心理物理函數

並不是任何強度的刺激都能引起我們的感覺。過弱的刺激如落在皮膚上的塵埃，我們是覺察不到的。刺激只有達到了一定的強度才能被我們覺察到。那種剛剛能覺察到的最小刺激量稱為絕對閾限。絕對感受性是指剛剛能夠覺察出最小刺激量的能力。

絕對閾限並不是一個單一的強度值，而是一個統計學上的概念。在測量感覺閾限時，隨著刺激量逐漸增加，被試對刺激從覺察不到，到有時能覺察到有時不能覺察到，再到完全能覺察到。如（圖7－2）所示，隨著刺激量的增加，被試報告覺察到刺激的次數百分數隨之增加。【這條曲線稱為心理物理函數，它表明心理量（感覺經驗）與物理量（刺激的物理強度）之間的關係。】按照慣例，心理學家把有50%的次數被覺察到的刺激值定為絕對閾限。因此，在我們有感覺和沒有感覺之間顯然是不存在著一個特殊的值起作用的。閾限是一個逐漸過渡的強度範圍。

絕對感受性與絕對閾限在數量上成反比關係。如果用E代表絕對感受性R代表絕對感覺閾限，則它們之間的關係可用下列公式表示：

E=1/R

各種感覺的絕對閾限是不同的。在適當的條件下，人的感覺閾限是很低的。例如，在空氣完全透明的條件下，人能看見一公里遠的千分之一的燭光。如果用這個能量把一克水加熱1℃，要花6千萬年的時間。人能嗅到一公升空氣中所散播的一億分之一毫克的人造麝香。當然，不同個體的絕對閾限有相當大的差異，即使是同一個體也會因機體狀況和動機水平而發生變化。

低於絕對感覺閾限的刺激，雖然我們覺察不到，但卻能引起一定的生理效應。例如，低於聽覺閾限的聲音刺激能引起腦電波的變化和瞳孔的擴大。因此，有意識的感覺閾限與生理上的刺激閾限並不完全等同。一般說來，生理的刺激閾限低於意識到的感覺閾限。因為一個人說出“我感覺到它”之前，早有一定的生理過程發生了。

在刺激物能引起感覺的基礎上，如果變化刺激量，並不是量的任何變化都能被我們覺察出來的。例如，在原有200支燭光上再加上1支燭光，我們是覺察不出光的強度有所改變的；一定要增加2支燭光或更多，才能覺察出前後兩種光在強度上的差別。為了引起一個差別感覺，刺激必須增加或減少到一定的數量。能覺察出兩個刺激的最小差別量稱為差別感覺閾限或最小覺差（just noticeable difference，縮寫為jnd）。對這一最小差別量的感覺能力，叫差別感受性。

1834年，德國生理學家韋伯（E．H．Weber，1795—1878）在研究感覺的差別閾限時發現，如果以R（德文Reiz的縮寫）表示最初的刺激強度，以R+ΔR表示剛剛覺察出有變化的刺激強度，那麼在一定範圍內，每種感覺的差別閾限都是一種相對的常數，用數學公式表示即為：

ΔR/R=K

這個公式稱為韋伯定律（或韋伯分數、韋伯比值、韋伯常數），即當R的大小不同時，ΔR（最小黨差的物理量）的大小也不同，但西R用則是一個常數。例如，原先舉起 50克（R）的重量，其差別閾限是二克，那麼至少是51克的重量才被我們覺察出比原先稍重一些；如果是100克重量，那麼至少是102克才被我們覺察出比它稍重一些；如果是150克，至少是153克才被我們覺察出比它稍重一些。可見，在這裡，差別閾限值是刺激重量的同一分數：l/50=2/100= 3/150= 0.02。這一韋伯分數表明，必須在原初重量的基礎上再增加它的2%，才能覺察出它比原初重量稍重一些。

不同感覺系統的韋伯分數相差很大。表7—1是在中等強度刺激的條件下不同感覺系統的韋伯分數。韋伯分數越小，則感覺越靈敏。

各種感覺系統的韋伯分數在中等強度刺激範圍內是正確的，但在極端刺激（過程或過弱時）的條件下就不正確了。費希納（C．T．Fechner,1861—1887）確定了接近絕對閾限時韋伯分數所發生的變化，進一步假設一個最小覺差為一個感覺單位，並在韋伯定律的基礎上推導出下式：

S=KlogR+C

這裡，S是感覺強度，R是刺激強度，K和C是常數，即是說，刺激強度按幾何級數增加，而感覺強度只按算術級數增加。這就是費希納定律。後來的研究表明，費希納定律也不是通用的，也只具有近似的意義，即它也僅適用於中等刺激強度的範圍內，雖然這個範圍相當大。

差別閾限是相對的，而不是絕對的。按照慣例，差別閾限就是在50%的實驗次數中被辨別出來的刺激最小差別。差別感受性與差別閾限也成反比關係。