度值。如果服用阿司匹林后，致使被试感到疼痛的热强度值
提高了，那幺可知阿司匹林确实具有镇痛作用。当然这正是
哈迪和同事们所希望看到的。这起码是他们利用具有较丰富
经验的被试（他们自己）进行实验后，所检测到的结果。但是
让他们吃惊的是，当他们对毫无经验的被试（80名招募的军
人）进行实验时，发现一半以上的被试，其结果与上述相反（即
服用阿司匹林后，感到刺激疼痛的热强度值反而降低了）。
测量感觉
土述出乎预料的结果是由多个因素引起的，本章将讨论其中的
部分原因。为此我们将引人一门古老的科学心理学的研究领域——
心理物理学，来研究这些问题。心现物理学所描述的是那些由于物
理量的变化而引起的心理反应。波林（ Boring，E G）——著名的
实验心理学家，1950年指出，内部印象（心理物理学中的心理）与外
部世界（心理物理学中的物理）之间相互关系的测量技术的引入，标
志着科学心理学诞生了。
波林之所以这样认为，是因为科学家们借助这一心理物理学技
术·建立了心理现象的第一批定量化的数学定律。虽然这些定律的
特征是自身固有和相关的，但对这些问题的研究有重要的意义。其
一，测量感觉大小是非常困难的事情，因为它很难被人们测知，不像
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第六章心理物理学／
测量光的强度大小和称石头的重量那样直观。其二，内部判断无法
用影响感觉器官物理能量的大小来表示。下面就是有关这些问题的
心理物理学研究。
费希纳（ Fechner，G．），如图6…1所示，于1860年正式提出了心
理物理法，用于测量一系列心理量值的属性问题（1860。1966）。这个
方法接下来在本章中还要详述。心理判断按着刺激强度和感觉形式
的不同（如对视觉、听觉和味觉刺激的判断均不相同），而以特定的方
式改变着。因为这一关系存在于或基本上存在于许多不同人的身
上，所以费希纳和其他研究人员就个人和内部判断进行的测量结果
是准确的。正如物理学家能够测量光的强度、声音的强度和称重量
一样，心理物理学家也能测量出与心理属性有关的人的亮度、响度和
行为特征。
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本章中我们将论述心理物理学的经典部分以及近年来对它们的
扩展研究。18世纪，心理物理法被用来测量诸如亮度、音调等那些
表面上看起来简单的感觉。起初，这种方法的测量似乎是不必要的。
人们认为确定声音的响度、报吉一个刺激所引起的疼痛是很容易的
事情。但是物理值与心理值之问几乎不存在一一对应的关系。实际
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f实验心理学
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生活中，一个扩音器能量的两倍增加，不会让听者觉得它的响度也增
加了两倍。要想让听者觉得声音变响了两倍，那么它的能量水平必
须增加将近十倍才行。得益于心理物理法的这类发现有着重要的实
践意义。例如，扩音器或用来放大音量（指被知觉到的响度）的收音
机刻度盘无法承受刻度与能量之间的一一对应关系。而且，刻度盘
还必须要标定，结果刻度盘上的指针移动是以响度的增加为依据的。
因此，刻度盘上音量的加倍就需要物理能量近十倍的增加。电话也
是如此，其麦克风和放大器是根据声音强度与响度之间的心理物理
关系而确定的。
刺激与判断之间的心理物理关系，依赣于受到刺激的特定感觉
特征。电击强度的增加所导致的疼痛判断增长得更迅速，而声音能163
量增加所导致的响度剡断则增长得要慢些。电击强度只需增加1/3
所导致的疼痛就已经加倍了。因此我们可以看出，单单测量物理量，
对我们精确地确定心理量值没有什么帮助。
本章我们用心理物理法解释三个科学命题。操作定义描述提出
概念的过程，该过程有助于我们成功地交流所研究的命题。当一个
被试报告她或他觉察到一个疼痛刺激时，意味着什么呢？一种觉察
和疼痛的操作定义，将使科学家能用类似的方法使用这些技术术语。
量表描述被试及其属性的数量和名称。我们如何判断光呈现两次时
亮度是否一样呢？并非所有的心理物理方法都可以准确地描述，一
种感觉对另一种感觉的比较量值。小样本设计即对小样本的研究。
本章我们将说明：为何以往的心理物理学定律，都是基于观测大量被
试的结果，而不是采用少量被试进行测量。这个方法与通常采用的
方法有所不同，使用大量被试时，其实对每个被试的观测是有限的。
变量介绍
因变量
作为心理物理学研究的观察者，需要从给出刺激的两种判断中
做出选择。对于只有一个刺激的特殊实验而言，仅会得到一个绝对
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判断。绝对判断可以简单地描述信号存在或不存在（“对，我看到
了”；“不，我没看到”），或是直接给出刺激的属性（如：重量多少克？）。
如果在某一试验中，对两种刺激需进行比较，就要进行一种比较判
断。也就是可以简单表述为：“刺激A比刺激B大（或小）”；或直接
估出结果：刺激A是B的两倍。
自变量
刺激质和量的属性，是在心理物理学中应用较多的主要自变量。
调整（改变）一个声调响度，就是对其刺激的量的调整，就像改变一个
物体的重量或一种气味的浓度一样，频率——表示一个声调音高的
物理量，可用于使刺激产生质的变化。其他定性的判断还有要求研
究者比较不同种类的食物（菠菜和芜菁相比）或歌唱演员的不同风格
（Madonna和Tammy Wynette相比）。
控制变■
心理物理实验中最需控制的是观察者做某一特殊反应的意愿。
这种意愿在实验过程中须保持一致。一个要得到肯定判断（“是的，
我看到了”）的研究者，在实验全过程中要保持相同的意愿。如果测
试反应的标准有交化，那么就掺杂了不确定的因隶在里面。经典或
传统心理物理学指出，研究者持久地完成实验没有太大困难。一旦
观察者经过训练，那么这种态度便可得到控制。现代心理物理学理
论，如信号检测论（后面将述及）却对此持否定态度。该理论认为，观
察者作出的反应，是由依赖于刺激和有关心理因素的决策而确定的，
例如：有关决策的得与失。因此，正如后面将要详述的，现代心理物
理方法借鉴特殊的技术来确保（至少检验）观察者在实验过程中保持
恒定对策的假说。
6。1 实验主题与研究范例
主矗操作定义
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／实验心理学
范例阈限
如果参加者不把他们所使用的术语明确和统一，那么任何一个
严肃的讨论，不管是科学的还是非科学的，都不会深入下去。想像你
和你的异性朋友正进行着一个友好的关于谁是最佳运动员问题的争
论。你们怎样确定“运动员”的涵义呢？你们两个可能都认可诸如网
球、游泳和体操等这些常规运动，但许多非常规项目，如飞碟、空中滑
翔和竞走等又怎样呢？这些项目的参与者，能否有机会被嘉奖为本
年度的最佳运动员？直到这个概念明确了，你们的讨论才不再兜
圈子。
在科学研究中也有类似的问题，由哈迪和同事们获得的一种描
述非常规镇痛剂作用的结果表明，未经训练的被试，服用阿司匹林后
对疼痛的敏感性反而更强了。对于通常的谈话，这可能是理解当时
情景的一种足够好的方式。但是，普通用语和技术用语有着不同的
要求：在技术论文中，明确是必须的，这样可似避免对科学结果的含
义进行不必要的讨论。从技术角度来讲，敏感性的提高意味着服用
阿司匹林后机体的疼痛感受器变得更敏锐了。这个不可能的可能性
将对药品公司、医生和头痛患者有着重要的价值。
科学家关心的是获取结果的操作方法。那么科学家能够确定，
据此得到的概念是不是合乎结果实际情况的方式。哈迪就是使用该
方法来测试敏感性的。但是，他并没有因此得到一个肯定的答
案——即阿司匹林改变了观察者报告一个致痛刺激的意愿。由此可
见，了解科学家用于研究过程的方法和操作方式是非常重要的。像
“疼痛”、“敏感性”和“意愿反应”等词组具有普遍意义，当其被用于科
学研究情境时，必须给予严格的限定。
操作定义是研究工作所提供的技术手段中最常用的方式。操作
定义是建构语义常用的方法，据此其他研究者可以重复使用它。例
如：“抓住一个水螵的眼睛、蛙的腿和三个牡蛎壳，摇动两次”就是… 165
种操作定义。尽管它所表述的意思并不很清楚，但却可以被重复，因
此它满足了操作定义的主要特征。从中可以得出这样的结论；一个
操作定义不一定要切合实际，只要求词句明确，具有可重复性。例
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第六章心理物理学／
如，我们可以操作性地命名“厘克”概念，就像用厘米表示高度一样，
用厘克来表示重量。由于任何一个科学家都会轻易地确定“厘克”的
分值，因此它是一个有价值的操作定义。当然，它可能不会被用于任
何重要的科学目的，操作定义的潜在效用是独立于其合理性之外的。
但通常操作定义的建构是与一个理论或研究文献紧密联系的，因此
它们确实会有效用并且也会合理。
接下来，我们探讨从理论的角度建构阈限这一概念的操作定义。
首先，我们给出这个术语的一般语义＋然后，随着定义明确性要求的
增强，看一看我们如何尝试着使用更纯熟的方法学技术来完善阈限
的操作定义。
闭限：经典心理物理学
通常阈限可以被比喻为你进入房间的“大门”。经典心理物理学
认为，刺激必须穿过这样一个屏障（假设的）才能进入人的大脑或内
心。如果给出的是一个较强的刺激，那么它将较容易通过阚限。为
帮助我们理解，特做如下的比喻：视刺激为一个跳跃者，那么横杆就
是阚限，因此，一次好的跳跃会越过横杆（通过闽限）；但是，一次差酌
跳跃却不能越过。那么刺激多大时，信号才能通过阚限呢？这正是
经典心理物理学所关注的问题。
回答这个问题似乎很简单。首先，我们逐渐增大刺激的强度，正
如声调或弱光的变化＋直到被试回答：“好＋听到了（看到了）。”但遗憾
的是，当我们重复这一过程时，观察者确定的刺激量值在前后实验中
往往不一样。为解决这一问题，经典心理物理学家采用统计方法来
确定阐限的最佳值。我们只介绍其中的一种——费希纳提出的著名
的极限法。
下面是一个使用极限法测定声调闲限的实验，实验结果见表
6…1所示。表中每例中的数据，来自于一组试验。第一组：开始于清
晰可听见的声音，被试回答“听到了（是）”i接下来声调强度逐渐减
弱，直到被试说“听不到（否）”为止，实验结束。第二组；开始于被试
说“听不到”的声调值，随后声调强度逐渐增大，直列被试报告“听到
了”为止。这两种过程交替进行，直到完成表6…1为止。为了避免其
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