其次，感觉阈限的系列实验研究。韦伯通过掂重实验研究取得数据以后，又在皮肤感觉和听觉中进行实验，他发现刚刚觉察到的差别阈限值也是个分数。于是他进行了一系列的实验研究。例如，他用两脚规作仪器，在身体各部位皮肤上做两点阈限的差别感觉实验和测量。他先用圆规的一个尖端和两个尖端交换着接触被试的各部分皮肤，然后一点点扩大两个尖端之间的距离，被试把感到从一点到两点之间的距离报告出来。韦伯把刚刚感到一点或两点的距离感觉叫做阈限，或差别阈限。他认为，感觉只有强度和性质两种属性，而辨别皮肤上两点的是心灵的作用，是一种知觉。由于身体上不同部位的皮肤表层分布着的神经末梢密度不同，因而心灵对身体上不同的两点阈限的感觉是不同的。他的实验结果是：从手指尖沿手掌往上至手腕、肩头的两点阈限越来越大；指尖、舌尖最小；唇上就稍大一些。他还发现，差别阈限存在着个别差异，而且在同一个人身上的同一区域，也不是绝对相同的。通过以上的长期实验和多方面的研究之后，韦伯得出的结论是：刚刚能觉察到的最小感觉差别，不是绝对的差别，而是相对的差别，它们之间的关系是一个常数，即分数。例如，掂重为1／50、亮光为1／60、响度为1／10、皮肤触觉为1／7等。后来经过大量的实验证明，这个结论只适合于中等强度的刺激，刺激过强或过弱都不适用。虽然如此，韦伯仍然是发现感觉和刺激之间具有相互依存关系的第一个人，而且他是用实验来证明结果的，从而加强了人们对心理学可以成为科学的信心和决心。从刺激到感觉，“纳税”费息纳(1801～1887)
费息纳出生于德国乡村的一个牧师家庭，5岁丧父，自幼在叔父家长大。16岁入莱比锡大学学习医学，学习期间他曾用笔名“米舍斯博士”发表讽刺性的小品文，文章写得颇为幽默。取得学位后，他依靠将法文的物理学和化学教科书翻译成德文所取得的稿费度日和做研究工作。1822年毕业时，他的兴趣由生理学转向物理学和数学。1824年他任莱比锡大学的物理学讲师，1826年电学中公布欧姆定律后，他也曾发表文章讨论这方面的问题和物理学的其他问题。久而久之，他被学术界公认为是一名物理学家。
1834年费息纳任莱比锡大学物理学教授，当时他33岁。他的兴趣又从物理学转向心理学，从事研究补色和后象等问题。他在研究后象时，由于长时间观察阳光得了眼病，造成终生痼疾，一生受到再三复发的痛楚。他的著作甚多，1860年出版的《心理物理学纲要》只是其中的一部，正是这部著作对心理学成为科学做出了很大贡献。
首先，他把心理物理学定义为：“讨论心物之函数的关系或相互关系的正确的科学”。他认为，感觉本身虽然不能测量，但是感觉是由一定的刺激量引起的，通过测量刺激强度就可以间接地测量感觉。只要解决了感觉和刺激之间的关系问题，就可能进一步研究心物关系的问题。按他自己的话说：1850年10月22日的早晨醒来时，他突然想起，感觉强度的增加并不是和刺激量的增加一一相应的，而是刺激按几何级数增加，感觉按算术级数增加的。例如，一个铃的声音加上一个铃的声音，和十个铃加上一个铃的声音相比，虽然都只是加上一个铃的声音，但听起来前者所增加的声音比后者大。十支烛光和一支烛光各加一支烛光，看起来也是后者的亮光增加得多些。所以，他认为刺激的增加和感觉的增加，不是绝对的，而是相对的。他曾称这种想法不是取自韦伯，但他仍把这个结果称作韦伯律，后来，人们称为“韦伯一费息纳定律”。
有趣的是，虽然费息纳是个物理学家，但他很重视哲学理论。这表现在，为了论证他的泛灵论哲学，他把心和物的上述关系比作一个圆圈的外部和内部的关系，即归结为物质和精神两个方面的世界统一于灵魂之中的观点。对于外界的刺激量必然大于内部的感觉量这一现象，他却解释说，其中的损失就犹如货物通过海关必须缴纳通行税一样：通过的刺激越多，损失的比值也越大。为此，他把韦伯定律说成“刺激底均等的相对增加量，与感觉底均等的绝对增加成比例”，写成公式为：Dr/R=c(R=标准刺激，c=常数，Dr等于必须增加才可觉察与R所区别的刺激)。然后，他进一步推论说，感觉随着刺激的对数而变化，再写成公式是：s=KlgR(s=感觉，R=刺激K=常数)，意思是刺激作为几何级数增加时，感觉作为算术级数增加。这样一来，费息纳的定律公式和韦伯的结论就由不同的含义而区别开了。韦伯那里只是指出刺激和感觉的比例关系，没有涉及感觉强度；费息纳的定律则表示物理刺激与其所引起的感觉强度的关系。费息纳的科学实验和他的哲学思想之间的矛盾，在前述的缪勒和黑姆霍茨那里也有所表现，但是，并不妨碍他们对科学做出的贡献。这就是说，实验的实践是衡量真理的标准，实践是第一位的。记忆实验与遗忘曲线艾宾浩斯(1850～1909)
相对于心理物理学和感官生理心理学都只是简单地对心理过程进行实验和测量，艾宾浩斯则开创了比较复杂的记忆心理过程的实验研究，是将心理学的实验方法应用于高级心理过程的第一位心理学家。
艾宾浩斯出生在德国的巴门商人家庭，中学时代，他在文科学校求学。1867～1870年的三年间他先后在哈雷、柏林和波恩等大学学习，1873年获得博士学位。后来有三年时间，他曾去英国和法国学习和当家庭教师。一次，他在巴黎的一家旧书店里买到费息纳的《心理物理学纲要》，受到书中思想的启发才想到设计记忆实验的。他是一个文科学生，要进行实验设计难度当然是很大的。但他坚韧不拔，经过长期努力终于成功了。在设计实验时，他用了节省法和无意义音节，以满足自然科学研究中的数量化要求。这两项工作是比较复杂、困难的，下面让我们来一起学习一下：
节省法这是为了使记忆实验能够测量而设计的。它要求被试(艾宾浩斯自己作被试)一遍一遍地读识记材料，直到第一次(或连续两次)能流畅无误地背诵出来，并记下诵读能背所需要的重读次数和时间。然后，过一定时间(通常是24小时)再学再背，看看需要读多少次数和时间才能背诵。这时把第一次(第一天)和第二次(第二天)的次数和时间相比，看看节省了多少次数和时间，作为计算统计的材料依据。这就叫节省法或重学法。
无意义音节：他用德文和外国文的字母拼成无意义音节作为实验材料，这可以使记忆材料的结构划一，也可以排除成年人的意义联想来干扰实验。这也是一种创造，它对记忆实验材料的数量化是一种很好的手段和工具。例如，把字母按一个元音和两个辅音拼成无意义音节，诸如：gog、xot、gij、noV……等共2300个音节。然后，由几个音节合成一组音节组，由几个音节组作为一项实验材料。由于这样的无意义音节只能依靠重复的诵读来记忆，这就创造出各种记忆实验的材料单位，使记忆效果一致，便于统计、比较和分析。例如，不同长度的音节组(7个、12个、16个、32个、64个音节的音节组等)对记忆过程的识记、保持效果的影响以及对学习次数和记忆的作用，都可以通过实验取得的数据进行统计分析而获得需要的结果。下面就是艾宾浩斯记忆实验所取得的几项成就：
遗忘曲线。实验证明：人的记忆规律是先遗忘得快，以后逐渐缓慢下来。
重复学习和分配学习的规律：(1)对一定的识记材料，每天重复学习到恰好成诵所需要诵读的次数，约按几何级数逐日递减；(2)一定数量的材料分配到几天之内学习，比集中一天学习的效率要高。
各种联想的实验研究：(1)直接联想，按设计的顺序，如a、b、c、d……的联想。这类联想只要想起a，接着b、c、d……就按顺序重现；(2)间接联想或远隔联想，不仅在识记中紧邻的项目之间形成联结，也可以在相互远隔的项目之间形成联结；(3)反向联想，联想不仅可以按顺序，也可以相反，即按倒转过来的次序进行联想。不过，他认为这种联想要经过认真的学习才行。它不像顺序联想那样能自然地产生。
此外，他还用诗句作为识记材料来和无意义音节作比较，即比较意义识记和无意义识记的效果。他认为，有意义、节律、音韵和有语法作用的识记，和无意义识记同样长度的材料，它们之间的效果比例是1：10。从而肯定了意义识记比无意义识记的效果大得多。图形-背景和遗觉鲁宾(侣86～1951)扬士(1883～1940)
图形和背景以及遗觉的发现都是G·E米勒学生研究的成果。米勒(1850～1934)和冯特是同时代人，曾任德国格丁根大学教授，在建立实验室的时间和规模上都不比冯特差多少。他和冯特的不同之处，只是他喜欢亲身实验，没有像冯特忙于建立心理学体系。他自己曾经修改过费息纳和艾宾浩斯的实验设计。我们要讲的是关于他和他的学生在实验心理学建设上的贡献。
鲁宾，1912年从丹麦的哥本哈根到格丁根大学就学于G·E米勒。1915年鲁宾因研究图形和背景的实验获得博士学位。他把视知觉的结构分为图形和背景的关系，认为在和背景的关系上，图形的印象更深刻，也更占优势，更容易记住。只是图形和背景的关系是常常因注意点的转移而互换的，即：原为图形的可变为背景；原为背景的可变为图形。他的这一发现为以后研究知觉结构提供了一个先例，尤其对格式塔心理学的影响很大。 扬士于1908年在格丁根获得博士学位。1920年他提出“遗觉”概念，也称为遗觉影像或知觉后像。这是一种在视觉中具有外部性质的知觉影像。例如，有些人看了一张画片后，会在灰墙上看到同样的画像。有的人关于这种画像的影像鲜明得同画片相似。这种遗觉现象，后来曾引起广泛的研究。一般研究者发现，它是主观的，因为人和人的年龄不同而有差异：儿童时期的遗觉像明显，青少年和成人就较少见。1925年扬士发现，可以把它用来作为研究人格的方法。以后，便发展成为研究人格类型的一种方法，只是当时对产生它的原因并不知道。
以上种种心理实验都对科学心理学的诞生做了准备。但是被公认为心理科学创始人的是冯特。科学心理学的诞生冯特(1832～1920)冯特生活在科学心理学诞生条件已经具备的时代，等待的就是需要有一位胜任的接生者。冯特适逢其时，他个人是一位最适合完成这一历史使命的角色。世界名著《宇宙之谜))(1899)的作者海克尔曾经说道：
当代最重要的心理学家之一就是莱比锡的威廉·冯特，他具有其他哲学家所没有的无可比拟的优点：精通动物学．解剖学和生理学方面的知识；冯特作为黑姆霍茨的助手和学生，早期就惯于把物理化学的定律应用到生理学的整个领域，也应用到约翰· 勒所下定义的心理学，即生理学一部分。从这些观点出发，冯特在1863年发表了颇有价值的《人类和动物的心理学讲义》。
1929年美国心理学家波林在((实验心理学史》中则说：1874年冯特出版的《生理心理学原理》是“近代心理学史上的一部很重要的书”，它标志着心理科学诞生，也是冯特“由生理学家进为心理学家的表现”。那么，冯特是如何完成这一历史使命的呢? 首先，他把心理学研究对象定义为“直接经验”，认为一切科学都研究经验，物质科学研究间接经验，心理学研究直接经验。所谓直接经验就是经验着的个体正在体验到的经验，其实就是以意识观念为心理学的研究对象。因而，他的心理学又称为意识心理学。
其次，在研究方法上，他主张采用实验的内省法，认为研究科学心理学的方法有两种：一种是研究心理过程的内省实验，如感知觉、反应时间、记忆联想和注意等；另一种是对历史文化产品的分析，如对语言、神话、风俗习惯等进行批判分析，以研究动机、意志品质等。前者为实验心理学，后者为民族心理学(社会心理学)。显然，这是将整体的心理学割裂成为两半的做法。
第三，在研究任务上，他认为意识心理是一种复杂的整体现象，必须控制条件采用实验的内省法进行研究，把整体的心理现象分析为最简单的纯粹的心理元素。因此，心理学有三项任务：(1)把心理混合物分析为最简单的心理元素；(2)将心理元素结合成愈来愈复杂的心理混合物;(3)确定各种心理结合的一般公式并从中获得心理规律。
以上就是冯特心理学的基本观点，即心理学的研究对象、方法和任务。后来，他的这些规定就成为心理学史上的一种传统，通常称为心理学理论的基本观点。这些基本观点在不同的心理学中有不同的内容，但它的形式，至今在普通心理学教科书中的第一章仍被应用着。在阐明他的心理学基本观点或基本理论之后，冯特接着就提出他的几种学说或理论、规律。
关于心理元素结合的规律和意识结构。冯特认为，意识的最简单元素有感觉、感情和意象(后来他把感觉和意象视为同一的)。感觉的复合就是观念。观念有三种形式：强度、时间和空间。感情有三度，即：愉快和不愉快、紧张和松弛、兴奋和抑制。他认为，同一感情中可能有愉快、紧张和抑制同时起作用。感情的复合形式也有三种，即：情绪、情操和意志过程。感情是心理活动的主要因素，它的活动引起感觉复合物成为观念，因而又产生新的一系列感情。这些感情，一方面转化为情绪；另一方面使观念复合成更高级的心理复合物，以致引起冲动而发出表情动作和意志行动。
关于统觉学说。他认为，简单的心理元素结合成复合物之后，就变成一种具有新质的心理形式，他叫做“创造性的综合”或“统觉”。它和联想是形成心理复合物的两种重要功能。他认为，联想是被动的作用，而统觉是主动的，它是意识中心，使意识观念增强明晰度。它还对意识边缘的观念起抑制作用。这样，在冯特的心理学中，统觉就成为人类心理活动的缔造者。
关于心理规律。他提出两类规律：(1)心理复合之间的关系规律，即相关律和对比律，实际上就是联想律；(2)心理复杂规律，有不断增长律、目的性差异律(指心理活动因不同目的而有差异)和对立转换律三条。例如，感情得到满足，人就由苦恼转移到欢乐，这就是对立转换律。
