第3章 心理物理学方法

3.1 复习笔记

一、感觉阈限的测量

（一）感觉阈限概述

1．绝对阈限的定义

绝对阈限是指刚刚能引起感觉的最小刺激强度。其操作性定义是有50%的次数能引起感觉，50%的次数不能引起感觉的那一种刺激强度。

2．差别阈限的定义

差别阈限是有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差别。差别阈限值也称最小可觉差（JND）。

（二）测量感觉阈限的方法

1．最小变化法

（1）最小变化法测量绝对感觉阈限

①最小变化法的刺激由递减和递增两个系列组成，每次刺激后让被试报告他是否有感觉。

②被试报告有感觉时用“+”表示，报告无感觉时用“-”表示，不能肯定有无感觉时用“? ”表示。

③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。在这个系列中被试有感觉和无感觉的转折点就是绝对感觉阈限。

④最后求得的绝对阈限是多次所得的系列绝对阈限的算术平均值。

（2）最小变化法测量差别阈限

①在每一次试验中比较两个刺激：一个是标准刺激，一个是比较刺激。

②被试可以有3类反应，表示为“+”，“=”，“-”。

③下限是指从“-”到“=”的转折点，上限是指由“=”到“+”的转折点，上限与下限之间称做不肯定间距（IU）或相等地带。差别阈限（DL）等于l/2不肯定间距。不肯定间距的中点被称为主观相等点（PSE），被试在作比较时，是以主观相等点为标准刺激。

④差别阈限也是多次试验后的统计值。

绝对差别阈限是指通过多次试验求得的平均差别阈限，如果标准刺激变了，那么所求得的绝对差别阈限也会改变。绝对差别阈限和标准刺激的比例称做相对差别阈限。

（3）最小变化法中可能出现的误差

①习惯误差

习惯误差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，而对新的刺激作了错误的判断时所引起的误差。习惯误差导致递增系列的阈限增大，递减系列的阈限变小。因此，当递增系列的阈限大于递减系列的阈限且差异显著时，就可以断定被试存在习惯误差。

②期望误差

期望误差是指被试因过早期望将要来临的刺激而导致错误的判断时所引起的误差。当递减系列的阈限大于递增系列的阈限且差异显著时，就可以断定被试存在期望误差。

为了消除习惯和期望误差，在用最小变化法来测阈限时，必须同时应用递增和递减系列的刺激，而且二者的次数还应相等。

（4）对最小变化法的评价

最小变化法是把有感觉与无感觉的转折点作为阈限，因此，它很好地表达了感觉阈限的概念。但是，阈下知觉的存在表明这种看法是不正确的。

（5）用QUEST法测量感觉阈限

①QUEST法的原理

QUEST法是一种基于贝叶斯原理的阈限测量程序，它根据先前试验的刺激强度和被试判断的正确/错误情况来确定当前试验的刺激强度。其核心是确立及不断调整阈限的概率密度函数（probability density function，简称p.d.f.），即总体分布中不同阈限的相对概率。

②QUEST法的步骤

a．依据先前的知识经验和研究假设确定一个初始的p.d.f.，即先验p.d.f.。

b．需要设置一系列试验的刺激强度，这一系列刺激强度是通过贝叶斯原理和先验p.d.f．信息的整合来确定的，确定后的新函数称为后验p.d.f.。后验p.d.f．中包括关于阈限的全部信息：研究假设、先验估计值和数据，它既是估计阈限的基础，也是设置下一次试验刺激的基础。

c．QUEST通常的做法是将下一次的推荐刺激强度放在上一次p.d.f．峰值（即众数）的位置上。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试验次数为止。这时，p.d.f．的峰值所对应的测量值（众数，一说平均数）即为所求的阈限。

③QUEST法的应用

QUEST法可广泛用于有无法、迫选法的心理物理学实验中。

2．恒定刺激法

（1）恒定刺激法的实验要求

①恒定刺激法的刺激通常由5～7个组成，并在实验过程中保持不变。

②刺激的最大强度被感觉的概率达到95%左右，刺激的最小强度被感觉的概率在5%左右。

③各个刺激之间的距离相等。

④恒定刺激法的刺激是随机呈现的，每个刺激呈现的次数应相等。

（2）用恒定刺激法测量绝对阈限

以测定手掌的两点阈的例子来说明用恒定刺激法怎样测量绝对阈限。

①先选定最大和最小的刺激12mm和8mm，然后按照距离1mm的大小确定其余的刺激为9、10、11mm。

②每个刺激随机呈现200次。

③在每一刺激呈现后，要求被试回答是“两点”还是“一点”。实验结果见表3-1。根据表中数据可以设想，50%次判断为两点的刺激必在lOmm与11mm之间。

（3）计算恒定刺激法实验结果的方法

①直线内插法

直线内插法应用比例算式求绝对阈限。设所求的阈限值为X，由于所求绝对阈限是得到0.50比例数的刺激值，则：

如果把实验结果准确地画出来，也可以直接从图上读出两点阈的数值。

②平均Z分数法

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

③最小二乘法

a．用最小二乘法作直线时，要先确定直线方程：Y=a+bX中的a和b，有关的公式如下：

其中，X和Y代表自变量和因变量的原始分数，N代表X或Y的个数。

b．在心理学中，需将纵轴的y值转化成对应的Z分数，使X与Y的关系转化为直线关系，因为最小二乘法只适于两个变量有线性关系的情况。则

当Z=0时，

c．因为在常态曲线上，Z=0时，P=0.50，所以（3.4）式中的S就是所求的两点阈。同一实验结果因为处理方法不同而有差异，其中最小二乘法是最精确的。

（4）用恒定刺激法测量差别阈限

①实验程序

确定标准刺激和比较刺激。标准刺激和比较刺激按随机方式呈现，要求被试将比较刺激和标准刺激进行比较，只允许作两类回答：如“重”或“轻”。每个刺激都和标准刺激比较n次。标准刺激和比较刺激相继呈现，其中n/2次标准刺激在前。

②75%的差别阈限

当要求被试只作两类回答时，应该取75%次感觉重于标准刺激的比较刺激来作为相等地带的上限，取25%次感觉重于标准刺激的比较刺激来作为相等地带的下限。差别阈限为1/2（上限-下限），求得的差别阈限称为75%的差别阈限。

③注意事项

a．在允许三类回答的实验中，被试的态度会大大地影响相等地带的大小。如果被试十分自信，说相等的次数就很少，结果相等地带也就很小，从而导致差别阈限（1/2的相等地带）也小。三类回答的实验易受被试个性的影响，因而人们一般更偏爱两类回答的实验方法。

b．在用恒定刺激法测量差别阈限时，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。如主观相等点小于标准刺激，就产生负的时间误差。反之，就产生正的时间误差。

3．平均差误法

（1）实验程序

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。每一次比较都会得到一个误差，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。

（2）求平均误差的两种方法

①把每次调节的结果与标准刺激之差的绝对值平均起来作为差别阈限。

②把每次调节的结果与主观相等点之差的绝对值平均起来作为差别阈限。此时的主观相等点是相等地带的中点，它等于各比较刺激的平均数。

（3）平均差误法可能出现的误差

①空间误差

标准刺激在左边和在右边的次数不相等时产生的误差称为空间误差。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。

②动作误差

动作误差是由于被试自己调整比较刺激比标准刺激长或短时产生的误差。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应各占一半。

（4）对平均差误法的评价

①优点

可以让被试自己动手调整刺激，因此，被试在整个实验中可以保持高水平的积极性。

②缺点

a．比较刺激是由被试调节的，所以从严格意义上讲，实验条件不太恒定。

b．如果刺激不能连续地变化，而有些间隔，则用这种方法测得的差别阈限则缺乏精确性。

（三）三种古典心理物理学方法的比较

1．最小变化法的实验程序和计算过程都具体地说明了感觉阈限的含义，但它会因其渐增和渐减的刺激系列而产生习惯误差与期望误差。

2．恒定刺激法的实验结果可以应用各种数学方法加以处理，因而便于与其他测定感受性的方法进行比较。在应用三类反应的实验程序时，被试的态度会对差别阈限值有较大影响。

3．平均差误法的特点是求等值，它的实验程序容易引起被试的兴趣，但对不能连续变化的刺激则不能用平均差误法来测其差别阈限。

二、信号检测论

信号检测论的优点是能够把人的感受性与他的判断标准区分开，并以独立的数据来分别表达它们。

（一）基本概念

1．击中与漏报

刺激出现并报告“有”，这种反应称为“击中”。刺激出现并报告“无”这种反应称为“漏报”。

2．虚报与正确否定

刺激没有出现并报告“有”，这种反应称为“虚报”。刺激没有出现并报告“无”，这种反应称为“正确拒斥”。

3．标准的移动

当判断标准发生变化时，击中率、虚报率等都会发生相应的变化。随着标准愈来愈严格，击中率愈来愈小，但虚报率也愈来愈小。

（二）人对信号刺激的觉察

1．人对信号刺激的觉察过程

人对信号的觉察是当人获得某种感觉，要求判断这种声音是由信号刺激引起还是由噪声刺激引起的过程。

2．人对信号刺激觉察的内心标准

人对信号的觉察有击中、虚报等4种情形；随着标准的变化，其击中率与虚报率也在变化；同样可以绘制其分布曲线（图3-1）。

3．信号检测论中分布曲线的含义

（1）图3-1代表感觉的正态分布。左边的曲线是由噪声引起的感觉分布，右边的曲线是由信号引起的感觉分布。

（2）横坐标是感觉的连续体，纵坐标是信号引起的感觉出现的概率以及噪声引起的感觉出现的概率。

（3）标准线右边的横线部分代表击中率的大小，它属于由信号引起的感觉分布，标准线右边的竖线部分代表虚报率的大小，它属于由噪声引起的感觉分布。

（4）在信号检测论的实验中，击中率用P（y/SN）表示，SN代表信号；虚报率用P（y/N）表示，N代表噪声。

（三）信号检测论的实验方法

1．有无法

（1）实验程序

要求事先选定SN刺激和N刺激，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。根据被试对呈现刺激的判断结果来估计P（y/SN）和P（y/N），如表3-2所示。

（2）举例

在白噪声的背景上检测一个纯音信号的实验。以随机方式呈现给一个被试100次信号和100次噪声，结果发现：呈现100次信号时被试回答是信号的有16次，呈现100次噪声时被试回答是信号的有2次。因此

P（y/SN）=16/100=0.16

P（y/N）=2/100=0.02

这些结果可以用图3-2来说明。

（3）判断标准

图中横坐标上的ZA点就是判断标准。在信号检测论中，判断标准β是由下面的公式来计算的：

击中率的纵坐标是指与击中率相应的Z分数上正态曲线的高度，虚报率的纵坐标是指与虚报率相应的Z分数上正态曲线的高度。

（4）感受性

①如果被试A感受性高即分辨能力强，那么他对信号与噪声就会区分得很清楚，实验结果也就会得到两个相距较远的正态曲线；

②当信号与噪声的强度不变，如果被试B感受性低，那么他对信号与噪声的区分就不如A清楚，实验结果就会得到两个距离较近的正态曲线。

③如果被试C对同样的信号与噪声根本分辨不出来，那么，实验结果就会得到两个完全重合的正态曲线。

感受性的指标可以用两个正态分配的平均数之间的距离来表示，这个距离是以标准差为单位来表示的，常称d'，即击中率P对应的Z分数与虚报率P对应的Z分数之差。用公式表示如下：

（5）影响判断标准的原因

①信号出现的概率

当信号出现的概率低时，被试不轻易回答说有信号，表明被试的判断标准高。当信号出现的概率高时，被试倾向于多说有信号。判断标准的变化是由于被试不同的预期产生的。

②奖惩办法

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，最后影响判断标准。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。

（6）操作者特征曲线

①操作者特征曲线的定义

操作者特征曲线（ROC曲线）又称为等感受性曲线，是指在特定刺激条件下，以被试在不同判断标准下所得的虚报概率P（y/N）为横坐标，以击中概率P（y/SN）为纵坐标的各点的连线。当判断标准变化时，击中率与虚报率都相应地发生变化，但分辨能力d’保持不变（图3-3）。

②操作者特征曲线的特征

a．图中的对角线是代表被试的辨别力等于0的一条线，即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。

b．ROC曲线的曲率代表了被试对信号的感受性以及他（她）的反应标准，与被试的判断标准无关。

c．ROC曲线的曲率是由被试的感受性和信号强度所共同决定的。

d．感受性d’与判断标准β是彼此分离的。

2．评价法

（1）评价法的特点

评价法的实验是指在信号检测论的实验中首先让被试回答有信号或无信号，然后说明回答的确信程度（或用概率来表达确信程度）。

（2）评价法与有无法的区别

①有无法是把感觉连续体分为两部分，故它从被试的反应中所能知道的就只是某一感觉在标准以上或以下，而反应的把握程度反映不出来。

②评价法则可以区分出信号或噪音引起的感觉离标准差的距离（参见图3-4）。

图3-4中的C1、C2、C3、C4和C5是感觉连续体上从左到右的5个标准。l、2、3、4、5和6代表确信程度即评价等级。在评价法中，同一轮实验被试实际上使用几个判断标准。将强度不同的感觉分属于不同的评价等级，使得反应的把握程度表现出来。

（3）举例

①在一个信号检测实验中，SN和N各呈现600次，用评价法得到的实验结果，如表3-3所示。

②将C5以下的各标准的击中率与虚报率进行累加，如表3-4所示。

③根据表3-4所列数据可以计算出各标准下相应的d’和β，见表3-5。

④如果以虚报率的Z分数为横坐标，以击中率的Z分数为纵坐标，则画出的ROC曲线就是一条直线，这条直线与机遇线的距离就是d’的值，如图3-5所示。

三、心理量表

（一）心理量表的分类

心理量表分为顺序量表、等距量表和比例量表3类。

1．顺序量表是将对象的某一属性排出顺序，没有绝对零。

2．等距量表有相等单位，可以测量对象之间的差别，但没有绝对零。

3．比例量表既有绝对零又有相等单位，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。对比例量表的数据可以用加减乘除来处理。比例量表是一种较理想的量表。

（二）差别阈限法、等距量表与Fechner定律

1．Fechner定律

（1）Fechner定律的前提

①Weber比例在强弱不同的刺激水平上都是恒定的。

韦伯定律，即感觉的差别阈限随原来刺激量的变化而变化，用公式K=△I/I来表示，其中I为原刺激量，△I为此时的差别阈限，K为常数，又称为韦伯比率。

②在所有刺激强度水平上的JND都是相等的。

（2）Fechner定律的内容

Fechner定律预测心理量和物理量之间呈对数关系，一个刺激引起的心理量的大小与绝对阈限以上的JND数目成比例。

（3）对Fechner定律的评价

①Fechner定律的两个前提有其合理性，Weber比例在中等强度上是相当恒定的，而人的感官经常接受中等强度的刺激；应当承认JND也是一种测量单位。

②但批评Fechner定律的人认为，Weber比例不是在所有的刺激强度上都是恒定的；另外，不同刺激强度上的JND也不一定相等，因而，心理量也就不能用JND数目之和来表示。

2．根据差别阈限法制作等距量表

（1）Fechner提出，差别阈限（△I）造成了最小可觉差（JND），因而JND可以用作单位来测量感觉量的大小。

（2）心理量是与物理刺激的对数成比例的。Fechner用刺激来表示感觉，因而差别阈限法是制作等距量表的间接方法。

（3）运用差别阈限法制作等距量表，其实验结果支持了Fechner定律。

3．制作等距量表的其它方法

制作等距量表的其它方法还有感觉等距法。当以物理量的对数为横坐标，以心理量为纵坐标画图时，就得到一条直线。它表示心理量和物理量的对数成比例关系。

（二）数量估计法、比例量表与Stevens定律

1．Stevens定律

（1）Stevens定律的内容

Stevens定律：心理量是物理量的幂函数。其公式为：S=bI a。当客观的物理强度成倍增加时，心理量以物理强度增加倍数的a次幂增加。指数大于l表明心理量的增加快过物理量的增加；指数等于1表明心理量与物理量以同等的速度增加；指数小于l表明心理量的增加速度小于物理量的增加速度。

（2）对Stevens定律的评价

Stevens的数量估计法曾受到批评，人们认为被试给出的数目字可能更多地反映他的数字习惯而不反映他的感觉。为了回答这类批评，Stevens曾用不同感觉道的交叉匹配法来进行实验，以进一步验证Stevens定律。

2．运用数量估计法制作比例量表

（1）数量估计法是制作比例量表的直接方法。

（2）主试先呈现一个标准刺激，让被试赋予标准刺激一个主观值，然后让被试以这个主观值为标准，将其它比较刺激的主观强度用数据表示。计算出数据的几何平均数，即可制成感觉比例量表。

（3）运用数量估计法制作比例量表，实验结果支持了Stevens定律。

（三）心理物理判断的相对性

1．相对性原则

任何刺激都不能孤立地存在，它总是在时间顺序或空间上相对于一定的上下关系或背景，因此，对刺激的知觉不仅依赖于刺激本身，也依赖于其背景。

2．Laming的观点

（1）用判断的相对性原则来解释数量估计法

该原则认为，数量估计法实验中所有的判断都是相对于即时的上下关系的，在这即时的上下关系中对当前刺激的判断仅仅是顺序性的。

（2）Laming对于感觉本质的理解

①被试能可靠报告的事情：如这灯光比那灯光更明亮。

②Fechner定律用辨别刺激差别的能力来测量内部可分辨的感觉是不成功的，因为辨别刺激差别的能力仅用刺激的物理测量本身也能说明，因此，不一定是反映感觉的差别。

③数量估计法是对感觉的直接测量，它提供了数目判断是怎样系统形成的详尽资料，一旦这些资料能合理地得到解释，对感觉本质的理解就会进入一个新的阶段。

（四）对偶比较法、等级排列法与顺序量表

1．对偶比较法

对偶比较法是把所有要比较的刺激配成对，然后一对一地呈现，让被试依据刺激的某一特性进行比较，并作出判断。由于每一刺激都要分别和其它刺激比较，所以共需配成n（n-1）/2对。然后以它们突出于其它刺激的百分比的大小排列成序，即可制成一个顺序量表。

2．等级排列法

等级排列法是一种制作顺序量表的直接方法。把所有刺激同时呈现，让被试按照一定标准，把这些刺激排成一个顺序，然后把所有被试对同一刺激评定的等级加以平均。这样，就能求出每一刺激的各自平均等级，把各刺激按平均等级排出的顺序就是一列顺序量表。

3.2 课后习题详解

1．为什么对感觉及其刺激必须加以区分？

答：感觉和感觉刺激是两个不同的概念。感觉是人的主观感受，而刺激属于物理因素。感觉总是由刺激引起，刺激的存在以及它的变化是感觉产生和发生变化的重要条件。但是，感觉与其刺激并不总是一致，因此要加以区分。具体原因主要包括：

（1）在人们生活的内外环境里，存在着各式各样的刺激，有些刺激对人们的感官是不适宜的。它们超出个体感受的限度，因而不能引起人们的感觉。

（2）对于适宜的刺激，也并不是在任何情况下都能引起感觉。人们感觉不到落在皮肤上的尘埃，听不到远处手表的滴答声，这是因为它的刺激强度不够大。要想引起感觉，刺激必须达到一定的量。

（3）对于中等强度的刺激，德国生理学家韦伯将感觉与刺激的关系表述为：△I/I = K，其中，I是原先的强度（或称标准强度），△I是刚能够引起“较强”感觉的刺激强度增量，K为常数，不同感觉道的K值是不同的。德国物理学家费希纳在韦伯研究的基础上运用积分运算得出：S=Klgi+C，其中S为感觉，i为刺激强度，K、C为常数，即感觉的大小和刺激强度的对数成正比。

2．怎样理解感觉阈限与差别阈限的概念？

答：参见本章复习笔记。

3．什么是Weber定律？

答：（1）韦伯定律，即感觉的差别阈限随原来刺激量的变化而变化，而且表现为一定的规律性，用公式K=△I/I来表示，其中I为原刺激量，△I为此时的差别阈限，K为常数，又称为韦伯比率。不同感觉通道之间的韦伯比率不同。

（2）韦伯定律提供了一个比较辨别能力的重要指标。如果要比较不同个体某一感觉道的辨别能力而所用的标准刺激又不相同时，就不能用差别阈限的绝对值进行比较，而要用韦伯比例来比较。另一方面，由于韦伯比例的倒数1/K可以用来作为感受性的指标，所以通过韦伯比例还能对不同感觉道的感受性进行比较。

（3）韦伯定律虽然揭示了引起差别感觉的一些定律，但是，它只适用于中等强度的刺激。在刺激过强或过弱时，韦伯定律就不再适用，其K值就会发生变化。在不同的感觉中，韦伯分数的差别是很大的。因此，韦伯分数成为不同感觉通道的辨别能力的指标。韦伯分数越小，辨别就越灵敏。

4．测量感觉阈限与差别阈限的3种方法的实验程序是怎样的？实验结果如何处理？

答：参见本章复习笔记。

5．什么叫做75%的差别阈限？它有什么优点？

答：（1）75%的差别阈限

75%的差别阈限是指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，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，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。差别阈限为1/2（上限—下限），求得的差别阈限称为75%的差别阈限。。

（2）75%的差别阈限的优点

在采用恒定刺激法对差别阈限测量时，如果要求被试对于标准刺激和比较刺激的关系做两类判断（大或者小），50%对应的刺激的强度并不符合差别阈限的定义。这个刺激强度表示的意义是被试50%的次数判断比较刺激比标准刺激长，且50%的次数判断比较刺激比标准刺激短。那么，被试无法区分比较刺激和标准刺激。实际上，差别阈限是有差别和无差别的分界。因此，按照差别阈限的定义，在恒定刺激法两类回答测量差别阈限时，75%和25%的次数对应的刺激值分别为比较刺激比标准刺激长和比较刺激比标准刺激短的差别阈限。

6．什么叫做阈下知觉？

答：阈下知觉是指低于阈限的刺激所引起的行为反应。作用于各种感受器的适宜刺激，必须达到一定的强度才能引起感受。那种刚刚引起感受的最小刺激量，称为绝对感觉阈限。低于绝对阈限的刺激，虽人们感觉不到，但却能引起一定的生理效应。例如，低于听觉阈限的声音刺激能引起脑电波的变化和瞳孔的扩大。刚刚能引起生理效应的最小刺激量，称为生理的刺激阈限。有意识的感觉阈限和生理的刺激阈限并不完全是同等的。一般生理的刺激阈限要低于意识到的感觉阈限。阈下知觉一般应用在内隐记忆的研究中。

7．色子游戏的一般规则是怎样的？怎样定标准可以使猜对的百分比超过50%?

答：（1）色子游戏的一般规则

一次掷3颗色子，2颗是正常的，即每个面有一个数字，依次是1到6。第三颗是特殊的，3面写0，另3面写3。你的任务是猜测，特殊色子的哪一面朝天？是写有0的一面，还是写有3的一面？在猜以前，伙伴告诉你3颗色子朝天的数目的总和。

（2）定标准

根据3颗色子数目构成8的情况，分别列出来。

①当色子总和为2、3、4时，猜特殊色子为0。

②当色子总和为13、14、15时，猜特殊色子是3。

③5～12之间时，当总数为8以下时，猜0对的概率可以超过50%。当总数大于9时，猜3对的百分比可以超过50%。

8．信号检测论中，击中率与虚报率怎样随标准升高或降低而变化？

答：参见本章复习笔记。

9．有无法与评价法的实验程序是怎样的？怎样计算d’与β?

答：参见本章复习笔记。

10．什么叫做等感受性曲线？

答：参见本章复习笔记。

11．影响β的因素是什么？影响d’的因素是什么？

答：（1）影响β的因素

①信号出现的概率。当信号出现的概率低时，被试不轻易回答说有信号，表明被试的判断标准高。当信号出现的概率高时，被试倾向于多说有信号，表明被试的判断标准低。即当信号不经常出现时，被试获得很强的感觉才说有信号；而当信号频频发生时，被试获得轻微的感觉就说有信号了。

②奖惩办法。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，最后影响判断标准。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。

（2）影响d’的因素

①信号本身的强度。当信号本身的强度比较大时，人们容易觉察到，d’就高，反之，当强度比较弱时，则不易觉察到，d’就低。

②被试的感受性。每个人对相同刺激的反应存在差异，有些人感受性高，而有些人感受性低，因此感受性的高低也影响了被试的辨别力。

12．评价法中低标准下的击中率与虚报率为什么都应该是累积概率？

答：评价法中低标准下的击中率与虚报率都应该是累积概率，其原因如下：

如图3-10所示，当x2感觉出现时，由于它在C5标准以上，故被试以第6级作反应；当x1感觉出现时，由于它在C5标准以下，故不能以第6等级反应，但它在C4标准以上，所以以第5等级反应。现在要计算C4标准的击中率，那就不仅要包括第5等级的反应，还应当包括第6等级的反应，因为C5标准比C4标准高，在C5标准以上可以肯定x2感觉是由信号引起，那么在比C5低的任何标准下，当然也可以肯定x2感觉是由信号引起的。所以C4标准的击中率，就是信号呈现时第6等级和第5等级的反应之和。因此，对于C5以下的各标准，击中率都应该是累计概率。各标准下的虚报率也应以类似的方法来计算。

13．信号检测论与古典心理物理法的差别是怎样的？

答：信号检测论是对古典心理物理法的继承和发展。信号检测论区分了感受性和判断标准，古典心理物理学的方法仅仅能判断感受性的有无，不能区分感受性与判断标准，但是它能很好地说明感觉的概念。二者的具体差别可从基本阈限理论和测量方法的角度进行分析。

（1）基本阈限理论存在差别

古典心理物理法的阐限理论认为作用于感受器的一个刺激，引起一系列的冲动，在大脑中枢发生了一种效应。阈限是一个固定点，被试的判断连续对应于反应的连续，当刺激超过最小量——阈限时，被试就判断“有”，当刺激低于阈限时，被试就判断“无”。

信号检测论认为被试觉察信号有一个中枢神经效应，这种效应随着每次刺激呈现，时刻都在变化。信号总是在噪音的背景上产生，信号的影响和噪音的影响都被假定为正态分布。人类觉察是建立在统计决策论的基础上，被试选择一个标准，当给定的刺激超过这个标准时，被试就反应“有”，否则则说“无”，这个反应标准就是阈限。

（2）测量方法上存在差别

传统心理物理法的测量方法主要包括：最小变化法、恒定刺激法、平均差误法；信号检测论的测量方法主要包括：有无法、评价法。

14．什么是Fechner定律？它与Weber比例有什么关系？

答：（1）Fechner定律

Fechner定律假定心理量是与辨别成比例的，即一个刺激引起的心理量的大小与绝对阈限以上的JND数目成比例，其数学表达式为：Rk=logS0+Klog（1+W）；其中W为Weber比例，当刺激强度增大时，差别阈限也相应增大，这样才能使主观感觉的增量保持恒定，即保持着最小可觉差。

（2）Fechner定律与Weber比例的关系

Fechner定律建立在两个假设的前提下：假定Weber比例在强弱不同的刺激水平上都是恒定的；在所有刺激强度水平上的JND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。

15．怎样理解Fechner定律的基本特征是用可分辨的刺激来表示可分辨的感觉？

答：（1）Fechner定律假定心理量是与辨别成比例的，即一个刺激引起的心理量的大小与绝对阈限以上的JND数目成比例，其数学表达式为：Rk=logS0+Klog（1+W）。

（2）Fechner定律表示的心物对应关系是：刺激S0产生感觉R0; S1产生R1直到SK产生RK。R1是与1个log（1+W）相对应的……Rk是与K个log（1+W）相应的。心理量与物理刺激的对数成比例。S0与S1是两个刚刚可以分辨的刺激，R0与R1是两个刚刚可以分辨的感觉。

（3）刺激是可分辨的，而Fechner定律将感觉以JND为单位来表示，也是可分辨的。因此，Fechner定律的基本特征是用可分辨的刺激来表示可分辨的感觉。

16．数量估计法与感觉道交叉匹配方法的实验程序是怎样的？

答：参见本章复习笔记。

17．什么是Stevens定律？

答：参见本章复习笔记。

18．怎样理解心理物理判断的相对性？

答：参见本章复习笔记。

19．对偶比较法与等级排列法的实验程序是怎样的？

答：参见本章复习笔记。

3.3 考研真题及强化习题详解

一、单项选择题

1．用直线内插法来计算差别阀限的是（　）。[统考2014研]

A．恒定刺激法

B．平均差误法

C．最小变化法

D．信号检测法

【答案】A

【解析】恒定刺激法的计算方法有：①直线内插法（S-P作图，S-Z作图）；②平均Z分数法（将P值转换为Z分数，这种方法比直线内插精确）；③最小二乘法（建立回归方程，这是最为精确的方法）；④斯皮尔曼分配法（用次数分布计算，梯级间距够大时可用）

2．平均差误法实验的误差主要是（　）。[统考2014研]

A．时间

B．习惯

C．动作

D．期望

【答案】C

【解析】用平均差误法测量差别阈限时可能会产生动作误差和空间误差。动作误差是指被试自己调整比较刺激与标准刺激，被试的动作方向不同，会出现过高或者过低估计比较刺激的反应倾向；空间误差是指视觉刺激因刺激呈现方位不同所造成的误差。

3．最先将物理学的方法引进心理学研究，并对心理学与物理量之间关系进行系统探索的学者是（　）。[统考2014研]

A．韦伯

B．费希纳

C．缪勒

D．赫尔姆霍茨

【答案】B

【解析】1860年，费希纳出版的《心理物理学纲要》，是最早系统地阐述感觉测量方法的著作，为科学心理学的产生奠定了坚实的实验基础。

4．费希纳定律是在韦伯定律的基础上发展起来的，其前提假设是（　）。[统考2013研]

A．韦伯分数是一个常数

B．每个最小可觉差主观相等

C．仅在中等刺激强度范围内有效

D．不同感觉系统韦伯分数差异很大

【答案】B

【解析】费希纳定律是表明心理量和物理量之间关系的定律，是由韦伯定律发展而来，其前提假设是所有最小可觉差均相等。

5．下列测量感觉阈限的方法中，最容易产生动作误差的是（　）。[统考2011研]

A．平均差误法

B．最小变化法

C．恒定刺激法

D．信号检测法

【答案】A

【解析】在平均误差法实验中，一般要被试自己操纵实验仪器来调整比较刺激，使其与标准刺激相等，所以最易产生动作误差。

6．在使用最小变化法测量重量差别阈限的实验中，平均上限的重量为205克，平均下限的重量为196克，则差别阈限为（　）。[统考2011研]

A．4.0克

B．4.5克

C．5.0克

D．9.0克

【答案】B

【解析】差别阈限等于（平均上限-平均下限）/2=（205-196）/2=4.5。

7．由于实验本身刺激呈现的规律性，使得被试对刺激是否达到阈限值提前做出反应而产生的误差是（　）。[统考2009研]

A．习惯误差

B．期望误差

C．练习误差

D．疲劳误差

【答案】B

【解析】最小变化法测定绝对阈限产生的误差主要有四种：习惯误差和期望误差、练习误差和疲劳误差。①习惯误差是指由于被试在长序列中有继续作同一种判断的倾向所引起的误差。②期望误差则是指由于被试在长的序列中给予相反判断（期望转折点尽快到来）的倾向所导致的误差。③练习误差是由于实验的多次重复，被试逐渐熟悉了实验情景，对实验产生了兴趣和学习效果，而导致反应速度加快和准确性逐步提高的一种系统误差。④疲劳误差是指由于实验多次重复，随着实验进程而发展的疲倦或厌烦情绪的影响，而导致被试反应速度减慢和准确性逐步降低的一种系统误差。

8．认为心理量和物理量之间呈幂函数关系的心理学家是（　）。[统考2008研]

A．史蒂文斯

B．费希纳

C．韦伯

D．冯特

【答案】A

【解析】史蒂文斯认为心理量和物理量之间呈幂函数关系，进而创立了史蒂文斯幂定律。费希纳认为心理量和物理量之间呈对数关系，创立了费希纳定律。韦伯认为差异刺激量与比较刺激量之间的比值为一个常数，创立了韦伯定律。冯特建立了第一个科学的心理学实验室，标志了心理学的诞生。

9．用极限法测定差别阈限时，在每次渐增系列实验中，其阈限的下限值应取（　）。[统考2008研]

A．第一次非正到正的对应值

B．第一次非负到负的对应值

C．最后一次正到非正的对应值

D．最后一次负到非负的对应值

【答案】D

【解析】极限法以一种反应到另一种反应的瞬时转换点作为阈限值。因此，用极限法测定差别阈限时，在每次渐增系列实验中，其阈限的下限值应取最后一次负到非负的对应值。其阈限的上限值应取第一次正到非正的对应值。

10．在信号检测实验中，如其他条件不变，只大幅提高对被试击中目标的奖励，则可推测（　）。[统考2008研]

A．β增大，d’增大

B．β减小，d’不变

C．β增大，d’减小

D．两者均不变

【答案】B

【解析】在信号检测论中，d’是辨别力指标，是观察者对刺激的感受性的度量，一般情况下是比较稳定的。β是被试的反应标准，β＞1则被试的反应标准较严，β＜1则被试的反应标准较宽松，β受到多种因素的影响。当其他条件不变，只大幅提高对被试击中目标的奖励，则被试将会采用相对宽松的反应标准，即β减小，而辨别力指标受到噪音与信号强度以及被试者自己的感受性的影响，而不受奖惩条件变化的影响，因此，保持不变。

11．在汤里放10克盐，要使汤的咸味尝起来刚好有差异，需要增加2克盐。根据韦伯定律，如果最初放20克盐，要使汤的咸味刚好有变化，则需要加盐（　）。[统考2007研]

A．2克

B．4克

C．6克

D．8克

【答案】B

【解析】韦伯定律主要说明差别感觉阈限，即觉察刺激微弱变化需要的变化量与原有刺激之间存在着的内在关系。韦伯定律指出，刚刚能觉察出刺激有差别时，刺激新增加量（即差别感觉阈限）和原有刺激（即标准刺激）成正比。但对刺激的差别感觉，不取决于刺激增加的绝对量，而取决于刺激增加量与原刺激量的比值，用公式表示为：ΔI/I=K，其中I为标准刺激的强度或原刺激量；ΔI为引起差别感觉的刺激变化量；K为常数，即韦伯分数或韦伯比率。不同感觉通道的韦伯分数（即K值）是不同的。题中，咸味的韦伯分数（K值）为0.200。故本题的正确答案是B。

12．在感觉阈限测定中，标准刺激由主试呈现，随后由被试调整比较刺激，使其与标准刺激相等。这种方法是（　）。[统考2007研]

A．恒定刺激法

B．平均差误法

C．最小变化法

D．系列探索法

【答案】B

【解析】古典心理物理法主要有恒定刺激法、平均差误法和最小变化法三种。恒定刺激法的特征是在整个实验过程中只呈现几个固定的刺激；最小变化法是指刺激差别由小到大、由大到小予以改变，从而来探索感觉阈限，所以也称做系列探索法。平均差误法则是标准刺激由主试呈现，随后由被试调整比较刺激，使其与标准刺激相等，然后通过计算被试各次调整出来的数值与标准刺激的差误量的平均值来确定感觉阈限。故本题的正确答案是B。

13．在信号检测实验中，如果击中率的纵轴值为0.11，虚报率的纵轴值为0.33．则该实验中的β值为（　）。[统考2007研]

A．-0.22

B．0.22

C．0.33

D．3.00

【答案】C

【解析】采用古典心理物理法测定感觉阈限时，无法将个体的感受性与其反应偏向加以辨别和分离，信号检测论则通过信号检测的实验程序，将感受性与反应偏向加以分离并计算出具体数值。β值又称似然比，表示的是个体所选择的作为产生“信号”、“噪音”两种反应的分界点，称为判断标准。它以实验中被试的击中率的纵轴值与虚报率的纵轴值的比值来表示。故本题的正确答案是C。

14．阈限的上限和下限的平均数被称为（　）。

A．差别阈限

B．主观相等点

C．强度估计

D．不肯定间距

【答案】B

15．对偶比较法中因为每一刺激都要分别和其他刺激比较，假如以n代表刺激的总数，那么配成对的个数是（　）。

A．n（n-1）/2

B．n

C．n-1

D．n（n-1）

【答案】A

【解析】n个对象中一次取出两个进行组合的可能组合数为=n(n-1)/2。

16．SN分布的平均数与N分布的平均数的关系是（　）。

A．大于

B．等于

C．小于

D．不确定

【答案】A

【解析】SN分布表示信号+噪音的分布，而N分布表示的是噪音的分布。由于SN分布是在原有的噪音刺激上再加上信号刺激，因此，SN分布的平均数是大于N分布的平均数的，即SN分布永远在N分布的右边。

17．接收者操作特性曲线是以（　）为横轴。

A．击中率

B．虚报率

C．漏报率

D．正确否定概率

【答案】B

【解析】接收者操作特性曲线是在以虚报率为横轴、击中率为纵轴所组成的坐标图中，根据被试在特定刺激条件下由于采用不同的判断标准得出的不同结果所画出的曲线。。

18．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，这时需要平衡的误差是（　）。

A．空间误差

B．期望误差

C．动作误差

D．时间误差

【答案】D

【解析】当标准刺激与比较刺激继时呈现时，由于存在时间上的差异，因此，需要平衡时间误差，应采用ABBA法。空间误差是由于两个刺激呈现的空间上的差异产生的误差。期望误差是指被试在长时间的序列中给予相反判断（期望转折点快点到来）的倾向所引起的误差。动作误差是由于被试的操作所引起的误差，通常在平均差误法中会出现动作误差。

19．（　）是一种用来估计阈限值的程序。

A．极限法

B．名称量表

C．等距量表

D．绝对阈限

【答案】A

20．阈限的上限和下限的差被称为（　）。

A．不肯定间距

B．差别阈限

C．强度估计

D．绝对阈限

【答案】A

二、多项选择题

1．下列关于信号检测论ROC曲线的描述，正确的是（　）。[统考2013研]

A．β值的改变独立于d’值的变化

B．曲线上各点代表的是相同的辨别力

C．曲线离偶然事件对角线越远，表示被试的辨别力越强

D．曲线离偶然事件对角线越远，表示被试的判断标准越高

【答案】ABC

【解析】ROC曲线就以虚惊概率为横轴、击中概率为纵轴所组成的坐标图，和被试在特定刺激条件下由于采用不同的判断标准得出的不同结果画出的曲线，描述了被试在同等辨别力d’时所可能出现的不同反应标准β，并且d’越高，ROC曲线偏离对角线越远。根据ROC曲线的特性，答案ABC正确。

2．采用最小变化法测定绝对感觉阈限时，容易产生的误差有（　）。[统考2007研]

A．习惯误差

B．疲劳误差

C．练习误差

D．空间误差

【答案】ABC

【解析】由于在用最小变化法测定绝对感觉阈限的实验中，刺激是按一定顺序呈现的，被试会因习惯于前面几次刺激所引起的反应偏向而造成习惯误差。反之，则造成期望误差。同时，采用最小变化法测定绝对感觉阈限，次数通常很多，被试可能由于逐渐熟悉了实验情况或产生了学习效果，从而导致反应加快和准确性提高，形成练习误差；相反，由于实验多次重复，疲倦或厌烦情绪随实验进程逐渐发展，也导致反应减慢和准确性下降，产生疲劳误差。故本题的正确答案是A、B、C。

3．噪音分布与信号加噪音分布的分离程度受哪些因素影响？（　）。

A．噪音的强度

B．信号的强度

C．被试者感受性

D．被试者反应偏好

【答案】ABC

【解析】噪音分布与信号加噪音分布的分离程度即辨别力指标d'，受到噪音的强度、信号的强度以及被试者感受性三个因素的影响。当其他两个因素不变的情况下，d’与第三个因素成正比。因此，当噪音与信号不变的情况下，d’可以很好的反映被试的感受性。被试者反应偏好不影响噪音分布与信号加噪音分布的分离程度。

4．ROC曲线能反映出（　）。

A．信号的先定概率对报准率和虚报率的影响

B．同一观察者不同的感受性

C．信号检测标准变化时报准率与虚报率的变化

D．不同观察者的敏感性指标

【答案】ACD

【解析】ROC曲线上的各点的感受性相同，其反应的是同一观察者在不同的反应标准下，对同一组信号与噪音的反应。因此，B项是错误的。其余三项均是正确的。

5．制作顺序量表（等级量表）的方法有（　）。

A．差别阈限法

B．数量估计法

C．等级排列法

D．对偶比较法

【答案】CD

【解析】制作顺序量表的方法有等级排列法和对偶比较法，差别阈限法是制作等距量表的方法，数量估计法是制作比例量表的方法。

6．恒定刺激法的变式有（　）。

A．分组法

B．单一刺激法

C．极限法

D．最小可觉差法

【答案】AB

【解析】恒定刺激法的变式包括分组法、用对数单位的比较刺激序列和单一刺激法。极限法即最小可觉差法，与恒定刺激法和平均差误法共同构成了传统心理物理学测量阈限的三种方法。

7．甲型H1N1流感流行期间，为了防止甲型H1N1流感的传播，大量发烧病人都被当作甲型H1N1流感疑似病人隔离，此时（　）。

A．击中率增加

B．击中率减少

C．虚报率增加

D．虚报率减少

【答案】AC

【解析】只要是有人发热，就进行隔离观察，属于采用较为宽松的反应标准，其目的是提高击中率，降低漏报率。这时个体倾向于作出有信号的反应，因此击中率与虚报率上升，而漏报率与正确拒斥率降低。

8．根据信号检测论，影响反应偏向的因素包括（　）。

A．信号的频率

B．虚报的惩罚

C．击中的奖励

D．噪音的概率

【答案】ABC

【答案】根据信号检测论，影响反应偏向的因素包括信号的先定概率（信号的频率），利益得失的权衡（虚报的惩罚与击中的奖励）。噪音是指伴随信号的背景，因此是时刻存在的。

9．计算恒定刺激法实验结果的方法有（　）。

A．直线内插法

B．最小二乘法

C．差别阈限法

D．平均Z分数法

【答案】ABD

三、简答题

1．据下面击中和虚报的几对数据计算d’值：（0.90,0.10）， （0.90,0.25）， （0.90,0.50）， （0.90,0.90）

答：因为d' =Z击中-Z虚报，而根据Z分布表查表可知，P=0.9, Z=1.28; P=0.1, Z=-1.28; P=0.25, Z=-0.67;P=0.50, Z=0。由此可得：

（1）P击中=0.9,P虚报=0.1, d' 1.28= -（-1.28）=2.56；

（2）P击中=0.9,P虚报=0.25, d' 1.28= -（-0.67）=1.95；

（3）P击中=0.9,P虚报=0.5, d' 1.28= -0=1.28；

（4）P击中=0.9,P虚报=0.9, d' 1.28= -1.28=0。

2．传统心理物理实验方法测量感受性时会产生哪些方面的误差？请分析它们对实验结果的可能影响及可采取的控制措施。

答：传统心理物理实验方法包括最小变化法、恒定刺激法以及平均差误法。

（1）传统心理物理实验方法测量感受性时会产生的误差

用传统心理物理实验方法测量感受性时会产生的误差包括：习惯误差和期望误差；练习误差和疲劳误差；时间误差；空间误差；动作误差；顺序误差等。

（2）各种误差对实验结果的可能影响

①习惯误差和期望误差是在用最小变化法测量阈限时的常见误差，习惯误差是由于被试在长的序列中做出相同的判断的倾向所引起的误差。期望误差是由于被试在长的序列中做出相反的判断的倾向所引起的误差。习惯误差会造成递增序列阈限增高，而递减序列阈限降低，期望误差对实验结果的影响与习惯误差相反。

②练习误差和疲劳误差是在用最小变化法测量阈限时的常见误差，练习误差是由于实验的多次重复，被试熟悉了实验情境，对实验产生的兴趣，而导致的反应速度以及准确性提高的现象。疲劳误差则是由于实验的多次重复，被试产生的疲劳或厌倦情绪，而导致的反应速度以及准确性的下降。随着实验的进行，练习误差会使阈限降低，而疲劳误差会使阈限升高。

③时间误差是由于两个刺激呈现时间的不同而造成的误差，当用传统心理物理法测量差别阈限，标准刺激与比较刺激继时出现时，会产生时间误差。

④空间误差是指由于刺激呈现位置的不同而造成的误差。当用传统心理物理法测量差别阈限时，标准刺激在比较刺激左边与右边的次数不等时，就会产生时间误差。

⑤动作误差是由于平均差误法中被试自己调整比较刺激比标准刺激长或短时产生的误差。

（3）对各种误差的控制措施

①对于习惯误差、期望误差、练习误差、疲劳误差的控制措施：在用最小变化法来测阈限时，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，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。

②对于时间误差的控制措施：在整个实验过程中，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。

③对于空间误差的控制措施：标准刺激在左边和右边的次数各占一半。

④对于动作误差的控制措施：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。