第四章 心理物理学

　　单项选择、多项选择、填空题：

　　1、传统的心理物理学方法所处理的问题大体上可以分为两大类；一类是感觉阈限的测量，另一类是阈上感觉的测量，也就是心理量表的制作。

　　2、自从20世纪50年代坦纳和斯威茨把信号检测论引入心理学领域以来，又为心理物理学研究提供了一个新的有力工具。

　　3、费希纳定律的前提有两个：①假定韦伯比例在强弱不同的刺激水平上都是恒定的；②在所有刺激强度水平上的j.n.d都是相等的，即主观的刚刚感到的差别在不同刺激水平上都是一样的。

　　4、SDT提出两个假设。一个认为，重复呈现同一刺激并不产生相同的感觉量。另一个认为，被试在决定某一个感觉是由信号或噪音引起时，是根据自己的主观标准来判断的，这个判定标准还可以受SN呈现的先定概率和对反应的奖惩办法两个因素的影响而发生变化。

　　5、与经典的心理物理学不同，信号检测论可以将人的感受性和其判断标准区分开来。

　　6、在信号出现的概率保持恒定的情形下，奖惩办法导致被试不同的动机水平，更后影响β。当奖惩办法是鼓励多说信号时，β偏低；当奖惩办法是鼓励少说信号时，β偏高。

　　名词解释：

　　1、心理物理学——心理物理学是研究心物关系并使之数量化的一个心理学分支。费希纳的定义是：一门研究心身或心物之间的函数关系的精密科学。

　　2、感觉阈限——我们能感觉到的只是刺激系列中的一小段，因此就产生了感觉阈限的问题。

　　3、绝对阈限——刚刚能引起感觉的更小刺激强度叫作绝对阈限。绝对阈限的操作性定义：有50%的次数能引起感觉、50%的次数不能引起感觉的刺激强度。

　　4、差别阈限——刚刚能引起差别感觉的刺激之间的更小强度差叫作差别阈限又称为更小可觉差（j.n.d）。差别阈限的操作性定义：有50%的次数能觉察出差别、50%的次数不能觉察出差别的刺激强度的增量。

　　5、韦伯比例——1846年韦伯发表了他关于重量差别阈限的研究，系统地阐述了差别阈限与标准刺激之间的关系，他指出，差别阈限与标准刺激成正比，并且差别阈限和标准刺激的比例是一个常数，用△T/I=K这个等式表示。其中△T代表差别阈限，I代表标准刺激的强度，K是小于1的一个常数。K也叫作韦伯比例或韦伯分数。

　　6、更小变化法——更小变化法的刺激是按大小顺序呈现的，有递增和递减两类系列，刺激间的变化很小且间距相等。每次呈现刺激后让被试报告是否有感觉。刺激的增减应尽可能地小，目的是系统地探求被试由一类反应到另一类反应的转折点，即在多强刺激时由有感觉变为无感觉（递减系列），或由无感觉变为有感觉（递增系列）。

　　7、恒定刺激法——恒定刺激法的特点是只用少数几个刺激，通常为5-7个，并且这几个刺激在测定阈限的整个过程中是固定不变的。是以随机的方式呈现。这个方法常以被试对不同刺激觉察的次数在该刺激呈现的总次数中所占的比例来计算阈限值，因此又叫作次数法。

　　8、平均差误法——平均差误法的典型实验程序是，实验者规定以某一刺激为标准刺激，然后要求被试调节另一比较刺激，使后者在感觉上与标准刺激相等。客观上一般不可能使比较刺激与标准刺激完全一样，于是每一次比较就都会得到一个误差，把多次比较的误差平均起来就可得到平均误差。因为平均误差与差别阈限成正比，所以可以用平均误差来表示差别感受性。

　　9、习惯误差——就是指被试因习惯于由原先的刺激所引起的感觉或感觉状态，当刺激和感觉早已发生了变化，被试还以先前的感觉来报告。

　　10、期望误差——是指被试过早期望将要来临的刺激而导致错误的判断。

　　11、时间误差——在用恒定刺激法测量重量差别阈限的实验中，标准刺激和比较刺激是继时成现的，这就可能产生时间误差。

　　12、空间误差——标准刺激在左边和右边的次数不相等时就会产生空间误差。每对刺激同时呈现也可产生。

　　13、阶梯法——阶梯法和更小变化法不同的地方，就在于它把增加和减少刺激强度的程序连续进行。当被试报告感觉不到呈现的刺激时，主试就按一定梯级来增加刺激强度；而当增加到被试感觉到了时，又按一定的梯级来减少刺激强度。实验按这样的顺序继续下去，直至达到一个先定的标准或先定的实验次数为止。

　　14、主观相等点——不肯定间距的中点被称为主观相等点（PSE）。它的含义是，被试在做比较时，实际上是以62.75in为标准刺激，而不是以规定的64in为标准刺激。

　　15、相等地带——上限与下限之间叫做不肯定间距（I/U）或叫做相等地带。

　　16、直线内插法—— （x2－x1）（y－y1）

　　x=x1＋———————— 优点是简单易算，但不够精确。

　　（y2－y1）

　　17、平均Z分数法——平均Z分数法可以避免直线内插法的缺点，因而提高了结果的精确度。这种方法首先要求把实验结果的P值比例转换为标准分数即Z分数，这可以通过P-Z转换表来获得。

　　18、更小二乘法——比平均Z分数法更为精确的方法。用更小二乘法做直线时，要先确定直线方程：Y=a＋bX中的a和b.

　　19、心理量表——心理量是如何随刺激的物理量的变化而变化的呢？要回答这个问题，就需要制作心理量表。心理量表大体上可以分为三类：顺序量表、等距量表和比例量表。

　　20、顺序量表——是一种比较粗略的量表，它既无相等单位又无绝对零点，只是把事物按某种标准排一个顺序。

　　21、等距量表——是一种有相等单位但没有绝对零点的量表，因此它只能做加减运算，不能做乘除运算。

　　22、对偶比较法——是把所要测的刺激配成对，逐对呈现给被试，让被试判断在两个刺激中哪一个某种特性更明显。若有n个刺激，一共可配成n（n－1）/2对。

　　23、等级排列法——是一种更为直接的方法，它要同时呈现所有的刺激，让被试根据一定的心理特点，将其中更优的刺激排在第一位，把更差的刺激排在更后，其他刺激依次排在中间，以等级来表示与各刺激相应的心理量的顺序。

　　24、感觉等距法——是一种制作心理等距量表的直接方法。特点是让被试把两个感觉的距离分成几等份。可以同时分成几个等份，也可以用一次分成两个等份的方法，更后分成几个等份。以刺激值为横坐标，以等距的感觉为纵坐标画成曲线

　　25、差别阈限法——是制作心理等距量表的一种间接方法。费希纳提出，差别阈限（△T）造成了更小可觉差（j.n.d），因而j.n.d可以用作单位来测量感觉量的大小。

　　26、分段法——是制作心理比例量表的一种直接方法。这种方法是通过把一个感觉加倍或减半或取任何其他比例来建立心理量表。

　　27、数量估计法——用数量估计法制作比例量表比分段法简单易行。它要求被试对各种刺激引起的感觉量直接用数字估计。

　　28、感觉道交*匹配法——斯蒂文斯曾用不同感觉道的交*匹配法来进行实验，以进一步验证斯蒂文斯定律。实验中被试紧握手压力计，用握力大小来匹配电流、白噪音、振动等等。

　　29、费希纳定律——感觉量与刺激量的对数成正比，这就是韦伯-费希纳定律。

　　30、斯蒂文斯定律——幂定律指的是心理量S（如长度的主观单位）是物理量I（如线段的长度）的幂函数，用公式表示即S=kIn.这就是斯蒂文斯提出的幂定律或称斯蒂文斯定律。

　　31、信号检测论——简称SDT，是关于人们在不确定的情况下如何作出决定的理论。它是信息论的一个重要分支。在SDT实验中常常以SN（信号加噪音）表示信号，以N表示噪音。

　　32、击中——色子游戏的4种情形。当特殊色子是3，被试也以“是3”反应，称为击中。

　　猜

　　3 0

　　特殊色子 3 击中 漏报

　　0 虚报 正确否定

　　33、虚报——当特殊色子是0，被试以“是3”反应，称为虚报。

　　34、ROC曲线——接受者操作特征曲线简称ROC曲线，在心理学上又称等感受性曲线。这就是说，曲线上各点反映着相同的感受性，它们是对同一信号刺激的反应，不过 是在几种不同的判断标准下所得的结果就是了。

　　35、有无法——这种方法要求事先选定SN刺激和N刺激，SN和N的差别要比较小，约接近被试的辨别阈限。并规定SN和N出现的概率，然后以随机方式呈现SN或N，要求被试回答，刚才的刺激是SN还是N.

　　36、评价法——在信号检测论的实验中我们可以首先回答有信号或无信号，然后说明我们对回答的确信程度，这就是评价法的实验。用这样的办法，我们就可以把信号或噪音引起的感觉离标准多远表达出来。

　　简答题：

　　1、心理物理学研究的核心问题是什么？

　　一百多年来，心理物理学方法不断发展，但它的中心问题仍然是物理量（对身体各感官的刺激强度）与心理量（各种感觉的强度）之间的数量关系问题。在日常生活中可以观察到这样一种数量关系，即感觉强度的增长同刺激强度的增长并不是1 ：1的关系。

　　2、如何理解绝对阈限和差别阈限的概念？

　　“刚刚感觉到”意味着这种感觉量正处在“感觉到”与“感觉不到”的过渡地带，而且在从“感觉到”到“感觉不到”的转折点上。

　　刚刚能引起感觉的更小刺激强度叫作绝对阈限。绝对阈限的操作性定义：有50%的次数能引起感觉、50%的次数不能引起感觉的刺激强度。

　　刚刚能引起差别感觉的刺激之间的更小强度差叫作差别阈限又称为更小可觉差（j.n.d）。差别阈限的操作性定义：有50%的次数能觉察出差别、50%的次数不能觉察出差别的刺激强度的增量。

　　3、什么是韦伯定律？它的适用条件是什么？

　　1846年韦伯发表了他关于重量差别阈限的研究，系统地阐述了差别阈限与标准刺激之间的关系，他指出，差别阈限与标准刺激成正比，并且差别阈限和标准刺激的比例是一个常数，用△T/I=K这个等式表示。其中△T代表差别阈限，I代表标准刺激的强度，K是小于1的一个常数。K也叫作韦伯比例或韦伯分数。后来，费希纳把这个关于差别阈限的规律称之为韦伯定律。这个定律只适用于中等强度的刺激，标准刺激接近绝对阈限时，韦伯比例增加很多。

　　4、测量感觉阈限的三种基本方法是什么？举例说明它们的实验程序和结果处理。

　　测量感觉阈限的基本方法有三种，它们是更小变化法、恒定刺激法和平均差误法。

　　用更小变化法测量音高的绝对阈限的实验程序和实验结果的计算方法。P82页

　　用恒定刺激法测定重量的差别阈限的实验程序和实验结果的计算方法。P93页

　　用恒定刺激法测定手掌的两点阈（绝对阈限）的实验程序和实验结果的计算方法。P88页

　　用平均差误法测量视觉的长度辨别的差别阈限的实验程序和实验结果的计算方法。P95页

　　5、什么是75%的差别阈限，它有什么优点？

　　当要求被试只作两类回答时，只有50%次能与标准刺激区分的比较刺激，实际上是不能与标准刺激区分的比较刺激。在这种情况下，我们就取75%次感觉重于标准刺激的比较刺激作为相等地带的上限，因为它处在50%次与100%次感觉重于标准刺激的比较刺激之间的中点；同理，我们取25%次感觉重于标准刺激的比较刺激作为相等地带的下限。这样求得的差别阈限与前面规定的阈限的操作性定义并不相符，所以称之为75%的差别阈限。因为25%次感觉重于标准刺激的比较刺激也就是75%次感觉轻于标准刺激，这样，上限和下限与标准刺激比较就都有75%的次数可以辨别。

　　6、在感觉阈限的测量中，如何鉴别和抵消各种误差？

　　用更小变化法进行实验时，当递增系列的阈限值大于递减系列的阈限值且差异显著时，就可以断定被试存在着习惯误差。当递减系列的阈限大于递增系列的阈限且差异显著时，被试就有期望误差。为了消除习惯和期望误差，我们在用更小变化法来测阈限时，就不能只用一种系列的刺激，而应该是递增和递减系列交替进行，而且二者的次数还应相等，这样还可以平衡练习和疲劳因素对两种系列造成的影响。在用恒定刺激法测量重量差别阈限的实验中，标准刺激和比较刺激是继时呈现的，这就可能产生时间误差。为了消除时间误差的影响，在整个实验过程中，就不能总是先呈现标准刺激后呈现比较刺激，而要使标准刺激的呈现先后各半。在平均差误法中，为了消除空间误差，标准刺激在左边和右边的次数应各占一半。为了消除动作误差，被试从长于和短于标准刺激处开始调节的次数也各占一半。

　　7、信号检测论相对于经典心理物理学方法的优点是什么？

　　信号检测论（SDT）对心理物理学的贡献，就是使实验者可以用一些方法测量反应的倾向性，并使测得的被试的辨别力不受反应倾向性的影响。

　　8、信号检测论中，击中率和虚报率是如何随标准而变化的？

　　在色子游戏中当我们判断特殊色子是3还是0的标准发生变化时，击中率、虚报率等就会发生相应的变化。随着标准愈来愈高（总点数变大），击中率愈来愈小，但虚报率也愈来愈小，另外，同一标准下的击中率与虚报率之和，也不等于100%.

　　9、什么是ROC曲线？如何根据曲线分析被试的分辨力和判断标准？

　　接受者操作特征曲线简称ROC曲线，在心理学上又称等感受性曲线。这就是说，曲线上各点反映着相同的感受性，它们是对同一信号刺激的反应，不过 是在几种不同的判断标准下所得的结果就是了。

　　将具有不同分辨能力的被试的实验结果画在一起，便可得到一组d‘不同的ROC曲线。图中连接（0，0）和（⒈0，⒈0）的45°对角线是代表被试的辨别力等于0的一条线，也可以说是击中率等于虚报率的一条线。ROC曲线离这条线愈远，表明被试的辨别力愈强。图4-22 P127页

　　当信号本身的强度很大或被试的感受性很高时，信号容易被觉察，因此ROC曲线向左边弯得更高；当信号较弱或被试的感受性较低时，ROC曲线就向45对角线*拢。换句话说，ROC曲线的曲率是由信号强度和被试的感受性共同决定的，而与被试的判断标准无关。当被试的判断标准高时，他倾向于少说信号，A点。当被试的判断标准低时，他倾向于多说信号，C点。图4-23 P127页 图4-21 P125页。

　　10、怎样计算d‘和β？影响d’的因素是什么？影响β的因素是什么？

　　d‘=ZN－ZSN就是击中率P（y/SN）对应的Z分数与虚报率P（y/N）对应的Z分数之差。

　　11、有无法和评价法的实验程序是怎样的？比较二者的优缺点。

　　有无法要求事先选定SN刺激和N刺激，SN和N的差别要比较小，约接近被试的辨别阈限。并规定SN和N出现的概率，然后以随机方式呈现SN或N，要求被试回答，刚才的刺激是SN还是N.

　　在信号检测论的实验中我们可以首先回答有信号或无信号，然后说明我们对回答的确信程度，这就是评价法的实验。

　　用评价法的结果，强度不同的感觉就分属于不同的评价等级，反应的把握程度就可以表达出来，从而也就避免了有无法中感觉强度不同，只用有信号或无信号来反应的简单做法，而保留了较多的信息。由于评价法在一轮实验中使用了多个标准，故它可以获得有无法多轮实验才能得到的结果。

　　12、评价法中低标准下的击中率和虚报率为什么应该是累计概率？

　　对C5来说，击中率P（y/SN）是当SN呈现时被试以“6”反应的概率。对C4而言，击中率P（y/SN），除了SN呈现时以“5”反应的概率以外，还应加上以“6”反应的概率。因为当被试把标准定在C4时，就意味着对任何大于或等于C4的感觉都以“y”（是信号）反应，凡大于或等于C5的感觉也必然大于C4，所以对于C4来说，P（y/SN）应为SN呈现时以“6”和“5”反应的概率的总和。其余标准下的P（y/N）以此类推。因此，对于C5以下的各标准来说，击中率P（y/SN）都应该是累计概率。各标准下的虚报率P（y/SN）也应以类似方法计算。

　　13、什么是费希纳定律？它与韦伯比例有什么关系？

　　费希纳定律——感觉量与刺激量的对数成正比，这就是韦伯-费希纳定律。

　　韦伯比例——1846年韦伯发表了他关于重量差别阈限的研究，系统地阐述了差别阈限与标准刺激之间的关系，他指出，差别阈限与标准刺激成正比，并且差别阈限和标准刺激的比例是一个常数，用△T/I=K这个等式表示。其中△T代表差别阈限，I代表标准刺激的强度，K是小于1的一个常数。K也叫作韦伯比例或韦伯分数。

　　费希纳在韦伯研究的基础上，进行了大量的实验研究。提出了感觉与刺激强度的关系并非是一对一的，而是成对数的依存关系。两个定律只适用中等强度的刺激。

　　14、举例说明心理顺序量表、等距量表和比例量表的制作方法。

　　顺序量表是一种比较粗略的量表，它既无相等单位又无绝对零点，只是把事物按某种标准排一个顺序。⑴对偶比较法是把所要测的刺激配成对，逐对呈现给被试，让被试判断在两个刺激中哪一个某种特性更明显。若有n个刺激，一共可配成n（n－1）/2对。以消费者对某种商品颜色喜爱程度的实验为例。P82页。⑵等级排列法是一种更为直接的方法，它要同时呈现所有的刺激，让被试根据一定的心理特点，将其中更优的刺激排在第一位，把更差的刺激排在更后，其他刺激依次排在中间，以等级来表示与各刺激相应的心理量的顺序。卡特尔对当时10个著名的天文学家排过等级。P100页。（参考书上）

　　等距量表是一种有相等单位但没有绝对零点的量表，因此它只能做加减运算，不能做乘除运算。⑴感觉等距法是一种制作心理等距量表的直接方法。特点是让被试把两个感觉的距离分成几等份。可以同时分成几个等份，也可以用一次分成两个等份的方法，更后分成几个等份。以二等分法制作一个音高的等距量表。P102页。⑵差别阈限法是制作心理等距量表的一种间接方法。费希纳提出，差别阈限（△T）造成了更小可觉差（j.n.d），因而j.n.d可以用作单位来测量感觉量的大小。（参考书上）

　　比例量表既有绝对零又有相等单位，因此它除了可以测量对象之间的差别，还可以确定它们之间的比例。⑴分段法是制作心理比例量表的一种直接方法。这种方法是通过把一个感觉加倍或减半或取任何其他比例来建立心理量表。以线段长度的比例为例，说明如何用减半法制作比例量表。P108页。⑵数量估计法用数量估计法制作比例量表比分段法简单易行。它要求被试对各种刺激引起的感觉量直接用数字估计。斯蒂文斯1975年的一项数量估计实验。P110页。（参考书上）

　　15、什么是斯蒂文斯定律？它与费希纳定律有什么不同？

　　幂定律指的是心理量S（如长度的主观单位）是物理量I（如线段的长度）的幂函数，用公式表示即S=kIn.这就是斯蒂文斯提出的幂定律或称斯蒂文斯定律。

　　费希纳定律——感觉量与刺激量的对数成正比，这就是韦伯-费希纳定律。