第二章
科學心理學的創建
感官生理心理
弗里舒和希齊戚是德國著名的生理心理學家。1870年,二人首次采取用電刺激大腦的生理學方法,觀察到大腦皮層的一些區域和軀體運動中樞有著密切的聯系,電刺激這些部位能夠造成軀體某部肌肉收縮,由此也就發現了“運動中樞”。這項實驗風靡一時,在當時社會引起了很大的轟動。
1881年,著名生理心理學家門克經過研究發現,大腦中的視覺中樞位于后腦葉。1900年之后,關于大腦的研究又有了進一步發展。有人發現在大腦運動區的后面便是觸覺中樞,而在大腦皮質層中,還有很大一部分區域是不受電擊影響的,科學家們對此充滿了疑惑和不解。當時,人們認為這一大塊不受電擊影響的區域,應該就是大腦的感覺中樞,并對此進行了深入研究,由此便產生了“感官生理心理學”。

▲色盲測試
一個不能區分紅色和綠色的人將分辨不出圖片中的數字。你能立刻辨認出隱藏于圖片中的數字嗎?
在研究感官生理心理學的同時,心理學家們在視聽感、嗅覺、味覺等方面也取得了一定的成就和進步:
第一,皮膚感覺。所謂“皮膚感覺”,指的是由皮膚感受器官所產生的感覺,主要包括觸覺、痛覺、冷覺、壓覺、溫度覺等。比如,當皮膚受到外界刺激的時候,沒有引起皮膚變形的是觸覺,造成皮膚變形的就是壓覺了。雖然當時的科學家對于皮膚生理構造并沒有進行詳細的解剖和研究,但光是皮膚感覺的發現,就已經對心理物理學的研究起到了推動作用,有助于心理物理學的研究和發展。

▲錐狀細胞和棒狀細胞
人的視網膜內有兩種感光細胞——錐狀細胞和棒狀細胞,其中視錐狀細胞能察覺不同種顏色,而棒狀細胞能察覺低光度。
第二,視覺感覺。在研究感官生理心理學的過程中,科學家們發現了視網膜上的棒狀細胞和錐狀細胞;發現了光在網膜中心和邊緣部位的不同反映;發現了盲點、色盲、色混合、視后像等視覺機能。
心理學小辭典
生理心理學屬于心理學的一部分,主要探討方向為心理活動的生理基礎和腦機制。它對生理活動基礎的研究早就開始了,從解剖學、生理學到大腦機制,然后到腦電波的應用等,其發展經過了100多年的時間。不過,生理心理學快速發展時期還在于近些年。
第三,聽覺感覺。人們對于耳部的構造有了一定程度的了解,雖然還不清楚它們的具體作用,但是卻已經測出了音波的頻率,并發表了“聽覺共鳴”說。
第四,味覺和嗅覺。科學家們在這兩個方面的涉獵比較少,屬于剛剛起步階段。當時,他們僅發現了兩種感覺器官——鼻粘膜和味蕾,并分別對它們進行了研究。
總的來說,人們的這些在大腦機能和感官生理心理學上的研究,為心理科學的出現做了一定的鋪墊和準備。
有趣的“顱相學”
——弗蘭茨·約瑟夫·加爾(1758~1828)

▲布羅卡
法國科學家保羅·布羅卡(1824~1880)是現代大腦科學研究的開山鼻祖。1861年,他發現大腦皮質左前額處的一個小區具有支配人的語言活動的功能,稱為“布羅卡區”。布羅卡首先提出:特異的大腦功能定位于大腦的特定部位。
面相學主要研究人的面部大小和形狀,早在古希臘時期就出現了。對于心理學來說,面相學并沒有起到什么作用,不過,它對于另一種心理相關理論卻產生了很大的影響,這種理論便是“顱相學”。
德國神經生理學家弗蘭茨·約瑟夫·加爾是“顱相學”理論的倡導者。加爾面容丑陋,性情比較叛逆,不屑于權勢,整日聲色犬馬、紙醉金迷。加爾是一個異常貪婪的人,在進行科學演示的時候,他會向觀看者收取一定的費用。盡管如此,也不能否認他是一位杰出的大腦解剖學家。
加爾在神經科學上面的貢獻是巨大的,他首次向人們說明了大腦兩個半球是由一些白色物質(灰質)連接的;大腦灰質越多,智力越高。不過,令加爾出名的并非上述著名的神經理論,而是他所倡導的“顱相學”。
在加爾看來,人類之所以比動物聰明,主要是因為人類大腦皮層的發育比較完善。由此他也聯想到,人們在性格和智力上的差異有可能也是因為大腦皮質發育程度不同而引起的。這也解決了困擾他多年的問題:學生時代,一些沒有他聰明的學生成績卻非常好,因為他們都比較擅長記憶。而且他們還有一個共同的特點,那就是頭大、眼睛凸。如今想來,眼睛后面可能就是大腦記憶中樞,而那些記憶力比較好的人,因為大腦記憶中樞比較發達,所以才將眼睛擠了出來,顯得眼睛比較突出。
從這一方面出發,加爾做了一系列的假設:眼睛后面的記憶中樞發達,就會將眼睛擠出來,那么其他比較發達的區域,它周圍的顱骨會不會也凸出來呢?
喬安·克里斯托弗·斯伯茨海姆是一位年輕的醫生,也是加爾的同事。他們一起對幾百人進行研究,其中包括同行、犯人、精神病人和病人等,制作出了一張帶有35個區域的顱骨圖,每一個區域都對應著某種器官或者角質層。結果顯示,一些特征比較突出的地方,其對應的功能也會相應提高。按照這一研究方法,加爾和斯伯茨海姆確定了幾大區域:位于腦勺下方的好色區、位于耳部后面的好斗區、位于前額正中間的仁慈區、位于頭部前方的威嚴區、位于前額兩邊的愉快區等。這一研究成果也被法國醫生布羅卡證實了。布羅卡在治療失語癥患者過程中發現,人的大腦就是分區存在的,而非統一的整體。

▲“心靈器官及能力”
據斯伯茨海姆的《顱相學》,1834。

加爾將這一發現編著成書并出版。通過加爾的自我推銷和斯伯茨海姆的公關活動,“顱相學”立刻風靡而起。不過,當時很多科學家并不承認“顱相學”的存在,他們認為“顱相學”是毫無科學依據的,是沒有道理和價值的。
彼埃爾·弗樓倫是當時法國著名的生理學家,也是一位醫術高超的外科醫生,他對加爾的“顱相學”是極為不相信的。為了證實自己的觀點,他給鳥類、狗類、兔類等動物做頭顱手術,將它們腦中的一小塊和人類部分功能相似的區域切除,并且對它們悉心照料,觀察這些動物在做了切除手術后,會受到怎樣的影響。加爾認為,在腦勺后面,也就是小腦區域是人的好色器官。弗樓倫將狗類的小腦切除部分后,狗狗只是出現了移動不便的現象,而非好色行為。由此可以看出,小腦其實是掌管人體活動、移動的,而非好色不好色的。
同時,弗樓倫還發現,切除某部區域后,只要悉心照顧,是不會出現特別嚴重后果的,而按照“顱相學”的觀點來說,是會造成非常嚴重的后果的。切除的皮質越多,動物就越顯得呆滯,最后甚至連反應能力和自我啟動能力都會失去。由此,弗樓倫判斷,大腦皮層中有感覺、意愿、記憶的存在,但是卻并非均勻分布的。
此外,布羅卡發現了腦的第三個前額基部是人類的語言中樞。布羅卡碰到一位失語癥患者,檢查之后發現,其他發音器官都非常正常,但就是不能說話。這名患者去世后,布羅卡解剖了他的尸體,發現在他的左腦第三前額基部有一處內傷。這也說明了第三個前額基部就是人類的語言中樞,而非加爾所說的與愉快區、仁慈區等。
心理學小辭典
所謂神經科學,指的是研究神智活動的生物科學,也就是分子生物學和細胞生物學。此外,神經科學也致力于研究情緒對生活的影響,如情緒怎樣影響我們的思想;當情緒、思想二者失調的時候,人又會發生什么病癥;有什么特點……這些都是一些極為復雜的問題,是需要我們仔細研究、不懈研究的。
雖然加爾“顱相學”在細節上有很多錯誤,但是卻并沒有因此而很快沉寂。之后的神經生理學家們按照弗樓倫的方法繼續實驗。他們識別出了大腦中一些特別區域,并且判定這些區域對于聽覺、視覺、運動感覺等都起到一定的控制作用。這也說明了雖然記憶和思維分布在整個皮質層上,可還有一些比較低等的精神活動分布在不同的區域。
由此也可以看出,“顱相學”雖然是一種偽科學,但是在當時社會和應用心理學領域中還是有一定的積極作用的。19世紀,“顱相學”流傳到英國和美洲大陸,直到20世紀初才逐漸銷聲匿跡。
韋伯定律
——E.H.韋伯(1795~1878)
1795年,E.H.韋伯是德國著名的生理學家和心理學家,出生于維滕貝格。1815年,韋伯從萊比錫大學畢業,獲得博士學位,并留校任教。1818年,韋伯擔任生理學和解剖學助理教授,3年后升任教授。在韋伯的一生中,其主要的研究方向便是生理學,內容有耳部、肝臟、眼部、循環系統等,尤其是皮膚方面。1834年,韋伯在《觸覺論》中詳細介紹了有關皮膚的痛覺、觸覺、冷覺、溫覺等,而著名的“韋伯定律”便是在這篇論文中提出的。
韋伯有兩大功績不容忽視。第一,用實驗證明了“閾限”的概念——他是最早系統提出“閾限”概念的人:他用一種類似圓規的儀器來刺激皮膚,并且逐步增加這種儀器兩點之間的距離,直到被試驗者明確感受到皮膚的受力點是兩點而不是一點為止。這就是著名的“兩點閾實驗”。第二,韋伯定律。韋伯定律是表明心理量和物理量之間關系的定律。即感覺的差別閾限隨原來刺激量的變化而變化,而且表現為一定的規律性。
在韋伯之前,法國物理學家P.布格爾曾經進行過一個有關眼睛敏感度的實驗。他通過不斷變換著蠟燭和針孔之間的距離,讓光線通過針孔投射到不遠處的屏幕上,并且讓兩個鄰近的陰暗區形成一個能夠辨別出的陰影,二者的亮度差一定要在64∶1之上。布格爾的這一研究并沒有多少實際意義,不過不可否認,他的實驗中其實暗含著“最小可覺差”的思想。這一思想在韋伯的手中變成了一個直觀化、具體化的表現,具有劃時代的意義和地位。

▲韋伯
德國生理學家、感覺生理心理學家和心理物理學的創始人之一。最早用實驗證明閾限概念,提出心理學上第一個定量法則——韋伯律。代表作有:《論觸覺》(1834),《觸覺與一般感覺》(1846)等。
“肌肉感覺”是韋伯實驗最初的研究對象,也就是要通過不同重量對于肌肉帶來的刺激,來研究肌肉感覺機能的分辨程度。他選出了四個被試驗者和三種重量不同的重物對此進行試驗,最后發現,肌肉感覺機能的辨別程度取決于兩個重物之間絕對值和標準重量值之比,而不是兩個重物之間的差異絕對值。在最好的條件下,重物之間的差異為29∶30的時候,肌肉感覺機能就可以察覺得到。其后,韋伯又對其他感覺道進行了相似的實驗,得到的結果是一樣的。韋伯的這一實驗,也給當時的生理學家一個重要的啟示:那些被人們忽視的純心理學問題是可以在實驗室里進行探討的,這是很重要的一個發現。后來,韋伯的學生、時任萊比錫大學的物理學教授費希納,根據韋伯的研究成果列出了相應的數學公式:△Φ/Φ=C,這便是人們所熟知的“韋伯定律”。其中,△Φ為“刺激的最小可覺差”,Φ則是“直標準刺激的強度”,而“特殊感覺道”的定值則用C代表,也被稱作“韋伯比例”或“韋伯分數”。
心理學小辭典
解剖學是生物學的一個分支,涉及生命體的結構和組織。解剖學分為兩種——動物解剖和植物解剖。從解剖學中又分支出來三種——比較解剖學、組織學和人體解剖學。在研究解剖學的過程中,研究大體器官經常會利用剖割的方法,而研究皮膚組織、細胞的觀察等,則需要借助顯微鏡。
“韋伯定律”成了人們比較辨別能力的一個重要標示。比如,當比較不同個人的某一感覺道的辨別能力時,如果其標準刺激也不相同的話,這個時候就需要用“韋伯定律”來衡量了,而不是差別閾限絕對值。另一方面,感受性的指標也可以用韋伯比例的倒數1/C來表示,所以,運用“韋伯定律”,我們還能夠對不同感覺道的感受性進行比較。
另外,我們也知道,“韋伯定律”只適用于中強度的刺激,當刺激過強或者是過弱時就不能使用了,因為K值會發生變化。經過試驗證明,當刺激物的重量在1公斤之下或5公斤之上時,K值就會發生變化。1871年,韋伯從萊比錫大學退休。1878年1月26日,韋伯在萊比錫逝世。
“費希納定律”
——G.T.費希納(1801~1887)
G.T.費希納是德國著名的物理學家、心理學物理學的創始人。費希納出生在一個牧師家庭,1817年,16歲的費希納進入萊比錫大學學習醫學,后來轉為物理學專業,開始從事物理方面的研究和翻譯工作。費希納33歲時便成為一名教授。按理說,年紀輕輕便有這般作為,人生應該萬般風光才是。只是由于身體比較虛弱,加上在觀察太陽的實驗中眼睛遭到了嚴重的損害,費希納得了神經性抑郁,甚至還產生過輕生的念頭。

▲費希納
德國心理物理學的創始人,實驗心理學的奠基人之一,對韋伯律進行補充完善,稱為“韋伯-費希納定律”。其將自然科學的方法引入心理學的做法是心理學方法上的一大突破,為馮特的實驗心理學奠定了基礎。
鑒于病情,費希納不得不回家養病,這讓他有了足夠的時間去思考、想象,而他的興趣也慢慢地轉移到對哲學和宗教的研究思考上來。在之后的人生中,他一直在尋找一種科學的方法,試圖將物質和精神相互統一。
按費希納自己的陳述:1850年10月22日早上,他突然想到,感覺強度級數的增加是根據刺激幾何級數增加而增加的,并非受刺激量的影響。比如,在原有一個鈴聲的基礎上再疊加一個,和在原有十個鈴聲的基礎上再疊加一個,聽起來絕對是前者大于后者的。由此,費希納便得出,刺激和感覺的增加量是相對而言的,并非是絕對的。在“韋伯定律”的基礎上,費希納察覺到度量閾上感覺的可能性。在費希納看來,每一個最小可覺差都能夠當作感覺上的一個最小變化,并且還可以假設每一個最小可覺差的主觀量都是一樣的。比如,舉重的韋伯比例為0.03,那么不管多少重量,一卷衛生紙也好,是一塊巨石也罷,只要讓其重量是原重量的0.03倍就可以了,而其重量差別的主觀量也都是一樣的。從絕對閾限上數最小可覺差是費希納提出的一個關于閾上感覺量計算的方法。如果某一個刺激和絕對閾限距離10個最小可覺差,這一刺激強度所帶來的感覺量便是10個單位。假設,用R來代表最小感覺的變化,上述觀點可以寫成公式為:Dr/R=C(C=常數,Dr等于必須增加才可覺察與R的刺激)。
心理學小辭典
閾限是心理學術語,指的是引起有機體感覺的外界刺激最小值。閾限分為兩類——“絕對閾限”和“差別閾限”。絕對閾限指的是能夠引起有機體感覺的最小刺激量,這種感覺處于感覺到和感覺不到的過渡地帶,是一個轉折點。差別閾限則是指能引起有機體對兩種刺激量差異所能感覺出來的最小刺激量。
然后,他進一步推論說,感覺隨著次數的刺激的對數而變化,并能夠得到閾上感覺量的計算公式:S=KlogR。其中,R是一個刺激量,K為常數,S則表示感覺量。
公式S=KlogR便是“費希納定律”。因為“費希納定律”是在“韋伯定律”的基礎上發展而來的,所以這一定律又稱為“韋伯—費希納定律”。它所講述的是刺激量的對數函數就是心理量,當刺激強度以幾何級數增加的時候,感覺強度就需要以算術級數增加。“費希納定律”是可以用差別閾限法制作的等距量表驗證的,在對數坐標上做出等距量表數據的圖表,就能夠得到心理測量函數,并且呈直線形。
費希納的研究成果使得心理物理學的三個基本方法系統化,其具體內容為:
第一,常定刺激法。測定兩個常定刺激間的差異就使用常定刺激法,而這兩者間的差異能夠輔助科學家對一定比例做出正確判斷。比如,先準備一個100克的標準物體,然后再準備一些其他重量的物體:80、104、99克等。這樣,研究者要判定出哪些物體是和標準物重量相等的,哪些輕些、哪些重些等。較重的物體會得到“較重”的判斷,較輕的物體則會得到“較輕”的判斷。根據實驗所得到的一些數據,就能夠將刺激差異確定在某一個點上,也就是有75%的概率,被試者可以準確地作出“較重”判斷的那一點上。這一方法也為測定感覺閾限提供了相關技術。
第二,均差法。要知道,我們的感覺器官是不斷變化的,所以不能得到一個確切的、真實的測量數值。于是,我們便截取很多近似值,再取它們的平均數,得出的最接近真實的近似值,就被人們當作是真值。比如,調節一個可變刺激,直到接近標準刺激為止。這一要求需要經過反復實驗,測定出標準刺激和可變刺激之間的差,便是二者的觀察誤差。這一方法也被運用到反應測定、視聽測定以及錯覺測定中,而對于現代心理學來說,這一方法也是比較適用的。我們在計算平均數的時候,使用的就是均差法。

▲刺激和感覺之間的數量關系
一個鈴的聲音與十個鈴的聲音分別加上一個鈴的聲音,二者相比,你認為誰的鈴聲聽起來會響一些?
第三,極限法。這種方法會呈現出兩個刺激——增加或減弱,直到實驗得出二者有差異為止。費希納說,開始實驗的時候,標準刺激一定要明顯弱于可變刺激,而第二次實驗時,則讓標準刺激明顯高于可變刺激。這樣反復多次實驗后,便會得到很多組數據,然后再計算出這些數據的平均數,就可以得出我們所要確定的差別閾限。
1860年,費希納出版了自己的理論專著《心理物理學綱要》。這本書對于心理學的發展有著很突出的貢獻。“遺忘曲線”的發現者艾賓浩斯也是從這本書中得到的啟示,才在記憶和學習領域中運用數學方法,取得了非凡的成就。
感官神經特殊能力
——約翰內斯·繆勒(1801~1858)
19世紀初,對科學心理學造成最大影響的神經生理學,當數約翰內斯·繆勒的“神經特殊能學說”。繆勒是19世紀最為重要的實驗心理學家之一,也是實驗生理學和感官生理學的創始人之一,在生理學、解剖學、病理學和心理學等方面都有著巨大的貢獻和成就1801年7月14日,繆勒出生于德國科布倫茨。1819年,繆勒進入波恩大學學習醫學專業,于三年后獲得博士學位,并留校教書。
心理學小辭典
所謂實驗心理學,顧名思義,是在實驗的條件下所進行的心理學研究工作,但不包括對兒童心理學、變態心理學和社會心理學的研究。近些年來,在該學科進行的研究過程中發現,實驗心理學其實并不能稱為專門研究某一方面的心理學,而屬于一種研究心理學的方法學。
1826年,繆勒將自己的學術研究整理成書——《視覺比較生理學》,并出版發行。這本書的內容極其豐富,關于人類和動物視覺方面的資料也比較新穎,引起了整個學術界的重視。
1833年,繆勒從波恩大學離開后,受柏林大學的邀請,擔任解剖學和生理學教授,成為當時的一大權威。
1833~1840年,繆勒的另一著作《人類生理學手冊》出版,引起了巨大的轟動,成為當時最具有代表性和學術性的教科書之一。全書共75萬余字,分為8卷:第一卷講述的是血液和淋巴液的循環;第二卷講述的是神經生理呼吸、生長、生殖和排泄等問題;第三卷為神經生理學的論述;第四卷重點論述了發音和講話等一般肌肉運動;第五卷講述的是五種感覺,提出了頗負盛名的“神經特殊能量學說”;第六卷則講述了記憶、想象、情感、行動等問題;第七、八卷的主要內容就是生殖、胚胎期以及產后的發展。
“神經特殊能量學說”認為,不管感官受到怎樣的刺激,每一種感官神經都只會產生一種感覺,而不會產生其他別樣的感覺。即一定的刺激引起一定感官的特殊感覺,彼此不能互相替代。比如黃色的向日葵刺激人的視覺這一特殊感覺等。這是因為,感覺主要依靠的是感官之間的連結和大腦神經中樞的調節,而非刺激本身。比如,不管是用電波刺激眼睛還是用光波刺激眼睛,或者是用拇指壓迫眼球等,我們所接收到的就只有一種感覺,那就是視覺。

▲向日葵 凡·高 現藏于倫敦國家畫廊
約翰內斯·繆勒認為,每種感覺都有一種和它相適應的刺激,一定的刺激引起一定感官的特殊感覺,彼此不能互相替代。例如黃顏色的向日葵畫刺激視覺這一特殊感覺。
對于神經特殊能量學說,繆勒曾經列出了10項原則,并一一進行解釋。不過,這10項原則大多重復,總結歸納后,便只剩下了三項:第一,不同的感官在受到同一刺激的時候,其感覺也是不同的;第二,感官不變,受到的刺激不同,其感覺也是一樣的;第三,每一種刺激都相應地對應一種感官,這樣才會引起感官的特殊感覺,這種刺激是不能相互代替的。
上述三項原則是極為正確的,但可悲的是,繆勒卻依據這些正確的原則得出了一些錯誤的結論。繆勒認為,外界物體對于感官性質并沒有起到什么決定性的影響,起決定性作用的其實是外界作用帶來的神經狀態或性質。換句話說,繆勒認為,外界作用只表現于披露神經狀態或性質,每一種感官神經的特殊能力決定了每一種感覺的性質。實際上,在生物進化過程中,為了適應外界環境的變化,生物體內的每一種感官神經都逐漸演變出了特殊的機能,這種機能是在特定環境中形成的,而非天生就有的。繆勒最大的錯誤,就是將這種特殊的機能看成是生來就有的,而非是外界環境造成的。
繆勒的“神經特殊能說”,在當時也是具有進步意義的。他將“活力”、“精氣”、“神經力”等字眼用“能”字替換下來,還采用從神經整體出發再到局部研究的方法,來研究生理學,并且還提出了“主觀映象依賴反映機構”的問題,這在生理學中也屬首次,因此成為感官研究歷史上的一個特殊標志。這一學說的重點雖然沒有放在大腦中樞方面,卻也促進了對感覺外圍神經機制的研究,給之后的“實驗心理學”的發展帶來了極其深遠的影響。
1858年4月28日,繆勒在柏林去世。
彩色與感覺色素
——赫爾曼·赫爾姆霍茨(1821~1894)
赫爾曼·赫爾姆霍茨被人們譽為“達爾文之后的最偉大的科學家”,是德國著名的物理學家。
赫爾曼·赫爾姆霍茨的父親是一位哲學老師,母親出身名門。受父母的影響,赫爾姆霍茨從小便聰穎好學,可是因為身體原因,只能在家中接受教育。
1838年,赫爾姆霍茨前往柏林威廉皇家醫學院學習,其代價便是畢業之后要服役八年。在醫學院學習的過程中,他還兼修了化學和生理課程,并拜讀了很多名人的數學著作和哲學著作。

▲赫爾姆霍茨
德國生理學家和心理學家,實驗心理學和生理心理學的開創者,色覺理論和聽覺部位論的創建者。其生理學的突出成就為實驗心理學的建立打下了基礎,他的《生理光學手冊》和《樂音感覺論》等著作對心理學影響很大。
1842年,赫爾姆霍茨從威廉皇家醫學院取得博士學位后,進入波茨坦駐軍部隊服役,成為一名軍醫。赫爾姆霍茨在部隊的工作很是輕松,這也讓他有足夠的時間進行物理和數學研究。1847年,在柏林物理學會上,赫爾姆霍茨向眾人宣讀了他所著的《論力的守恒》,闡述了他在能量“守恒—轉化”方面的觀點,自此被人們認為是“能量守恒定律”的發現人之一。
1849年,柯尼斯堡大學聘請赫爾姆霍茨為生理學和普通病理學教授。
1850年,赫爾姆霍茨在英國著名物理學家T.楊的假設理論(1802年,英國著名物理學家T.楊發表了“三色色覺”理論,T.楊認為,人類的視覺神經中存在著三種感受器,分別負責捕捉三種波長不同的光——紅、綠、藍。不過,T.楊只是提出假設,并沒有進行進一步的實驗)基礎上進一步延伸。他找來了幾個試驗者,并讓這些人將不同色光配合,來完成和標準刺激一樣的色光。結果發現,大多數人只要采用三種色光就能夠達到這一目的。由此,赫爾姆霍茨認為人們處理色彩的感官系統主要有三個,這便是著名的“楊— 赫三色理論”。
1855年,赫爾姆霍茨在波恩大學從事解剖學和生理學的教學工作。3年后,擔任海德堡大學的生理學教授。
1856~1866年的10年間,赫爾姆霍茨接連出版了三卷本《生理光學手冊》,被贊為經典之作。1863年出版的《音樂的生理學理論》中,赫爾姆霍茨闡述了他對于聽覺問題的研究看法和觀點。這本書不僅總結了赫爾姆霍茨本人的觀點,還收錄了當時音樂生理學方面的全部文獻資料。此外,在其他一些領域,赫爾姆霍茨也發表過一些代表性的文章,如后象、色盲、“阿拉伯人—波斯人”的音階、幾何公理等。在生理光學的研究過程中,赫爾姆霍茨還研制出了檢眼鏡。到了晚年時期,他又將目光轉移到無線電報和無線電收音機上,也取得了巨大成就。

▲人耳結構圖
聲波首先通過外耳道傳入,引起鼓膜的震動。這一震動激活了內耳中心的錘骨、砧骨和鐙骨。它們的震動經過卵圓窗到達耳蝸,由此開始震動管道里的液體。當液體流過時,耳蝸內盤旋的基底膜內層上細微的毛細胞彎曲,刺激著附著在上面的神經末梢。整個物理刺激于是被轉換為神經能量,并且通過聽神經傳達給大腦。
心理學小辭典
生理光學是一門邊緣學科,是專門研究眼睛和視覺的科學。與生理光學有關聯的科學,還有解剖學、物理學、心理學等。生理光學的研究成果,被廣泛應用在醫學眼科臨床、光學工程技術等領域。
在感覺色素方面,赫爾姆霍茨也進行了三方面的研究:聽覺感官、反應時法、條件發射等。
一、聽覺感官
在聽覺感官上,赫爾姆霍茨做了相應的研究,其主要內容為復音和單音的知覺、諧音和非諧音的性質、聽覺共鳴說。在他看來,內耳部的毛細胞就是我們的聽覺器官,毛細胞按照一端窄一端寬的形式排列。窄的一端纖維比較短,和高音共鳴;寬端的纖維比較長,和低音形成共鳴。這些共鳴又引起不同的神經沖動,進而產生了聽覺。
二、反應時法
在赫爾姆霍茨之前,多數科學家都認為神經傳導速度和光速是極為接近的,是沒有辦法進行人工測量的。赫爾姆霍茨卻打破了這種觀點,開始測量神經傳導速度,并且提出了“反應時法”。開始,他先用青蛙做實驗,刺激青蛙不同部位的肌肉,以肌肉收縮時間不同來推測神經傳導的速度,最后得出的結論為每秒27.53米。后來,赫爾姆霍茨又選用人配合其實驗。實驗結果表明:每個人在受到刺激后的反應時間差異很大,即便是同一個人,每一次的反應時間也不一樣,這樣一來也就無法得到一個確切的數據,最后他只能放棄了這項研究。
三、條件反射
赫爾姆霍茨認為,感覺和知覺是有區別的。感覺指的是刺激的直接作用,而沒有過去經驗參與;知覺指的是對整個事物的認知過程。在平時生活中,知覺常有,但單獨的感覺卻沒有,只有在實驗室中才能得到。在知覺這一理論中,赫爾姆霍茨還推出了“無意識推理”這一理論。在他看來,有很多刺激都是知覺直接感受不到的,但是人們往往根據以往的經驗強加到知覺上。這一種心理是人們無意識的活動。赫爾姆霍茨的無意識推理其實指的就是“條件反射”。
1873年,赫爾姆霍茨成為英國倫敦皇家學會的外國會員,并被授予“柯普利”獎章。1887年,赫爾姆霍茨受柏林夏洛滕堡物理技術學院的邀請,擔任院長。1893年秋天,在從芝加哥參觀回來的路上,赫爾姆霍茨重重摔了一跤,從此一病不起,第二年便去世了。
科學心理學的誕生
——威廉·馮特(1832~1920)
1832年8月16日,威廉·馮特出生。馮特的父親是一名牧師,母親出身名門。
1855年,馮特從海德堡大學醫學系畢業,并獲得了博士學位。馮特的醫學成績非常好,可惜他對醫學并沒有太大的興趣。于是他前往柏林大學繼續深造,并拜在偉大的現代生理學家喬安·穆勒的門下。
1857年,馮特在海德堡大學教學,任職生理學講師。次年,德國著名的生理學家和物理學家赫爾曼·赫爾姆霍茨來到海德堡大學,并在這里成立了一所生理學研究院,馮特便在這所實驗室中做助手。當時的馮特還沒有結婚,這也讓他有大把的精力投入到實驗當中。幾年后,馮特將自己的一些經驗和理論集結成了一本書——《感官知覺理論文集》。

▲馮特
實驗心理學的創始人,被譽為實驗心理學之父,將心理學從哲學中分化出來,成為一門獨立學科的第一人。其代表作《生理心理學原理》(1873)被看作是科學心理學的獨立宣言。
在這一過程中,馮特向院方提議開設科學心理學課程,這在史上是第一次。院方同意后,馮特開始利用自己摸索的實驗方法和研究成果來進行心理學研究。
1862年,馮特首次提出實驗心理學的名稱,他有關實驗心理學的講義則被人們整合為《人類與動物心理學論稿》一書(1863年)。這本書被譽為“生理學家的樸素心理學”。
1864年,馮特被提升為助理教授。1871年,赫爾姆霍茨離開后,馮特卻沒能接替他的位置,而只是得到了一個臨時教授的頭銜。隨后,馮特便將精力全部放在《生理心理學原理》的編撰工作上。這本書于1874年出版,在書中,馮特將心理實驗的結果整合成一個系統,將人的感覺、情感、思維等心理活動作為主要的研究對象,并且將心理學從哲學范疇中分離出來,形成一個獨立的學科,還為其劃定了研究的領域,建構起心理學的框架。要知道,心理實驗室在成立之前,心理學的分類是極為不明確的,有生理學、倫理學、認識論等眾多說法,沒有一個確切的答案。而心理實驗室成立后,馮特也算是給心理學找到了一個家。
1875年,萊比錫大學聘請馮特為哲學教授。1879年12月,馮特創辦了一所心理學實驗室,這也是世界上第一所心理學實驗室,有著劃時代的意義。
馮特提出了兩種心理規律:第一心理復合規律,也就是對比律和相關律,事實上也就是聯想律;第二是心理復雜規律,主要包括三項:對立轉換律、不斷增長律、目的性差異律等。比如,當人們的感情得到滿足后,人們就會由苦惱轉為快樂,這便是對立轉換律。
對于整個心理學這門學科來說,馮特的影響也是不言而喻的。馮特所著的心理學教科書,對在他之后的整整兩代人,產生著不可替代的影響,具有不容置疑的權威性。

▲對立轉換律
感情得到滿足,人就由苦惱轉移到歡樂,這就是心理學中的對立轉換律。
馮特在教學期間,也培育出很多優秀的心理學家。比如,美國第一個心理學教授詹姆斯·麥卡恩·卡特爾、英國著名心理學家查爾斯·愛德華·斯皮爾曼、美國第一個心理學實驗室的創建者愛德華·布拉德福特·鐵欽納、美國第一所心理診所的創建者萊特納·維特莫、“兒童心理學運動之父”斯坦利·霍爾、芝加哥大學教育學院院長基德等。
馮特一生生活比較嚴謹規律,幾乎從來不外出旅行,除了偶爾的音樂會外,他幾乎不參加任何公眾活動。他上午寫作,下午則將時間投入到實驗室或者課堂上。生活中的馮特比較安靜,可是在課堂上的馮特卻富有激情。
馮特退休的時候已經85歲了。1920年8月31日,馮特去世,終年88歲。馮特去世后,其心理學思想也逐漸被新興心理學流派所代替,而“行為主義心理學”更是推翻了馮特的“內省實驗法”,強調更為嚴格的實證科學研究。
心理學家著作
《感官知覺理論文集》(1862);《人類和動物心理學論稿》(1863);《生理心理學原理》(1873);《心理學概論》(1896);《民族心理學》(1900)。
艾賓浩斯曲線
——赫爾曼·艾賓浩斯(1850~1909)
我們都知道,大腦就好比一個記憶存儲器,能夠將我們所體驗到的感情和情緒、思考過的問題、經歷過的事情等存儲在大腦中,成為記憶的一部分。從生理上來說,人的記憶力是非常驚人的,它能夠存儲1015比特(信息量的度量單位)的信息。盡管這樣,人的一生被挖掘的記憶寶庫只占了十分之一,還有十分之九的空間待挖掘。這是什么原因呢?其實,雖然人們一生中所記憶的東西很多,但是人們卻只關注當時的記憶效果,而忘了加深記憶效果本身。這也就牽涉到一個心理學問題——記憶遺忘的規律。
1850年1月24日,德國著名的心理學家赫爾曼·艾賓浩斯出生于波恩附近的巴門。1873年,艾賓浩斯從波恩大學畢業,并獲得博士學位,1880~1909年,艾賓浩斯先后在柏林大學、布雷斯勞大學及哈雷大學任教。1890年,他和德國著名物理學家A.柯尼希聯合創辦了《感官心理、生理》雜志,并將研究方向定在學習、保持和回憶方面。艾賓浩斯本身作為被試驗者,比較了在有意義材料和無意義材料下的學習速度,研究了學習材料的長度對于學習速度的影響,并且研究了過度學習、集中學習和分散學習的效應。后來,人們根據艾賓浩斯的這一試驗還畫了保持曲線,證明遺忘的速度是先快后慢的。下面我們就一起來看看艾賓浩斯曲線。

▲艾賓浩斯
德國實驗學習心理學的創始人,最早用無意義音節研究記憶的心理學家,用實驗的方法研究人類高層心理歷程的第一人,對記憶的研究貢獻突出。代表作有:《記憶》(1885)、《心理學綱要》(1908)等。
1.艾賓浩斯記憶規律曲線。
記憶有短時記憶和長時記憶兩種,這是根據記憶時間長短不同來劃分的。一般情況下,我們的記憶過程為:人們在經過學習后,大腦會存入一些信息,如果不經過反復復習,這一記憶就會被慢慢淡忘,而這就是人們的短時記憶;如果多加復習,這些短時記憶就會轉變為長時記憶,能夠在大腦中停留很長一段時間。那么,對于我們來說,遺忘又是什么呢?遺忘就是我們已經想不起來曾經記憶過的東西,或者是回憶不清、回憶錯誤等,這些都是遺忘的表現。
心理學家著作
艾賓浩斯是著名的心理學家,在他的一生中,留下的著作雖然屈指可數,但是卻部部都是心理學著作的典范,是心理學家們的主要參考文獻。如《記憶》(1885);《心理學原理》(1902);《心理學綱要》(1908)等。
根據這一情況,艾賓浩斯將自己當作實驗對象,選擇一些毫無意義的音節,例如asww,cfhhj,ijikmb,rfyjbc等。經過一系列的測試和實驗,艾賓浩斯也得到了一些相關的遺忘和記憶數據。
艾賓浩斯根據得出的這些數據點,繪制出一條曲線,這便是著名的“艾賓浩斯遺忘曲線”。其中,橫軸代表時間,縱軸代表學習過程中記住的知識數量,曲線則是個人記憶量變化的規律。
“艾賓浩斯遺忘曲線”說明,在學習過程中,人們的遺忘也是有規律可循的。遺忘速度不是均衡的,一天中沒有固定的丟失數量,也沒有固定的丟失時間規律。在記憶剛開始的階段,遺忘速度是最快的,后來在反復學習中,遺忘速度就會減慢,再過一段時間后,遺忘的速度幾乎為零,也就是不再遺忘了。這便是“艾賓浩斯遺忘曲線”的規律——先快后慢。
有人曾經根據“艾賓浩斯遺忘曲線”做過一個實驗。先是將學生分為兩組,都學習指定的一段文字。甲組學生學習之后要經常復習,而乙組學生不復習。一天過后,甲組的記憶力在98%左右,乙組的則在56%左右;一個星期之后,甲組保持83%,乙組保持33%。很明顯,乙組的遺忘速度要比甲組高很多。由此也可以看出,只有在不斷復習地過程中,遺忘速度才會隨著時間的推移減緩下來,直到不再減少。
2.材料性質不同,遺忘曲線也不相同。
在實驗中,艾賓浩斯還發現,記憶12個無意義音節,需要反復16.5次;記住36個無意義章節,則需要反復54次;而記憶480個有意義音節,則只需要反復8次。這一結果告訴我們,只有理解了文字意義,才會快速、全面地記憶知識,如果只一味地死記硬背,不僅費力而且也得不到理想的效果。所以,有意義的材料比較好記,而無意義的材料則比較難記。
由此,從“艾賓浩斯遺忘曲線”中我們也得到了一個道理:學習貴在反復勤奮,這樣的記憶才會達到理想效果,遺忘速度也會越慢。

▲艾賓浩斯遺忘曲線
心理學研究表明,遺忘是有規律的,人們的記憶規律總是先遺忘得快,以后逐漸緩慢下來。圖中的曲線顯示了用節省法在30天時間內進行測試的個體所能保持記憶的百分比。曲線先是迅速下滑,而后保持平緩變化的平原狀態。
3.不同的人,遺忘規律不相同
艾賓浩斯記憶曲線是艾賓浩斯根據大量的實驗測試數據得出的,屬于一種共性的群體規律。這條記憶曲線并沒有將個人的個性特點考慮在內,而是只尋找了一種位于平衡點的記憶規律。
事實上,因為我們每一個人的生理特點和生活經歷不一樣,就會致使我們的記憶習慣、方式和特點也不相同,這樣一來,記憶規律也可個性化,可以具體到每一個人身上。
圖形—背景和“遺覺象”
——埃德加·魯賓(1886~1951)、艾內奇·魯道夫·楊施(1883~1940)
繆勒是著名的心理學家,是圖形背景以及遺覺的發現者。繆勒曾經擔任德國格丁根大學的教授,并成立了自己的實驗室。
心理學小辭典
“格式塔心理學”是西方現代心理學的主要流派之一。“格式塔”代表著兩種含義:一為形狀或者是形式——只是物體的性質;一為具體的實體或某種特殊的形狀和特征等。
埃德加·魯賓是繆勒的學生。1912年,魯賓從哥本哈根轉到哥廷根大學就讀,并拜繆勒為師。1915年,魯賓榮獲博士學位。在這段時期內,魯賓做了圖形和背景的相關實驗,并取得了一定的成就。魯賓將視覺與知覺的結構劃為圖形和背景的關系。在魯賓看來,圖形和背景相比,更能給人深刻印象的是圖形,因此圖形也更占優勢,更容易被人們所記憶。不過有的時候,注意點不同也會帶來圖形和背景的相互轉換。比如,圖形可以轉換為背景,背景也可以轉換為圖形。魯賓的這一發現大大促進了以后的知覺結構研究工作的進展,對“格式塔心理學”來說,影響更是巨大的。對此觀點有所發展的就是“遺覺象”理論,在這方面做出巨大貢獻的,是德國著名的實驗心理學家艾內奇·魯道夫·楊施。

▲有趣的兩可圖形
上圖是一只花瓶還是兩個人頭的側面像?通過觀察,你會從中理解圖形和背景的轉換關系。
1920年,艾內奇·魯道夫·楊施提出了“遺覺象”的概念,它屬于兒童心理學的范疇。通過實驗研究發現:一些人觀看了一張畫片后,在灰墻上也會看到同樣的圖象,這種圖象幾乎和剛看到的畫片一樣,這種現象被稱為“遺覺象”。
“遺覺象”現象也受年齡的限制,最明顯的階段為兒童時期,青少年和成人就比較少見了。后來,心理學家對于“遺覺象”現象進一步研究,發現在5~8歲時,多數的孩子都有程度不同的“遺覺象”現象。這一年齡段的孩子看過一幅畫后,能夠將畫中的內容詳細地記錄并描述下來,就好像這幅畫就在眼前一樣。
“遺覺象”屬于形象記憶的一種,這種記憶和瞬間記憶比較相似,似乎一眨眼的工夫就能夠將圖象拍攝下來,并且將圖象信息保留到記憶系統中。

▲有趣的視覺后像
當眼睛看到的某個物體消失后,人的眼睛不能再看到此物,但人對它的感覺并未立即消失,就像人拍過的照片一樣可以暫時地保持下來,這種有趣的知覺現象稱為視覺后像。不信,你可以盯著這幅畫看一分鐘,然后將視線移到右邊的空白處,你會看到這幅畫在視覺中留下它的后像。這是不是很有趣的現象?
所以,“遺覺象”是屬于記憶范疇中的一種現象,是頭腦接受外界刺激后所保留的一種映像。而圖形背景則屬于感覺范疇的一種,是外界刺激停止后在頭腦中的映像,并非記憶。