心理学导论-4

19世纪中叶德车生理学家缪勒（J。P。MULLER）提出“神经特殊能量”说。他认为，每种感觉神经都具有特殊的能量，即各种感觉神经的性质互不相同，每种感觉神经只能产生一种感觉，而不能产生另外的感觉。例如，光、电、机械刺激作用于眼睛，都产生视觉。声波、电、机械作用于耳朵，都产生听觉。缪勒根据不同刺激作用于同一感觉神经产生相同的感觉；同一刺激作用于不同的感觉神经产生不同的感觉这一事实得出结论：感觉的性质不决定于外界物体的性质，而决定于感觉神经的特殊能量，即人的任何一种感觉器官在接受任何刺激物作用时都释放出一种该感觉器官所特有的能量，“我们感官认识的直接对象只是在神经内引起而被神经自身或感觉中枢认为是感觉的特种状态”。换句话说，人所直接感知的不是客观事物的属性，而是人的感觉神经自身的状态，客观事物是不可知的。这就否定了感觉是客观世界的映象，过分夸大了感觉对感觉器官的依赖性，把感觉同客观事物相分离。因此，缪勒根据生理学上的事实而得出的神经特殊能量学说的结论是不科学的。三、感觉的意义感觉是人的认识过程的初给阶段，是人认识客观世界的开端，也是意识形成和发展的基本万分。通过感觉，人们从外界获得信息，这些信息在感觉系统的不同水平上经过加工，并与已经存贮的信息进行对照、补充，从而产生了对外界事物基本属性的反映。因此，在人们认识世界的过程中，感觉担负着对复杂事物的简单要素进行分析的任务。感觉是认识的入口，通过感觉，人才能认识和分辨事物的各种基本属性，才能知道自己身体的运动，姿势和内部器官的工作状况。只有在感觉所获得的信息基础上，其他高级的、复杂的心理活动才能得到产生和发展。对于每个正常人来说，没有感觉的生活是不可忍受的。加拿大麦吉尔大学的心理学家赫布（D。O。HEBB）和贝克斯顿（W。H。BEXTON）等人进行的“感觉剥夺”实验是说明感觉重要性的一个例证。“感觉剥夺是把被试置于极少有刺激作用的实验环境中，使其极少有可能产生感觉，并要求被试呆的时间尽量长久。实验结果表明，很少有被试愿意在这种环境中生活一周，在被剥夺感觉的实验期间注意力不能集中、思维不连贯、条理不清、逻辑混乱，反应迟钝烦躁，甚至还会出现幻觉、神经症状或恐怖症。以后的许多实验重复得到了类似甚至更为严重的实验结果。感觉剥夺实验说明感觉的丧失会严重地影响人的认识过程，特别是思维过程，并波及到人的情绪和意志，赞成心理上的紊乱乃至病态。可见，人们在日常生活中所”漫不经心“地接受的刺激以及由此而产生的感觉是多么重要，它既能提供人类生存的重要线索或依据，也为人们及时把握客观环境产生新的认识，维持身心健康提供了重要的保证。第二节：感觉的测量感觉的测量是说明心理量与物理之间的对应关系，这种对心理内容的量的说明，是心理学研究的主要内容之一。一、感受性心理量与物理量之间的关系是用感受性的大小来说明的。感受性是指人对刺激物的感觉能力。不同的人对刺激的感受性是不同的。反之，同一个人对不同刺激的感受性也不尽相同。人的感觉系统只是对刺激作用边疆过程中的一段发生反映，产生感觉。为了产生感觉，刺激的强度必须达到一定的数量，随着刺激的强度增大到一定程度，感觉系统会停滞其正常状态。任何在强度上超过某种限度的刺激作用会引起疼痛，并破坏感觉系统的正常活动。因此，从最小到最大的感觉量的全距确定了人的感觉系统的感受性的范围。感受性是人的感觉系统机能的基本指标。感受性是用感觉阈限的大小来度量的。阈限是指界限或临界值。感觉阈限是人感到某个刺激的存在或刺激的变化的强度或强度变化所需的量的临界值。二、感觉阈限感觉阈限是测量人的感觉系统感受性大小的指标，是用刚能引起感觉或差别感觉的刺激量的大小来表示。感觉阈限分为绝对感觉阈限和差别感觉阈限两类。（一）绝对感觉阈限绝对感觉阈限简称绝对菩限，是指刚刚能够引起感觉的最小刺激强度。通过绝对感觉阈限的测量来了解感觉系统的绝对感觉性。绝对阈妈又分为感觉的下绝对阈限和上绝对阈限。例如用某一极轻佩的刺激物刺激被试的皮肤，他不会有感觉，但是如果逐渐啬这个刺激量就会引起被试的感觉反应。这个刚能引起感觉的最小刺激量称为感觉的下绝对阈限（RL，德文REIZ-LIME）。如果引起感觉的刺激量继续不断地增加而超过一定限度时，就会引起痛觉。这个能够引起感觉的最大刺激量称为上绝对阈限。从下绝对阈限到上绝对阈限之间的距离，即是人的有关感受性的整个范围。因此，绝对感觉阈限并不是仅靠一次被试的判断为根据，而是以被试多次判断中的50%点为根据，即当50%的机率被感觉到的最小的刺激量为绝对阈限。当然，各种感觉的绝对阈限。当然，各种感觉的绝对阈限彼此是各不相同的。根据心理学的研究，人类重要感觉绝对阈限的近似。绝对阈限与绝对感受性之间成反比关系。绝对阈限越低，即能引起感觉所需的刺激量越小，绝对感受性就越高，即对刺激越敏感。用字母S代表绝对感受性，有R代表绝对阈限，则两者之间的数学关系可表示为：S=1/R。绝对感觉阈限可因刺激物的性质和有机体的状况而有所不同。例如，活动性质、刺激强度、刺激持续时间、个体的自身状态等都会影响绝对感觉阈限。（二）差别感觉阈限能觉察的刺激物的最小差异量称为差别感觉阈限，与之相应的感受性称为差别感受性。刺激物引起感觉后，刺激数量的变化并不一定都能引起感觉的变化。例如，100克的重量，再加上1在，人并不感觉到重量有所增加，但增加3克以上时，就能感觉到重量的变化。显然，差别感觉阈限是被试辨别两种刺激强度不同时所需要的最小差异值。这一量值又称为量小可觉差（JUSTNOTICEABLE-DIFFERENCE，简称JND）差别感受性的大小是用差别感觉阈限的大小来度一的，两者成反比关系。判别感觉阈限越小，则差别感受性越大，反之，差别感觉阈限越大，差别感受性越小。在广泛的范围内，差别感觉阈限与原刺激量的比值是一常数，用公式表示：ΔI/I=K其中I为原刺激量，ΔI为差别感觉阈限（即用I+ΔI来表示感觉到差别所需要的刺激量）。当Ｉ不同时，ΔI来表示感觉到差别所需要的刺激量）。当Ｉ不同时，ΔI也不同，但是与Ｉ的比值却是一个相对固定的常数，记为Ｋ。Ｋ又称之为韦伯分数。上述公式也称为韦伯定律，表明了差别感觉阈限与刺激量之间近似为恒定的正比关系。尽管韦伯定律提示了引起差别感觉的一些规律，但是，它只适用于于中等强度的刺激。在刺激过强或过弱时，韦伯定律就不再适用，其K值就会发生变化。验证性实验表明，当重量刺激低于100克或超过500克时，韦伯分数就会发生变化，但在不同感觉中，韦伯分数的差别是很大的。因此，韦伯分数成为不同感觉通道的辨别能力的指标，韦伯分数越小，辨别越灵敏。三、心理物理定律心理物理定律是表明物理刺激的强度与它所引起的感觉量之间的关系的定律，它是由19世纪中期德国物理学家费希纳（G。T。FECHNER）创立的。费希纳认为，主观感觉量不能直接测量，但不同的感觉是可以相互比较的。当刺激量的变化达到一定程度，即达到差别感觉的阈限时，就在心理上引起一个最小可觉差（JND），其大小可以由相应的物理刺激量来表示。（一）费希纳定律费希纳定律又称对数定律或韦伯一费希纳定律，是费希纳在韦伯研究的基础上提出的一个假定：把最小可觉差（即边疆的差别感觉阈限）作为感觉的单位，即每增加一个差别阈限，心理量增加一个单位。这样，从刺激阈限开始，就可以测量为了向上前进一个最小可觉差所必须增加的刺激量，边疆测试下去，就可把全部刺激范围分成若干个差别阈限的单位。费希纳运用积分进行推导，得出下列公式：S=KlgI+C公式中S为感觉量，K和C为常数，I为刺激强度（物理量）。由此可见，刺激强度的变化和它所引起的感觉变化之间的关系是非线性的，感觉的变化要比刺激强度的增长慢，即心理感觉量与物理刺激量的对数值成正比。用费希纳的话来描述：当刺激强度按几何级数增加时，感觉强度只按算术级数增加。费希纳定律在许多感觉领域的研究中得到了验证，然而它只适用于中等强度的刺激范围。（二）史蒂文斯定律本世纪50年代，美国心理学家史蒂文斯（S。S。STEVENS）提出了心理量并不随刺激量的对数的上升而上升，而是随刺激量的乘方函数而变化，即感觉到的大小是与刺激量的乘方式成正比的。其公式为：Φ=KIbΦ表示心理量，I表示物理量，K为常数，B表示由感觉道的刺激强度决定的幂指数。这个指数因不同的感觉而异。这就是史蒂文斯的幂定律。例如，史蒂文斯给被试呈现一个中等强度的标准光刺激，要求被试直接用数值表述自己的主观感觉。如疾先呈现一个标准光刺激，并告诉被试其明度为100，然后呈现不同强度的光刺激。如果被试感到某种光看上去只有标准光刺激的一半明度，则定其明度为50；如果某种光看上去比标准光刺激高2倍，则定其明度为200。这样就得到了不同刺激强度与（估计的）感觉大小之间的关系，提示了心理量随刺激量的乘方函数变化的情况。史蒂文斯幂定律具体地指出了心理量与物理量的关系的两类形式：一是当幂指数b小于1时，心理量的增长慢于物理量的增长，这与费希纳的对数定律相似。二是当幂指数b大于1时，心理量的增长会快于物理量的增长，它与费希纳的对数定律相反，但却具有实际的心理意义，即人对有害刺激感觉敏感性的增长快于物理量的增长，因此，具有重要的保护意义并起适应生存的作用。四、感觉阈限的测量方法经典心理物理学测定感觉阈限的方法，主要有下列三种：（一）最小变化法院最小变化法又称极限法、系列探索法或最小可觉差法。其基本特点是刺激按强度的递增序列和递减序列并替的方法呈现，名序列的刺激由小到大或由大到小以小步阶梯变化，探索从一类反应到别一类反应的转折点或阈限值。在测定绝对感觉阈限时，首先须确定刺激的范围，安排弟增或递减的实验程序。其结果是弟守系列的绝对阈限值和递减系列的绝对阈限值的算术平均数：T=（T↑+T↓）/2。如果递增和递减系列各测定n次，则：T=Σ（T↑+T↓）/2n。最小变化法测定差别感觉阈限时，给被试呈现一个标准刺激（Sr），然后呈现比较刺激（Sv)，按递增及递减系列呈现，让被试判断比较刺激比标准刺激“大些”“小些”还是“相等”，最后得出被试的判别感觉阈限。采用最小变化法时，会产生由习惯和期望所引起的误差，也会产生由练习及疲劳引起的误差，通过改善实验程序要以减少误差，但不会完全消除。（二）恒定刺激法恒定刺激法又称次数法或正误法。其特点是，在整个实验中始终应用若干恒定的刺激量，并以随机顺序反复呈现这些刺激来测定绝对感觉阈限和差别感觉阈限。一般选用5~7个恒定的、从被试感觉不到至感觉到了的等距刺激。每种强度的刺激随机呈现，被试报告感觉到与否，然后根据各个刺激所引起的正、负反应的次数，运用一定的统计方法求出有50%次被感觉到的刺激值作为绝对感觉阈限值。在测定差别感觉阈限时，首先确定一个标准刺激和5~7比较刺激，要求被试报告比较刺激比标准刺激“大”“小”或“相等”，然后根据被试所做的各种反应次数，运用一定的统计方法求得差别感觉阈限。（三）平均误差法平均误差法又称为再造法、调整法或均等法，其基本特点是让被试自己来高速刺激，使之与标准刺激相等，其基本特点是让被试自己来调整刺激，使之与标准刺激相等，然后根据被试多次调整好的刺激与标准刺激的误差的平均值来确定阈限值。（四）信号侦察论信号侦察论（SIGNALDETECTIONTHEORY）又称为信号检测论、信号觉察论，是一种测量感受性的理论，但它与用感觉阈限来测定感受性的理论不同，在以感觉阈限作为测量感受性指标时，除感受性外，被试的主观判定标准对感觉阈限是有影响作用的。信号侦察论则是要将两者加以区分，用一条“接受者的操作特点曲线”代替阈限来测量感受性。信号侦察论认为，在感觉刺激时，其实存在着两个过程，一个是感觉过程，其反映了刺激的强度；另一个是随之而来的独立的判断过程，其反映了被试的反应偏差。信号侦察论的测量，是将所要觉察的刺激或刺激的差别视为信号，将可能与信号相混淆的刺激视为噪音，将信号出现时报告说有信号时称为击中，将信号出现而报告无信号时称为漏报，将信号未出现而报告无信号时称为正确否定，将信号未出现而将噪音报告有信号称为虚报，错报比正确否定愈少，表明判断力愈高。信号侦察论就是通过将被试者的辩别力，即感觉分辨力（d）和被试的反应偏差（β）的测定，把被试者的主观态度、动机因素等所产生的干扰作用从感受性中排队从而得到比较准确的结果。第三节：视觉一、视觉的刺激视觉的适宜刺激是光，光是电磁波，人所能接受的光波只占整个电磁波谱中的很小部分。波长在380~760毫微米的范围，人可以看到的光称为可见光波，它约占整个光波的1/70，在此波长范围之外的电磁波射线，人眼则无法看到。在真空中，光速为每秒30万里，当它通过液体、气体等物质时，速度下降。由于介质的疏密不同，光由一种介质进入别一介质时就会产生折射。人眼接受的光主要来自光源及其照射在物体上而被物体反射出来的光。太阳是最主要的光源。光源指能够产生光的物体，除了太阳外，灯、蜡烛等都是光源。通过三棱镜可将太阳光折射产生红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光波。在正常情况下，人眼所接受的光线大多是物体表面反射的太阳光。二、视觉的生理机制（一）眼睛的构造及其折光系统视觉的感受器是视网膜上的感光细胞，光线须经过一系列的聚光器官，最后才能折射并聚焦在视网膜上。眼球是这一系列的聚光器官。眼球形状似球，由眼球壁和眼球内容物构成。眼球壁分三层。外层为巩膜和角膜，光线通过角膜发生折射进入眼内。虽层为虹膜、睫状肌等。虹膜中间有一个孔称为瞳孔，它随光线的强弱而调节其大小。内层为视网膜和部分视神经。视网膜上有感光细胞，包拓锥体细胞和棒体细胞以及双检细胞和神经节细胞。在眼底视网膜中央有一小块碟形区域叫中央窝，春间含有密集的锥体细胞，具有敏锐的视觉、颜色和空间细节辩别力。在离中央窝15度附近，神经节细胞在此聚集成束形成视神经而进入大脑，这个地方叫盲点。眼球内容物有水晶体、房水和玻璃体，它们都是屈光介质。当注视外物时，由于角膜、虹膜以及这些屈光介质的调节作用，物像才得以聚集在视网膜的适当部位上。（二）视网膜的构造和感觉机制光线透过角膜穿入瞳孔经过水晶体折射，最后聚焦在视同多膜上。光线到达视网膜后，首先穿过视神经纤维的节状细胞、双极细胞，再引起感光细胞（锥体细胞和棒体细胞，两者在数目、功能、形态和分布上都有不同。棒体细胞较锥体细胞多。锥体细胞为粗短锥形，棒体细胞为细长棒形。锥体细胞多分布于视网膜中央窝，在视网膜边缘很少。视网膜中央窝处无棒体细胞，离开中央窝的地方，棒体细胞数目争剧增加。在功能上，棒体细胞暗视觉感受器，主要感受物体的明暗，在暗视环境中起作用。锥体细胞是明视觉感受器，主要感受物体的细节和颜色，在明视环境中起作用。当光线作用于视感受器时，锥体细胞和棒体细胞中的化学物质的分子结构发生了变化，即感觉光物质视紫红质的分解和合成。视紫红质由维生素A醛和视蛋白结合而成。当视紫工质感光后分解为视黄醛和视蛋白；在暗处视紫红质又重新合成。分解和合成时所释放的能量，激起感受细胞发放视神经冲动，从而引起相应的视觉。（三）视觉的传导机制由于锥体细胞和棒体细胞中某些化学物质分子结构的变化而释放的能量，激起感光细胞发放了神经冲动，光能便转换为神经信息，这种信息经由三给神经元传递至大脑的视觉中枢而产生视觉。按光结传入的方向，它们依次是神经节细胞层、双极细胞层和感光细胞层，当光透过神经节细胞、双极细胞到达感光细胞后，引起感光细胞中色素（视紫红质和视紫质）的变化而引起光化学反应，将光能转化为化学能；光化学反应引起神经细胞的兴奋，化学能转化为神经电能，产生神经电脉冲，经双极细胞到达神经节细胞，并沿着神经节细胞形成的视神经，离开眼睛上行传入大脑的枕叶这一视觉中枢。两眼各自的视神经离开眼睛后，分为两支。来自眼睛鼻内侧的部分交叉到脑的另一侧，形成视交叉，然后仍形成两条分离的上行通道。另一部分上行神经进入丘脑的外侧膝状体，然后形成视放射投身到大脑皮层两侧的枕叶区，在视觉中枢区域对来自两眼的信息进行加工，从而产生丰富多彩的视觉。（四）特征觉察器在本世纪60年代以来龙去脉，休伯和威塞尔（D。H。HUBELANDT。N。WIESEL）关于感受野的研究，对视觉中枢机制的了解，产生了巨大的影响。休伯等人通过实验研究后指出，视网膜上一定区域的感光细胞转换的神经能量能激活与这个区域有联系的视觉系统各层神经细胞的活动，也就是处于某一层次的神经细胞只接受来自一定区域的感光细胞传递的信息。视网膜上的这个感光细胞区域称为相应神经细胞的感受野。这样，视网膜上的某些细胞就成为视觉中枢中某些细胞的感受野，不同的感受野感受不同的刺激，如感受线条、面积、角度、运动方向等等。休伯认为人的视觉皮层上存在着能对视网膜上具有某种特性的刺激进行反应的高级神经元一特征觉察器，这样人类得以对环境刺激和视觉信息作出选择性的反应。三、视觉现象及其规律光有三个物理特征：波长、振幅及纯度。波长决定了光的色调，不同波长的光有不同的颜色。振幅表示光的强度，它所引起的视觉的心理量是明度。纯度表示光波成分的复杂程度，它引起视觉的心理量是饱和度。由于光的这些物理特性，从而产生了一系列的视觉现象。（一）视觉的绝对感觉阈限与差别感觉阈限1、明度的绝对感觉阈限与差别感觉阈限在正常情况下，人眼对光的强度具有极高的感受性，感觉阈限很低。据测定，人眼对对7~8个光量子起反应，甚至在某些情况下对2个光量子就能发生反应。在大气完全透明，能见度很好的条件下，人眼能感知1公里远处1/4烛光的光源，人眼对光的感受范围。明度的绝对感觉阈限与差别感觉阈限的大小，与光刺激作用在视网膜的部位有关。棒体细胞多分布在距中央窝16度~20度处。据棒体细胞的特性，因而明度的绝对感觉阈限值低；反之，锥体细胞聚集在中央窝部位，对光强的差别感受性较高。明度的感受性与光刺激作用的时间、面积以及个体的年龄、营养情况等因素有关。2、波长的绝对感觉阈限与差别感觉阈限在整个光波中，人眼只能看见全部波长中的很小一部分。在可见光波范围内，人对不同波长的感受性有判别在明视觉条件下，人眼对550毫微米的光（黄绿色）感受性最高。但在暗视觉条件下，人眼对511毫微米波长的光（蓝绿色）感受性最高，也就是说，当强度相同时，最第三的光波波长向偏短波方向移动，这个现象由捷克物理学家浦肯野（J。PURKINJE）于1824年发现，因此又称为”浦肯野现象“。在可见光波的不同区域，人眼对不同色调的光波，辨别能力不同。（二）视觉适应适应是指感受器在刺激物的持续作用下所发生的感受性的变化。适应即可引起感受性的提高，也可使感受性降低。”入芝兰之室，久而不闻其香“是对适应的一种描述。视觉的适应最常见的有明适应和暗适应。1、明适应明适应又称光适应。由暗处到光亮处，特别是在强光下，最初一瞬间会感到光线刺眼发眩，几乎看不清外界物体，几秒钟之后逐渐看清物体。这种对光的感受性下降的变化现象称为明适应。明适应的时间很短，最初约30秒内，感受性急剧下降，被称之为α适应部分，之后感受性下降逐渐缓慢，称之为β适应部分，大约在1分钟左右明适应就全部完成。眼睛在光适应时，一方面瞳孔相应缩小以减少落在视网膜上的光量，另一方面，由暗适应时棒体细胞的作用转到锥体细胞发生作用。2、暗适应从亮处到暗处，人眼开始看不见周围东西，经过一段时间后才逐渐区分出物体，人眼这种感受性逐渐增高的过程叫暗适应。暗适应所需要时间较长，感受性的变化也较大。暗适应主要是棒体细胞的功能，但在暗视觉中锥体细胞和棒体细胞起作用的大小和阶段不同。在暗视觉中，中央视觉转变成了边缘视觉。由实验可得到暗适应曲线，在暗适应的最初5~7分钟里，感受性提高很快，之后，出现棒、锥裂，但感受性仍上升，方向发生了变化。在实验中，如果将只使锥体细胞活动的红光投身在网膜上，使得只有锥体细胞参与暗适应过程，会发现棒锥裂消失。可见，暗适应的头一阶段是锥体细胞与棒体细胞共同参与的；之后，只有棒体细胞继续起作用。暗适应包括两种基本过程：瞳孔大小的变化及视网膜感光化学物质的变化。从光亮到黑暗的过程中，瞳孔直径可由2毫米扩大8毫米，使进入眼球的光线增加10~20倍，这个适应范围是很有限的，瞳孔的变化并不是暗适应的主要机制。暗适应的主要机制是视网膜的感光物质——视紫红质的恢复。人眼接受光线后，锥体细胞和棒体细胞内的一种光化学物质——视黄醛完全脱离视蛋白，产生漂白过程；当光线停止作用后，视黄醛与视蛋白重新结合，产生还原过程。由于漂白过程而产生明适应，由于还原过程使感受性升高而产生暗适应。视觉的暗适应程度是与视紫红质的合成程度相应的视觉适应有其特殊的意义。在工程心理学中，对视觉适应现象进行了更具体的研究，如改善工作环境的照明条件以提高工作效率等。（三）颜色视觉颜色是光波作用于人眼所引起的视觉经验。光波的强度、波长和纯度的3种属性，分别决定了人的视觉的明度、色调和饱和度。明度是指光刺激的强度作用于眼所产生的视觉结果。彩色物体表面的光反射率愈高，明度就愈大。例如，同样是700毫微米的红光，强度大的就要比强度小的看上去明亮；同样是反射510毫微米的绿色纸，皱纹纸就不如蜡光纸看上去明亮。色调是区别不同色彩的特性。颜色是由于不同波长的光波作用于眼睛而产生的视觉属性，不同波长的光产生的颜色感觉不同。饱和度是指颜色的纯度，光谱上的各单色光的饱和度最大，其掺入的白色愈多，就愈不饱和。由白经灰至黑这一系列是无彩色，因此它们没有色调和饱和度，只有明度一种属性，称为黑白系列。明度、色调、饱和度三者之间的关系可用三维空间纺锤体。在日常生活中，人们所看到的大多数色光都是由不同波长的光线混合而得到的。人眼对色光混合而产生的视觉现象有以下三个定律：1、互补律每一种色光都有另一种同它相混合而产生白色或灰色，这两种色光称为互补色。例如蓝色和黄色、绿色和紫色、红色和青色混合都能产生白色，因此它们都为互补色。2、间色律混合两种非互补色而产生的一种新的混合色或介于两者之间的中间色。例如红与绿混合，根据混合的比例不同，可以得到介于它们之间的橙、黄黄橙等各种颜色。取光谱上的红、绿、蓝三原色，按一定比例的波长混合可以产生各种颜色。3、代替律不同颜色混合后可以产生感觉上相似的颜色，可以互相代替，而不受原来被混合颜色所具有的光谱成分的影响。假如：颜色A=颜色B，颜色C=颜色D，则A+C=B+D；又如A+B=C，假设X+Y=B，则A+（X+Y）=C。这就是代替律，现代色度学就是以它为基础而建立的。色光混合的三个定律可以用色三角表示，其颜色方程为：（C）=R（R）+G（G）+B（B）公式表示，为了匹配某一特定颜色（C）所需的三原色数量（叫三刺激值），分别以R（红）、G（绿）、B（蓝）标示。国际照明委员会（CIE）I依据色光混合原则，制定了一个颜色规范的CIE系统，并画出一个CIE色度图。可以确定一种颜色的主波长、饱和度及由两种颜色混合所得的中间色。需要提及的是，色光的混合不同一颜色的混合，两种混合的性质是不一样的。前者是一种加色法，后者是一种减色法。前者混合后明度增加，后者则明度减弱。（四）色觉理论解释色觉现象的理论很多，其中杨-赫尔姆霍茨的三色说和黑林的四色说影响最大。1、杨-赫三色说英国物理学家杨（T。YOUNG）于1807年左右首先提出三原色假设，1860年由赫尔姆霍茨（H。HELMHOLTZ）在其基础上发展的三色说被后人合称为杨-赫三色说。三色说假设在视网膜上存在着三种不同的颜色感受器，它们分别含有对红、绿、蓝敏感的视色素。每种感受器只对光谱上的特定波长最敏感，红色感受器对长波最敏感，绿色感受器对中波最敏感，蓝色感受器对短波最敏感，当某种光刺激作用于感受器时，它所引起的兴奋程度不同，从而产生相应的颜色感觉。各种颜色感觉就是各感受器相应的有比例活动的结果，如红色感受器的兴奋活动占优势，则产生红色感觉等。当三个感受器兴奋程度相同时，则产生白色光的感觉。近年来，随着科学技术的发展，采用显微分光光度法及单细胞电生理学等方法，可以证明人的视网膜上确实存在着三种感色的锥体细胞，每种锥体细胞的色素在光照射下吸收某些波长而反射另一些波长的光，这是对三色说有力支持。另外，三色说可以罗好地解释颜色混合现象与负后象现象。但是，三色说无法解释色盲现象。因为根据三色说理论，只有红、绿锥体细胞同时兴奋才能产生黄色感觉，所以红-绿色盲者不应具备黄色感觉。但实际上，红绿色盲者却具有黄色感觉。三色说也不能解释色觉信息的传递与加工过程。2、黑林四色说四色说又称拮抗说，由德国生理学家黑林（E。HERING）于1874年提出。他假设视网膜上存在着三对感光视素，即黑-白视素、红-绿视素、黄-蓝视素。在光刺激下每对视素产生分解或合成的过程。光刺激时，黑-白视素分解，产生白色感觉，无光刺激时，黑-白视素合成，产生黑色感觉。同样，红光刺激时，红-绿视素分解，产生红色感觉；绿光刺激时，红-绿视素合成，产生绿色感觉。现代神经生理学研究发现，视网膜中存在着三种锥体细胞，它们分别对红、绿、蓝三色敏感。另外，在视觉传导通路上也发现对白-黑、红-绿、黄-蓝三类反应起拮抗作用的感光细胞。四色说可以较好地解释色盲以及正负后象等现象，但却无法解释三原色混合可以独得光谱上众多相似颜色视觉的现象。可见，人的生产、心理活动方式是复杂的和多形式化的。近年来色觉研究的进展所获得的认识是：两个学说是可以相互补充的。（五）色觉缺失色觉缺失包括色弱和色盲。据统计，8%的男性和0.5%的女性有某种形式的色盲或色弱。色弱是指对光谱中的红色和绿色区的颜色感受性很低。色盲是指丧失颜色的辨别能力。色盲有部分色盲和全色盲之分。常见的部分色盲是红绿色盲，红绿色盲对红光和绿光反应不敏感，不能区分红光与黄光或绿光。黄-蓝色盲则较少见，他们只有红、绿感觉，而没有黄-蓝颜色感觉。全色盲指丧失了对整个可见光谱上各种光的颜色视觉，而都把它们看成为灰白，即无彩色系列。全色盲极罕见，主要是视网膜上缺少视锥细胞或视锥细胞功能丧失所致。色盲常为先天的，也有后天的。先天色盲与遗传因子有关，一般是隔代遗传，目前尚无法医治。后天色盲往往由于各种原因造成如视网膜疾病、视神经障碍、药物中毒以及维生素缺乏等。（六）视敏度视敏度是指人的视觉器官分辨物体细节的能力。一个人能辨认物体细节的尺寸越小，视敏度越高，反之视敏度就越低。在医学上把视敏度称为视力。视敏度由物体的视角决定，它等于视觉所能分辨的以角度分为单位的视角的倒数。视角是指物体最边沿两点与眼睛的角膜所形成的夹角。按照透视原理，细小的或远处的物体构成的视角小，反之则视角大，公式如下：α=A/D*57.3度。α为视角，A为物体高度，D为物体离眼睛的距离。在一定空间范围内，眼睛能分辨物体的视角越小，视觉的每锐度就越大。在临床医学上是以视标（E型或C型）来确定视力的。让受测者在5米远标准距离处分辨一个在5米时形成1分视角的视标开口，则其视力为1.0，并将其定为正常视力的标准。如果视力低于0.6则不允许开车（我国标准），视力低于0.05者被诊断为盲人。影响视敏度的因素很多，如视网膜受刺激的部位、背景照明的强度、物体与背景之间的对比度等都会影响视敏度。（七）闪光融合当外界有一光刺激时，视网膜需要一定的时间把光能量转换为神经反应，在光消失时，视风膜的反应并不立即消失。也就是说，视网膜上的反应，在时间上有一迟滞，从而产生视觉后象。后象所保留的时间约0.1秒。假如有多次闪光刺激，并且间隔时间足够短，也就是说每分钟闪光的次数增加到一定程度，人眼则不再分辨为单个闪光，而将其感觉为一个稳定的边疆的光，这种现象叫做闪光融合（FICKERFUSION），产生闪光融合时的闪光频率叫做临界闪光融合频率（CRITICALFLICKERFREQUENCY，CFF）。一个人能看到的闪光频率越高，其视觉分辨能力就越强。闪光临力界频率受被试的年龄、练习、注意程度以及闪光波形、波长、所刺激的视网膜部位、眼的适应等多种因素的影响，它可以作为了解一个人生理和心理机能状态的手段。（八）视觉后象刺激停止作用于视觉感受器后，感觉现象并不立即消失而保留片刻，从而产生后象。但这种暂存的后象在性质上与原刺激并不总是相同的。与原刺激性质相同的后象称为正后象，例如注视打开的电灯几分钟后闭上眼睛，眼前会产生一片黑背景，黑背景中间还有一电灯形状的光亮形状，这就是正后象。与原刺激性质相反的后象叫负后象，在前面的例子中，看到正后象后眼睛不睁开，再过一会儿发现暗背景的光亮形状变成暗色形态，这就是负后象。颜色视觉中也存在着后象现象，一般均为负后象。在颜色上与原颜色互补，在明度上与原颜色相反。例如，眼睛注视一个红色光圈几分钟后，把视线移向一白色背景时，会见到一蓝绿色光圈出现在白色的背景上，这就产生了颜色视觉的负后象。（九）视觉对比视觉对比分为无彩色对比和彩色对比。无彩色对比的结果是明度感觉的变化，例如同样的两个灰色正方形，一个放在白色背景上，一个放在黑色背景上，结果在白色背景上的正方形看起来比黑色背景上的正方形要暗得多。彩以对比是指在视野中相邻区域的不同颜色的相互影响的现象。彩色对比的结果是引起颜色感觉的变化，它使颜色向其背景颜色的补色变化。例如，两块绿色纸片，一块放在蓝色背景上，一块放在黄色背景上，在黄色背景上的带上了蓝，在蓝色背景上的带上了黄，这是色调对比的结果。一种颜色与背景色之间的对比，会从背景中诱导出一种补色。由于黄和蓝是互补色，因此当绿纸片放在蓝色背景上时它会带上黄色。视觉对比对人类的生存和发展有着重要意义，由于视觉对比的存在，人类才能分辨出物体的轮廓和细节、识别物体的形状和颜色。第四节:听觉听觉是人通过听觉器官对外界声音刺激的反映,是仅次于视觉的重要感觉.一、听觉的刺激听觉的刺激是声音，它产生于物体的振动。物体振动时能量通过媒质传递到人耳，从而产生听觉。声波在不同媒体（空气、水或其他媒体）中传递的速度不同。当声波的振动频率为20~20000Hz（赫兹）时，便引起听觉，通常把这段频率范围称为可听声谱。低于每秒20次的声波和高于每秒20000次的声波人都听不到。声波有三种物理属性：频率（波长）、强度和纯度，它们分别引起听觉的三种心理感觉，即音高、音响和音色。声波的频率是指在单位时间里周期性振动的次数，它决定音高听觉属性。声波的强度是指振动的幅度，它决定音响听觉属性。声波的屯度是指波形是否由单一的频率的周期振动构成，它决定音色听觉属性。一般把声音分为纯音和复合音。纯音是单一的正弦振动波，是最简单的志波。复合音是由若干正弦声波合成的复合声波。复合音中各纯音的频率复合音的振动无周期性规律，称为噪音。在听觉上，乐音感觉和谐，噪音则感觉不和谐。二、听觉的生理机制在听觉系统中，耳既是一个接受器，又是一个分析器，它把外界复杂的声音信号转变成内在的神经信息的编码过程中起着重要的作用。（一）耳的构造和功能耳由外耳、中耳和内耳三部分组成。外耳搜集声音刺激，中耳将声音的振动传送到内耳，内耳的感受器将振动的机械能转化为神经能。外耳包括耳廓和耳道，它们主要起收集声波的作用。中耳包括鼓膜、听小骨系统和卵圆窗。声波从耳道传至鼓膜引起鼓膜振动。鼓膜与锤骨、砧骨和镫骨组成的听小骨系统相连，它们再将声波传到卵圆窗。由于耳膜的面积比卵圆窗大20倍，振动传到卵圆窗时，声压约提高了20~30倍，这条声波传导途径为生理传导。另外还有空气传导和骨传导。空气传导是鼓膜振动引起中耳内空气振动，再经卵圆窗传至内耳。骨传导是振动由颅骨传入内耳。内耳由前庭器官和耳蜗构成。耳蜗又分三部分：鼓阶、中阶和前庭阶。基底膜在鼓阶和中阶之间，它在卵圆窗的一端最窄，在蜗顶一端最宽。基底膜上分布大量听觉感受器-科蒂氏器官，它由支持细胞和末端有细毛的毛细胞组成，听神经便由此发出。听神经的兴奋是由基底膜的位移刺激了毛细胞而产生动作电位，引起神经冲动，由传入神经传导至大脑皮层颞叶的听觉中枢而产生听觉。三、听觉现象（一）听觉有音高、音响和音色三种属性。1、音高音高是由声波频率引起的心理量。频率高，声音听起来尖高，频率低，声音听起来低沉。但除频率之外，声音强度即振动的振幅大小也影响音高。人所能感觉到的声音的频率范围是20~2000Hz（赫兹），对1000Hz左右频率的声音感受性最高，对5000Hz以下的声音和5000Hz以上的声音则需据频率的不同相应地增加强度才能被感觉到。所以，音高不等于声音的物理频率，它是一种主观的心理量。年龄对音高的感受性有较大影响。一般来说，随着年龄的增大而感受性降低。对不同频率的声音，人的差别感受性不同，一般来说频率越低，差别感受性越高。例如40分贝2000Hz的声音，差别感觉阈限为3Hz。同样40分贝，但是1000Hz的声音，差别感觉阈限则为30Hz。2、音响音响是由声波振动的幅度（强度）引起的心理量。声波振动的幅度大，声音听起来就响；振动的幅度小，声音听起来就弱。人耳能接受相当大范围的音强差，既能听到手表秒钟的嘀嗒声，也能随飞机掠过头顶的轰鸣声，两者之间的强度相差悬殊。除声波的振幅影响音响外，频率对音响也有作用。音响的感受范围是0~120分贝。120分贝以上的声音引起的不再是听觉而是压痛觉。关于听觉中对声波振幅的感受性。人们刚刚能听到的1000Hz的声波的最小声音强度为零分贝，记为0dB（1分贝为十分之一贝尔。贝尔为声压单位）。换句话说，0dB以1000Hz声音的绝对阈限为基准，1000Hz的绝对阈限为0dB。当声压超过120dB时，引起的是痛觉而不是正常的听觉。3、音色音色是反映声波混合特性的心理量。人们根据它把具有相同的音高和音响的声音区分开来。例如，不同乐器演奏同一音符，人仍然能把它们区分开来，其原因在于它们的音色不同。音色主要取决声能在不同频率上的分配模式。当不同声音混合在一起时，人仍然可以听出组成该混合声的各种声音的音色，而不会产生一种新的合成的音色，除非它们的基频是相同的。因此，在有其他声音存在时，对声音的音色的鉴别，与在一复合声中一组谐波的共同的周期性有关。（二）声音的混和与掩蔽1、共鸣由声波的作用而引起的共振现象叫共鸣。产生共鸣的物体的振动叫受迫振动。产生共鸣的条件是振动物体的振动频率与邻近物体的固有频率相同，这样才会产生共鸣。例如，将两个频率相同的音叉邻近而置，敲击其中一个，另一个也会振动发音。2、强化与干涉当两个声波振动频率相同相位相反时，它们的相互作用使得合成声波振幅减小，音响减弱。当两个声波振动频率相同相位相同时，它们的相互作用使人感觉音响增强了。如果两个频率相近的声波相互作用，其结果是交替地发生强化与干涉，合成波的振幅产生周期性的变化，人将听到一种音响有起伏的拍音。3、差音与和音当振幅大致相同、频率相差30Hz以上的两个声波进行相互作用时，可以听到差音与和音，也可以听到拍音。差音是两个声波频率之差的音调，和音是两个声波频率之和的音调。辨别差音与和音需经一定的训练。4、声音的掩蔽两个声音同时到达耳朵相混合时，人只能感觉到其中一个声音的现象叫声音的掩蔽。起干扰作用的叫掩蔽音，想要听到的叫被掩蔽音。声音的掩蔽分三类：一是纯音对纯音的掩蔽。研究发现，掩蔽音强度高，掩蔽效果好；掩蔽音的频率与被掩蔽音频率接近时，掩蔽效果好。二是噪音对纯音的掩蔽。研究发现，噪音强度低时，掩蔽效果好，噪音强度高时，掩蔽效果下降。三是噪音和纯音对语言音的掩蔽。研究发现，噪音的掩蔽效果比纯音的好，并且噪音强度愈大掩蔽效果愈好。（三）听觉的疲劳与听力丧失在声音刺激长时间边疆作用之后，听觉感受性会显著降低，这一现象称为听觉的疲劳。感受性的降低在刺激停止作用后仍将持续一段时间。听觉疲劳表现为听觉阈限的暂时性的提高。一般把声音刺激停止后2分钟可测得的听阈作为听觉疲劳的指标。听觉疲劳的大小与声刺激的强度、持续的时间、刺激的频率以及声音刺激停止后测量听阈的时间等多种因素有关。长期的听觉疲劳，由于累加作用而得不到听觉恢复，最终会导致听力降低或永久性听力丧失。听办丧失主要有传导性耳聋和神经性耳聋两种。听觉传导机制发生障碍将造成传导性耳聋，如耳膜穿孔等。内耳功能失常则会造成神经性耳聋。长期过度的噪音刺激、链霉素的过量使用都可引起神经性耳聋。老年性耳聋是神经性耳聋的一处，它对高频音的感受性逐年下降，但它是一处正常的生理现象。四、听觉理论声波是听觉器官的适宜刺激，但声波如何产生听觉？人耳怎样分辨不同频率的声音？等等，对此学者们提出了各种不同学说，其中影响较大的理论有：（一）频率学说以W·卢瑟福（W。RUTHERFORD）为代表的频率学说认为，基底膜的工作与电话的机制相类似。当有刺激时，整个基底膜产生振动，所有的毛细胞对每个声音都有反应，将机械振动转换为相应频率、振幅与相位的神经电位活动。声波频率决定神经冲动的频率形成音调感觉。兴奋的毛细胞数量多少决定音响的大小，振动的不同形式决定音色。（二）行波学说生理学家G·V·贝凯西（G。VON。BEKESY）于20世纪40年代提出了行波学说。他认为声波传到人耳，引起了整个基底膜的振动，振动从耳蜗底端向顶端移动。基底膜上各部位的振幅并不相同。频率越高，最大振幅部位越接近蜗底；频率越低，最大振幅越接近蜗顶。最大振幅所在的位置决定了音高。贝凯西曾在一系列实验中观察到与上述假设相似的现象。但用损毁法实验，部分地切断动物不同部位的听神经，并没有发现听觉缺失。另外，行波学说无法解释500Hz以下的声音对基底膜的影响。500Hz以下的声音在基底膜的各个部位均引起了相同的反应。（三）共鸣学说1857年，赫尔姆霍茨提出耳蜗是一排在空间上对不同频率调谐的分析器，在基底膜上每一根长短不同的纤维都与不同的频率相调谐。他认为基底膜的纤维在感受声波振动时，由于其长短不同，蜗底端较窄，蜗顶端较宽，对不同频率的声音产生共鸣。对高频率声音，短纤维与之发生共鸣作出反应；对低频率声音，长纤维与之发生共鸣作出反应。基底膜上24000条纤维，分别对应不同频率的声音。但是，以后的科学研究发现，基底膜是由相互交织在一起的纤维组成的，因此每一根横纤维作为一种共鸣器对不同的频率单独发生反应看来是不可能的。（四）齐射说20世纪40年代末，E·G·韦弗（E。G。WEVER）提出了齐射说。他认为对于低频的声音即400Hz以下的声音，单个听神经纤维可以发放相应频率的冲动。对于400Hz以上的声音，单个神经纤维就无法反应，于是听神经内具有不同兴奋时相的许多神经纤维协同活动，以轮班或接力的形式联合齐射，对高频声音作出反应。但当声波频率超过5000Hz时，听神经就不再产生同步放电。因此，齐射说只能对5000Hz以下的声音的听觉进行解释。第五节：其它感觉人的感觉通道除视、听之外，还有皮肤感觉、嗅觉、味觉以及机体内部感觉。人通过这些感觉，不断获昨有机体内外环境的信息，以适应环境。一、皮肤感觉刺激物作用于皮肤引起的各种感觉叫皮肤感觉，简称肤觉。它包括触觉、冷觉、温觉和痛觉。肤觉感受器在皮肤上呈点状分布。（一）触压觉触压觉即触觉和压觉。刺激物接触到皮肤表面时的感觉为触觉。当刺激加强，使皮肤引起明显形变，就引起压觉。触觉感受器分布于真皮之中，是迈斯纳触觉小体和巴西尼氏环层小体。触觉传导通路由三级神经元组成。触觉感受器发出的神经纤维进入到脊髓后柱的薄束和楔状束；由薄束和楔状束再发出纤维到丘脑腹侧核；再由丘脑腹侧核发生纤维至皮层中央后回。身体不同部位的触压觉感受性相差很大。一般以活动性高的部位感受性高。额头、眼皮、舌尖、指尖等的感受性高，躯干、胸腹部感受性低。触压觉的适应性相当迅速。（二）温度觉温度觉包括冷觉与热觉。低于皮肤温度即生理零度的温度刺激作用于皮肤即产生冷觉，高于生理零度的温度刺激作用于皮肤即产生热觉。与生理零度相同的温度刺激皮肤不产生温度觉。温度感受器为罗佛尼氏小体——热感受器和克劳斯氏球——冷感受器。它们在受机体内部热量作用时，也同时受到环境温度的刺激。有一个很有趣的现象，温和冷的刺激同时作用时会引起热的感觉。身体的不同部位，温度觉的感受性不同。如用热水洗脸时，手试水温合适的，但洗到脸上时却觉得烫。一般面部皮肤感受性高，下肢皮肤感受性低。（三）痛觉痛觉有不同于其它感觉的特点，不论机械的、化学的、电的等等刺激，只要达到一定的强度，即产生痛觉。它没有一定的适宜的刺激。也正是由于这一点它才能对有机体起保护作用。痛觉的感受性在身体上的各个部位各不相同，背部的面颊感受性最高，手的感受性较差。痛觉常常不能精确定位，痛觉的适应也很差。关于痛觉的产生机制，较有影响的是痛觉的阀门说。痛觉阀门说由罗纳德·梅扎克（RONALDMEZACK）和帕瑞克·活尔（PATRICKWALL）于1965年提出。据此理论，小的感觉纤维传递痛觉，并能使处在脊髓中的T细胞兴奋。T细胞传递的冲动在皮层被感觉为痛。但大的感觉纤维抑制T细胞的活动。当小纤维的冲动微弱而大纤维的冲动强时，则T细胞被抑制。反之，当小纤维的冲动强时，T细胞则被兴奋，冲动则可通过T细胞传向中枢，从而产生痛觉。这个学说可以解释幻肢痛觉。二、嗅觉和味觉（一）嗅觉嗅觉是由挥发性物质的分子作用于嗅觉器官的感受细胞而引起的一种感觉。作为嗅觉感受器的嗅细胞位于鼻腔上部两侧的粘膜中。一般嗅觉的感受性很高，对不同刺激物嗅觉的感受性不同，环境条件如空气的清洁度、湿度以及机体健康状况（如感冒）都对嗅觉感受性有较大影响。嗅觉的适应很快。几种气味同时出现，产生气味的混合，会产生几种不同的情况，或产生新的气味；或两种气味交替出现；或一种气味掩蔽另一种气味；或两种气味同时出现。关于嗅觉的产生机制，有人提出嗅觉的立体化学说，认为气味主要有七种：樟脑气味，麝香气味，花香气味，胡椒气味，腐烂气味，醚样气味和烟气味。这些不同气味的分子的立体形状不同，分别感受这些不同气味分子的嗅觉细胞有相应的立体形状的槽模，从而能够一一对应激发出神经冲动。（二）味觉味觉的适宜刺激是能溶于水的化学物质。其感受器是分布在舌表面、咽喉粘膜以及软腭等处的味蕾。味觉常常和其它感觉相混合，如嗅觉和味觉就常常混乱合在一起。现在一般认为，基本味觉只有酸、甜、苦、咸四种。它们按不同比例混合可产生其它味觉。这四种基本味觉有各自的感受器味蕾，并且在舌上的颁也不同。舌尖上甜感受器颁最丰富，所以对甜味最敏感，第三舌中、舌两侧及舌后部分别对咸、酸、苦最敏感。味觉感受性受温度影响较大，另外对食物的需求状态和饥饿与否都会影响味觉的感受性。味觉的适应很怜惜。味觉的传导机制是味蕾中的味觉细胞兴奋后，冲动沿颜面神经、舌咽神经和迷走神经经弧束核、丘脑弓状核至皮层后回的底部，产生味觉。可见味觉没有单独专用的味神经。味觉在大脑皮层上变无精确的定位。三、内部感觉内部感觉又称机体觉，对相对于视觉、听觉等这些反映外部环境的感觉而言的，指反映机体内部状态和内部变化的感觉，包括运动感觉、平衡感觉和内脏感觉。（一）运动感觉运动感觉又称动觉，是对身体各部分的位置及相对运动进行反应的感觉。其感受器为肌梭、腱梭和关节小体，位于肌肉、肌腱、韧带和关节中。当机体运动时，肌梭、腱梭和关节小体兴奋，冲动沿脊后索上传，经丘脑至中央皮层前回，产生动觉。人在活动时，不断有冲动传至中央前回产生动觉。皮层对所有冲动进行分析综合，再下传冲动对肌肉进行控制调节。正是由于这样的过程，人的活动才能动作协调，精密准确，完成复杂的动作。动觉常常是和其它感觉联合行动的，其它的感觉器官如眼等都离不开运动器官的配合。特别是触觉，经常和动觉一起发生，形成触摸觉。在昏暗的地方，人们常会伸出手摸索前进，以触摸觉补偿视觉。语言动觉是一种很重要的动觉。大量动觉感受器分布在舌和嘴辱上，以帮助完成大量而又精细的言语运动。如果没有唇、舌、声带的精确的运动，就不可能想象人的言语活动。（二）平衡感觉