心理物理學綱要 · 第六章 感受性測量原理

即使以同樣的方式呈現，兩個主體或器官對於同一刺激的知覺仍可能是一強一弱的，也可能是同一個主體或者器官，在不同時段對於同一刺激的感覺一強一弱。相反，不同強度的刺激可能在某種特定環境下被感知為具有同等大小。相應地，我們認為這種情況是由於主體或者器官在不同時段的感受性程度有強有弱造成的。 當感覺器官癱瘓之後，即使最強烈的刺激也不會被感覺到——此時感受性為零。另一方面，在一些興奮狀態下，即使是最微弱的光或者聲音刺激，都會給眼睛或耳朵以生動，甚至是煩人的感受——器官的感受性大幅度地增加了。這兩個極端中存在著所有可能的感受性等級梯度。因此，有足夠理由來區分和比較感受性的等級大小。問題是：怎樣能夠準確地區分？怎樣進行真正的測量？ 我們應該考慮接下來的這個問題。一般的數量測量包含對同一個單元量在一個物體中出現的頻率進行確定。[1]在這種界定下，感受性是一種抽象能力，就像抽象的能量一樣不易測量。但是實際上我們是通過測量與之相關的其他指標，而不是測量感受性本身來確定它的值的，其中一種方法是使用函數，這個函數是由這個指標概念隨著感受性變化而增減的趨勢而得出的——也可能反過來，即感受性隨著這個指標概念變化而增減的趨勢——因此我們可以對感受性進行間接測量，即採用和能量測量相同的思路。我們沒有對能量本身進行測量，而是測量相同質量的物體所能獲得的速度，或者是相同速度之下不同質量的物體，通過這些相關或者具有相互依賴關係的指標推導能量值。因此我們也可以嘗試類似的方法，即測量同樣大小刺激產生的感受性強度，或者引起同樣強度感受性的刺激大小。在第一種情況中，如果同樣的刺激在客體甲中產生了相對於客體乙兩倍的感覺，那麼我們可以說甲的感受性是乙的兩倍；第二種情況中，如果只使用相對於客體丙中一半的刺激就能在客體丁中引起同樣程度的感覺，那麼丁的感受性就是丙的兩倍。 然而第一種過程不會發生，因為就如隨後我們會介紹的那樣，迄今我們還沒有找到對感受進行測量的方法，這樣一種測量的方法本身就和對感受性測量的方法是同源的，只是具體實施起來有差異。從另一方面來說，已經沒有什麼事情可以阻止我們使用第二種方法了。刺激的大小可以經由準確的測量得到，感受的等價性可以通過採取必要的步驟很好地獲得，我們隨後會對此進行詳細討論。因此我們認為刺激的感受性與能夠引起同等集中感受的刺激量，或者可以說是（更一般地說，為了將廣延感受包括進來）引起同等大小的刺激量之間，是成反比關係的，或者簡言之，成倒數關係。 如果只使用相對於客體丙中一半的刺激就能在客體丁中引起同樣程度的感受，那麼這種情況下我們就會稱，丁的感受性正好是丙的兩倍，但我們最終卻不得不承認這僅僅是一種定義。如果感受性本身是能夠測量的，我們就不可能隨意地產生這樣的定義，但就目前而言，增加的比例必須由實驗或者推理來決定。然而實際情況不是這樣的。解釋是隨意武斷的，而且人們傾向於選用最簡單的可能性解釋，因為這樣的使用是最為輕而易舉的。 這樣考慮的話，測量僅僅是一種支持手段，它除了在指引我們確定刺激和感受之間的真實關係，以及使得用數字把二者關聯起來成為可能這兩個方面起作用之外，再沒有任何更深入的重要性。它既不能也完全沒有必要幫助我們對感受能力的大小進行抽象性陳述。總之能夠確定的是，任何一個主體在任何時間段，它需要兩倍於另外一個刺激的刺激作用，才能產生與另外一個刺激導致的感受相等的感受。無須贅述，我們僅用一句話就可以準確地表達：這種情況下刺激的感受性是另一種情況下的一半。在這個研究範圍內，類似這樣的數字數量指的僅僅是各種不同的事實性關係，除此之外，別無他意。 刺激在我們體內引起的物理活動的強度或者精力，以及這個感受直接依賴的——簡單來說，心理物理的過程——均不包含於外在的心理物理測量中。至於這些活動是否與刺激的強度成比例，對於測量的概念和應用是無關緊要的。對於刺激感受性的測量而言，這個概念畢竟只適用於感受和刺激之間的關係，而不適用於刺激在我們體內引發的加工過程。無疑地，這個問題應該被提出，但是只能在假定存在這種測量的前提基礎上進行討論。 然而避免以下的錯誤認識很重要。即對於一種能夠對既定刺激產生兩倍感受性的感受而言，使用相對於既定刺激一半強度的刺激，足夠引起同等（一倍）強度的感受，我們不能得出結論說，使用與既定刺激相等的刺激會引起兩倍的感受。目前我們不能下這樣的判斷，因為我們不能對感受進行測量，未來當我們能夠測量時，我們一定會發現這種關係不正確。 我們要注意區分對刺激改變與差別感受性、刺激的感受性這兩個概念，這很重要。然而，測量理應採取相同的方法，除非測量的並非刺激而是刺激的改變和刺激差異。 確實，就像要求同樣強度、雙倍強度、三倍強度的刺激引起同等強度的感受一樣，為了引起同樣程度感受的改變，或者相等的感受間差異，就要求刺激不改變、兩倍的改變、三倍的改變，或者刺激間沒有差別、兩倍差別、三倍差別。因此刺激的改變，和時間序列上的刺激差異一樣，均可以按照兩個同時出現的刺激差異的情況進行歸納和命名。總之，我們應該從現在開始使用這個術語。當然，這不意味著差異成分是同時還是相繼發生這個問題是無關緊要的。不管是現在還是以後，通過「成分」這一概念，我們應該可以從相應的感受推知刺激間存在的差異。 有人可能基於自身膚淺的認識，就傾向於把對刺激和刺激差異的感受性測量兩者混為一談。給出兩種不同物理強度的音調，我們能夠想像出第三種音調，它等於前兩種音調之間的差值，有人可能就會設想一種剛剛能夠聽到的最小音調，以及兩種音調間剛剛可以被感覺到存在差異時的最小差異值，並且認為最小音調和最小差異值的大小應該是相等的；但是這種假設實際上是錯誤的。相反地，隨機觀測實驗的結果告訴我們（隨後我將給出精確的證據），兩種不同強度的音調、光等物理量之間存在的差異，必須比它們的絕對強度要更大更強才能夠被注意到，而最小可覺強度的絕對值保持同樣大小。 根據上述事實我們能夠看出，區分刺激和刺激差異相對於感受性和感受性的測量是必要的。 就相同的刺激差異而言，它是否容易被覺察到，依賴於成對刺激間差異的強弱程度，差別感受性一般不僅隨著個體的狀態而變化，並且會隨著刺激的強度而變化，通常較強刺激的差別感受性低於較弱刺激。隨後的研究的確表明，通過刺激差異引起的差別感受性的大小，主要依賴於刺激差異相對於刺激的比率和刺激變化前後的比值。對這一定律進行探究，即感受的差異依賴於刺激的強度——根據該定律，刺激差異的程度，導致感受差異值隨著刺激強度的變化產生了一致且明顯的改變——是外在心理物理最重要的任務。 接下來有關各個領域的研究將表明，至少在特定的範圍內，假如給定刺激的成分等比例的增加或者減少，那麼它們之間的差異總是能夠被同等地注意到。在這個陳述里，我們想表達的意思是：刺激的差異與刺激之間的相對比率保持不變，但刺激差異和刺激的絕對值大小可能卻改變了。 通過相對的刺激差異，我們將會從大體上了解到涉及刺激差異的總和、平均數，以及其中任一方的刺激差異值，因為不論是哪一方刺激，只要一方的變化率恆定了，另一方的變化率也就自動保持恆定。實際上，相對刺激差異和刺激比率的關係總是如此緊密，以至於我們不必太過在意雙方中究竟是哪一方保持恆定。 例如，如果成分5和3都擴大一倍，那麼二者的比率仍然是5/3，二者之間的相對差異沒有改變，或者當設定後面這樣的運算如（5-3）/（5+3）=2/8，或者（5-3）/5=2/5，或者（5-3）/3=2/3，之後把它們擴大一倍，它們就分別變成4/16、4/10、4/6，分數值與上面的結果一致。 另一方面，如果刺激比率發生改變，刺激差異必然朝著相同方向發生改變，但不是成比例地改變。舉例說，如果成分5和3的比率5/3變成6/3，在這裡5發生改變但是3沒有改變，相對的刺激差別（5-3）/（5+3）=2/8變成了（6-3）/（6+3）=3/9，即從1/4變成1/3，從比率5:6變成3:4。 目前來看，既然該定律認為差異是同等可覺的，如果各成分是同比例地增加或者減少的（也就是說，如果相對的刺激差異和刺激的比率保持一致），那麼不得不說差別感受性和刺激的大小是互為倒數的，如果刺激擴大一倍，那麼差異也要擴大一倍以產生相同的差別感受。 這樣看來，直接將差別感受性表示為比例關係是恰當的，也就是說，將其視為不過是同樣的絕對刺激差異能夠引起的相同感受差異，但由於同樣的相對刺激差異或者刺激比率也能起到同樣的效果，因此兩種情況下的感受差異都能用這個概念來表示。在測量感受性時，具體指的是哪一種情況也就是個定義的問題，只要我們繼續根據定義進行測量，對結果是沒有影響的。至於這種情況形成的原因，我們在後面的內容中會說到，在感受差異相同的情況下，採用刺激比率的倒數而非刺激差異來計算變化的百分比，這種方法更適合測量差別感受性的改變。另外，在談及相對刺激差異或者刺激比率的恆常性時，總是會提到相對感受性的等價性。 總之，我們必須在感受性上進行雙重的區分：（1）我們必須區分絕對刺激強度和刺激差異的感受性，簡言之，絕對感受性和差別感受性，其中前者的測量通過能夠產生等強度感受的絕對刺激值的倒數來表示。（2）然而，第二種通常被理解為用下述兩種方式中的一種來測量：在差別感受性中，我們不得不區分絕對差別感受性和比例感受性，或稱相對的差別感受性，而這主要看的是我們在測量的時候，使用的是絕對差異還是刺激強度變化比率的倒數。前者我們通常稱為簡單差別感受性，後者稱為相對差別感受性。 從這個角度而言，這些區別看起來可能比較瑣碎或者空洞，但是隨後我會表明情況絕不是這樣。確實，最重要的事實關係概念的清晰度不僅依賴於這些區別，而且至少部分上依賴於不同感受性差異的清晰度缺失，這種缺失持續導致過敏性理論陷入困境。 一般來說，術語感受性除了指過敏性、興奮性、敏感性外別無他意。一般這些術語不僅被用來指代感受的激發，而且代表外在和內在刺激的活動，之外就沒有其他應用了。然而，因為所有的感受依賴內在的過程，所以就可以很好地把感受性這個術語與它潛在的心理物理過程聯繫起來，而不需和感受發生聯繫。例如，說到絕對感受性時，說它是標準的一倍大、兩倍大、三倍大，是根據是否需要同等強度、一半強度，或兩倍[2]強度的外在或者內在刺激來激發同一心理物理過程。但是這種思路不具有可實踐性，因為心理物理過程不易由觀察而得到。 從其他角度看來，如果這些區別沒有建立在清晰定義的事實關係基礎上，那麼過敏性和興奮性兩個術語只能在部分情況下當作一對同義詞，或者在部分情況下作為隨意的定義而存在。然而，對不同的感受性概念進行分類後，我就能順理成章地介紹一種獨特的用法，這樣未來我就可以使用過敏性來單獨對絕對差別感受性進行解釋，使用興奮性對相對差別感受性進行解釋，前者指的是感受，後者指的是對差異的感知。 到目前為止，在我們的定義中，主要把注意力集中於集中感受，而這嚴格來說僅僅涉及了刺激的概念。不過，感受性的測量可以從集中感受的範圍轉移到廣延感受，與下面的事實一致。 眾所周知，韋伯的實驗中，把卡尺的兩個尖端在皮膚上分開一定的距離，使得它們之間的距離剛好被注意到。通過對他的程序進行調整（後面我會更詳細地解說）後進行測試，我們完全可以確定卡尺兩端的距離在不同部位的皮膚表面是不是大致相等的，這套測試的結果表明，剛剛能夠注意到的實際距離（或者更一般地說，感受表現為同等大小時的距離大小），隨著皮膚表面的不同部位而變化。使用後面將要提到的這種方法同樣也能夠證明，在不同部位的皮膚上能夠剛好注意到距離變化的差異值也不同。類似於在不同部位皮膚表面，空間大小知覺和空間差異大小知覺之間存在差異的情況，在視網膜的不同區域上也有所體現，尤其是在中央凹和外周區域之間。因此可以說不同的感受性，有的是知覺表現得更廣，有的是表現得更集中，可以簡單地分別稱它們為廣延感受性和集中感受性。 皮膚和視網膜上不同位置廣延感受性的絕對和差別性測量，必須以同等大小感受程度、差異程度、比率程度的倒數形式來獲得，就像測量集中感受性時，需要通過同等強度感受時的強度差異，或者是強度比率來獲得結果。例如，皮膚上某區域的廣延感受性是另一個區域的兩倍，那也就是說，假設在後一個區域上，某段距離能夠產生一定的感受，那麼這段距離的一半，放在前一個區域裡，就能引發同等的感受。 儘管我們所討論的各個部位的廣延感受性，無疑與包含在某個區域的所謂感覺環的數量存在著依賴關係，但把廣延感受性的測量和感覺環的未知數量聯結起來卻是無效的，就像把集中感受性的測量和心理物理過程的未知程度聯繫起來一樣。無疑背部的某個區域包含的感覺環肯定比指尖的要少，因此背部的廣延感受性要比指尖差。然而，廣延感受性的概念應該考慮到由於生物序列和性狀的不同，某個器官在某個方面和另一器官存在不同。如果把所有感受性的測量簡化為不同感覺環的數量，那麼差別感受性的測量將可能半途而廢。任何情況下如果沒有可得的數據，整個測量就僅僅是純粹的推測，即使在這個領域中的確存在一般有效的從屬關係，可能將所有情況下的測量導向相同的結果值，但是這種關係尚屬未知。到目前為止，必須承認廣延感受性和集中感受性的測量數據一樣，如果根據這裡所提供的原則所獲得，那麼只能看到觀察數據的值，它們本身不會提供有關感覺與其物理活動基礎間基本關係的深刻理解，但是如果和其他的數據一起，並且人們一直將它們用作純粹觀察的數據，反而就能夠對確立這種關係有所貢獻。 有人也許一開始就懷疑——考慮到個體差異、時間變化、無數的內在和外在條件變化導致的感受性變異——對任何一種形式的感受性會起到多大的作用呢？一方面，這些變量不斷變化對於準確的測量沒有貢獻；另一方面，因為觀察到的結果都是在特定個體身上，在特定時間段、特定環境下發生的，在另外的時間段和其他環境下均沒有再現，表明這些結果不恆定，因此沒有價值。 確實，不可否認在我們的心理物理領域方面確實存在測量方面的困難，而這些困難在純粹的物理學和天文學中並不存在。然而這種差異並不意味著對它們進行測量並獲得豐碩成果的可能性被完全破壞了，而是想表明觀察的範圍必須擴大，引進在其他領域都尚未出現的新思路。 考慮到感受性是一個變量，我們不應該尋求一個恆定值作為它的測量參數。然而，我們可能要尋找它的區間和它的平均值，我們也可能要調查它的變化隨著條件如何變化，最後我們可能還要探索在變化中保持恆定的比例關係；最後這一點是最重要的。下文中將要討論到的感受性測量方法，不僅為這些問題的研究和調查提供了大量的手段方法，而且保證了足夠的精確度。 在這些環境中進行徹底的觀察，必然比對單個恆定不變的客體進行調查要複雜，因為單單在一個人身上執行實驗，或者只在一種感覺領域內進行實驗都是遠遠不夠的。不過，我們將要提及的方法手段，可以為未來的研究開闢廣闊的視野，尤其對年輕一代而言。研究本身並不困難，但它需要耐心、專注、持久力和誠信。 * * * 注釋： [1] 例如，一條繩子，1米在其中出現的頻率，假設出現了5次，那麼這條繩子就是5米長。——譯者注 [2] 無疑費希納在這裡的意思應該是三分之一，而不是兩倍的刺激，因為上文中是三倍的感受性。——譯者注