第十二章 有关韦伯定律的平行定律_心理物理学纲要

至此，我们仍然存在着这样的疑问，即当试图解释韦伯定律的过程中，我们更可能会使用哪一种感受性。两种感受性之间究竟有多大程度的重合呢？具体而言，刺激引发的动作中所产生的感受性变化，是否能够在一定程度上说明两种感受性之间的差异呢？

在没有干扰的前提下，我们把一只白色的圆盘放在一张黑纸上，通过一张灰色的胶片进行观察，随着时间的流逝，圆盘的颜色似乎越来越暗，这一效应证明了对光的感受性由于光的长期作用而钝化了。诸如此类的例子还有很多。反之，当扛着或举着重物而感到疲惫时，你会感到它越来越重，这是因为对于重量的感受性会因为先前负担的影响而提高。在这些情况之下，当光线刺激强度提高，或者是担子的重量降低，都能产生与先前相同强度的感受。

于是问题就产生了：在这些案例中，对光和重量的最小可觉差或等觉感受是相应地升高或降低了，还是对于物理量间的相等差异，疲劳的器官始终还是保持与疲劳前相同的敏感性？

乍一看去，当每个刺激变弱或变强时，人们会自然而然地认为刺激感受也会相应地变强或变弱。但是韦伯定律告诉我们事实并非如此，当两个刺激变强或者变弱时，假设它们之间的差异随着刺激绝对值成比例地增加或减少，那么人们感觉到的刺激和先前仍是相同的。因此，人们对于刺激的印象由于内部因素的改变而相应地变化，但当真实的客观刺激变化时，印象很可能保持着同样的改变幅度，即一直维持着相同强度的差别性感受。

这些事实究竟在心理学意义上意味着“刺激感受性变化”了吗？假设心理加工过程与感受之间存在固定不变的关系，那么该情况就仅仅意味着“需要另一种强度的刺激来引发相同的感受”，也就是说心理加工过程是完全相同的。假如韦伯定律的基本观点中所提到的感受与刺激引发的内部作用之间具有一定的相关，而不仅仅是感受与刺激之间的相关，那么最后究竟是外部刺激的减弱，还是由其引发的内部效应减弱，这就变得无关紧要了，因为外部刺激的减弱最终仍然是反映在内部感受的减弱中。简而言之，内部感受的钝化和外部刺激的减弱导致的是相同的结果。只要刺激成分维持着同样比例的变化，差别感受程度就会维持不变。

必须承认的是，假如韦伯定律不能从外部刺激转化为内部效应（即心理物理过程），那么以某种方法测得的内部效应的相对差异（或比例）保持不变时，感受的差异就不会维持不变，而是按照某种函数关系随着绝对差异的变化而变化。在这种情况下，定律衍生出的推论就不能由外部转向内部领域。因此我们可以认为之前所关注的这个问题，的确对我们的理论具有非常基础性的意义。该问题是外部和内部心理物理学之间的桥梁。

抛开这些考虑，接下来仍然有一个重要的问题，是关于绝对感受性和差别感受性之间的本质联系的大小程度。有关这个问题的研究所获得的结论，将会非常有助于我们理清有关过敏性和兴奋性的复杂理论。

我将我们非常关注的这一定律称为韦伯定律的平行定律，简称平行定律，因为我们可以将它视为韦伯定律从外部到内部领域的转换。该定律内容可以通过以下形式进行定义：

当对于两种刺激的感受性以相同比率变化时，对于它们之间差异的知觉却仍然保持一致。

这种阐述还可以改为以下形式，但表达的内容是相同的：

如果两个刺激的强度按照与初始的刺激强度成比例的幅度上升或下降，那么它们之间的差别感受性水平是不变的，而如果需要恢复到先前的绝对感受水平的话，就还必须按照相同比率还原初始的刺激强度。

在同一个感受器的绝对感受性中发生的暂时性变化，是否必然伴随着差别感受性的变化，这一问题使人很自然地联想到了另一个问题，即绝对感受性的空间差异（及不同部位的绝对感受性差异）是否也伴随着相应差别感受性的变化。这个问题目前已经从一个时间性的问题转化为一个空间性的问题。对视网膜不同位置的观察结果已经证明了它们对于光的不同绝对和不同差别感受性。它们的功能在实质上究竟是平行的吗？同样的负担置于身体的不同部位时，人们却感受到不同的重量。这些感受到负担更重的身体部位，是否在识别既定重量的差异时同样更具优势？

我认为这类非常基础性的问题，在以往的研究中尚未有清楚的理论框架供使用，更不用提能有清晰明确的答案。

毫无疑问的是，假如绝对感受性随着时间变化，而差别感受性可以维持不变时，那么同样的定律就也可以适用于空间上的变化，反之亦然。因此，从时间角度证明这一定律，可以有助于从空间角度进行同样的证明，反之亦然。而且也没有人可以避开这两种角度的有效性证明工作。

事实上，没有人可以非常确信地从其他条件下的定律有效性，来推导出某一特定条件下的有效性。确实存在一种可能，即在某些特别的环境之下，绝对和差别感受性的基线会同增或同减，但它们从基本性质上是不同的，即非普遍的、必然的、根本的。此外还有其他证据表明这两者相互依赖的程度并不是那么高，例如二者之一维持不变而另一者变化，二者以不同速度变化，以及变化的方向相反等等。换而言之，平行定律不能在所有条件下适用，但在某些特定条件下是适用的。

假如我们期待观察到感受差异的等价性，我们就不能忽略两种刺激的感受性是否确实在以同等比率变化。让我们假想一个例子，在视网膜上寻找两个原先具有相同绝对感受性的区域，施以相同的刺激。那么在这两个区域就会产生相同的感知。让我们再假设一个区域内发生刺激的绝对感受性变化——或增或减——而另一个区域不变。那么即使平行定律仍然起作用，但这两个区域之间还是会立即发生感受的差异，并且对于差异的感受会随着绝对感受性的变化而发生同样形态的变化。这就好似对应一个区域的刺激不断增长，而对应另一个区域的刺激保持不变，而两个区域的感受性却维持在一种水平。[1]

这里所提出的所有有关于感受强度的问题和讨论条件，同样适用于广度的感受问题。在这种情况下有人还会问：是否给定了广度的差异，就能清楚地获知何时何地会出现该范围中的峰值？最小可觉空间差异是否因此等同于最小可觉广度？

本书后续的几页中我将会根据能力之所及来回答这些问题。不过就目前看来，我们还远不能够对各种概念之间的关系进行完整的阐释，因此尚不可能报告出一个普遍的、简练的、完美的答案。然而，我们将会了解到绝对和差别感受之间一般是不存在本质联系的，后续这些有关在重量提举实验中验证平行定律的实验就可以告诉我们这一点。

如果没有平行定律的支持，想要成功证明韦伯定律似乎存在一定的困难（即关乎它的有效性问题）。由于刺激物持续、重复和不断变化的影响，人的过敏性和绝对感受性必然会在实验过程中发生改变。假如韦伯定律的内部作用转化过程（即平行定律）不存在，它就不能在各种程度的刺激物作用条件下均获得证实。

我认为这一争论是有约束力的，虽然这约束力是间接的。但这并不意味着不需要直接的证据，我需要让这些证据发挥作用。

重量提举实验

我进行了一系列为期32天（1858年6月至7月）的实验，实验中用到了1000克的标准重量P和两种附加重量D，分别是40和80克。标准重量被举起32×8×64＝16384次，附加重量隔天交替更换。除了重量在手中保持的时间条件进行变化之外，其他条件中提到的条件作为标准。我们采用了四种时间条件，即半秒、一秒、两秒和四秒。我将用左手提举重量64次，随后用右手提举同样的重量64次，每类提举都要分别经</a>历上述四种时间条件，每天进行一系列这样的实验，因此总共加起来是8×64＝512个试次。长达四秒的提举让我感觉非常疲劳，因为我需要一直举着1000克的标准重量，而其他三种时间条件任何一种，即使是两秒（我特别留意了）我都没有任何疲劳感产生。假如这种疲劳感影响了差别感受性，那么它应该在正确判断的次数中获得验证，并且可以通过计算方法计算出hD的值，当D是一个常量时，这些值就是用以测量感受性的。在任何情况下这些数值都会给出提举时间是否能影响差别感受性的结论，即使疲劳感并不明显，但长时间提举必然会消耗更多的能量，因此肯定会比短时间提举更令人疲惫。然而我的实验结果中却没有这种情况发生。我将四种条件进行了加和，得到了其中正确判断的数据，见下表（其中n＝2048），并针对两种D值计算了32hD、64hD，后者是综合了右手和左手的结果。另外通过观察可知，每种时长在一个实验区段的开头和结尾出现的频率是相同的。[2]

平行定律的验证　n＝2048

这一系列实验对于我们的计算方法是很好的实验验证。如表格中所见，根据我们的计算法则，可以由左（L）和右（R）手在四种时长下的总和计算出如下32hD的数值：

D=0.04P对应值为454399

D=0.08P对应值为913613

或者可以说两倍的D值对应两倍的hD值。

检查上表最后一行64hD的数值，即对所有实验试次结果加和，原本我们估计如果提举重量的时间越长，后续的疲劳随之增加，就会发生差别感受性的变化，那么最大的差异只应该是出现在半秒至四秒之间。但事实上64hD的数值大小却是非常接近的，而且中间水平时长条件下的结果也没有和其他条件下的结果有太大的差异。

但研究中有额外的重要发现，即重量在手中提举的时间对于其重量的估计绝不是没有影响的。例如，常数p和q明显随着提举时长发生了变化，具体参考下表中给出的平均数，单位为克，计算方法：

提举时间造成的影响

我们可以看到表中 尽管这些现象已经为人所熟知，在此不需要更周密</a>的叙述，但我仍然想再多介绍一些惊人的或有趣的例子，来展现环境对人的影响。

“布冯（Buffon）告诉一位监狱看守员说，每天到了分发食物的地方，他才会偶尔看到天花板有光线透进来，这样过了几个月他就能看见黑暗中的老鼠了。被释放后，他花了好几个月才适应了一般的光线。另外有一个在监狱里被关押了33年的人，他在夜里能看清极小的物体，但在白天什么也看不到。（Ruete,Ophthalmol.,nach Larrey，Mém.de Chir.méd., Vol.Ⅰ，p.6.）”

冯·莱辛巴赫（v.Reichenbach）在他的著作里提到了所谓具有超能力的一些人（od），他们可以在完全黑暗的环境中感觉到强力磁极附近有类似火光的存在。在磁铁N极附近的光是蓝色的，而在S极附近的是红、浓黄或红灰色。他们还能在水晶的顶端、人类（尤其是在指尖处）、动物、活体植物、金属、硫黄、经历了化学反应或晶体化的液体等物质中看到各种各样的光亮。作者归纳说（sensit.Mensch.，Ⅱ，p.192），所有地球上的物体都会发光，虽然光的亮度不同，但超能力者都能感觉到。

我们现在没有必要讨论莱辛巴赫提到的超能力者是否真的存在。但对于我来说，完全没有必要反驳他有关于光的体验的描述，因为有些人确实能在黑暗中看清东西。我在这里提及莱辛巴赫不仅仅是因为他指定了一个基本条件，能够使实验室完全陷入黑暗中，让那些感受性较低的人必须长时间在这实验室里留待至能在其中看见东西为止。根据莱辛巴赫的描述，让感受性很强的人立即或者在五到十分钟后，看到所谓超能力水平才能看见的光并不是一件困难的事情，而对于感受性中等的人，则需要半个小时至两或三小时。

我本人，以及一般的老年人，都清楚记得小时候人们将油脂蜡烛置于餐桌或书桌，并对这种照明方式感到很满足。而如今，由于更亮的灯光照明方式普及开来，有人认为这反而削弱了人的视力，因为人们再也不能在蜡烛照明条件下看清物体了，除非特别努力的情况下。

我曾听说了以下这个故事，讲的是在一所工厂里，部分工作是由工人在家里完成的。该工厂之前的照明条件不好，如今安装了更明亮的照明装置。没过多久，工人们便要求重新启用先前的照明装置，因为他们反映当回家在正常的弱光照明条件下时，他们就无法正常工作了。

奥贝特在他的《间接视觉知识的贡献》（Beitr.z.Kenntniss des indirecten Sehens）[13]一文中进行了如下的评论：“假如有人在一间非常黑暗的房间里待上一两天，那么估计他所感觉到的房间亮度将会达到实际亮度的十倍。我举一个发生在我自己身上的例子。我14岁的时候，有一次得了麻疹，在一间小黑屋里被隔离了八天，屋里太黑以至于刚进来的人都好像瞎了一样，需要摸索一段时间。而我本人在其中待了几天以后，就觉得房间变亮了，由于待在小黑屋中十分无聊，于是当我找到一张很小却印刷精美的彩色地图时感到非常高兴。我可以清楚地分辨出地图上的颜色，并且就像在大白天一样阅读出地图上的文字。我在床上找到了一些书，幸好这些书从来没被人收走，因为进入小黑屋的看守员根本看不见这些书，即使他们在房间里待上几分钟也不行。所以，我可以说我的眼睛完全没有受到疾病的影响。”

福斯特[14]评论了我提到的测光装置的使用，他认为采用这种装置在最低的光照水平下，有人可以在白色背景下识别出一个小黑矩形：“这个人先前已经在黑暗条件下待了很长一段时间，除了他之外，其他人都要求在不断加强光照达一刻钟之后，才能辨别出同一个物体。假如该观察者盯着一片非常明亮的物体表面或者一束火焰看，即使是一秒钟的时间，他的这种能力都会在一分钟内消失，直到撤光后视网膜的能量重新汇集，他的能力才会恢复。由此可以很明显地看出，视网膜中心是极容易被影响的。”

这些实验结果似乎都挑战着视觉中平行定律的有效性，光刺激的减少削弱了人的差别感受性，如我们已经提到的，对于黑暗中微热或微亮物体的识别其实就是将它们从完全黑暗的背景中区别开来，这种识别在视觉感受模糊时是无法发生的。

然而，我们也已经看出在使用平行定律解释中出现的偏差，与韦伯定律下限的偏差情况是相似的。当两个待比较的部分中，有一个或者两个接近黑暗的水平时，韦伯定律和平行定律都发挥不了作用。我们也同意平行定律的有效性范围并不比韦伯定律的宽泛。

现在的问题是：（1）我们是否可以找到理由解释平行定律适用范围中存在的下限问题，就像我们在韦伯定律中发现的那样？（2）这种不一致在照明量提高时是否会消失，就像在韦伯定律中的一样？

我很确信，这两个问题的答案均为“是”。我先对 [16] 鲁特曾用自己的实验结论证明了这一点。