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表示。费希纳运用积分运算,获得如下公式:
E=KlogⅠ+C
其中E为感觉,I为刺激强度,K、C为常数。换句话说,感
觉的大小同刺激强度的对数成正比。这意味着,刺激强度增
加十倍,感觉强度才增加一倍。前者是按几何级数递增的,而
后者是按算术级数递增的。以音强 (声音刺激的强度)和响
度 (声音感觉的强度)之间的关系为例,可见如下的对应关
系:
=K 来表示。其中K 为常数。在不同分
1
100
别感觉则为
1
100
。
音强比
1
10
100
1,000
10,000
相应的响度 (分贝)
0
10
20
30
40
普 通 心 理 学
则是一个常数。因此,布格尔- 韦伯定
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许多实验资料证明,刺激物的物理强度和它们所引起的
生理过程的强度之间存在着对数的依存关系。在感觉领域中,
这个关系也为许多实验事实所证明。不过,应当指出,布格
尔- 韦伯定律只是在刺激物为中等强度的范围内 (虽然这个
范围也相当大)才是正确的。接近绝对阈限或过强的刺激物
作用的时候,差别感受性都会显著降低。因此,以布格尔-
韦伯定律为基础的费希纳定律,也只适用于中等强度的刺激
范围。
在心理生理学中,感觉阈限的测定有许多不同的方法。通
常把这些方法叫做心理物理学方法。从1860年开始,费希纳
就把刺激物的变化和感觉的相应变化之间在量上的关系的研
究领域,称为心理物理学。
在心理物理学方法中最简单的方法是最小变化法 (又叫
限度法)。这个方法是把微弱的刺激物一点一滴地增加,一直
到产生感觉为止,这时刺激物数量的大小即代表反应的〃出
现阈限〃。然后再从比较大的刺激量开始,逐渐减小,直到感
觉消失为止,此时记录下来的是反应的〃消失阈限〃。绝对阈
限是出现阈限和消失阈限的算术平均数。
心理物理学中还有两个比较重要和常用的测定阈限的方法,
即适应法 (平均误差法)和常定刺激法 (正误示例法)。
适应法是由受试者自己调整一个刺激强度,使它跟实验者给
与的标准刺激相等(测定差别阈限)或是由受试者自己调整一个
刺激强度,使刺激刚能引起感觉(测定绝对阈限)。把多次调整所
得的全部结果求平均误差或标准差,即可计算出感觉阈限。
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常定刺激法是以强度不同的(按一定级量变异的)刺激物用
随机的次序呈现于受试者,要求受试者报告有没有感觉到刺激
(绝对阈限);或者比标准刺激大些、小些或相等(差别阈限)。每
种刺激都呈现许多次。阈限是根据多次反应,按它们的正确的百
分比来计算的。一般是用统计方法求出报告正确率为50%的刺激
值作为绝对阈限值。但在不能作相等或存疑报告,即受试只能报
告是大些或小些的条件下,由于单凭猜测即可能达到50%的正确
率,因此,这时要选报告正确率为75%的刺激值作为阈限值。
巴甫洛夫的条件反射方法提供了测定阈限的客观的方
法。因为能形成暂时联系的最小刺激量可以看做刺激的绝对
阈限。通过建立分化的实验,可以找到差别阈限。用条件反
射法确定的阈限值一般可能比用口头报告的方法所获得的阈
限值要低一些。而且,应当注意形成暂时联系并不一定引起
感觉。因而用条件反射法所得的结果可能是生理上的刺激阈
限 (即刚能引起生理效应的最小刺激量),而不是感觉阈限。
第三节 视 觉
一 视觉的刺激
视觉的适宜刺激为波长760毫微米(mu)到400毫微米
之间的电磁振荡,也就是可见光谱部分。可见,这个部分只
占电磁振荡全部波长的一小部分。
在特殊情况下,例如将光线显著增强,感受的范围可以
扩展到950毫微米和313毫微米。
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电磁振荡的波长不同,相应地引起不同的颜色感觉。白
光 (例如日光)通过三棱镜的折射可以产生全部颜色刺激。
光 的强度是用烛光 (发光强度)、勒 (Lux照度)或朗
(Lambert亮度)来表示的。
由于对眼睛作用引起的感觉不同,可以把光刺激分成两
大类:无彩色,包括黑色、白色和其间所有不同程度的灰色;
彩色,包括黑、白、灰以外的一切颜色。
彩色和无彩色的感觉,有一个共同的属性:明度。在谈
到反射光的表面时,明度是指作用于这一表面的光线的反射
系数。在照到表面的光线的强度相等时,表面的反射系数越
大,这个表面的亮度也就越大,它的明度也就越显著。例如
黑纸只反射出投射于它的全部光的一小部分,而白纸却反射
了投射的光的85%。所以后者比前者明度要大得多。至于谈
到主观感觉上的明度,则除了刺激物本身的鲜明性外,还决
定于眼对刺激物的感受性;它是指刺激物的强度作用于眼所
发生的效应。
在视觉中说明彩色时,除了用明度这一属性以外,还有
色调和饱和度两个属性。色调决定于物体表面反射的光线中
什么波长占优势,也就是常见的红、橙、黄、绿等颜色。饱
和度是一种颜色色调的表现程度,即某种颜色和明度相同的
灰色的区别程度。饱和度决定于物体反射出来的光线中决定
其色调的波长所占的比例,颜色中加上白色或灰色越多,其
饱和度就越小。颜色的三个属性彼此之间的关系,也可以用
所谓〃色轴〃图来简单表明。除了适宜刺激以外,不适宜刺
激 (如压力、电流)也可以引起光感觉。实验室中常用电流
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刺激研究视觉功能。当电路开闭时视神经受到电流刺激的影
响,产生一种白光闪烁的特殊感觉(所谓闪光感)。如果增高
电流电压,就能观察到颜色感觉的产生。
二 视觉器官和视觉的刺激过程
视觉器官的外周感受器是人的眼睛。人眼的特点是神经
细胞高度发展,具有较完善的光学系统以及各种使眼睛转动
并调节光学装置的肌肉组织。
网膜上有两种基本的感光细胞:圆锥细胞和圆柱细胞。它
们的分布是不均匀的。圆锥细胞分布在网膜的中央,特别是
中央窝部分。而圆柱细胞则多分布在网膜的比较边缘部分。在
视神经进入的地方没有感受细胞,所以形成盲点。圆柱细胞
的特点是对弱光有高度的感受性,因而是夜(黄昏,微光)视
觉的器官。圆锥细胞对光的强度有较低的感受性,因而是昼
(白昼,强光)视觉的器官。圆柱细胞中含有夜视觉所必需的
视紫红质,圆锥细胞中含有为昼视觉所必需的视紫质。圆锥
细胞可以感受和分辨颜色。1894年,克里斯(Von Kries)归
纳上述表现而提出所谓视觉两重作用学说。其主要根据为:
(一)在黄昏视觉中,中央窝和盲点差不多,效果很差。
但在昼视觉中则相反,中央窝的视觉最清楚。
(二)在一些白昼盲目的动物的网膜中,只有圆柱细胞而
没有圆锥细胞;完全白昼活动的动物眼中则无圆柱细胞。患
夜盲症的病人因为甲种维生素缺乏影响圆柱细胞中视紫红质
的恢复。
(三)正常的眼睛中网膜的最外周是没有色觉的。这和圆
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锥细胞的分布状况相符。
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(四)在原先黑暗的情况下照明逐渐增加时,首先出现的
是无色觉。照度逐渐增高,才出现色觉。
光作用于网膜引起感受器中色素(视紫红质和视紫质)的
变化而产生光化学反应。光化学反应引起神经细胞的兴奋。在
角膜和无关电极之间,可以测量出电位的改变,即所谓网膜
电位。与此同时,在视神经上可以测量到神经兴奋所引起的
电位变动。这都是光刺激作用于视觉器官在外周感受器所引
起的刺激过程中的变化。
光刺激通过外周感受器刺激过程的能量转换而引起神经
兴奋,神经兴奋的冲动沿着视神经经过视交叉、外侧膝状体,
视放线而到达大脑皮层枕叶。网膜上各个不同点,在视觉的
内导通路和皮层视区是按空间对应原则投射的。因此,视神
经和不同水平中枢一定部位区域的病患,就会引起相应视野
感受性的丧失。当兴奋达到皮层之后,枕叶区的脑电图便发
生变化,?振动被抑制,产生带有断续频率的振动。
在光的作用下,在视觉器官中还引起一系列的反应,如
瞳孔收缩,减弱强光对网膜的作用,眼朝光源方向转动;水
晶体曲度改变,以保证物体在网膜上有清晰的映象。
三 视 觉 现 象
(一)视觉的绝对阈限和差别阈限
视觉对光的强度具有极低的感觉阈限,也就是它的感受
性是非常高的。瓦维洛夫的实验表明,人眼能对7—8个光能
量子起反应。从能量说,视觉刺激的阈限值,对波长为500毫
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微米的光来说,约为5×10 小卡。1烛光的光源,在离眼1
米的距离处,每秒钟发送到眼睛所在处1平方厘米内的可见
光的能量约为2×10 -7小卡。要使它的能量变成5×10 -18小
卡,必须把它放在200公里远的距离上。换句话说,在假定
大气不吸收光的条件下,视觉的绝对阈限相当于离眼睛200
公里处1烛光在每秒钟投射到眼睛所在处每平方厘米中可见
的光的能量。
视觉对光的强度的差别阈限在中等强度时是符合布