心理物理學(九)

心理物理學1用途紅綠燈的亮度多大比較合適？衣服的硬度多大比較舒適？老師講課的聲音多大比較合適？汽車喇叭的聲音響度要多大？菜里邊放到少鹽比較合適？洗澡水的溫度要多少度比較好？2主要內容傳統(tǒng)心理物理學心理物理函數(shù)信號檢測論3傳統(tǒng)心理物理學閾限的測量心理量表法量表的類型感覺比例法與數(shù)量估計法感覺等距法與差別閾限法對偶比較法與等級排列法4閾限的測量絕對閾限指剛好能引起心理感受的刺激量，有50%的實驗次數(shù)能引起反應的刺激值差別閾限指剛好能引起差異感受的刺激變化量，有50%的實驗次數(shù)能引起差別感覺的兩個刺激強度之差測量方法最小變化法、平均差誤法、恒定刺激法5閾限的測量6近似的覺察閾限視覺：清晰無霧的夜晚30英里處的一只燭光聽覺：安靜條件下60.96cm處表的滴答聲味覺：一茶匙糖溶于8L水中嗅覺：一滴香水擴散到三室一廳的整個空間觸覺：一只蜜蜂的翅膀從1cm高處落到你的背部7差別閾限（韋伯定律）音高/2000Hz 1/333重壓覺/400g 1/77視明度/100光子 1/62舉重/300g 1/52響度/100dB，1000Hz 1/11橡膠氣味/200嗅單位 1/10皮膚壓覺/5g/mm2 1/7咸味道/3mol/L-1 1/58最小變化法最小變化法、序列探索法、最小可覺差法將刺激按照遞增或遞減系列的范式，以間隔相等的小步變化，尋求一種反應到另一種反應的瞬時轉換點或閾限位置；極限法既可以用于測定絕對閾限，也可用于測定差別閾限9最小變化法基本過程絕對閾限刺激分為遞增和遞減兩種遞增系列起點在基本覺察不到的范圍內隨機選擇遞減系列起點在基本覺察到的范圍內隨機選擇刺激從起點遞增或遞減依次呈現(xiàn)被試報告“有”、“無”遞增系列，第一次報告“有”，停止實驗遞減系列，第一次報告“無”，停止實驗1011最小變化法基本過程絕對閾限的計算計算每個刺激系列的閾限，被試反應轉折點處對應的兩個刺激強度的中點求出所有系列閾限的均值，即絕對閾限值12最小變化法基本過程差別閾限每次呈現(xiàn)兩個刺激強度大小不變的標準刺激強度按照遞增或遞減順序排列的比較刺激標準刺激每次都出現(xiàn)，比較刺激與之匹配呈現(xiàn)比較刺激遞增或遞減，直到被試反應發(fā)生轉折被試報告“+”、“－”、“=”、“-”和“？”（懷疑）13最小變化法基本過程差別閾限的計算遞增系列中最后一次“+”到非“+”之間的中點，即差別閾限的上限（Lu）遞減系列中最后一次“-”到非“-”之間的中點，即差別閾限的下限（Ll）上限與下限之間的距離為不肯定間距Iu不肯定間距的中點為主觀相等點（PSE）主觀相等點和標準刺激的差距為常誤（CE）不肯定間距的一半或上差別閾限與下差別閾限之和的一半為差別閾限14最小變化法誤差控制（絕對閾限）習慣誤差習慣于之前刺激所引起的感覺，而對新的刺激作了錯誤的判斷在遞減系列中使閾限偏低，在遞增系列中使閾限偏高期望誤差因過早期望將來臨的刺激而導致錯誤的判斷在遞減系列中使閾限偏高，在遞增系列中使閾限偏低練習誤差由于實驗的多次重復，被試逐漸熟悉了實驗情景，對實驗產(chǎn)生了興趣和學習效果，使閾限降低疲勞誤差由于實驗多次重復而發(fā)展的疲倦或厭煩情緒，使閾限升高通過ABBA法減少誤差15最小變化法誤差控制（差別閾限）習慣誤差、期望誤差、練習誤差、疲勞誤差四種誤差的控制和絕對閾限中的方法相同時間與空間誤差：多層次ABBA控制法16那個誤差更大17平均差誤法呈現(xiàn)一個標準刺激，令被試再造、復制或調節(jié)一個比較刺激，使它與標準刺激相等需要被試親自參與，因此能更好地調動被試的實驗積極性只能對可以連續(xù)變化的刺激進行測量18平均差誤法的基本過程絕對閾限和差別閾限主試呈現(xiàn)標準刺激被試調整比較刺激根據(jù)兩種刺激的大小，遞增或遞減比較刺激如果是測定絕對閾限，則標準刺激為零19平均差誤法（計算）絕對閾限即每次調節(jié)結果的算術平均數(shù)差別閾限主觀相等點：每次調節(jié)結果的平均值每次調整結果與主觀相等點差的絕對值加以平均每次調整結果與標準刺激差的絕對值加以平均20平均差誤法誤差控制空間誤差標準刺激在刺激的左邊和右邊的次數(shù)應各一半動作誤差被試從大于或小于標準刺激處開始調節(jié)的次數(shù)也應各一半時間誤差標準刺激和比較刺激呈現(xiàn)先后各占一半控制方法：多層次ABBA控制法21恒定刺激法根據(jù)出現(xiàn)次數(shù)來定閾限，即以次數(shù)的整個分布求閾限具體做法主試從預備實驗中選出少數(shù)刺激（5～7）最大強度刺激大于95%能被被試感覺到最小強度刺激小于5%能被被試感覺到各刺激間的距離相等選定的每種刺激向被試多次呈現(xiàn)（50～200）呈現(xiàn)刺激的次序事先隨機安排此法要求統(tǒng)計出每個刺激變量引起的某種反應次數(shù)（有、無或大、?。?2恒定刺激法閾限計算絕對閾限直線內插法平均Z分數(shù)法最小二乘法以兩點閾為例5個等距刺激報告兩點還是一點從縱軸50%處畫平行線，之后畫垂線23恒定刺激法閾限計算（差別閾限）兩類反應：直線內插法（75%

）我們取25%和75%處的刺激的差的一半作為差別閾限，即75%差別閾限三類反應：直線內插法（50%）用50%的“+”反應的刺激與50%“-”反應刺激的差的一半作為差別閾限，也就是不肯定間距的一半24恒定刺激法的變式（補充）分組法將比較刺激與標準刺激的差別的絕對值分組，一組一組的與標準刺激比較對數(shù)單位法比較刺激選擇在標準刺激的兩側，按照對數(shù)等級選取，適合差別閾限大的領域單一刺激法用隨機程序反復呈現(xiàn)一系列刺激，讓被試把它們分為一定的類別，省掉了標準刺激，兩個類別就有一個閾限25心理量表法量表的類型根據(jù)量表有無相等單位和有無絕對零點順序量表（無零點、無相等單位）等距量表（無零點、有相等單位）比例量表（有零點、有相等單位）26等級排列法等級排列法是一種制作順序量表的直接方法把許多刺激同時呈現(xiàn)，讓許多被試者按照一定標準，把這些刺激排成一個順序，然后把許多人對同一刺激評定的等級加以平均，按照最后的平均等級給刺激排序，成為順序量表注意問題被試樣本要能夠代表實驗關心的總體被試只排一次序，容易產(chǎn)生隨機誤差27對偶比較法對偶比較法對偶比較法是把所有要比較的刺激配成對，然后一對一對地呈現(xiàn)，讓被試者對于刺激的某一特性進行比較，并判斷這種特性的兩個刺激中哪一個更為明顯比較的次數(shù)：n(n-1)/2，有時為了避免空間和時間偏差，要進行兩輪比較；每個刺激在兩輪比較中勝出的次數(shù)為C，因為和刺激本身也要比較因此要加兩個0.5，及C’注意問題單個被試的結果，不能推廣到總體人群這種方法要求對偶比較是可傳遞的，但是這種前提經(jīng)常不成立28對偶比較法29等距量表的建立POZ轉換，把順序量表轉換為等級量表感覺等距法是制作等距量表最直接的方法，它是通過把一個感覺分成主觀上相等距離來制作具體方法二分法同時等分法30等距量表的建立差別閾限法是制作等距量表的間接方法，以絕對閾限為量表起點，用最小可覺差作為心里物理量表的等距單位隨著心理感受梯級的提高，為了產(chǎn)生下一個最小可覺差，在刺激方面需要的增加量越來越大31感覺比例法與數(shù)量估計法感覺比例法是制做感覺比例量表的一種最直接的方法通過把一個感覺量加倍或者減半或取任何其他比例來建立的心理量表數(shù)量估計法也是制作比例量表的一種直接的方法先給被試呈現(xiàn)一個標準刺激并賦予一個主觀值，以此為標準，給其他比較刺激標識主觀值，之后計算每組被試對每個比較刺激的幾何平均數(shù)或中數(shù)，最后用刺激值為橫坐標，感覺值為縱坐標，即可制成比例量表32心理物理函數(shù)韋伯定律費希納定律史蒂文斯定律33韋伯定律韋伯分數(shù)：對于某一個刺激，產(chǎn)生一個最小可覺差所需增加的刺激量，與當前刺激量之間的比是一個固定分數(shù)，即韋伯分數(shù)韋伯定律：△Φ/Φ=C韋伯定律的發(fā)展△Φ/(Φ+a)=C，a為感覺噪音用途：比較感覺通道的感受性韋伯定律只注重最小可覺差，而費希納定律更關注物理變化和心理變化的關系模式34費希納定律根據(jù)韋伯定律，假設絕對閾限的值為a，對應的心理量為0，韋伯分數(shù)為△Φ/Φ=C

，心理量為1對應的物理量為a+aC，即a(1+C)，心理量為2對應的物理量a(1+C)+C(a(1+C))=a(1+C)2，依次類推心理量n對應的物理量a(1+C)n。a 0a+aC 1a+aC+(a+aC)C 2a+aC+(a+aC)C+(a+aC+(a+aC)C)C 3心理量=log(1+C)(物理量/a)換底公式后：心理量=K·lg物理量感覺強度的變化和刺激強度的對數(shù)變化成正比35費希納定律的成立條件假定韋伯定律對所有類型和強度的刺激都是正確的假定用韋伯定律的推導來代替大量差別閾限法實驗測定最小可覺差是正確的以上兩個假設曾經(jīng)受到過質疑假定所有最小可覺差在心理上都是相等的假設建立心理量表所用的差別閾限法是正確的36史蒂文森定律最小可覺差的重新解讀冪定律37最小可覺差的重新解讀神經(jīng)量子理論△Φ=Q-P△Φ是刺激增量Q是能夠興奮一個量子的增量大小P是標準刺激的剩余能力引起的興奮量38冪定律S=bIaS為感覺量；b由量表單位決定的常數(shù)；a是感覺通道和刺激強度決定的冪指數(shù)冪定律受到了許多研究的支持大部分的a指數(shù)都在1左右電擊為3.5左右；最小的明度在0.3左右ContinuumExponent(a)Stimuluscondition39信號檢測論由來基本原理兩個指標操作特征曲線應用40信號檢測論由來信號檢測論是信息論的一個分支，研究的對象是信息傳輸系統(tǒng)中信號的接受部分；借助于數(shù)學的形式描述“接受者”在某一觀察時間將摻有噪音的信號從噪音中辨別出來信號檢測論用于心理學主要是由于人的感官、中樞分析綜合過程可看作一個信息處理系統(tǒng)刺激變量看作是信號刺激中的隨機物理變化或感知處理信息中的隨機變化看作噪音坦納和斯韋茨(1954)等人最早在密西根大學的心理學研究中把信號檢測論應用于人的感知過程41信號檢測論由來傳統(tǒng)心理物理法中假設的失誤被試報告“有”信號的概率是刺激強度的函數(shù)，他們不會受到刺激出現(xiàn)概率的影響事實上，被試報告為“有”的概率包括“擊中”概率（有信號，報告有信號）和“虛報”概率（無信號，報告有信號），被試報告信號“有”或“無”受信號出現(xiàn)概率的影響傳統(tǒng)心理物理學會控制這種影響，但是有問題！42傳統(tǒng)心理物理學的控制方法它們認為：閾上刺激的反應不受非感覺因素（信號出現(xiàn)概率等）的影響，閾下刺激的反應則受這種因素的影響，被試有時會做出“有”的反應，稱為猜測反應。它們的做法：加入空白試驗排除猜測為“有”的概率。43傳統(tǒng)心理物理學的矛盾結果傳統(tǒng)理論認為，P*(hit)是排除了被試反應偏差之后被試“真正”的閾限，而且這個概率應該是一個常數(shù)，因此它們推出，虛報率和擊中率之間應該是直線性關系，但是實際結果卻不然。出現(xiàn)的結果卻是一種減速曲線關系；我們認為是因為沒有考慮漏報率造成的44基本原理信號即刺激，噪音即背景程序：有只有噪音（N），有時有噪音和信號（SN），被試報告是否出現(xiàn)信號信號檢測到信號未檢測到信號出現(xiàn)擊中漏報未出現(xiàn)誤報正確拒絕45基本原理陰影是只有噪音引起有機體內部感覺強度的分布；空白是信號加噪音引起有機體內部感覺強度的分布。46進一步的推理如果信號在背景噪音中比較明顯，兩個分布（鐘形）之間的距離會較大，如果信號在噪音背景中不太明顯，則兩個分布之間重疊的會比較多。如果信號和噪音保持穩(wěn)定，兩個分布之間的距離越大代表了什么？47兩個標準判斷標準似然比β報告標準C辨別力指標d’48如何理解似然比β決策標準為一個特定的感覺強度，如果環(huán)境中引起的感覺強度大于這個標準，則反應有，如果小于這個標準，則反應無。決策標準如何表示？用似然比來表示。感覺強度（決策標準），可能來自信號的作用，也可能噪聲的作用，來自于那個根源的可能性可以通兩個分布的縱坐標高度之比來估計。49似然比β區(qū)分“信號”與“噪音”反應的心理感受水平Xc所對應的信號分布縱軸與噪音分布縱軸之比可以通過PZO把“擊中”和“虛報”概率轉換成O(SN)和O(N)，兩者的比值即為ββ值大于1說明被試標準較高，小于1較寬松50似然比β51報告標準CC是橫軸上的判斷標準位置

C=(I2-I1)/d’×Z1+I1C（I2和I1為高和低強度刺激，Z1為低強度刺激時的正確拒絕概率的Z值標準寬松，擊中和虛報概率很高，C小標準中等，擊中