真实，因此它可能导致心理和物理单位的改变。此外，费希纳曲表达
式中还有另一个问题。他假设每一个JND在心理学上都是等值的，
但是如果你调查闳限以上变化JND值刺激所引起感觉效果的程度
时，会发现两者之间几乎没有什么对应关系（ D'Amato，1970）。因
此，费希纳所做的既不是一个比例量表，也不是一个等距量表，最多
它是一个顺序量表，表示感觉是以特定的方式依照产生它们的物理
刺激排序的。
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史蒂文斯的幂定律
1961年史蒂文斯曾试图给出一个比费希纳更直接的内部感觉量
表。费希纳采用的是间接测量法，其心理量表是经过给出一系列JND
值而建立起来的。观察者不能直接地判断JND的强度，因此心理量表
值来源于分辨能力的测量，故而是间接的。史蒂文斯采用了几种直接181
测量技术，测量中观察者是苴接以心理量表的单位来反应的。
史蒂文斯最初使用的直接测量过程叫做强度估计法，让被试根
据她或他感受到的刺激强度给出一个数字。主试给出的第一个数字
是随意指定且较简单的数字，例如100。其余的刺激则与第一个刺
激进行比较，依据其差异的程度确定数值。比如，主试给出一个中等
强度的音调，定义其值为100。再给出一个弱音，让被试说出一个数
值，可能说87。被试说出的这些数字，直接表示感觉的心理量。以
此法搜集起的数据，得到一个不同于费希纳定律的等式，该等式是心
理量值与物理量值的关系式。史蒂文斯于1961年所得幽的等式为：
皿=K．（S）。，n是指数。这个等式称为史蒂文斯定律。
强度估计法不仅限于与物理量表相关的心理量表，许多研究中
的测量经常采用此法。此外，法律惩罚、犯罪严重性、艺术作品等也
可采用强度估计法。
如果我们假定某一零强度的刺激总是产生零感觉（即没有虚
报），那么就可把史蒂文斯的幂定律当作一个比例量表。它有绝对零
点，并且它的感觉比率之间的距离相等＋它们反映的是相等的物理比
率。如果这是事实的话，那么把l=K．（S）a作为内部感觉与外部
世界相联系的一种方式就是合理的。
然而，史蒂文斯的工作和结论并非无可挑剔，也有一些争论，比
如在强度估计法中观察者的报告是真实的吗？反对者认为，观察者
或是报告感觉强度，或是报告一个已知关系，该关系是建立在与之相
关刺激的物理属性基础上的。例如，声音的判断。已有的经验是：距
离声音越远，声音越小（Warren，1963）。
与上述有关的一个问题是，不同的人使用的数字不同。比如，一
些人总是在史蒂文斯定律的等式中产生很大的指数，并且发现史蒂
文斯定律随着被试使用数字范围的变化而变化（Marks，1974）。
强度估计法的最后一个问题是，它与操作定义（先前已讨论）有
关。大量的研究结果表明，一个特定的感觉量表，如明亮度或疼痛，
不止一个心理物理函数来反应其特性。正如马克斯（1974）指出的：
只有当你能够了解与明亮度有关的知觉变量——光的颜色、光照时
间、观察者的感觉适应度等的时候，你才能精确地描述明亮度的幂函
数。改变后面这些因素，史蒂文斯定律的幂指数值就会发生改变。182
因此我们在操作时，必须确定我们所得到的心理物理函数，否则，我
们将给出一个有关刺激感觉幂函数的错误结论。
6。3 实验主题与研究范例
主麓小样本设计
范倒心理物理法
心理学的典型实验是测量大样本的行为。心理学研究中，每一
种复杂的心理特征（人格、IQ，见第12章）实质上都是不一样的。与
个别差异有关的行为变量，常常让研究者很难确定，实验结果是由这
些差异造成的，还是自变量本身的影响。因此，大量被试被随机地放
到不同的条件下，以期望个别差异能自然地与兴趣变量的关系随机
化（参见第3章）。另外，由个别差异引起的变异可以由推断统计估
算出（见附录B）。采用大样本测量的另一个原因是，实验中的条件
翔变量非常复杂且不易控制。当一个实验非常复杂且含有许多不可
控变量（见第13、14章）时，如社会或环境心理学中的现场研究，即
使是对相同的被试进行测量，重复实验要得到相同的结果仍是不可
能的。因此，大样本的随机安排可以减少特定实验处理与不可控变
量混淆的可能性，并且这些变化可以用统计学的方法计算出来。
心理实验中遇到的许多个别差异问题所引起的麻烦比个案研究
要少，因为心理实验所研究的通常是较简单的心理过程，它们不可能
导致人与人之间很大的差异。此外，在心理实验中相关变量髓够被
很好地控制。自变量很容易确定，并且重复呈现时它们的特性极少
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发生改变。再者，心理实验的其他方面也很容易保持稳定。鉴于此，
心理物理学的研究经常依赖于小样本设计。小样本设计法是指在少
数被试身上进行的大量的严格控制的观察。基于同样理由，心理学
的其他领域（尤其是学习领域）也使用小样本设计。个别差异的最小
干扰和实验的最高控制意味着，在估算心理物理的实验结果时，统计
过程不是很重要。但是在较低控制的个案研究中，统计过程却很重
要。并且当这类实验的方法和结果可以被重复时，那么它们应该算
是理解心理过程的精美而重要的方法了（参见第11章关于重复的重183
要性部分）。
小样本研究的一个例子（此例中仅有一个观察者）＋如图右…9、
6…10的ROC曲线所示，同一个观察者可能得到两个ROC曲线。在
图6…9中，一个信号（并非仅有噪音）呈现的概率是由低到高可变化
的。当信号概率低时，被试的决策保守；当信号概率增大时，被试的
决策变得大胆了。通过由保守到大胆的央策标准的变化．画出了
ROC曲线（图6…9），曲线由左下上升到右上。
图6 9变化信号概率得出的ROC曲线圈
里面的小囤是假想的噪音和信号十噪音分布曲线
（敷据取自Gr髀n和Swets。196∞
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第六章心理物理学／
实验者让信号概率保持不变，改变奖赏值时画出图6…10。这种
改变奖赏值的操作也影响决策过程。当虚报的惩罚值高于击中之后
的奖赏值时，被试是保守的。当虚报的惩罚值降低时，被试就变得大
胆了。
击
牢
固盈
田6…10改变央策结果的价值及保持信号概率为常数n 5时
田6…9中同一个观察者得出的ROC曲线
注意，两条线非常相似。《数据取自Grxn和Sweis．1966）。
两图中插入的小图所表示的是假定的噪音和信号十噪音的分布
图。两条曲线的d’值都等于0，85，说明粗曲线经过的点接近于实际
数据。当我们知道了产生这两条ROC曲线的方式只是略微不同
时，郎两种操作的决策标准不同，这个确切的dJ值会给我们留下更
深的印象。两条曲线的极其相似说明实验的控制程度很高。
即使是使用小样本设计，图6…9和图6…10的心理物理实验结果
仍然是基于成千个反应做出的。小样本设计中所付出的努力，常常
超出较少控制实验的努力。
因此，小样本设计往往付出的努力、花赞的时间比大样本研究还
要多些。虽然付出的多，相应的收获也更大＋所得结果有较高的可信
度。所有这些努力，都使得对大量重要的心理现象的理解更有价值。
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从问题到实验：基本内容
问题鸽子有视觉阚限吗？
问题我们如何测量鸽子的视觉阈限？
由于这个问题侧重于“方法”而非问题本身，所以我们不必以正
式的假设方式提出。当测量鸽子视觉阈限的可行性被确定后，问题
自然会产生。考虑到完整性，我们给出下述假设。
假设鸽子对于不同强度的光敏感，其绝对阐限像人一样受各
种变量的影响＋如光波（颜色）或某些药物等。
我们首先要解决的难题是鸽子不会讲话。因此，我们将其放人
一个控制箱内，箱内有两个反应键供鸽子啄（见后面的讨论），一个代
表“是，我看见光”，另一个“否，我看不见光”。因变量是鸽子辨别出
光的绝对阈限（以鸽子啄键的频数表示），自变量是光的强度、光的颜
色或药物的有无。控制变量是控制箱和激励鸽子啄键的奖赏表。我185
们试着让鸽子在有光的时候啄“是”键，无光时啄“否”健。但我们无
法得知鸽子是否见到了光。
布劳（1958，1961）找到了一种判定鸽子是否看见光的方法。他
伎用阶梯挂的一个变式来确定绝对阈限。啄“是”键将光强度逐惭减
弱，啄“否”键财将光强度逐渐增大。偶尔啄“是”键时切断电源，随后
啄“否”键时奖赏食物。布劳夫注意到这个过程可以拟人化地视为：
啄“是”键——丧灯；啄“否”键——奖赏食物。（你会注意到，这些光
强不会使鸽子达到逃避的程度）。当光很弱但鸽子还能够看见时，发
现它由“是”键走向“否”键，这样可以得到食物。当光可以看见时，它
由“否”键走向“是”键，这样可以使光变弱。
因为鸽子随着光强度的变化而在两键之间来回奔走，我们可以
把从一键到另一键之前光的强度平均值作为其绝对阐限，类似于用
阶梯法测定人的绝对阈限。布劳指出，像人一样，当光的颜色变化
时，鸽子的绝对阈限也变化。而且微量的LSD药物会提高人或鸽子
的光绝对闯隈。
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小 结
1．在科学研究中，说明概念的产生及测量的操作定义是必需
的，这样才会使实验更为大众所周知，同时也使专业研究更加准确。
2．费希纳确立的极限法为绝对阚限和差别阈限的概念提供了
操作定义。
3．经典心理物理学最初旨在估算阅限。近代的信号检测论用
两个新的操作定义…d’和｝—一取代了阙限的概念。
4．感觉过程以d来测量，决策过程以B来测量。d’和p可由
ROC接受者操作特征图求出．ROC图是以击中率和虚报率为坐标
画出的。
5，当数字或名字被系统地赋予具体事物或其特性时，就形成了
量表。
6．量表所提供的信息是；差别、强度、等距和绝对零点。
7．随着信息量的增加，心理量表依次为：名称量表、顺序量表、
等距量表和比例量表。
8．费希纳定律给出了一个心理判断的顺序量表；史蒂文斯定律186
删给出了一个比例量表。
9．由于控制严格和参与行为复杂程度的降低，心理物理学经常
使用小样本设计，在这样的实验中被试数量较少。
绝对闭限
决策标准（B）
标准
感受性
决策阈限
差劓
关 键 词
absolute threshold
beta
criterion