第三章-心理物理法

第三章

心理物理學(xué)方法心理物理學(xué)的先驅(qū)是費(fèi)希納G.T.Fechner（1801-1887）。作為一位哲學(xué)家，他始終關(guān)心心理與物理的關(guān)系問題，千方百計(jì)地企圖在物理刺激與感覺之間發(fā)現(xiàn)某種定量的關(guān)系。費(fèi)希納通過對(duì)感覺強(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)量感覺的基本方法。1860年他發(fā)表了《心理物理學(xué)綱要》一書，為心理物理學(xué)研究方法的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。心理物理學(xué)是一門關(guān)于身體和心理之間函數(shù)關(guān)系的精密科學(xué)。心理物理學(xué)法是指用來研究心理量與物理量之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的研究方法。心理物理法所處理的問題主要分為兩大類：一類是感覺閾限的測(cè)量，另一類是閾上感覺的測(cè)量，也就是心理量表的制作。第一節(jié)感覺閾限的測(cè)量一、感覺閾限的含義二、測(cè)量感覺閾限的方法（一）最小變化法（二）恒定刺激法（三）平均差誤法（四）三種經(jīng)典心理物理法的比較一、感覺閾限的含義（一）感覺閾限的定義1、絕對(duì)感覺閾限剛剛能引起感覺的最小刺激強(qiáng)度被叫做絕對(duì)感覺閾限（absolutethreshold）

按照這種說法，低于絕對(duì)閾限的刺激強(qiáng)度我們總是感覺不到的，而高于絕對(duì)閾限的刺激強(qiáng)度我們總是能感覺到的。操作定義：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(qiáng)度。

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(wú)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(gè)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.=30.48cm1英里=1.61千米2、差別感覺閾限剛剛能覺察出差別感覺的最小的差別量。操作定義：有50%的次數(shù)能覺察出差別，50%的次數(shù)不能覺察出差別的刺激強(qiáng)度的差別。也稱最小可覺差（justnoticeabledifference，j.n.d或JND）（二）韋伯定律差別閾限和標(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)。△I/I=k（△I代表刺激強(qiáng)度的增量；I代表標(biāo)準(zhǔn)刺激強(qiáng)度；k是常數(shù)）最小可覺差依原來的不同的重量刺激值而不同。不同感覺道的韋伯分?jǐn)?shù)是不同的

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)不同感覺道的感受性進(jìn)行比較。

二、測(cè)量感覺閾限的方法（一）最小變化法（極限法）（二）恒定刺激法（三）平均差誤法（一）最小變化法

最小變化法，也稱極限法或系列探索法，是心理物理學(xué)的經(jīng)典方法之一，它的主要特點(diǎn)就是刺激按照“遞增”或“遞減”的兩種系列逐漸進(jìn)行微小的變化，以探索被試對(duì)刺激有、無(wú)覺察反應(yīng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，即閾限位置。利用這種方法既可以測(cè)定被試對(duì)刺激的絕對(duì)感覺閾限，也可以測(cè)定被試對(duì)刺激的差別感覺閾限。

1、用最小變化法測(cè)定絕對(duì)感覺閾限（1）

刺激系列的確定：一般在刺激變化范圍內(nèi)確定15～20個(gè)刺激點(diǎn)，其中最小刺激點(diǎn)應(yīng)保證遠(yuǎn)在閾限值之下、最大刺激點(diǎn)應(yīng)保證遠(yuǎn)在閾限值之上，而且刺激的強(qiáng)度要按照遞增和遞減的兩種方式等距微小地變化。（2）

反應(yīng)記錄：刺激呈現(xiàn)過程中，要求被試報(bào)告“有”感覺或“無(wú)”感覺并分別記“＋”或“－”。遞增系列實(shí)驗(yàn)從較小刺激開始逐漸增加，每次記錄被試的反應(yīng)或報(bào)告，直到其報(bào)告從“無(wú)”變?yōu)椤坝小苯K止該次實(shí)驗(yàn)系列；遞減系列實(shí)驗(yàn)從較大的刺激開始逐漸減少，每次記錄被試的報(bào)告，直到其報(bào)告從“有”變?yōu)椤盁o(wú)”就終止該次實(shí)驗(yàn)系列。最小變化法是采用比較精細(xì)的方法探測(cè)閾限值位置，其要求的實(shí)驗(yàn)次數(shù)較大，一般遞增和遞減系列均要達(dá)到50次以上。此外還要注意以下問題：第一，刺激的改變是等距的；第二，刺激的起點(diǎn)是不確定的；第三，在實(shí)驗(yàn)系列中，被試出現(xiàn)不能確定的情況時(shí)，視為其感覺發(fā)生了變化，可以終止該系列實(shí)驗(yàn)，并將被試報(bào)告記為“？”；第四，采用“↑↓↓↑”或“↓↑↑↓”方法平衡系列誤差（3）閾限的確定在一個(gè)刺激系列中，被試報(bào)告“有”和“無(wú)”時(shí)，相應(yīng)的兩個(gè)刺激強(qiáng)度的中點(diǎn)，就是這個(gè)系列的閾限值。所有系列閾限值的平均值就是這種感覺的絕對(duì)閾限值。舉例1：用最小變化法測(cè)定音高的絕對(duì)感覺閾限誤差的類型誤差的含義判斷方法控制方法期望誤差遞增系列提前報(bào)告有遞減系列提前報(bào)告無(wú)用t檢驗(yàn)比較兩個(gè)系列的平均閾限值，若差異顯著，則存在這兩種誤差，若M增<M減，則存在期望誤差，若M增>M減，則存在習(xí)慣誤差切實(shí)掌握實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；采用ABBA法；對(duì)兩個(gè)系列的起點(diǎn)做隨機(jī)變化

習(xí)慣誤差遞增系列堅(jiān)持報(bào)告無(wú)遞減系列堅(jiān)持報(bào)告有練習(xí)誤差經(jīng)重復(fù)產(chǎn)生學(xué)習(xí)效果導(dǎo)致反應(yīng)敏感性提高用t檢驗(yàn)比較前后兩部分結(jié)果，若差異顯著，說明存在這兩種誤差，若M前>M后，則存在練習(xí)誤差，若M前<M后，則存在疲勞誤差

同上

疲勞誤差因疲倦?yún)挓┣榫w導(dǎo)致反應(yīng)變慢，敏感性降低最小變化法實(shí)驗(yàn)中包含兩對(duì)四種誤差，具體內(nèi)容見下表。（4）誤差及控制多層次ABBA法的控制形式比較刺激系列呈現(xiàn)順序遞增遞減遞減遞增標(biāo)準(zhǔn)刺激呈現(xiàn)位置左右右左右左左右相繼呈現(xiàn)的先后順序前后后前前后后前2、利用最小變化法測(cè)定差別感覺閾限（1）

刺激系列的確定：測(cè)定差別閾限的刺激包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刺激和一個(gè)比較刺激系列，比較刺激系列的最小刺激點(diǎn)遠(yuǎn)在標(biāo)準(zhǔn)刺激之下，被試能明顯感到其與標(biāo)準(zhǔn)刺激相比較弱；比較刺激的最大點(diǎn)遠(yuǎn)在標(biāo)準(zhǔn)刺激之上，被試能明顯感到其與標(biāo)準(zhǔn)刺激相比較強(qiáng)；其中還包括一個(gè)與標(biāo)準(zhǔn)刺激相等的刺激。

（2）

反應(yīng)記錄：在差別閾限的測(cè)定中，被試的反應(yīng)或報(bào)告有三類：感到比較刺激小于標(biāo)準(zhǔn)刺激、感到比較刺激等于標(biāo)準(zhǔn)刺激或拿不準(zhǔn)、感到比較刺激大于標(biāo)準(zhǔn)刺激，三種情況要求被試分別報(bào)告“小于”、“等于”或“不確定”、“大于”，分別記作：“－”、“＝”、“＋”。（3）差別閾限的確定第一步，求各列上限、下限差別上限（Lu）的確定：漸增系列中從“=”到第一次“+”之間的中點(diǎn)，和漸減系列中從“+”到“=”之間的中點(diǎn)。

差別下限（Ll）的確定：漸增系列中從最后一次“-”到“=”之間的中點(diǎn)；漸減系列中從“=”到第一次“-”之間的中點(diǎn)。第二步，求不肯定間距（IU）、主觀相等點(diǎn)（PSE）不肯定間距（IU）的計(jì)算：上限與下限之間的距離，

IU=Lu-Ll

主觀相等點(diǎn)（PSE）的確定：就是不肯定間距的中點(diǎn)。

PSE=（上限+下限）/2第三步，求差別閾限、常誤

差別閾限（DL）的計(jì)算：不肯定間距的一半或上差別閾限（Lu-St）與下差別閾限（St-Ll）之和的一半，就是差別閾限。

DL=（Lu-Ll）/2。常誤（CE）＝PSE－標(biāo)準(zhǔn)刺激強(qiáng)度（St）舉例2：用最小變化法測(cè)定時(shí)間差別閾限請(qǐng)思考：最小變化法測(cè)量差別閾限時(shí)可能存在哪些誤差？如何判斷？（4）誤差及控制主要有四種誤差：期望誤差、習(xí)慣誤差、時(shí)間誤差、空間誤差。在相繼呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)中存在時(shí)間誤差；在同時(shí)呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)中存在空間誤差?？刹捎肁BBA對(duì)相繼呈現(xiàn)中的前后順序和同時(shí)呈現(xiàn)中的左右順序進(jìn)行控制ABBA法的控制形式

3、最小變化法的變式——階梯法最小變化法是按一定的梯級(jí)增加或減少刺激強(qiáng)度來測(cè)定閾限的，并且漸增和漸減系列是完全分開的。階梯法和最小變化法不同的地方就在于它把增加和減少刺激強(qiáng)度的程序連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)被試報(bào)告感覺不到開始呈現(xiàn)的刺激時(shí)，主試就按一定梯級(jí)來增加刺激強(qiáng)度；而當(dāng)增加到被試感覺到了時(shí)，又按一定的梯級(jí)來減少刺激強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)按這樣的順序繼續(xù)下去，直至達(dá)到一個(gè)先定的標(biāo)準(zhǔn)或先定的實(shí)驗(yàn)次數(shù)為止，最后求出各轉(zhuǎn)折點(diǎn)的平均數(shù)就是所求的閾限值。（二）恒定刺激法恒定刺激法也叫次數(shù)法、常定刺激差別法、正誤示例法等，其特點(diǎn)是：只使用5-7個(gè)恒定刺激，這幾個(gè)刺激中最大的強(qiáng)度要大到它被感覺到的概率達(dá)到95%，最小的刺激強(qiáng)度要小到它被感覺到的概率只在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)次數(shù)應(yīng)相等。（1）自變量的確定和呈現(xiàn)：首先確定刺激范圍，即根據(jù)研究經(jīng)驗(yàn)或預(yù)測(cè)找到從經(jīng)常感覺不到（感覺到的幾率小于5％）至經(jīng)常感覺得到（感覺到的幾率大于95％）的刺激范圍，然后根據(jù)刺激范圍的寬度確定5——7個(gè)等距的刺激點(diǎn)。各刺激隨機(jī)呈現(xiàn)且次數(shù)要相等、次數(shù)要多。

1、用恒定刺激法測(cè)定絕對(duì)感覺閾限

（3）用一定的數(shù)學(xué)方法計(jì)算出絕對(duì)感覺閾限。（2）反應(yīng)記錄:用恒定刺激法測(cè)定絕對(duì)感覺閾限時(shí)，每呈現(xiàn)一次刺激都要求被試報(bào)告感覺到或感覺不到，即報(bào)告“有”或“無(wú)”。實(shí)驗(yàn)者記錄每種刺激呈現(xiàn)時(shí)被試報(bào)告“有”或“無(wú)”并統(tǒng)計(jì)出各自的總次數(shù)。

表中5個(gè)刺激值共隨機(jī)呈現(xiàn)1000次，每種刺激呈現(xiàn)200次，其中各種刺激值呈現(xiàn)時(shí)被試報(bào)告“兩點(diǎn)”的次數(shù)如表4-3所示。如何確定該兩點(diǎn)閾的值呢？舉例3：用恒定刺激法測(cè)定兩點(diǎn)閾幾種不同計(jì)算閾限的方法：（1）直線內(nèi)插法——S—P作圖（2）平均Z分?jǐn)?shù)法——S—Z作圖（3）最小二乘法（1）直線內(nèi)插法——S—P作圖直線內(nèi)插法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易算，但它不夠精確，因?yàn)閰⑴c計(jì)算絕對(duì)閾限的只是鄰近0.50比例的兩個(gè)比例，其余的比例雖然也是實(shí)驗(yàn)結(jié)果但都廢棄不用。另外，直線內(nèi)插法的圖示也不夠精確，因?yàn)榍€是用眼睛配合手畫出來的，會(huì)因人而異。（2）平均Z分?jǐn)?shù)法——S—Z作圖平均Z分?jǐn)?shù)法避免了直線內(nèi)插法的缺點(diǎn)，提高了結(jié)果的精確度。這種方法首先要求將P值轉(zhuǎn)化成為Z分?jǐn)?shù)，即標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)，即將刺激與正確率之間的關(guān)系轉(zhuǎn)換成直線關(guān)系。將P值轉(zhuǎn)化成Z分?jǐn)?shù)可以通過查P-Z轉(zhuǎn)換表來獲得。Z分?jǐn)?shù)是以標(biāo)準(zhǔn)差為單位表示的原始分?jǐn)?shù)與平均數(shù)的偏離。根據(jù)刺激個(gè)數(shù)確定直線上的兩個(gè)點(diǎn)，本例中為9和11，求其平均Z。思考：根據(jù)11毫米如何計(jì)算絕對(duì)閾限？（3）最小二乘法最小二乘法比Z分?jǐn)?shù)法更為精確，用最小二乘法作直線時(shí)，要先確定直線方程Y=a+bX中的a和b，相關(guān)公式如下：因?yàn)樵诔B(tài)曲線上，Z=0時(shí)，P=0.50，所以S就是所求的兩點(diǎn)閾。練習(xí)：根據(jù)教材54頁(yè)中的表3.9分別用平均Z分?jǐn)?shù)法和最小二乘法求絕對(duì)閾限。2、用恒定刺激法測(cè)定差別感覺閾限

（1）自變量

用恒定刺激法測(cè)定差別閾限，是讓被試者將比較刺激與標(biāo)準(zhǔn)刺激加以比較，標(biāo)準(zhǔn)刺激是能被感覺到的某一刺激強(qiáng)度，比較刺激可在標(biāo)準(zhǔn)刺激上下一段距離內(nèi)確定，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)選定5到7個(gè)刺激強(qiáng)度作為比較刺激。刺激要隨機(jī)呈現(xiàn).（2）反應(yīng)變量用恒定刺激法測(cè)定差別閾限的反應(yīng)變量要求被試者以口頭報(bào)告方式表示。兩類反應(yīng)：大于、小于三類反應(yīng)：大于、等于、小于兩類反應(yīng)一個(gè)提重實(shí)驗(yàn)：標(biāo)準(zhǔn)刺激為200克，比較刺激為184、182、200、208、216克，共5個(gè)。每個(gè)比較刺激與標(biāo)準(zhǔn)刺激比較20次，共比較100次。結(jié)果如下：比較刺激184192200208216反應(yīng)次數(shù)510111317P+（%）2550556585Z-0.670.000.130.391.04請(qǐng)分別根據(jù)直線內(nèi)插法、平均Z分?jǐn)?shù)法和最小二乘法計(jì)算出50%的差別閾限。依照恒定刺激法測(cè)絕對(duì)閾限時(shí)計(jì)算閾限的各種方法，計(jì)算出50%正反應(yīng)的比較刺激值計(jì)算方法M（50%）平均Z分?jǐn)?shù)法196.1最小二乘法196.3直線內(nèi)插法192.0值得注意的是，在兩類反應(yīng)中，50%正反應(yīng)，即50%次數(shù)判斷比較刺激重于標(biāo)準(zhǔn)刺激，50%次數(shù)判斷比較刺激輕于標(biāo)準(zhǔn)刺激，這就相當(dāng)于是沒有分辨能力。因此，以75%次感覺重于標(biāo)準(zhǔn)刺激作為相等地帶的上限，25%次感覺重于標(biāo)準(zhǔn)刺激作為相等地帶的下限（即以75%次感覺輕于標(biāo)準(zhǔn)刺激作為相等地帶的下限）。有了上限和下限就可以求出差別閾限。這類叫“75%差別閾限”練習(xí)

二類反應(yīng)的差別閾限的計(jì)算：以重量辨別為例。以200克的重量為標(biāo)準(zhǔn)刺激，以從185到215克中的間隔為5克的7個(gè)重量為比較刺激，要求被試者只作“重”和“輕”這二類反應(yīng)。差別閾限的計(jì)算上限Lu=206.6克，下限Ll=192.8克差別閾限為：DL=[（206.6-200）+（200-192.8）]/2=6.9克主觀相等點(diǎn)：PSE=（206.6+192.8）/2=199.7常誤：PSE-St=199.7-200=-0.3三類反應(yīng)三類反應(yīng)的差別閾限的計(jì)算：以重量辨別為例。以200克的重量作為標(biāo)準(zhǔn)刺激，以從185至215克中的7個(gè)重量作為比較刺激，7個(gè)重量間的間隔各為5克，要求被試作“重”、“相等”和“輕”這三類反應(yīng)。根據(jù)表的數(shù)據(jù)用直線內(nèi)插法求得差別閾限。根據(jù)上表中的①、②、③三個(gè)縱列的數(shù)據(jù)畫出三條曲線，用直線內(nèi)插法求得50％的次數(shù)被判斷比標(biāo)準(zhǔn)刺激重的重量為204.5克和50％的次數(shù)被判斷比標(biāo)準(zhǔn)刺激輕的重量為196.6克（見左圖），這兩個(gè)數(shù)值分別為上限和下限（即Lu=204.5克，Ll=196.6克）。根據(jù)上限和下限，就可計(jì)算如下：上差別閾=DLu=204.5克-200克=4.5克下差別閾=DLl=200克-196.6克=3.4克差別閾限=DL=（4.5+3.4）/2=3.95克

但在使用恒定刺激法測(cè)定差別閾限的實(shí)驗(yàn)中，如果使用三類反應(yīng)，被試的態(tài)度等個(gè)性因素就會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生明顯影響。在三類反應(yīng)中，包括“大于”、“相等”、“小于”三種回答。較自信的被試，會(huì)較少或不作“相等”的回答，其反應(yīng)的不確定性區(qū)間就小；較謹(jǐn)慎的被試則只有較大把握時(shí)才會(huì)作出“大于”或“小于”的回答，其“相等”的回答較多，不確定性區(qū)間就大，測(cè)量得到的差別閾限值也就較大。這樣看來，使用三類反應(yīng)來測(cè)量差別閾限時(shí)，所測(cè)量到的似乎不是被試的辨別能力，而是被試的態(tài)度或個(gè)性因素。有的心理學(xué)家將“等于”的反應(yīng)單列，并以此來分析被試的內(nèi)在心理偏向。在用恒定刺激法來測(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。（三）平均差誤法

平均差誤法，也叫平均誤差法，實(shí)驗(yàn)程序是：為被試提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刺激作為參照點(diǎn)，然后讓被試自己調(diào)整一比較刺激，直到被試感覺到他自己調(diào)整的比較刺激與標(biāo)準(zhǔn)刺激相等，記錄被試調(diào)整后比較刺激的實(shí)際大小與標(biāo)準(zhǔn)刺激的差異即誤差。把多次比較的誤差平均起來就可得到平均誤差。因?yàn)槠骄`差與差別閾限成正比，所以可以用平均誤差來表示差別感受性。

1、用平均差誤法測(cè)定絕對(duì)閾限（1）自變量：以“零”為標(biāo)準(zhǔn)刺激，調(diào)節(jié)比較刺激的大小。（2）反應(yīng)變量：被判斷為與標(biāo)準(zhǔn)刺激相等的比較刺激值，即被試剛剛調(diào)到感覺不到時(shí)的比較刺激值。（3）絕對(duì)閾限的確定：各次測(cè)定數(shù)值的平均數(shù)即為絕對(duì)閾限。2、用平均差誤法測(cè)定差別閾限

自變量：呈現(xiàn)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刺激，要求被試調(diào)節(jié)比較刺激的大小，使其與標(biāo)準(zhǔn)刺激相等。比較刺激是一連續(xù)變量。反應(yīng)變量：被判斷為與標(biāo)準(zhǔn)刺激相等的比較刺激值。差別閾限的確定：測(cè)定的差別閾限值只是估計(jì)值具體求法為：（1）把每次的調(diào)整結(jié)果（X）與主觀相等點(diǎn)（PSE或M）的差的絕對(duì)值加以平均，將所求的平均數(shù)作為差別閾限的估計(jì)值。AEM=∑|X-PSE|/N（2）把每次的調(diào)整結(jié)果（X）與標(biāo)準(zhǔn)刺激（St）的差的絕對(duì)值加以平均，將所求的平均數(shù)作為差別閾限的估計(jì)值。AEST=∑|X-St|/N（3）用每次調(diào)整結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差作為差別閾限的估計(jì)值（4）用每次調(diào)整結(jié)果的四分位差作為差別閾限的估計(jì)值例：用平均差誤法測(cè)量差別閾限：以視覺的長(zhǎng)度辨別為例3、誤差及控制(1)動(dòng)作誤差因被試所采用的動(dòng)作方式不同而產(chǎn)生的誤差。如由小到大調(diào)節(jié)與由大到小調(diào)節(jié)所使用的動(dòng)作不同。(2)時(shí)間誤差在標(biāo)準(zhǔn)刺激與比較刺激相繼呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)中，因標(biāo)準(zhǔn)刺激相對(duì)比較刺激在前與在后的不同而產(chǎn)生的誤差。(3)空間誤差在標(biāo)準(zhǔn)刺激與比較刺激同時(shí)呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)中，因標(biāo)準(zhǔn)刺激相對(duì)比較刺激在空間位置上的不同而產(chǎn)生的誤差。誤差控制的方法：（1）ABBA法；（2）動(dòng)作規(guī)范化。（四）、三種經(jīng)典心理物理法的比較1.從閾限的涵義上來比較。極限法最符合感覺閾限的操作定義，同時(shí)因?yàn)楸辉囍来碳こ尸F(xiàn)的秩序，能把注意力集中到特別需要注意的地方，從而取得較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但也正是因?yàn)楸辉囍缹?shí)驗(yàn)次序，則容易產(chǎn)生期望誤差、習(xí)慣誤差。這種方法適宜于測(cè)定可以按小階梯變化的刺激的感覺閾限，不適宜于測(cè)試連續(xù)變化的、適應(yīng)性強(qiáng)的刺激。

2.從被試方面來比較，最小變化法和恒定刺激法都要求較大的實(shí)驗(yàn)次數(shù)，被試被動(dòng)參與就顯得單調(diào)疲乏，所以平均差誤法實(shí)驗(yàn)中被試能主動(dòng)參與就可以激發(fā)其實(shí)驗(yàn)興趣。在這方面，平均差誤法優(yōu)于極限法和恒定刺激法。

3.從誤差方面看，三種方法都會(huì)有較大誤差。極限法產(chǎn)生的是期望誤差、習(xí)慣誤差和系列誤差；恒定刺激法用于那些不方便隨意改變刺激的感覺閾限較方便，但使用三類反應(yīng)時(shí)，不肯定間距受主觀因素影響明顯；使用二類反應(yīng)雖可避免不肯定間距穩(wěn)定性的問題，但是迫使被試作出某種反應(yīng)很不自然，容易產(chǎn)生逆反情緒。還有，在恒定刺激法實(shí)驗(yàn)中，刺激隨機(jī)呈現(xiàn)，被試有較多猜測(cè)成分。平均差誤法實(shí)際上測(cè)到的只是一個(gè)近似值，結(jié)果不能與其他方法的結(jié)果比較。4.從效率方面來說，平均差誤法的效率最高。恒定刺激法的每一組數(shù)據(jù)都可以用上，效率也較高，但是極限法實(shí)驗(yàn)次數(shù)多、使用數(shù)據(jù)不充分，所以效率不高。第二節(jié)信號(hào)檢測(cè)論

（一）色子游戲

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0，另三面寫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，例如總數(shù)是8.

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3-11色子數(shù)目總數(shù)與特殊色子出現(xiàn)概率的關(guān)系正確否定虛報(bào)漏報(bào)擊中色子游戲的四種情形猜3030特殊色子擊中與漏報(bào)如果你心目中定下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：凡色子數(shù)目總數(shù)等于9或者大于9時(shí)，你就說特殊色子是3，小于9時(shí)，就說特殊色子是0，那么擊中率是多少？漏報(bào)率是多少？此例中擊中率用符號(hào)P（Y/3）表示，漏報(bào)率用P（N/3）表示。虛報(bào)與正確否定還是按照剛才的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)色子數(shù)目總數(shù)等于9或者大于9時(shí)，你都說特殊色子是3，小于9時(shí)你都說特殊色子是0，但當(dāng)色子數(shù)目總數(shù)等于9或者大于9時(shí)，特殊色子也有可能是0，因此可能出現(xiàn)虛報(bào)，請(qǐng)想一想虛報(bào)率為多少？正確否定率是多少？虛報(bào)率用P（Y/0）表示，正確否定率用P（n/0）表示。以9為判斷標(biāo)準(zhǔn)下的各種概率標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)：當(dāng)判斷標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生變化時(shí)，擊中、虛報(bào)率等就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，從表中看一下判斷標(biāo)準(zhǔn)變化時(shí)，擊中率和虛報(bào)率都會(huì)發(fā)生什么變化？由于擊中率與漏報(bào)率之和為100%，虛報(bào)率與正確否定率之和也為100%，因此只用擊中率和虛報(bào)率來說明問題就夠了。操作者特征曲線：以虛報(bào)率為橫坐標(biāo)，擊中率為縱坐標(biāo)作圖時(shí)，我們就可以形象地看到隨著標(biāo)準(zhǔn)的變化，擊中率和虛報(bào)率也相應(yīng)地發(fā)生變化，這個(gè)圖為操作者特征曲線。另外一種表示標(biāo)準(zhǔn)的變化怎樣引起擊中率與虛報(bào)率變化的直觀方法根據(jù)表3-11，想一想，當(dāng)特殊色子是3時(shí)，色子數(shù)目總和為9出現(xiàn)的概率是多大？再想一想，當(dāng)特殊色子是0時(shí)，色子數(shù)目總和為9出現(xiàn)的概率是多少？特殊色子為3或0時(shí)，各色子數(shù)目總和出現(xiàn)的概率以色子數(shù)目總和為橫坐標(biāo)，以它們出現(xiàn)的概率為縱坐標(biāo)畫曲線，如下圖：操作特征曲線以虛報(bào)率作為橫坐標(biāo)，擊中率作為縱坐標(biāo)做圖時(shí)，可以看到隨著標(biāo)準(zhǔn)的變化，擊中率與虛報(bào)率也相應(yīng)地發(fā)生變化。曲線上各點(diǎn)代表在特定刺激條件下被試所采用的各種反應(yīng)方式，所以叫做接受者操作特征曲線（receiveroperatingcharacteristiccurve,ROC）（二）人對(duì)信號(hào)刺激的覺察

色子游戲已知色子數(shù)目總和

3

判斷

0

信號(hào)覺察獲得某種感覺信號(hào)判斷噪音玩色子游戲的過程就是根據(jù)某些信息去作判斷的過程，人對(duì)信號(hào)刺激的覺察也是如此。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)的覺察過程。與色子游戲一樣，人們對(duì)信號(hào)的覺察也在內(nèi)心設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)感覺到達(dá)某種程度或超過那種程度就說感覺是信號(hào)引起的，否則，就說是由噪聲引起的。人對(duì)信號(hào)的覺察也有擊中、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。信號(hào)檢測(cè)論的實(shí)驗(yàn)中，擊中率用P（y/SN)表示，SN代表信號(hào)，類似于色子游戲中的3；虛報(bào)率用P（y/N)表示，N代表噪音，類似于色子游戲中的0。信號(hào)檢測(cè)論到底是怎樣把人的感受性與判斷標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分開的呢？又如何用獨(dú)立的數(shù)據(jù)來表示呢？下面介紹兩種方法：有無(wú)法和評(píng)價(jià)法來回答這些問題。1、有無(wú)法這個(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)果來估計(jì)P(y/SN)和P(y/N)。（三）信號(hào)檢測(cè)論的實(shí)驗(yàn)方法擊中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)假設(shè)我們的實(shí)驗(yàn)是在白噪音的背景上檢測(cè)一個(gè)純音信號(hào)，以隨機(jī)方式呈現(xiàn)給一個(gè)被試100次信號(hào)和100次噪音，結(jié)果發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)100次信號(hào)被試報(bào)告說信號(hào)16次，呈現(xiàn)100次噪音，被試報(bào)告說信號(hào)2次，因此擊中率為P（y/SN）=0.16，虛報(bào)率為P（y/N）=0.02。判斷標(biāo)準(zhǔn)如何確定：當(dāng)判斷標(biāo)準(zhǔn)確定時(shí)，擊中率與虛報(bào)率與隨之確定，因此它們之間有固定的關(guān)系，可以由已知的擊中率和虛報(bào)率推知標(biāo)準(zhǔn)。擊中率和虛報(bào)率的縱坐標(biāo)就是指與擊中率和虛報(bào)率相應(yīng)的Z分?jǐn)?shù)上正態(tài)曲線的高度，從正態(tài)分布表上可以查到。本例中與擊中率P=0.16相應(yīng)的縱坐標(biāo)為0.242；與虛報(bào)率P=0.02相應(yīng)的縱坐標(biāo)高度為0.048，因此這輪實(shí)驗(yàn)中β=0.242/0.048=5.042感受性的高低如何表示：兩個(gè)正態(tài)曲線的距離即兩個(gè)正態(tài)分布的平均數(shù)之間的距離來表示。這個(gè)距離以標(biāo)準(zhǔn)差為單位來表示，這個(gè)距離等于擊中率P對(duì)應(yīng)的Z分?jǐn)?shù)與虛報(bào)率P對(duì)應(yīng)的Z分?jǐn)?shù)之差。本例中，通過查正態(tài)曲線表，得到擊中率P=0.16的Z分?jǐn)?shù)為1，而虛報(bào)率P=0.02的Z分?jǐn)?shù)為2，于是得到d‘為1。注意：郭秀艷書中的計(jì)算辦法是擊中率的Z分?jǐn)?shù)減去虛報(bào)率的Z分?jǐn)?shù)，但Z分?jǐn)?shù)是依靠查PZO轉(zhuǎn)換表獲得的，不是查正態(tài)曲線表獲得的。兩種計(jì)算方法的計(jì)算結(jié)果基本是一致的。小練習(xí)某次信號(hào)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)得到擊中率為0.93，虛報(bào)率為0.69，則計(jì)算該次實(shí)驗(yàn)中的判斷標(biāo)準(zhǔn)β與感受性d‘。一般來說，人的分辨能力在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)變化，是恒定的，但人的判斷標(biāo)準(zhǔn)卻可以時(shí)刻變化。影響判斷標(biāo)準(zhǔn)變化的原因主要有：信號(hào)出現(xiàn)的概率P（SN）和對(duì)被試回答的獎(jiǎng)懲辦法。獎(jiǎng)懲辦法固定時(shí)，信號(hào)出現(xiàn)的概率對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)的影響以下表中的假設(shè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來說明當(dāng)信號(hào)出現(xiàn)的概率低時(shí)，被試不輕易回答說有信號(hào)，表明被試的判斷標(biāo)準(zhǔn)高；當(dāng)信號(hào)出現(xiàn)概率高時(shí)，被試傾向于多說有信號(hào)，表明被試的判斷標(biāo)準(zhǔn)低。即當(dāng)信號(hào)不經(jīng)常出現(xiàn)時(shí)，被試獲得很強(qiáng)的感覺才說有信號(hào)，而當(dāng)信號(hào)頻頻發(fā)生時(shí)，被試獲得輕微的感覺就說有信號(hào)。但在幾輪實(shí)驗(yàn)中分辨能力都保持恒定，說明判斷標(biāo)準(zhǔn)的變化是由于被試不同的預(yù)期產(chǎn)生的，與信號(hào)本身無(wú)關(guān)。當(dāng)判斷標(biāo)準(zhǔn)變化時(shí)，擊中率與虛報(bào)率都相應(yīng)地發(fā)生變化，但d’是恒定的，即分辨能力保持不變，因此操作者特征曲線（ROC曲線）又叫等感受性曲線。信號(hào)概率恒定條件下，獎(jiǎng)懲辦法對(duì)被試判斷標(biāo)準(zhǔn)的影響當(dāng)獎(jiǎng)懲辦法是多說信號(hào)時(shí)（如F輪實(shí)驗(yàn)），β偏低，當(dāng)獎(jiǎng)懲辦法是鼓勵(lì)少說信號(hào)時(shí)（如D輪實(shí)驗(yàn)），β偏高。45度對(duì)角線代表被試的辨別力等于0的一條線，也就是說擊中率等于虛報(bào)率的一條線。ROC曲線距離這條線越遠(yuǎn)，表明被試的辨別力越強(qiáng)。將具有不同分辨能力的被試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫在一起，可得到一組d’不同的操作者特征曲線。ROC曲線的基本特征也可以用下圖表示ROC曲線的曲率代表被試對(duì)信號(hào)的感受性及反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)信號(hào)本身的強(qiáng)度很大時(shí)，它容易被覺察，因此ROC曲線向左邊彎得更高；信號(hào)變?nèi)鯐r(shí)，ROC曲線向45度對(duì)角線靠攏。即ROC曲線的曲率（與機(jī)遇線的距離）由信度強(qiáng)度和被試感受性決定，與被試的判斷標(biāo)準(zhǔn)無(wú)關(guān)。無(wú)論被試的感受性高低，被試都有多說信號(hào)和少說信號(hào)的情形，即感受性與判斷標(biāo)準(zhǔn)是彼此分離的。舉例：采用再認(rèn)法對(duì)甲乙兩人的記憶能力進(jìn)行測(cè)試和比較。實(shí)驗(yàn)過程是：甲乙兩人在相同時(shí)間內(nèi)同時(shí)學(xué)習(xí)并記憶50個(gè)單詞，然后將這50個(gè)單詞與另外50個(gè)未學(xué)習(xí)的單詞混淆在一起，再逐個(gè)地分別呈現(xiàn)給甲乙兩人，要求其回答呈現(xiàn)的這個(gè)詞“是”或“不是”前面學(xué)習(xí)過的單詞，得到的測(cè)試結(jié)果如下：被試被試的反應(yīng)結(jié)果項(xiàng)目是不是甲學(xué)習(xí)過（SN）455未學(xué)過（N）1535乙學(xué)習(xí)過（SN）3020未學(xué)過（N）1040按照測(cè)試結(jié)果，甲乙兩人誰(shuí)的記憶能力強(qiáng)？誰(shuí)的判斷標(biāo)準(zhǔn)比較高？2、評(píng)價(jià)法在有無(wú)法實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)定下標(biāo)準(zhǔn)以后，凡等于或大于標(biāo)準(zhǔn)的感覺都說是信號(hào)引起的，但等于或大于標(biāo)準(zhǔn)的感覺強(qiáng)度是不一樣的，有無(wú)法將這一點(diǎn)忽略了！由于有無(wú)法把感覺連續(xù)體分為兩部分，故它從被試的反應(yīng)中所能知道的就只是某一感覺在標(biāo)準(zhǔn)以上或以下，至于這種感覺離開標(biāo)準(zhǔn)多遠(yuǎn)則不知道，即反應(yīng)的把握程度反映不出來，從而喪失了許多信息。把某一感覺離標(biāo)準(zhǔn)多遠(yuǎn)表達(dá)出來的辦法是被試判斷有無(wú)信號(hào)之后，然后報(bào)告對(duì)回答的確信程度（或用概率來表達(dá)確信程度），這就是評(píng)價(jià)法的實(shí)驗(yàn)，用這樣的方法，我們可以把信號(hào)或噪音引起的感覺距離標(biāo)準(zhǔn)多遠(yuǎn)表達(dá)出來。C1-5是感覺連續(xù)體上從左到右的5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，1-6代表確信程度即評(píng)價(jià)等級(jí)。這樣當(dāng)x2的感覺出現(xiàn)時(shí)，由于在C5標(biāo)準(zhǔn)以上，被試用第6等級(jí)來反應(yīng)，當(dāng)x1出現(xiàn)時(shí)，由于在C4標(biāo)準(zhǔn)以上，被試用C5等級(jí)來反應(yīng)，以次類推（6個(gè)等級(jí)的含義如下表）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等可能沒有信號(hào)出現(xiàn)40%有信號(hào)出現(xiàn)第2等肯定沒有信號(hào)出現(xiàn)20%有信號(hào)出現(xiàn)第1等十分肯定沒有信號(hào)出現(xiàn)0%有信號(hào)出現(xiàn)表3.19各個(gè)確信程度含義評(píng)價(jià)法舉例在一個(gè)信號(hào)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中SN和N各呈現(xiàn)600次，用評(píng)價(jià)法得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：如何計(jì)算不同確信程度下的判斷標(biāo)準(zhǔn)與分辨能力呢？在評(píng)價(jià)法中要計(jì)算被試在不同確信程度下的判斷標(biāo)準(zhǔn)與感受性，需要將C5以下的各標(biāo)準(zhǔn)的擊中率與虛報(bào)率進(jìn)行累加。為什么對(duì)于C5以下的各標(biāo)準(zhǔn)來說，擊中率都應(yīng)該是累積概率呢？我們結(jié)合圖3-18來進(jìn)行說明。當(dāng)x2感覺出現(xiàn)時(shí)，由于它在C5標(biāo)準(zhǔn)以上，故被試以第6級(jí)作反應(yīng)；當(dāng)x1出現(xiàn)時(shí)，由于它在C5標(biāo)準(zhǔn)以下，因此不能以第6等級(jí)反應(yīng)，但在C4標(biāo)準(zhǔn)上，所以以第5等級(jí)反應(yīng)。要計(jì)算C4標(biāo)準(zhǔn)的擊中率，就不僅要包括第5等級(jí)的反應(yīng)，還應(yīng)包括第6等級(jí)的反應(yīng)，因?yàn)镃5標(biāo)準(zhǔn)比C4標(biāo)準(zhǔn)高，在C5標(biāo)準(zhǔn)以上可以肯定X2感覺是由信號(hào)引起的，那么在比C5低的任何標(biāo)準(zhǔn)下，當(dāng)然也可以肯定X2感覺是由信號(hào)引起的，所以C4標(biāo)準(zhǔn)的擊中率是信號(hào)呈現(xiàn)時(shí)第6等級(jí)和第5等級(jí)的反應(yīng)之和。因此對(duì)于C5以下各標(biāo)準(zhǔn)來說，擊中率都應(yīng)該是累計(jì)概率。各標(biāo)準(zhǔn)下的虛報(bào)率也應(yīng)以類似方法進(jìn)行計(jì)算。以虛報(bào)率的Z分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo)，以擊中率的Z分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，畫出的ROC曲線就是一條直線，這條直線與機(jī)遇線的距離就是感受性d’，看下圖：各確信程度下的判斷標(biāo)準(zhǔn)和分辨力信號(hào)檢測(cè)論實(shí)驗(yàn)：/p0404.htm（四）信號(hào)檢測(cè)論的具體應(yīng)用

再認(rèn)記憶

在心理學(xué)研究中，“連續(xù)—非連續(xù)”的問題始終存在。核心的問題就是：心理過程究竟是在某一個(gè)連續(xù)體上變化，還是在相互分離的階梯上變化？多年以來心理學(xué)家一直關(guān)心學(xué)習(xí)過程是全或無(wú)的還是連續(xù)的，學(xué)習(xí)曲線是否意味著一個(gè)個(gè)學(xué)習(xí)中的獨(dú)立的微小增長(zhǎng)，還是代表了整個(gè)學(xué)習(xí)的逐漸連續(xù)的增加？再認(rèn)記憶中也有相似的問題：某事物被再認(rèn)的條件究竟是其強(qiáng)度超過某一個(gè)閾限，而在此閾限下的記憶強(qiáng)度為零？還是其強(qiáng)度要超過記憶強(qiáng)度連續(xù)體上的某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)？

按照再認(rèn)記憶的信號(hào)檢測(cè)論假設(shè)，新舊項(xiàng)目再記憶強(qiáng)度的連續(xù)體上形成兩個(gè)互相重疊的正態(tài)分布。通過在不同的試驗(yàn)中誘導(dǎo)被試變化判斷標(biāo)準(zhǔn)，可以得到對(duì)應(yīng)的不同的集中率與虛驚率，并可以根據(jù)它們描出類似于ROC曲線的圖樣，稱為MOC（記憶操作特征）曲線。假如信號(hào)檢測(cè)論假設(shè)是正確的，那么MOC在以比率為坐標(biāo)時(shí)應(yīng)該是曲線，而在以z分?jǐn)?shù)為坐標(biāo)時(shí)呈現(xiàn)為直線。在再認(rèn)記憶的非連續(xù)模型中，假定存在一個(gè)記憶強(qiáng)度的閾限，閾上項(xiàng)目總有再認(rèn)反應(yīng)，而閾下項(xiàng)目只有靠猜測(cè)才出現(xiàn)再認(rèn)。按照這個(gè)模型，MOC在以比率為坐標(biāo)時(shí)應(yīng)當(dāng)是直線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示MOC形態(tài)符合再認(rèn)記憶的信號(hào)檢測(cè)論假設(shè)。

信號(hào)檢測(cè)論對(duì)再認(rèn)記憶的良好解釋使得此領(lǐng)域中的研究方法有重大進(jìn)展。運(yùn)用信號(hào)檢測(cè)論，可以驗(yàn)證各種已知的影響再認(rèn)記憶的因素，諸如：年齡、腦損傷、藥物等，究竟影響了人們對(duì)新舊事物進(jìn)行分辨的能力，還是改變了人們判斷新舊的標(biāo)準(zhǔn)。例如：具體的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，大麻能夠同時(shí)降低再認(rèn)記憶的分辨力和再認(rèn)記憶的判斷標(biāo)準(zhǔn)。另一個(gè)例子是，在臨床上抑郁癥和老年癡呆患者都會(huì)表現(xiàn)出記憶力的衰退。當(dāng)某位病患表現(xiàn)出記憶衰退的癥狀，如何診斷其究竟是抑郁癥患者還是智力減退呢？運(yùn)用信號(hào)檢測(cè)論的研究發(fā)現(xiàn)，抑郁和癡呆對(duì)再認(rèn)記憶產(chǎn)生影響的方式是不同的。抑郁能夠使再認(rèn)記憶的判斷標(biāo)準(zhǔn)升高，這可能是因?yàn)橐钟舭Y患者伴隨有嚴(yán)重的自信缺乏，因此他們?cè)谧龀雠袛鄷r(shí)顯得過度保守。而老年癡呆患者則是在新舊項(xiàng)目的分辨力上明顯低于對(duì)照組，由此可見老年癡呆患者有著確實(shí)的記憶損傷。信號(hào)檢測(cè)論區(qū)分了以上兩種疾患對(duì)再認(rèn)記憶產(chǎn)生的影響，從而有可能使以上癥狀的區(qū)別和診斷精度提高。

另外，有研究運(yùn)用信號(hào)檢測(cè)論方法發(fā)現(xiàn)，頭部外傷引起的腦損傷者在再認(rèn)記憶中同時(shí)具有較低的辨別力和較高的判斷標(biāo)準(zhǔn)。研究者對(duì)此的解釋是：腦損傷會(huì)導(dǎo)致記憶功能的衰退，而同時(shí)由于患者本身意識(shí)到自己在記憶方面的缺陷，他們?cè)谂袛鄷r(shí)會(huì)更加謹(jǐn)慎。疼痛

疼痛是一種通常與組織損傷相伴的不愉快體驗(yàn)，作為一類由刺激引發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，它應(yīng)該是心理物理學(xué)的研究對(duì)象。但是長(zhǎng)久以來對(duì)疼痛的研究相對(duì)滯后，其中的一個(gè)原因在于疼痛并非由單純刺激引起的簡(jiǎn)單感覺，它是感覺反應(yīng)與情緒反應(yīng)的混合物，因此很難準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)某個(gè)刺激會(huì)引起多大的痛覺。由此導(dǎo)致人們應(yīng)用信號(hào)檢測(cè)論的方法，去了解影響疼痛判斷的各個(gè)因素分別作用于疼痛的那一個(gè)組成部分，是影響感覺成分的敏感程度，還是影響判斷疼痛大小的標(biāo)準(zhǔn)位置。舉例來說，用信號(hào)檢測(cè)論方法可以分析鎮(zhèn)痛藥究竟是抑制了感覺輸入，還是影響了情緒喚起，或是兩者兼而有之？信號(hào)檢測(cè)論在痛覺研究中的首次嘗試是針對(duì)安慰劑的鎮(zhèn)痛效果，實(shí)驗(yàn)證明服用安慰劑誘導(dǎo)被試的痛覺判斷標(biāo)準(zhǔn)上升，而對(duì)不同強(qiáng)度刺激的分辨力并未受到影響。因此，盡管在服用安慰劑后被試對(duì)痛覺強(qiáng)度的報(bào)告變小了，但他們對(duì)疼痛的敏感性卻沒有受到影響。他們的這種報(bào)告上的變化可能是由于他們認(rèn)為別人期望自己少報(bào)告一些疼痛。信號(hào)檢測(cè)論的應(yīng)用還發(fā)現(xiàn)鎮(zhèn)靜劑的鎮(zhèn)痛作用和安慰劑一樣，它們對(duì)疼痛辨別力并沒有顯著影響；笑氣則是恰恰相反的例子，這種常用的麻醉氣體可以同時(shí)降低疼痛的辨別力并提高疼痛判斷的標(biāo)準(zhǔn)。另有人發(fā)現(xiàn)，針刺療法在鎮(zhèn)痛上的效果和笑氣一致，也能降低疼痛的辨別力。最后，年齡對(duì)痛覺也會(huì)有影響，運(yùn)用信號(hào)檢測(cè)論可發(fā)現(xiàn)人們對(duì)痛的辨別能力歲年齡增長(zhǎng)而逐漸衰退，而年長(zhǎng)者同時(shí)會(huì)具有設(shè)立較高痛覺判斷標(biāo)準(zhǔn)的傾向，這可能是因?yàn)樗麄儾辉敢鈺r(shí)常報(bào)告刺激引起了痛覺。診斷測(cè)試

臨床診斷所做出的決定是十分重要的，但是這些判斷往往并不準(zhǔn)確。近來信號(hào)檢測(cè)論的方法被應(yīng)用于研究醫(yī)生如何做出有否疾病的判斷。例如：診斷腦損傷的兩種常見方法：計(jì)算機(jī)層描（CT）和放射性同位素（RN）。在這個(gè)研究中，CT和RN專業(yè)診斷人員各6名對(duì)136名病人做了檢查，其中某些病人已知具有腦損傷，而另一些則沒有。12名被試對(duì)他們每一次判斷都在一個(gè)五點(diǎn)量表上報(bào)告確定程度，由此可以建立兩種不同診斷方法的ROC曲線。曲線下的面積代表了對(duì)應(yīng)診斷方法的鑒別能力，從中發(fā)現(xiàn)CT的鑒別效果更優(yōu)于RN。運(yùn)用信號(hào)檢測(cè)論分析的實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示，診斷者所采用的診斷標(biāo)準(zhǔn)對(duì)診斷結(jié)果有顯著的影響，這體現(xiàn)在集中率與虛報(bào)率的變化上。有研究者運(yùn)用信號(hào)檢測(cè)論對(duì)臨床診斷行為中的判斷標(biāo)準(zhǔn)最優(yōu)化做出了解釋，認(rèn)為診斷標(biāo)準(zhǔn)受到疾病發(fā)生與不發(fā)生概率（信號(hào)與噪音的先驗(yàn)概率）以及確診和誤診帶來的利弊（支付陣）的影響。總結(jié)信號(hào)檢測(cè)理論的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，在于現(xiàn)實(shí)中的許多現(xiàn)象并非簡(jiǎn)單的存在著某些明顯的界限，來區(qū)分不同屬性的多種狀態(tài)，例如記得與不記得、痛與不痛、有癥狀和無(wú)癥狀。當(dāng)假設(shè)這些不同的狀態(tài)在某個(gè)連續(xù)維度上有區(qū)別，并且不同狀態(tài)的無(wú)數(shù)次觀察分別形成重疊的正態(tài)分布，就可以利用信號(hào)檢測(cè)理論來分離不同狀態(tài)的差異距離和判斷狀態(tài)變化的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步也可能利用這些信息做到對(duì)狀態(tài)判別的最優(yōu)化。與經(jīng)典心理物理學(xué)相比，信號(hào)檢測(cè)論的優(yōu)點(diǎn)有哪些？“信號(hào)檢測(cè)論引進(jìn)到心理實(shí)驗(yàn)中來，是心理物理學(xué)方法的一個(gè)重大突破：第一，在感受性的測(cè)量上，把主觀態(tài)度與辨別力分開，獲得了成功；第二，在解決辨別力指數(shù)的問題上，明確地建立起反映噪音變量的虛報(bào)概念，這一點(diǎn)對(duì)于辨別力的估量不可缺少，而且對(duì)于被試主觀態(tài)度或反應(yīng)偏好的測(cè)量具有重要意義。這里是說，如果不能建立噪音變量的虛報(bào)概念，只有擊中概率就不能有效估計(jì)被試的似然比和辨別力指數(shù)；第三，信號(hào)檢測(cè)論不僅把信號(hào)當(dāng)信息，也把噪音當(dāng)信息，這相對(duì)于傳統(tǒng)心理物理學(xué)來說是一個(gè)發(fā)展，因?yàn)樵胍粢鸬母杏X分布是信號(hào)檢測(cè)的主要困難，只有充分地分析噪音信息才能更好地研究被試的辨別力的性質(zhì)。第三節(jié)心理量表由于物理刺激的等量增加或減少并不一定引起感覺上等量的變化，并且有一些物理刺激本身也難以用物理量表來測(cè)量，因而為了度量感覺量，就需要根據(jù)刺激變化和感覺變化之間的關(guān)系建立心理量表。所謂的心理量表就是刺激的物理強(qiáng)度與其引起的心理強(qiáng)度的對(duì)照表。有了這一對(duì)照表，就可以從刺激量的大小了解相應(yīng)的心理量的大小，也可以從感覺量的大小了解刺激量的大小。心理量表大體上可以分為順序量表、等距量表和比例量表3類。1.順序量表指將對(duì)象的某一屬性排出順序。如長(zhǎng)跑比賽中的名次表，這種量表既沒有相等單位也沒有絕對(duì)零點(diǎn)。根據(jù)順序量表只能知道某事物一定順序中所處的位置，不能進(jìn)行加減運(yùn)算。比如我們知道第一名比第二名快1min，但不能推測(cè)第二名比第三名也快1min。由于沒有絕對(duì)零點(diǎn)，我們不能說第一名的速度是第三名的幾倍。因此順序量表是一種比較粗糙的量表。2.等距量表只有相等單位而沒有絕對(duì)零點(diǎn)。根據(jù)等距離量表不僅可以知道兩事物之間在某種特點(diǎn)上有無(wú)差別，還可以知道它們相差多少。例如我們知道長(zhǎng)跑比賽中第一名到達(dá)時(shí)間是2：01，第二名是2：02，第三名是2：04，因此可以知道頭三名之間的差異，但不知道第一比第三快多少倍。再如，當(dāng)以攝氏度為溫標(biāo)單位時(shí)，就屬于等距量表。我們能說10攝氏度比20攝氏度低10攝氏度，但不能說20攝氏度是10攝氏度的兩倍或者10攝氏度是20攝氏度的一半。換句話說等距量表上的數(shù)值只能加減，不能乘除。3.比例量表既有相等單位又有絕對(duì)零點(diǎn)。它不僅可以表明就其一特點(diǎn)來說兩事物相差多少，而且還可以表明它們之間的比例關(guān)系。例如長(zhǎng)跑比賽中第一名跑了4min，第二名5min，第三名6min。這樣我們可以知道第三名比第一名慢了2min，還知道第三名跑的時(shí)間是第一名的1.5倍。比如，500克和1000克的兩個(gè)東西，我們不僅能說500克的東西比1000克的東西輕500克，也能說前者是后者的一半。比例量表的數(shù)據(jù)既可以用加減法來處理，也可以用乘除法來處理，是一種較理想的量表。順序量表：無(wú)相等單位、無(wú)絕對(duì)零點(diǎn)，如名次表。等距量表：有相等單位、無(wú)絕對(duì)零點(diǎn)，如溫度表。等比量表：有相等單位、有絕對(duì)零點(diǎn)，如長(zhǎng)度表。各量表的特點(diǎn)一、順序量表的建立1、對(duì)偶比較法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)，讓被試對(duì)于刺激的某一特性進(jìn)行比較，并分出優(yōu)劣。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)。最后依每個(gè)刺激獲勝的次數(shù)排列成序，即可制成一個(gè)順序量表。例如，在白紙卡片上分別寫上紅、橙、黃、綠、藍(lán)。一次向被試呈現(xiàn)兩張卡片，讓被試挑選出自己喜歡的顏色。一直進(jìn)行兩兩比較，直到所有的顏色都被判斷為止。由于每一種顏色都需要與另外的顏色進(jìn)行比較，所以5種顏色共配成10對(duì)，即配對(duì)數(shù)目等于n(n-1)/2（n為比較樣品的數(shù)目）。假設(shè)有如下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。轉(zhuǎn)換成Z分?jǐn)?shù)后可以比較各個(gè)比較刺激之間的距離，即將順序量表轉(zhuǎn)化成為了等距量表：2、等級(jí)排列法把許多刺激同時(shí)呈現(xiàn)，讓許多被試按照一定的標(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，就能求出每一次刺激的平均等級(jí)，最后把各刺激按平均等級(jí)排列就會(huì)得到一列順序量表。美國(guó)心理學(xué)家Gattll曾用等級(jí)排列法對(duì)當(dāng)時(shí)10個(gè)著名的天文學(xué)家排過等級(jí)。他請(qǐng)10個(gè)有代表性的專家對(duì)這10個(gè)天文學(xué)家排名次，結(jié)果如下：結(jié)果分析：將順序量表轉(zhuǎn)化為等距量表二、等距量表的建立（一）Fechner（費(fèi)希納）用差別閾限法獲得的等距量表如何測(cè)量閾限以上感覺量的大?。縁echner認(rèn)為可以用最小可覺差（JND）為單位來測(cè)量感覺量的大小。例如在絕對(duì)閾限和某個(gè)刺激之間有3個(gè)最小可覺差，那么這個(gè)刺激強(qiáng)度所引起的感覺就是3。最小可覺差（JND）是由差別閾限造成的。他還假定強(qiáng)弱不同水平上的感覺單位JND都是相等的，即所有的JND都代表著主觀上同樣的感覺單位。根據(jù)Weber（韋伯）定律，當(dāng)刺激強(qiáng)度I增大時(shí)，ΔI也必須相應(yīng)地增大，才能使主觀感覺的增量保持恒定，即仍然保持著最小可覺差（JND）。這樣，當(dāng)刺激強(qiáng)度低時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)JND所必須的絕對(duì)變化增量就??；而當(dāng)刺激強(qiáng)度高時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)JND所必需的絕對(duì)變化增量就大，如下圖假定所有的JND在心理上都是相等的話，那么感覺量表上等距的增長(zhǎng)，就必然要要求刺激強(qiáng)度量表上愈來愈大的增加，即當(dāng)感覺單位（JND）的數(shù)目以算數(shù)級(jí)數(shù)增長(zhǎng)時(shí)，刺激強(qiáng)度以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。刺激強(qiáng)度量表上的幾何增長(zhǎng)與感覺量表上的算術(shù)增長(zhǎng)表現(xiàn)為一種對(duì)數(shù)關(guān)系。用公式表示為：P=KlgI。P為感覺強(qiáng)度，K為常數(shù)，I為物理刺激強(qiáng)度。當(dāng)以物理量的對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo)，以心理量為縱坐標(biāo)時(shí)畫圖，就得到一條直線，表示心理量和物理量的對(duì)數(shù)成比例。對(duì)Fechner定律的批評(píng)：（1）Weber比例不是在所有的刺激強(qiáng)度上都是恒定的，因此基于Weber定律的Fechner定律就不能成立了。（2）不同刺激強(qiáng)度上的JND也不一定相等，因而，心理量也就不能用JND數(shù)目之和來表示。如絕對(duì)閾限以上20個(gè)JND的響聲比10個(gè)JND的響聲要響亮得多，而不是只響一倍。（二）感覺等距法通過將一種感覺分成主觀上相等距離來制作1.二分法：呈現(xiàn)兩個(gè)刺激A和C，要求觀察者調(diào)出第三個(gè)刺激B，使得A和B之間的距離等于B和C之間的距離。如在黑色和白色之間畫一條界于兩者中間的灰色。2.多分法：指將某個(gè)范圍內(nèi)的刺激進(jìn)行兩次以上的等分。例如斯蒂文斯要求被試把200-6500赫茲的純音分出四個(gè)等分，即在這個(gè)范圍內(nèi)，同時(shí)找出三個(gè)頻率的聲音，使五個(gè)純音在音高差別的感覺上相等。結(jié)果如下：三、比例量表的建立Fechner定律是在Weber定律的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來的，而且現(xiàn)實(shí)當(dāng)中人們發(fā)現(xiàn)有些感覺增長(zhǎng)得要快于物理刺激強(qiáng)度的增長(zhǎng)。針對(duì)Fechner定律的不足，Stevens用數(shù)量估計(jì)法來衡量感覺量的大小，那么什么是數(shù)量估計(jì)法呢？屏幕上有不同鮮艷程度的紅色色塊，你的任務(wù)是用數(shù)字來表示這些紅色鮮艷程度。你可以隨意地把第一個(gè)刺激叫任何數(shù)目，然后按照你的主觀印象逐個(gè)給其他刺激標(biāo)出數(shù)目字。使用的數(shù)目字不受限制，你可以使用整數(shù)、小數(shù)，以使每個(gè)數(shù)字同你的覺察的刺激相匹配。通過這種方法來考察物理量與心理量之間的關(guān)系。舉例（一）數(shù)量估計(jì)法（課本P75)

形式一：主試先呈現(xiàn)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刺激，例如，一個(gè)重量，并賦予標(biāo)準(zhǔn)刺激一個(gè)主觀值，如為10，然后讓被試以這個(gè)主觀值為標(biāo)準(zhǔn)，給其他不同強(qiáng)度比較刺激賦值，并用數(shù)字表示出來。然后計(jì)算出每組被試對(duì)每個(gè)比較刺激量估計(jì)的幾何平均數(shù)，再以刺激值為橫坐標(biāo)，感覺值為縱坐標(biāo)，即可制成感覺比例量表。形式二：沒有標(biāo)準(zhǔn)刺激的初始賦值，所有刺激都隨機(jī)呈現(xiàn)給被試。被試對(duì)第一個(gè)呈現(xiàn)的刺激隨意賦值，以后的刺激以此為依據(jù)，一一賦值。（讓被試自己決定采用數(shù)字大小范圍，能避免實(shí)驗(yàn)者制定的標(biāo)準(zhǔn)刺激感覺量值不合被試使用習(xí)慣而造成的影響）舉例：假設(shè)用數(shù)量估計(jì)法作聲音響度的心理量表（比例量表）獲得如下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Stevens發(fā)現(xiàn)一般而言只要物理量的比例關(guān)系不變，心理量的比例也不變，即相等的刺激比例總是產(chǎn)生相等的感覺比例，它們之間的數(shù)量關(guān)系可以用冪指數(shù)來表示，即心理量是物理量的冪函數(shù)，這就是Stevens提出的冪定律，即Stevens定律。史蒂文斯定律（冪定律）（1）公式：

S=bIa(課本P76）S表示心理量的大小，I表示物理量的大小，b為常數(shù)，a為冪指數(shù)?；騊=kIn

（彭本P81）（2）含義：心理量是物理量的冪函數(shù)，即心理量和物理量都按幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。當(dāng)a＞1時(shí)，呈正加速曲線；當(dāng)a＜1時(shí)，呈負(fù)加速曲線；當(dāng)a=1時(shí)，是直線。

將物理量與心理量都取對(duì)數(shù)后，兩者變成直線關(guān)系

對(duì)數(shù)單位氣味濃度（%）反應(yīng)值（幾何平均數(shù)）1.563.126.2512.5025.0050.00100.002.863.815.748.1911.5715.9224.67氣味反應(yīng)值0.190.490.801.101.401.702.000.460.580.760.911.061.201.39（3）不同感覺道的交叉匹配法冪定律的有效性取決于被試能否正確地使用數(shù)字去表示自己的心理感覺，有研究者指出，數(shù)量估計(jì)法中，被試可能更多地反映他的數(shù)字習(xí)慣而不反映他的感覺。為了回答這類批評(píng)，Stevens用不同感覺道的交叉匹配法來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以進(jìn)一步驗(yàn)證Stevens定律。實(shí)驗(yàn)中被試緊握手壓力計(jì)，用握力大小來匹配電流、白噪聲、振動(dòng)等等。結(jié)果如下：假設(shè)