把屢次比較的誤差平均起來就可得到平均誤差。由于平均誤差與差異閾限成正比，所以可以用平均誤差來表示差異感受性。3、平均差誤法〔2〕求平均誤差的方法有兩種把每次調(diào)整的結(jié)果〔或每次的推斷〕與標(biāo)準(zhǔn)刺激之差確實定值平均起來作為差異閾限。把每次調(diào)整的結(jié)果與主觀相等點之差確實定值平均起來作為差異閾限。在這里，主觀相等點是相等地帶的中點，它等于各比較刺激的平均值。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最小變化法的試驗程序和計算過程都具體地說明白感覺閾限的含義，但它會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。恒定刺激法的試驗結(jié)果可以應(yīng)用各種數(shù)學(xué)方法加以處理，因而便于與其它測定感受性的方法進展比較。在應(yīng)用3類反響的試驗程序時，被試的態(tài)度會對差異閾限值有較大影響。平均差誤法的特點是求等值，它的試驗程序簡潔引起被試的興趣，但對不能連續(xù)變化的刺激則不能用平均差誤法來測其差異閾限。二、心理量表〔1〕物理刺激可由物理量表來測量。但是，心理量的大小卻不能用物理量表來測量。首先，這是由于刺激的物理值的變化不肯定會引起心理上相應(yīng)的一對一的變化。其次，有一些物理刺激本身就難以用物理量表來測量。心理量表與物理量表一樣，也有挨次量表、等距量表和比例量表三類。三、心理量表〔2〕PropertiesofScalesTypeofScaleQuantitativeInformation?ConstantUnit?AbsoluteZero?ExamplesofPermissibleStatementsExamplesNominalNoNoNoA≠BNumberingoffootballjerseys,socialsecuritynumberOrdinalYesNoNoA>BRankingsoffootballteams,militaryranksIntervalYesYesNo(A-B)=(C-D)Temperaturein℃,timeofdayRatioYesYesYesA=2BHeight,weight,cost挨次量表的制作挨次量表是一種比較粗略的量表，它既無相等單位又無確定零點，只是把事物按某種標(biāo)準(zhǔn)排一個挨次。⑴對偶比較法是把所要測的刺激配成對，逐對呈現(xiàn)給被試，讓被試推斷在兩個刺激中哪一個某種特性更明顯。假設(shè)有n個刺激，一共可配成n〔n－1〕/2對。以消費者對某種商品顏色寵愛程度的試驗為例。⑵等級排列法是一種更為直接的方法，它要同時呈現(xiàn)全部的刺激，讓被試依據(jù)肯定的心理特點，將其中最優(yōu)的刺激排在第一位，把最差的刺激排在最終，其他刺激依次排在中間，以等級來表示與各刺激相應(yīng)的心理量的挨次?？ㄌ貭枌Ξ?dāng)時10個著名的天文學(xué)家排過等級。等距量表的制作等距量表是一種有相等單位但沒有確定零點的量表，因此它只能做加減運算，不能做乘除運算。⑴感覺等距法是一種制作心理等距量表的直接方法。特點是讓被試把兩個感覺的距離分成幾等份?？梢酝瑫r分成幾個等份，也可以用一次分成兩個等份的方法，最終分成幾個等份。以二等分法制作一個音高的等距量表。⑵差異閾限法是制作心理等距量表的一種間接方法。費希納提出，差異閾限〔△T〕造成了最小可覺差〔〕，因而可以用作單位來測量感覺量的大小。比例量表的制作比例量表既有確定零又有相等單位，因此它除了可以測量對象之間的差異，還可以確定它們之間的比例。⑴分段法是制作心理比例量表的一種直接方法。這種方法是通過把一個感覺加倍或減半或取任何其他比例來建立心理量表。以線段長度的比例為例，說明如何用減半法制作比例量表。⑵數(shù)量估量法用數(shù)量估量法制作比例量表比分段法簡潔易行。它要求被試對各種刺激引起的感覺量直接用數(shù)字估量。斯蒂文斯197