费希纳的心理物理学与现代定量心理学的测量方法论评述.pdf

收稿日期 2003 09 24 基金项目 国家社会科学基金资助项目 02XBZ015 作者简介 刘 武 1951 男 吉林长春人 东北大学教授 第6卷第3期 2004年5月 东 北 大 学 学 报 社 会 科 学 版 Journal of Northeastern University Social Science Vol16 No 3 May 2004 文章编号 1008 3758 2004 03 0168 04 费希纳的心理物理学与现代定量 心理学的测量方法论评述 刘 武 裴登峰 东北大学 文法学院 辽宁 沈阳 110004 摘 要 回顾了自费希纳以来定量心理学发展的历史 发现早期定量心理学的方法论错误 即用量化研究的工具性任务来取代科学性任务 早期的定量心理学家创立了心理物理学和定量 心理学理论 这些理论和方法成为后来定量心理学的基础理论并为人们所广泛接受 但他们的诸 多努力也只是致力于量化研究的工具性任务 最终由于联合测量理论的出现 提供了一种决定心 理属性是否具有量的结构的方法 解决了对心理学进行量化研究的科学性任务 关 键 词 心理物理学 定量心理学 测量 联合测量理论 中图分类号 B 841 文献标识码 A 心理学中的量化研究包括两方面的任务 科 学性任务和工具性任务 所谓科学性任务就是确 定心理属性是否具有量的属性 是从理论上解决 测量问题 所谓工具性任务就是对于某一特定的 心理属性 具体地如何进行测量 是从实践上解决 测量问题 一般而言 量化研究的科学性任务优 先于工具性任务 科学性任务解决后就进入工具 性问题的研究阶段 工具性任务的解决有赖于科 学性任务的解决 对于量化研究的科学性任务 即心理属性是 否可测量的问题 一直以来就存在着反对的观点 其观点有两个方面 第一 长期以来人们认为 物 理世界的现象是定量的 是可以测量的 而心理世 界的现象则是定性的 是不可测量的 第二 洛克 在近代哲学史上提出的心物两分法认为 物理现 象的基本属性是广延的 是可以量化的 而心理现 象的基本属性是内涵的 是不可量化的 两者相 互独立 遵循各自的规律 这些反对的观点可以 归结为两个方面的问题 第一 从概念上说心理现 象可量化是无意义的 第二 实践上 由于心理现 象不具有量的结构 因而也是无法定量研究的 但是这种反对量化研究的观点本身与人们追 求统一的世界图景的愿望是矛盾的 人类只有一 个统一的世界 那么心和物应该是统一的 既然物 理世界是定量的 人们应该设法找到测量心理现 象的办法 后来的心理学家们不去争论心理现象能否测 量 而只是着手测量整个心理过程的一部分 他们 所测量的各种现象起初都很简单 但重要的是说 明心理现象是能够测量的 费希纳就是他们的杰 出代表 一 费希纳的心理物理学 G T 费希纳 1801 1887 德国心理学家 公认的心理物理学的奠基人 1860年 他的 心 理物理学纲要 问世 建立了其定量心理学理论 费希纳对于反对量化研究的观点不屑一顾 他认为心理现象和物理现象是从不同角度看到的 同一领域 如果物理世界是可量化的 那么心理世 界也是可量化的 正是在此观点的影响下和韦伯 定律基础上 他提出了著名的对数定律和研究心 理物理学的三种基本方法 韦伯在实验研究的基础上提出最小可觉差 just noticeable difference 的概念及其定律 一个 刺激的最小可觉差的增值与原刺激大小成比例 费希纳由此推导出其对数定律 当刺激大小以几 何级数增加时 感觉强度以算术级数增加 数学 表达式为 X logrY 即Y rX 这里X为感觉 强度 Y为刺激大小 r为大于1的常数 1 为证明对数定律 就需要找到决定 感觉差异 同等性 的方法 费希纳提出三种间接方法 最小 可觉差 jnd 法 正误法和平均误差法 如jnd法 实验者可以从一个易于辨别的差异开始 逐步减 少差异直到刚好察觉 或者从一个不能辨别的差 异开始 逐步增加差异直到刚好察觉 费希纳建 议用两种方法获得jnd的初值 然后计算其平均 值以提高准确性 然而jnd法所获得的jnd不仅与刺激大小有 关 还与刺激的其他属性 被试的特点 应用的方 法和使用这一方法时的外部条件有关 所以这样 还是不能决定 感觉差异的同等性 因此费希纳 进一步假设 不同刺激大小的jnd对应同等感觉 差异 这样一个在每一步被一个jnd分割的连续 刺激序列 对应一个被同等差异强度分割的相应 的连续感觉序列 在这种情况下 任何感觉强度 都可以用产生这一感觉强度的刺激和阈限 引起 感觉的最小刺激 间jnd的倍数来测量了 费希纳对于定量心理学的贡献是巨大的 他创建了定量心理学理论 并通过他的心理物 理学将定量心理学与定量物理学联系起来 使得 心理物理学成为定量科学的又一分支 他提出 了实验研究纲领 用新的研究方法完善了他的理 论 他成功地说服了同时代人 使他们相信他的 研究方法就是测量 2 费希纳的理论建立在心理现象是可量化的这 一假定的基础之上 他忽视了量化研究的科学性 任务 不考虑心理属性是否具有量的属性 而直接 致力于工具性任务 但是对于像心理学这样一个 当时还未完全确立的学科 量化研究的科学性任 务理应优先于工具性任务 二 费希纳后的定量心理学 费希纳的测量方法被推广到定量心理学的其 他领域 并被许多心理学家奉为固定的 运算模 式 但他们仍没有突破费希纳的缺陷 忽视了心 理学量化研究的科学性任务 科学上的方法论错误与当时的社会背景是分 不开的 20世纪早期 德国和美国的社会情况完 全不同 在洪堡德 公正无私研究 的影响下 德 国的大学风气更适合开展与实际问题关联很少的 心理物理学研究 美国心理学家普遍尊重心理物 理学 但在进步时代的社会任务和美国知识界朴 素的实用主义影响下 人们更注重与实际联系更 密切的应用心理学研究 因此 他们抓住在欧洲 发展起来的评估智力的方法开展研究 3 斯皮尔曼对于定量心理学的贡献也相当显 著 他的理论建立在高尔顿对智力遗传研究及皮 尔森对回归和相关研究的基础上 他提出定量研 究纲领 并首次将智力测验和智力在理论上定量 地联系起来 主张用数学的方法进行定量研究 他提出了著名的双因素理论 认为所有的智 力表现都是由一般智力和特殊能力决定的 他创 立了因素分析法来对能力进行更为深入 细致 科 学的研究 在心理学上形成了新的相关学派 并在 统计学上产生深远的影响 这些理论奠定了心理 测量学的基础 斯皮尔曼的成就要归功于德国的科研成果 费希纳的定量运算模式为他提供了帮助 另外 他 认为测量方法也起了很大的作用 如果缺少了测 量 任何研究都是不科学的 同费希纳一样 斯皮尔曼也忽视了量化研究 的科学性任务 而着力解决工具性任务 无论是 他的双因素理论还是因素分析法 都不能证明能 力这样的心理属性是可量化的 斯皮尔曼忽视科学性任务的一个很重要的原 因是实用主义的影响 在科学性问题难以解答甚 至不必要而实用主义的社会效益很高的情况下 科学性问题极易被忽视 此时实用主义 败坏 了 科学 在20世纪初美国的心理测验运动中 实用主 义就扮演了这种角色 从卡特尔 桑代克到凯利 的三代美国心理学家的研究中都体现了这一点 卡特尔将定量心理学从心理物理学推广到智 力的研究 他认为 精确的科学包含测量 所有 科学的发展都会变得日益量化 测量就是 决定 标准单位的大小 比率是所有测量的基础 心 理过程不仅依靠物理量的测量 而且要进行定量 化研究 4 他将心理学视为应用科学 但他忽视 了这样一个事实 如果没有科学 那么就没有应用 科学 因为根本就没有科学可应用 桑代克继承了卡特尔的理论 他认为 无论什 么样的存在都是以一定的量的形式存在的 要全 面了解事物就要把握质和量两个方面 他提出所 谓的 相对位置测量 并认为相对位置测量是一 种同数量单位测量一样真实准确的测量方法 5 但相对位置测量仅仅是观察分数的单调转换 没 有超出这些分数本身的意义 测验表现有许多特 征 有些是量化的 有些是非量化的 桑代克只注 意到了观察分数这一量化的特征 但是按照比奈 的观点 观察分数本身不是任何事物的测量 6 961第3期 刘 武等 费希纳的心理物理学与现代定量心理学的测量方法论评述 凯利试图解决困扰桑代克的测量单位问题 他认为 在智力测量中 无论怎样定义单位 如果 我们能在这些单位的基础上 在测量到的现象间 建立起重要关系 我们的做法就是科学的 单位的 选择只是一个应用问题 7 但是物理学问题和 心理学问题是完全不同的 如果不能证明能力这 样的属性是定量的 在心理学中就不能对这些属 性进行测量 卡特尔 桑代克等人将心理测验作为测量工 具应用于工程和医学界 然而在应用的过程中 他们受到实用主义的影响 忽视了量化研究的科 学性任务 不考虑心理现象是否具有量的属性 到1930年 编制出的大量心理测验大多将注意力 集中在量化的工具性任务上 而不关心科学性任 务 三 斯蒂文斯的理论 1946年 斯蒂文斯在著名的 科学 杂志上发 表 论测量量表理论 一文 提出了关于测量的定 义和量表分类理论 他认为 测量就是依据一定 的规则给物体或事件指派数字的过程 而量表是 指派数字的规则的具体体现 并以经验操作 数学 结构 允许的统计方法这三个标准将量表分为定 类 定序 定距 定比四类 这四类量表按所允许 的数字运算从低到高排列 8 斯蒂文斯认为 长期以来之所以没有人打破 费希纳的对数定律 是因为批评家们只列举了一 些相反的事实 而没有提出一种新的理论来取代 这种有缺陷的理论 他根据多年实验研究提出幂 定律 S bIa 即心理感觉S是物理刺激I的幂 函数 这里b是由量表单位决定的常数 a是由 感觉和刺激强度决定的幂指数 他认为这种函数 关系适用于量的连续体 9 斯蒂文斯关于测量的定义 使得一些非量化 的属性也可以测量 他用操作主义的观点来定义 其量表理论 使得其他心理学家很容易接受 从而 缓解了长期以来量化研究的科学性任务和反对量 化研究的观点之间的争执 斯蒂文斯关于测量的定义是彻底的操作主 义 测量确实是按一定的规则将数字指派给事物 但他忽略了这些规则也应遵循一定的规律 他的 量表理论 没有说明同等性等一些概念 除了定类 量表外 没有说明量表的属性 他的幂定律更是只 适用于具有量的属性 如果斯蒂文斯的理论是科 学的 那么量化研究的科学性任务将不复存在 因 为它的理论前提就是心理属性具有量的结构 虽 然此后的大多数心理学家都接受了他关于测量的 定义 他的理论现在也成为定量心理学的基础理 论 但他同样忽视了量化研究的科学性任务 四 重建测量理论 1964年 卢斯和塔克发表论文 同时联合测 量一种新的测量类型 提出了适用于不可直 接 测 量 的 属 性 的 联 合 测 量 理 论 conjoint measurement 制定了一种确定定量结构的方法 并提出了一种测量模型 这种模型认为 假设一个定量的变量P是两 个其他变量A和B的非交互函数 联合测量理论 研究的是P A B或P A B这类情况 它 适用于P A和B都是未量化的条件 并要求 1 变量P可有无限多个值 2 P f A B 3 P的数值有简单的顺序关系 4 A 和B的值可以辨认 满足上述四个条件的系统就是联合测量系 统 将上述模型应用于数据 即可导出变量的测 量结果 如果模型同时满足双重消去条件 可解 性条件 阿基米德条件这三个条件 那么P A和 B都是可以定量的 如果三个条件不能同时满足 则模型不成立 测量被拒绝 10 联合测量理论的提出 使得人们可以通过变 量的顺序关系发现对象的定量结构 为解决量化 研究的科学性任务提供了一种方法 这种方法可 广泛适用于社会科学中的量化问题 11 至此 自 费希纳以来的定量心理学家忽视了的量化研究的 科学性任务问题得到了理论上的解决 一般说来 量化研究的科学性任务应优先于 工具性任务 然而最初的心理学家在未能解决科 学性任务的前提下 直接致力于工具性任务 今 天 他们所创立的学科及其理论 尤其是心理物理 学和心理测量学的发展却相当繁荣 得到人们的 广泛接受 对于这种现象的解释有两种 一是这 些理论解决了社会生活中某一方面的问题 满足 了人们的某种需要 若确实如此 在任何科学史 上 一种理论之所以被接受只是因为它回答了问 题而不是提出了问题并进行了研究 显然这种解 释是错误的 因为对于问题的回答是应用科学的 任务 提出问题并对其进行研究是基础科学的任 务 然而没有基础科学也就没有科学可以被应用 二是这些心理属性本来就具有量的结构 是可以 量化的 在任何科学史上 由于受科研水平 社会 071东北大学学报 社会科学版 第6卷 现状等的影响 总存在一些科学家们暂时不能解 决的问题 在定量心理学的研究过程中也是如此 当时的科学家未能发现某