第二章
科学心理学的创建
感官生理心理
弗里舒和希齐戚是德国著名的生理心理学家。1870年,二人首次采取用电刺激大脑的生理学方法,观察到大脑皮层的一些区域和躯体运动中枢有着密切的联系,电刺激这些部位能够造成躯体某部肌肉收缩,由此也就发现了“运动中枢”。这项实验风靡一时,在当时社会引起了很大的轰动。
1881年,著名生理心理学家门克经过研究发现,大脑中的视觉中枢位于后脑叶。1900年之后,关于大脑的研究又有了进一步发展。有人发现在大脑运动区的后面便是触觉中枢,而在大脑皮质层中,还有很大一部分区域是不受电击影响的,科学家们对此充满了疑惑和不解。当时,人们认为这一大块不受电击影响的区域,应该就是大脑的感觉中枢,并对此进行了深入研究,由此便产生了“感官生理心理学”。
▲色盲测试
一个不能区分红色和绿色的人将分辨不出图片中的数字。你能立刻辨认出隐藏于图片中的数字吗?
在研究感官生理心理学的同时,心理学家们在视听感、嗅觉、味觉等方面也取得了一定的成就和进步:
第一,皮肤感觉。所谓“皮肤感觉”,指的是由皮肤感受器官所产生的感觉,主要包括触觉、痛觉、冷觉、压觉、温度觉等。比如,当皮肤受到外界刺激的时候,没有引起皮肤变形的是触觉,造成皮肤变形的就是压觉了。虽然当时的科学家对于皮肤生理构造并没有进行详细的解剖和研究,但光是皮肤感觉的发现,就已经对心理物理学的研究起到了推动作用,有助于心理物理学的研究和发展。
▲锥状细胞和棒状细胞
人的视网膜内有两种感光细胞——锥状细胞和棒状细胞,其中视锥状细胞能察觉不同种颜色,而棒状细胞能察觉低光度。
第二,视觉感觉。在研究感官生理心理学的过程中,科学家们发现了视网膜上的棒状细胞和锥状细胞;发现了光在网膜中心和边缘部位的不同反映;发现了盲点、色盲、色混合、视后像等视觉机能。
心理学小辞典
生理心理学属于心理学的一部分,主要探讨方向为心理活动的生理基础和脑机制。它对生理活动基础的研究早就开始了,从解剖学、生理学到大脑机制,然后到脑电波的应用等,其发展经过了100多年的时间。不过,生理心理学快速发展时期还在于近些年。
第三,听觉感觉。人们对于耳部的构造有了一定程度的了解,虽然还不清楚它们的具体作用,但是却已经测出了音波的频率,并发表了“听觉共鸣”说。
第四,味觉和嗅觉。科学家们在这两个方面的涉猎比较少,属于刚刚起步阶段。当时,他们仅发现了两种感觉器官——鼻粘膜和味蕾,并分别对它们进行了研究。
总的来说,人们的这些在大脑机能和感官生理心理学上的研究,为心理科学的出现做了一定的铺垫和准备。
有趣的“颅相学”
——弗兰茨·约瑟夫·加尔(1758~1828)
▲布罗卡
法国科学家保罗·布罗卡(1824~1880)是现代大脑科学研究的开山鼻祖。1861年,他发现大脑皮质左前额处的一个小区具有支配人的语言活动的功能,称为“布罗卡区”。布罗卡首先提出:特异的大脑功能定位于大脑的特定部位。
面相学主要研究人的面部大小和形状,早在古希腊时期就出现了。对于心理学来说,面相学并没有起到什么作用,不过,它对于另一种心理相关理论却产生了很大的影响,这种理论便是“颅相学”。
德国神经生理学家弗兰茨·约瑟夫·加尔是“颅相学”理论的倡导者。加尔面容丑陋,性情比较叛逆,不屑于权势,整日声色犬马、纸醉金迷。加尔是一个异常贪婪的人,在进行科学演示的时候,他会向观看者收取一定的费用。尽管如此,也不能否认他是一位杰出的大脑解剖学家。
加尔在神经科学上面的贡献是巨大的,他首次向人们说明了大脑两个半球是由一些白色物质(灰质)连接的;大脑灰质越多,智力越高。不过,令加尔出名的并非上述著名的神经理论,而是他所倡导的“颅相学”。
在加尔看来,人类之所以比动物聪明,主要是因为人类大脑皮层的发育比较完善。由此他也联想到,人们在性格和智力上的差异有可能也是因为大脑皮质发育程度不同而引起的。这也解决了困扰他多年的问题:学生时代,一些没有他聪明的学生成绩却非常好,因为他们都比较擅长记忆。而且他们还有一个共同的特点,那就是头大、眼睛凸。如今想来,眼睛后面可能就是大脑记忆中枢,而那些记忆力比较好的人,因为大脑记忆中枢比较发达,所以才将眼睛挤了出来,显得眼睛比较突出。
从这一方面出发,加尔做了一系列的假设:眼睛后面的记忆中枢发达,就会将眼睛挤出来,那么其他比较发达的区域,它周围的颅骨会不会也凸出来呢?
乔安·克里斯托弗·斯伯茨海姆是一位年轻的医生,也是加尔的同事。他们一起对几百人进行研究,其中包括同行、犯人、精神病人和病人等,制作出了一张带有35个区域的颅骨图,每一个区域都对应着某种器官或者角质层。结果显示,一些特征比较突出的地方,其对应的功能也会相应提高。按照这一研究方法,加尔和斯伯茨海姆确定了几大区域:位于脑勺下方的好色区、位于耳部后面的好斗区、位于前额正中间的仁慈区、位于头部前方的威严区、位于前额两边的愉快区等。这一研究成果也被法国医生布罗卡证实了。布罗卡在治疗失语症患者过程中发现,人的大脑就是分区存在的,而非统一的整体。
▲“心灵器官及能力”
据斯伯茨海姆的《颅相学》,1834。
加尔将这一发现编著成书并出版。通过加尔的自我推销和斯伯茨海姆的公关活动,“颅相学”立刻风靡而起。不过,当时很多科学家并不承认“颅相学”的存在,他们认为“颅相学”是毫无科学依据的,是没有道理和价值的。
彼埃尔·弗楼伦是当时法国著名的生理学家,也是一位医术高超的外科医生,他对加尔的“颅相学”是极为不相信的。为了证实自己的观点,他给鸟类、狗类、兔类等动物做头颅手术,将它们脑中的一小块和人类部分功能相似的区域切除,并且对它们悉心照料,观察这些动物在做了切除手术后,会受到怎样的影响。加尔认为,在脑勺后面,也就是小脑区域是人的好色器官。弗楼伦将狗类的小脑切除部分后,狗狗只是出现了移动不便的现象,而非好色行为。由此可以看出,小脑其实是掌管人体活动、移动的,而非好色不好色的。
同时,弗楼伦还发现,切除某部区域后,只要悉心照顾,是不会出现特别严重后果的,而按照“颅相学”的观点来说,是会造成非常严重的后果的。切除的皮质越多,动物就越显得呆滞,最后甚至连反应能力和自我启动能力都会失去。由此,弗楼伦判断,大脑皮层中有感觉、意愿、记忆的存在,但是却并非均匀分布的。
此外,布罗卡发现了脑的第三个前额基部是人类的语言中枢。布罗卡碰到一位失语症患者,检查之后发现,其他发音器官都非常正常,但就是不能说话。这名患者去世后,布罗卡解剖了他的尸体,发现在他的左脑第三前额基部有一处内伤。这也说明了第三个前额基部就是人类的语言中枢,而非加尔所说的与愉快区、仁慈区等。
心理学小辞典
所谓神经科学,指的是研究神智活动的生物科学,也就是分子生物学和细胞生物学。此外,神经科学也致力于研究情绪对生活的影响,如情绪怎样影响我们的思想;当情绪、思想二者失调的时候,人又会发生什么病症;有什么特点……这些都是一些极为复杂的问题,是需要我们仔细研究、不懈研究的。
虽然加尔“颅相学”在细节上有很多错误,但是却并没有因此而很快沉寂。之后的神经生理学家们按照弗楼伦的方法继续实验。他们识别出了大脑中一些特别区域,并且判定这些区域对于听觉、视觉、运动感觉等都起到一定的控制作用。这也说明了虽然记忆和思维分布在整个皮质层上,可还有一些比较低等的精神活动分布在不同的区域。
由此也可以看出,“颅相学”虽然是一种伪科学,但是在当时社会和应用心理学领域中还是有一定的积极作用的。19世纪,“颅相学”流传到英国和美洲大陆,直到20世纪初才逐渐销声匿迹。
韦伯定律
——E.H.韦伯(1795~1878)
1795年,E.H.韦伯是德国著名的生理学家和心理学家,出生于维滕贝格。1815年,韦伯从莱比锡大学毕业,获得博士学位,并留校任教。1818年,韦伯担任生理学和解剖学助理教授,3年后升任教授。在韦伯的一生中,其主要的研究方向便是生理学,内容有耳部、肝脏、眼部、循环系统等,尤其是皮肤方面。1834年,韦伯在《触觉论》中详细介绍了有关皮肤的痛觉、触觉、冷觉、温觉等,而著名的“韦伯定律”便是在这篇论文中提出的。
韦伯有两大功绩不容忽视。第一,用实验证明了“阈限”的概念——他是最早系统提出“阈限”概念的人:他用一种类似圆规的仪器来刺激皮肤,并且逐步增加这种仪器两点之间的距离,直到被试验者明确感受到皮肤的受力点是两点而不是一点为止。这就是著名的“两点阈实验”。第二,韦伯定律。韦伯定律是表明心理量和物理量之间关系的定律。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。
在韦伯之前,法国物理学家P.布格尔曾经进行过一个有关眼睛敏感度的实验。他通过不断变换着蜡烛和针孔之间的距离,让光线通过针孔投射到不远处的屏幕上,并且让两个邻近的阴暗区形成一个能够辨别出的阴影,二者的亮度差一定要在64∶1之上。布格尔的这一研究并没有多少实际意义,不过不可否认,他的实验中其实暗含着“最小可觉差”的思想。这一思想在韦伯的手中变成了一个直观化、具体化的表现,具有划时代的意义和地位。
▲韦伯
德国生理学家、感觉生理心理学家和心理物理学的创始人之一。最早用实验证明阈限概念,提出心理学上第一个定量法则——韦伯律。代表作有:《论触觉》(1834),《触觉与一般感觉》(1846)等。
“肌肉感觉”是韦伯实验最初的研究对象,也就是要通过不同重量对于肌肉带来的刺激,来研究肌肉感觉机能的分辨程度。他选出了四个被试验者和三种重量不同的重物对此进行试验,最后发现,肌肉感觉机能的辨别程度取决于两个重物之间绝对值和标准重量值之比,而不是两个重物之间的差异绝对值。在最好的条件下,重物之间的差异为29∶30的时候,肌肉感觉机能就可以察觉得到。其后,韦伯又对其他感觉道进行了相似的实验,得到的结果是一样的。韦伯的这一实验,也给当时的生理学家一个重要的启示:那些被人们忽视的纯心理学问题是可以在实验室里进行探讨的,这是很重要的一个发现。后来,韦伯的学生、时任莱比锡大学的物理学教授费希纳,根据韦伯的研究成果列出了相应的数学公式:△Φ/Φ=C,这便是人们所熟知的“韦伯定律”。其中,△Φ为“刺激的最小可觉差”,Φ则是“直标准刺激的强度”,而“特殊感觉道”的定值则用C代表,也被称作“韦伯比例”或“韦伯分数”。
心理学小辞典
解剖学是生物学的一个分支,涉及生命体的结构和组织。解剖学分为两种——动物解剖和植物解剖。从解剖学中又分支出来三种——比较解剖学、组织学和人体解剖学。在研究解剖学的过程中,研究大体器官经常会利用剖割的方法,而研究皮肤组织、细胞的观察等,则需要借助显微镜。
“韦伯定律”成了人们比较辨别能力的一个重要标示。比如,当比较不同个人的某一感觉道的辨别能力时,如果其标准刺激也不相同的话,这个时候就需要用“韦伯定律”来衡量了,而不是差别阈限绝对值。另一方面,感受性的指标也可以用韦伯比例的倒数1/C来表示,所以,运用“韦伯定律”,我们还能够对不同感觉道的感受性进行比较。
另外,我们也知道,“韦伯定律”只适用于中强度的刺激,当刺激过强或者是过弱时就不能使用了,因为K值会发生变化。经过试验证明,当刺激物的重量在1公斤之下或5公斤之上时,K值就会发生变化。1871年,韦伯从莱比锡大学退休。1878年1月26日,韦伯在莱比锡逝世。
“费希纳定律”
——G.T.费希纳(1801~1887)
G.T.费希纳是德国著名的物理学家、心理学物理学的创始人。费希纳出生在一个牧师家庭,1817年,16岁的费希纳进入莱比锡大学学习医学,后来转为物理学专业,开始从事物理方面的研究和翻译工作。费希纳33岁时便成为一名教授。按理说,年纪轻轻便有这般作为,人生应该万般风光才是。只是由于身体比较虚弱,加上在观察太阳的实验中眼睛遭到了严重的损害,费希纳得了神经性抑郁,甚至还产生过轻生的念头。
▲费希纳
德国心理物理学的创始人,实验心理学的奠基人之一,对韦伯律进行补充完善,称为“韦伯-费希纳定律”。其将自然科学的方法引入心理学的做法是心理学方法上的一大突破,为冯特的实验心理学奠定了基础。
鉴于病情,费希纳不得不回家养病,这让他有了足够的时间去思考、想象,而他的兴趣也慢慢地转移到对哲学和宗教的研究思考上来。在之后的人生中,他一直在寻找一种科学的方法,试图将物质和精神相互统一。
按费希纳自己的陈述:1850年10月22日早上,他突然想到,感觉强度级数的增加是根据刺激几何级数增加而增加的,并非受刺激量的影响。比如,在原有一个铃声的基础上再叠加一个,和在原有十个铃声的基础上再叠加一个,听起来绝对是前者大于后者的。由此,费希纳便得出,刺激和感觉的增加量是相对而言的,并非是绝对的。在“韦伯定律”的基础上,费希纳察觉到度量阈上感觉的可能性。在费希纳看来,每一个最小可觉差都能够当作感觉上的一个最小变化,并且还可以假设每一个最小可觉差的主观量都是一样的。比如,举重的韦伯比例为0.03,那么不管多少重量,一卷卫生纸也好,是一块巨石也罢,只要让其重量是原重量的0.03倍就可以了,而其重量差别的主观量也都是一样的。从绝对阈限上数最小可觉差是费希纳提出的一个关于阈上感觉量计算的方法。如果某一个刺激和绝对阈限距离10个最小可觉差,这一刺激强度所带来的感觉量便是10个单位。假设,用R来代表最小感觉的变化,上述观点可以写成公式为:Dr/R=C(C=常数,Dr等于必须增加才可觉察与R的刺激)。
心理学小辞典
阈限是心理学术语,指的是引起有机体感觉的外界刺激最小值。阈限分为两类——“绝对阈限”和“差别阈限”。绝对阈限指的是能够引起有机体感觉的最小刺激量,这种感觉处于感觉到和感觉不到的过渡地带,是一个转折点。差别阈限则是指能引起有机体对两种刺激量差异所能感觉出来的最小刺激量。
然后,他进一步推论说,感觉随着次数的刺激的对数而变化,并能够得到阈上感觉量的计算公式:S=KlogR。其中,R是一个刺激量,K为常数,S则表示感觉量。
公式S=KlogR便是“费希纳定律”。因为“费希纳定律”是在“韦伯定律”的基础上发展而来的,所以这一定律又称为“韦伯—费希纳定律”。它所讲述的是刺激量的对数函数就是心理量,当刺激强度以几何级数增加的时候,感觉强度就需要以算术级数增加。“费希纳定律”是可以用差别阈限法制作的等距量表验证的,在对数坐标上做出等距量表数据的图表,就能够得到心理测量函数,并且呈直线形。
费希纳的研究成果使得心理物理学的三个基本方法系统化,其具体内容为:
第一,常定刺激法。测定两个常定刺激间的差异就使用常定刺激法,而这两者间的差异能够辅助科学家对一定比例做出正确判断。比如,先准备一个100克的标准物体,然后再准备一些其他重量的物体:80、104、99克等。这样,研究者要判定出哪些物体是和标准物重量相等的,哪些轻些、哪些重些等。较重的物体会得到“较重”的判断,较轻的物体则会得到“较轻”的判断。根据实验所得到的一些数据,就能够将刺激差异确定在某一个点上,也就是有75%的概率,被试者可以准确地作出“较重”判断的那一点上。这一方法也为测定感觉阈限提供了相关技术。
第二,均差法。要知道,我们的感觉器官是不断变化的,所以不能得到一个确切的、真实的测量数值。于是,我们便截取很多近似值,再取它们的平均数,得出的最接近真实的近似值,就被人们当作是真值。比如,调节一个可变刺激,直到接近标准刺激为止。这一要求需要经过反复实验,测定出标准刺激和可变刺激之间的差,便是二者的观察误差。这一方法也被运用到反应测定、视听测定以及错觉测定中,而对于现代心理学来说,这一方法也是比较适用的。我们在计算平均数的时候,使用的就是均差法。
▲刺激和感觉之间的数量关系
一个铃的声音与十个铃的声音分别加上一个铃的声音,二者相比,你认为谁的铃声听起来会响一些?
第三,极限法。这种方法会呈现出两个刺激——增加或减弱,直到实验得出二者有差异为止。费希纳说,开始实验的时候,标准刺激一定要明显弱于可变刺激,而第二次实验时,则让标准刺激明显高于可变刺激。这样反复多次实验后,便会得到很多组数据,然后再计算出这些数据的平均数,就可以得出我们所要确定的差别阈限。
1860年,费希纳出版了自己的理论专著《心理物理学纲要》。这本书对于心理学的发展有着很突出的贡献。“遗忘曲线”的发现者艾宾浩斯也是从这本书中得到的启示,才在记忆和学习领域中运用数学方法,取得了非凡的成就。
感官神经特殊能力
——约翰内斯·缪勒(1801~1858)
19世纪初,对科学心理学造成最大影响的神经生理学,当数约翰内斯·缪勒的“神经特殊能学说”。缪勒是19世纪最为重要的实验心理学家之一,也是实验生理学和感官生理学的创始人之一,在生理学、解剖学、病理学和心理学等方面都有着巨大的贡献和成就1801年7月14日,缪勒出生于德国科布伦茨。1819年,缪勒进入波恩大学学习医学专业,于三年后获得博士学位,并留校教书。
心理学小辞典
所谓实验心理学,顾名思义,是在实验的条件下所进行的心理学研究工作,但不包括对儿童心理学、变态心理学和社会心理学的研究。近些年来,在该学科进行的研究过程中发现,实验心理学其实并不能称为专门研究某一方面的心理学,而属于一种研究心理学的方法学。
1826年,缪勒将自己的学术研究整理成书——《视觉比较生理学》,并出版发行。这本书的内容极其丰富,关于人类和动物视觉方面的资料也比较新颖,引起了整个学术界的重视。
1833年,缪勒从波恩大学离开后,受柏林大学的邀请,担任解剖学和生理学教授,成为当时的一大权威。
1833~1840年,缪勒的另一著作《人类生理学手册》出版,引起了巨大的轰动,成为当时最具有代表性和学术性的教科书之一。全书共75万余字,分为8卷:第一卷讲述的是血液和淋巴液的循环;第二卷讲述的是神经生理呼吸、生长、生殖和排泄等问题;第三卷为神经生理学的论述;第四卷重点论述了发音和讲话等一般肌肉运动;第五卷讲述的是五种感觉,提出了颇负盛名的“神经特殊能量学说”;第六卷则讲述了记忆、想象、情感、行动等问题;第七、八卷的主要内容就是生殖、胚胎期以及产后的发展。
“神经特殊能量学说”认为,不管感官受到怎样的刺激,每一种感官神经都只会产生一种感觉,而不会产生其他别样的感觉。即一定的刺激引起一定感官的特殊感觉,彼此不能互相替代。比如黄色的向日葵刺激人的视觉这一特殊感觉等。这是因为,感觉主要依靠的是感官之间的连结和大脑神经中枢的调节,而非刺激本身。比如,不管是用电波刺激眼睛还是用光波刺激眼睛,或者是用拇指压迫眼球等,我们所接收到的就只有一种感觉,那就是视觉。
▲向日葵 凡·高 现藏于伦敦国家画廊
约翰内斯·缪勒认为,每种感觉都有一种和它相适应的刺激,一定的刺激引起一定感官的特殊感觉,彼此不能互相替代。例如黄颜色的向日葵画刺激视觉这一特殊感觉。
对于神经特殊能量学说,缪勒曾经列出了10项原则,并一一进行解释。不过,这10项原则大多重复,总结归纳后,便只剩下了三项:第一,不同的感官在受到同一刺激的时候,其感觉也是不同的;第二,感官不变,受到的刺激不同,其感觉也是一样的;第三,每一种刺激都相应地对应一种感官,这样才会引起感官的特殊感觉,这种刺激是不能相互代替的。
上述三项原则是极为正确的,但可悲的是,缪勒却依据这些正确的原则得出了一些错误的结论。缪勒认为,外界物体对于感官性质并没有起到什么决定性的影响,起决定性作用的其实是外界作用带来的神经状态或性质。换句话说,缪勒认为,外界作用只表现于披露神经状态或性质,每一种感官神经的特殊能力决定了每一种感觉的性质。实际上,在生物进化过程中,为了适应外界环境的变化,生物体内的每一种感官神经都逐渐演变出了特殊的机能,这种机能是在特定环境中形成的,而非天生就有的。缪勒最大的错误,就是将这种特殊的机能看成是生来就有的,而非是外界环境造成的。
缪勒的“神经特殊能说”,在当时也是具有进步意义的。他将“活力”、“精气”、“神经力”等字眼用“能”字替换下来,还采用从神经整体出发再到局部研究的方法,来研究生理学,并且还提出了“主观映象依赖反映机构”的问题,这在生理学中也属首次,因此成为感官研究历史上的一个特殊标志。这一学说的重点虽然没有放在大脑中枢方面,却也促进了对感觉外围神经机制的研究,给之后的“实验心理学”的发展带来了极其深远的影响。
1858年4月28日,缪勒在柏林去世。
彩色与感觉色素
——赫尔曼·赫尔姆霍茨(1821~1894)
赫尔曼·赫尔姆霍茨被人们誉为“达尔文之后的最伟大的科学家”,是德国著名的物理学家。
赫尔曼·赫尔姆霍茨的父亲是一位哲学老师,母亲出身名门。受父母的影响,赫尔姆霍茨从小便聪颖好学,可是因为身体原因,只能在家中接受教育。
1838年,赫尔姆霍茨前往柏林威廉皇家医学院学习,其代价便是毕业之后要服役八年。在医学院学习的过程中,他还兼修了化学和生理课程,并拜读了很多名人的数学著作和哲学著作。
▲赫尔姆霍茨
德国生理学家和心理学家,实验心理学和生理心理学的开创者,色觉理论和听觉部位论的创建者。其生理学的突出成就为实验心理学的建立打下了基础,他的《生理光学手册》和《乐音感觉论》等著作对心理学影响很大。
1842年,赫尔姆霍茨从威廉皇家医学院取得博士学位后,进入波茨坦驻军部队服役,成为一名军医。赫尔姆霍茨在部队的工作很是轻松,这也让他有足够的时间进行物理和数学研究。1847年,在柏林物理学会上,赫尔姆霍茨向众人宣读了他所著的《论力的守恒》,阐述了他在能量“守恒—转化”方面的观点,自此被人们认为是“能量守恒定律”的发现人之一。
1849年,柯尼斯堡大学聘请赫尔姆霍茨为生理学和普通病理学教授。
1850年,赫尔姆霍茨在英国著名物理学家T.杨的假设理论(1802年,英国著名物理学家T.杨发表了“三色色觉”理论,T.杨认为,人类的视觉神经中存在着三种感受器,分别负责捕捉三种波长不同的光——红、绿、蓝。不过,T.杨只是提出假设,并没有进行进一步的实验)基础上进一步延伸。他找来了几个试验者,并让这些人将不同色光配合,来完成和标准刺激一样的色光。结果发现,大多数人只要采用三种色光就能够达到这一目的。由此,赫尔姆霍茨认为人们处理色彩的感官系统主要有三个,这便是著名的“杨— 赫三色理论”。
1855年,赫尔姆霍茨在波恩大学从事解剖学和生理学的教学工作。3年后,担任海德堡大学的生理学教授。
1856~1866年的10年间,赫尔姆霍茨接连出版了三卷本《生理光学手册》,被赞为经典之作。1863年出版的《音乐的生理学理论》中,赫尔姆霍茨阐述了他对于听觉问题的研究看法和观点。这本书不仅总结了赫尔姆霍茨本人的观点,还收录了当时音乐生理学方面的全部文献资料。此外,在其他一些领域,赫尔姆霍茨也发表过一些代表性的文章,如后象、色盲、“阿拉伯人—波斯人”的音阶、几何公理等。在生理光学的研究过程中,赫尔姆霍茨还研制出了检眼镜。到了晚年时期,他又将目光转移到无线电报和无线电收音机上,也取得了巨大成就。
▲人耳结构图
声波首先通过外耳道传入,引起鼓膜的震动。这一震动激活了内耳中心的锤骨、砧骨和镫骨。它们的震动经过卵圆窗到达耳蜗,由此开始震动管道里的液体。当液体流过时,耳蜗内盘旋的基底膜内层上细微的毛细胞弯曲,刺激着附着在上面的神经末梢。整个物理刺激于是被转换为神经能量,并且通过听神经传达给大脑。
心理学小辞典
生理光学是一门边缘学科,是专门研究眼睛和视觉的科学。与生理光学有关联的科学,还有解剖学、物理学、心理学等。生理光学的研究成果,被广泛应用在医学眼科临床、光学工程技术等领域。
在感觉色素方面,赫尔姆霍茨也进行了三方面的研究:听觉感官、反应时法、条件发射等。
一、听觉感官
在听觉感官上,赫尔姆霍茨做了相应的研究,其主要内容为复音和单音的知觉、谐音和非谐音的性质、听觉共鸣说。在他看来,内耳部的毛细胞就是我们的听觉器官,毛细胞按照一端窄一端宽的形式排列。窄的一端纤维比较短,和高音共鸣;宽端的纤维比较长,和低音形成共鸣。这些共鸣又引起不同的神经冲动,进而产生了听觉。
二、反应时法
在赫尔姆霍茨之前,多数科学家都认为神经传导速度和光速是极为接近的,是没有办法进行人工测量的。赫尔姆霍茨却打破了这种观点,开始测量神经传导速度,并且提出了“反应时法”。开始,他先用青蛙做实验,刺激青蛙不同部位的肌肉,以肌肉收缩时间不同来推测神经传导的速度,最后得出的结论为每秒27.53米。后来,赫尔姆霍茨又选用人配合其实验。实验结果表明:每个人在受到刺激后的反应时间差异很大,即便是同一个人,每一次的反应时间也不一样,这样一来也就无法得到一个确切的数据,最后他只能放弃了这项研究。
三、条件反射
赫尔姆霍茨认为,感觉和知觉是有区别的。感觉指的是刺激的直接作用,而没有过去经验参与;知觉指的是对整个事物的认知过程。在平时生活中,知觉常有,但单独的感觉却没有,只有在实验室中才能得到。在知觉这一理论中,赫尔姆霍茨还推出了“无意识推理”这一理论。在他看来,有很多刺激都是知觉直接感受不到的,但是人们往往根据以往的经验强加到知觉上。这一种心理是人们无意识的活动。赫尔姆霍茨的无意识推理其实指的就是“条件反射”。
1873年,赫尔姆霍茨成为英国伦敦皇家学会的外国会员,并被授予“柯普利”奖章。1887年,赫尔姆霍茨受柏林夏洛滕堡物理技术学院的邀请,担任院长。1893年秋天,在从芝加哥参观回来的路上,赫尔姆霍茨重重摔了一跤,从此一病不起,第二年便去世了。
科学心理学的诞生
——威廉·冯特(1832~1920)
1832年8月16日,威廉·冯特出生。冯特的父亲是一名牧师,母亲出身名门。
1855年,冯特从海德堡大学医学系毕业,并获得了博士学位。冯特的医学成绩非常好,可惜他对医学并没有太大的兴趣。于是他前往柏林大学继续深造,并拜在伟大的现代生理学家乔安·穆勒的门下。
1857年,冯特在海德堡大学教学,任职生理学讲师。次年,德国著名的生理学家和物理学家赫尔曼·赫尔姆霍茨来到海德堡大学,并在这里成立了一所生理学研究院,冯特便在这所实验室中做助手。当时的冯特还没有结婚,这也让他有大把的精力投入到实验当中。几年后,冯特将自己的一些经验和理论集结成了一本书——《感官知觉理论文集》。
▲冯特
实验心理学的创始人,被誉为实验心理学之父,将心理学从哲学中分化出来,成为一门独立学科的第一人。其代表作《生理心理学原理》(1873)被看作是科学心理学的独立宣言。
在这一过程中,冯特向院方提议开设科学心理学课程,这在史上是第一次。院方同意后,冯特开始利用自己摸索的实验方法和研究成果来进行心理学研究。
1862年,冯特首次提出实验心理学的名称,他有关实验心理学的讲义则被人们整合为《人类与动物心理学论稿》一书(1863年)。这本书被誉为“生理学家的朴素心理学”。
1864年,冯特被提升为助理教授。1871年,赫尔姆霍茨离开后,冯特却没能接替他的位置,而只是得到了一个临时教授的头衔。随后,冯特便将精力全部放在《生理心理学原理》的编撰工作上。这本书于1874年出版,在书中,冯特将心理实验的结果整合成一个系统,将人的感觉、情感、思维等心理活动作为主要的研究对象,并且将心理学从哲学范畴中分离出来,形成一个独立的学科,还为其划定了研究的领域,建构起心理学的框架。要知道,心理实验室在成立之前,心理学的分类是极为不明确的,有生理学、伦理学、认识论等众多说法,没有一个确切的答案。而心理实验室成立后,冯特也算是给心理学找到了一个家。
1875年,莱比锡大学聘请冯特为哲学教授。1879年12月,冯特创办了一所心理学实验室,这也是世界上第一所心理学实验室,有着划时代的意义。
冯特提出了两种心理规律:第一心理复合规律,也就是对比律和相关律,事实上也就是联想律;第二是心理复杂规律,主要包括三项:对立转换律、不断增长律、目的性差异律等。比如,当人们的感情得到满足后,人们就会由苦恼转为快乐,这便是对立转换律。
对于整个心理学这门学科来说,冯特的影响也是不言而喻的。冯特所著的心理学教科书,对在他之后的整整两代人,产生着不可替代的影响,具有不容置疑的权威性。
▲对立转换律
感情得到满足,人就由苦恼转移到欢乐,这就是心理学中的对立转换律。
冯特在教学期间,也培育出很多优秀的心理学家。比如,美国第一个心理学教授詹姆斯·麦卡恩·卡特尔、英国著名心理学家查尔斯·爱德华·斯皮尔曼、美国第一个心理学实验室的创建者爱德华·布拉德福特·铁钦纳、美国第一所心理诊所的创建者莱特纳·维特莫、“儿童心理学运动之父”斯坦利·霍尔、芝加哥大学教育学院院长基德等。
冯特一生生活比较严谨规律,几乎从来不外出旅行,除了偶尔的音乐会外,他几乎不参加任何公众活动。他上午写作,下午则将时间投入到实验室或者课堂上。生活中的冯特比较安静,可是在课堂上的冯特却富有激情。
冯特退休的时候已经85岁了。1920年8月31日,冯特去世,终年88岁。冯特去世后,其心理学思想也逐渐被新兴心理学流派所代替,而“行为主义心理学”更是推翻了冯特的“内省实验法”,强调更为严格的实证科学研究。
心理学家著作
《感官知觉理论文集》(1862);《人类和动物心理学论稿》(1863);《生理心理学原理》(1873);《心理学概论》(1896);《民族心理学》(1900)。
艾宾浩斯曲线
——赫尔曼·艾宾浩斯(1850~1909)
我们都知道,大脑就好比一个记忆存储器,能够将我们所体验到的感情和情绪、思考过的问题、经历过的事情等存储在大脑中,成为记忆的一部分。从生理上来说,人的记忆力是非常惊人的,它能够存储1015比特(信息量的度量单位)的信息。尽管这样,人的一生被挖掘的记忆宝库只占了十分之一,还有十分之九的空间待挖掘。这是什么原因呢?其实,虽然人们一生中所记忆的东西很多,但是人们却只关注当时的记忆效果,而忘了加深记忆效果本身。这也就牵涉到一个心理学问题——记忆遗忘的规律。
1850年1月24日,德国著名的心理学家赫尔曼·艾宾浩斯出生于波恩附近的巴门。1873年,艾宾浩斯从波恩大学毕业,并获得博士学位,1880~1909年,艾宾浩斯先后在柏林大学、布雷斯劳大学及哈雷大学任教。1890年,他和德国著名物理学家A.柯尼希联合创办了《感官心理、生理》杂志,并将研究方向定在学习、保持和回忆方面。艾宾浩斯本身作为被试验者,比较了在有意义材料和无意义材料下的学习速度,研究了学习材料的长度对于学习速度的影响,并且研究了过度学习、集中学习和分散学习的效应。后来,人们根据艾宾浩斯的这一试验还画了保持曲线,证明遗忘的速度是先快后慢的。下面我们就一起来看看艾宾浩斯曲线。
▲艾宾浩斯
德国实验学习心理学的创始人,最早用无意义音节研究记忆的心理学家,用实验的方法研究人类高层心理历程的第一人,对记忆的研究贡献突出。代表作有:《记忆》(1885)、《心理学纲要》(1908)等。
1.艾宾浩斯记忆规律曲线。
记忆有短时记忆和长时记忆两种,这是根据记忆时间长短不同来划分的。一般情况下,我们的记忆过程为:人们在经过学习后,大脑会存入一些信息,如果不经过反复复习,这一记忆就会被慢慢淡忘,而这就是人们的短时记忆;如果多加复习,这些短时记忆就会转变为长时记忆,能够在大脑中停留很长一段时间。那么,对于我们来说,遗忘又是什么呢?遗忘就是我们已经想不起来曾经记忆过的东西,或者是回忆不清、回忆错误等,这些都是遗忘的表现。
心理学家著作
艾宾浩斯是著名的心理学家,在他的一生中,留下的著作虽然屈指可数,但是却部部都是心理学著作的典范,是心理学家们的主要参考文献。如《记忆》(1885);《心理学原理》(1902);《心理学纲要》(1908)等。
根据这一情况,艾宾浩斯将自己当作实验对象,选择一些毫无意义的音节,例如asww,cfhhj,ijikmb,rfyjbc等。经过一系列的测试和实验,艾宾浩斯也得到了一些相关的遗忘和记忆数据。
艾宾浩斯根据得出的这些数据点,绘制出一条曲线,这便是著名的“艾宾浩斯遗忘曲线”。其中,横轴代表时间,纵轴代表学习过程中记住的知识数量,曲线则是个人记忆量变化的规律。
“艾宾浩斯遗忘曲线”说明,在学习过程中,人们的遗忘也是有规律可循的。遗忘速度不是均衡的,一天中没有固定的丢失数量,也没有固定的丢失时间规律。在记忆刚开始的阶段,遗忘速度是最快的,后来在反复学习中,遗忘速度就会减慢,再过一段时间后,遗忘的速度几乎为零,也就是不再遗忘了。这便是“艾宾浩斯遗忘曲线”的规律——先快后慢。
有人曾经根据“艾宾浩斯遗忘曲线”做过一个实验。先是将学生分为两组,都学习指定的一段文字。甲组学生学习之后要经常复习,而乙组学生不复习。一天过后,甲组的记忆力在98%左右,乙组的则在56%左右;一个星期之后,甲组保持83%,乙组保持33%。很明显,乙组的遗忘速度要比甲组高很多。由此也可以看出,只有在不断复习地过程中,遗忘速度才会随着时间的推移减缓下来,直到不再减少。
2.材料性质不同,遗忘曲线也不相同。
在实验中,艾宾浩斯还发现,记忆12个无意义音节,需要反复16.5次;记住36个无意义章节,则需要反复54次;而记忆480个有意义音节,则只需要反复8次。这一结果告诉我们,只有理解了文字意义,才会快速、全面地记忆知识,如果只一味地死记硬背,不仅费力而且也得不到理想的效果。所以,有意义的材料比较好记,而无意义的材料则比较难记。
由此,从“艾宾浩斯遗忘曲线”中我们也得到了一个道理:学习贵在反复勤奋,这样的记忆才会达到理想效果,遗忘速度也会越慢。
▲艾宾浩斯遗忘曲线
心理学研究表明,遗忘是有规律的,人们的记忆规律总是先遗忘得快,以后逐渐缓慢下来。图中的曲线显示了用节省法在30天时间内进行测试的个体所能保持记忆的百分比。曲线先是迅速下滑,而后保持平缓变化的平原状态。
3.不同的人,遗忘规律不相同
艾宾浩斯记忆曲线是艾宾浩斯根据大量的实验测试数据得出的,属于一种共性的群体规律。这条记忆曲线并没有将个人的个性特点考虑在内,而是只寻找了一种位于平衡点的记忆规律。
事实上,因为我们每一个人的生理特点和生活经历不一样,就会致使我们的记忆习惯、方式和特点也不相同,这样一来,记忆规律也可个性化,可以具体到每一个人身上。
图形—背景和“遗觉象”
——埃德加·鲁宾(1886~1951)、艾内奇·鲁道夫·杨施(1883~1940)
缪勒是著名的心理学家,是图形背景以及遗觉的发现者。缪勒曾经担任德国格丁根大学的教授,并成立了自己的实验室。
心理学小辞典
“格式塔心理学”是西方现代心理学的主要流派之一。“格式塔”代表着两种含义:一为形状或者是形式——只是物体的性质;一为具体的实体或某种特殊的形状和特征等。
埃德加·鲁宾是缪勒的学生。1912年,鲁宾从哥本哈根转到哥廷根大学就读,并拜缪勒为师。1915年,鲁宾荣获博士学位。在这段时期内,鲁宾做了图形和背景的相关实验,并取得了一定的成就。鲁宾将视觉与知觉的结构划为图形和背景的关系。在鲁宾看来,图形和背景相比,更能给人深刻印象的是图形,因此图形也更占优势,更容易被人们所记忆。不过有的时候,注意点不同也会带来图形和背景的相互转换。比如,图形可以转换为背景,背景也可以转换为图形。鲁宾的这一发现大大促进了以后的知觉结构研究工作的进展,对“格式塔心理学”来说,影响更是巨大的。对此观点有所发展的就是“遗觉象”理论,在这方面做出巨大贡献的,是德国著名的实验心理学家艾内奇·鲁道夫·杨施。
▲有趣的两可图形
上图是一只花瓶还是两个人头的侧面像?通过观察,你会从中理解图形和背景的转换关系。
1920年,艾内奇·鲁道夫·杨施提出了“遗觉象”的概念,它属于儿童心理学的范畴。通过实验研究发现:一些人观看了一张画片后,在灰墙上也会看到同样的图象,这种图象几乎和刚看到的画片一样,这种现象被称为“遗觉象”。
“遗觉象”现象也受年龄的限制,最明显的阶段为儿童时期,青少年和成人就比较少见了。后来,心理学家对于“遗觉象”现象进一步研究,发现在5~8岁时,多数的孩子都有程度不同的“遗觉象”现象。这一年龄段的孩子看过一幅画后,能够将画中的内容详细地记录并描述下来,就好像这幅画就在眼前一样。
“遗觉象”属于形象记忆的一种,这种记忆和瞬间记忆比较相似,似乎一眨眼的工夫就能够将图象拍摄下来,并且将图象信息保留到记忆系统中。
▲有趣的视觉后像
当眼睛看到的某个物体消失后,人的眼睛不能再看到此物,但人对它的感觉并未立即消失,就像人拍过的照片一样可以暂时地保持下来,这种有趣的知觉现象称为视觉后像。不信,你可以盯着这幅画看一分钟,然后将视线移到右边的空白处,你会看到这幅画在视觉中留下它的后像。这是不是很有趣的现象?
所以,“遗觉象”是属于记忆范畴中的一种现象,是头脑接受外界刺激后所保留的一种映像。而图形背景则属于感觉范畴的一种,是外界刺激停止后在头脑中的映像,并非记忆。