刺激物只有达到一定强度才能引起人们的感觉。这种刚刚能引起感觉的最小刺激量，叫绝对感觉阈限；而人的感官觉察这种微弱刺激的能力，叫绝对感受性。绝对感受性可以用绝对感觉阈限来衡量。用公式表示为：

　　E=1/R

　　在这个公式中，E代表绝对感受性；R代表绝对感觉阈限

　　两个同类的刺激物，它们的强度只有达到一定的差异，才能引起差别感觉，即人们能够觉察出它们的差别，或把它们区别开来。这种刚刚能引起差别感觉的刺激物间的最小差异量，叫差别阈限或最小可觉差。对这一最小差异量的感觉能力，叫差别感受性。德国生理学家韦伯曾系统研究了触觉的差别阈限。经过研究发现，为了引起差别感觉，刺激的增量与原刺激量之间存在着某种关系。这种关系可用以下公式来表示：K=△I／I。

　　其中I为标准刺激的强度或原刺激量；△I为引起差别感觉的刺激增量，即J.N.D.K为一个常数。这个公式叫韦伯定律。对不同感觉来说，K的数值是不相同的，即韦伯分数不同。根据韦伯分数的大小，可以判断某种感觉的敏锐程度。韦伯分数越小，感觉越敏锐。

　　韦伯分数适合于中等强度的刺激。

　　费希纳对数定律：

　　1860年德国物理学家G费希纳在韦伯研究的基础上，进一步探讨了刺激与感觉强度的关系，推导出一种数学关系式：P=KlgI。

　　其中I指刺激量，P指感觉量。按照这个公式，感觉的大小(或感觉量)是刺激强度(或刺激量)的对数函数。

　　费希纳定律提供了度量感觉大小的一个量表，对许多实践部门有重要意义。但他假定所有最少可觉差在主观上相等，已经为事实所否定。费希纳定律只有在中等强度的刺激时才适用。

　　史蒂文斯幂定律：

　　20世纪50年代，美国心理学家斯蒂文斯用数量估计法研究了刺激强度与感觉大小的关系。研究发现，心理量并不随刺激量的对数的上升而上升，而是刺激量的乘方函数(或幂函数)。换句话说，知觉到的大小是与刺激量的乘方成正比例的。这种关系可用数学式表示为：

　　P=KIn

　　公式中的P指知觉到的大小或感觉大小；I指刺激的物理量；K和n是被评定的某类经验的常定特征。这就是斯蒂文斯乘方定律。

　　斯蒂文斯的乘方定律同样具有理论和实践的意义。在理论上，它说明对刺激大小的主观尺度可以根据刺激的物理强度的乘方来标定。在实践上，它可以为某些工程计算提供依据。

　　(二)视觉

　　视觉刺激：视觉是人类最重要的一种感觉。它主要由光刺激作用于人眼产生的。在人类获得的外界信息中，80%来自视觉。

　　视觉的生理机制

　　1.视觉系统的生理机制

　　从生理结构上研究主要是从眼球的结构、视网膜(包括上面的锥体和棒体细胞)等角度加以认识。

　　视觉系统的生理机制就是一个接收视觉信息、处理视觉信息、感知视觉信息的过程。从解剖——生理的联系，可以将其归纳为三个阶段：(1)视觉信息的光学处理过程；(2)视觉信息的神经处理过程；(3)视觉信息的皮层整合定型过程。

　　2.视觉的传导机制

　　电信号从感受器产生以后，沿着视神经传至大脑。传递机制由三级神经元实现：第一级为网膜双极细胞；第二级为视神经节细胞，由视神经节发出的神经纤维，在视交叉处实现交叉，鼻侧束交叉至对侧，和对侧的颞侧束合并，传至丘脑的外侧膝状体；第三级神经元的纤维从外侧膝状体发出，终止于大脑枕叶的纹区(17区)。视觉的机制不仅把神经兴奋从外周传人中枢，而且对输入的信号进行了加工处理。这对各种视觉现象的产生有重要的意义。

　　首先，网膜上锥体细胞和棒体细胞的数量远远超过视神经节细胞(100万)的数量。因此，来自视觉感受器的神经兴奋必然出现聚合作用，即来自许多锥体和棒体细胞的神经兴奋，会聚到一个或少数几个视神经节细胞上。由于锥体细胞与棒体细胞的数量不同，它们会聚到双极细胞和视神经节细胞上的会聚比例也不同。这对视觉信息加工有重要的影响。

　　视觉系统内的侧抑制作用，也影响到神经信号的加工。侧抑制是指相邻的感受器之间能够互相抑制的现象。侧抑制是动物感受神经系统内普遍存在的一种基本现象。由于侧抑制作用，一个感受器细胞的信息输出，不仅取决于它本身的输入，而且也取决于邻近细胞对它的影响。

　　3.视觉的中枢机制

　　大脑枕叶的纹状区是实现对视觉信号初步分析的区域。当这个区域受到刺激时，人们能看到闪光；这个区域被破坏，病人会失去视觉而成为瞎子。与第17区邻近的另一些脑区，负责进一步加工视觉的信号，产生更复杂、更精细的视觉，如认识形状、分辨方向等。这些部位受损伤，病人将失去对物体、空间关系、人面、颜色和词的认识能力，产生各种形式的失认症。

　　视觉感受野指网膜上的一定区域或范围。从20世纪60年代以来，休伯(Hubel)和威塞尔(Wiesel)等对视觉感受野进行了系统研究。当感受野受到刺激时，能激活视觉系统与这个区域有联系的各层神经细胞的活动。网膜上的这个区域就是这些神经细胞的感受野。根据感受野的研究，休伯等人认为，视觉系统的高级神经元能够对呈现给网膜上的、具有某种特性的刺激物作出反应。这种高级神经元叫特征觉察器。高等哺乳动物和人类的视觉皮层具有边界、直线、运动、方向、角度等特征觉察器，由此保证了机体对环境中提供的视觉信息作出选择性的反应。

　　4.视觉的基本现象

　　色觉：颜色是光波作用于人眼所引起的视觉经验。

　　颜色具有三个基本特性，即色凋、明度和饱和度。色调主要决定于光波的波长。对光源来说，由于占优势的波长不同，色调也就不同。色调取决于物体表面对不同波长的光线的选择性反射。明度是指颜色的明暗程度。色调相同的颜色，明暗可能不同。颜色的明度决定于照明的强度和物体表面的反射系数。饱和度指某种颜色的纯正程度或鲜明程度。纯的颜色都是高度饱和的，例如鲜红、鲜绿等。混杂上白色、灰色或其他色调的颜色，是不饱和的颜色，例如酱紫、粉红、黄褐等。完全不饱和的颜色根本没有色调，如黑白之间的各种灰色。颜色的三个特性及其相互关系可以用三度空间的颜色立体表示。

　　视觉对比：视觉对比是由光刺激在空间上的不同分布所引起的视觉经验。可分成明暗对比与颜色对比两种。明暗对比是由光强在空间上的不同分布造成的。对比不仅能使人区别不同的物体，而且能改变人的明度经验。颜色也有对比效应。一个物体的颜色会受到它周围物体颜色的影响而发生色调的变化。对比使物体的色调向着背景颜色补色的方向变化。

　　马赫带：指人们在明暗交界的边界上，常常在亮区看到一条更亮的光带，而在暗区看到一条更暗的线条。从刺激物的能量分布来说，亮区的明亮部分与暗区的黑暗部分，在刺激的强度上和该区的其他部分相同，而我们看到的明暗分布在边界处却出现了起伏现象。可见，马赫带不是由于刺激能量的实际分布，而是由于神经网络对视觉信息进行加工的结果。马赫带现象可以用侧抑制理论加以解释。

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