스티븐스의 거듭제곱 법칙

Stevens's power law
연속체 a 자극조건
라우드니스 0.67 3000Hz 톤의 음압
진동 0.95 손가락의 진폭 60Hz
진동 0.6 손가락의 진폭 250Hz
명도 0.33 어두운 곳에서 5° 타겟
명도 0.5 점출처
명도 0.5 짤막한 섬광
명도 1 포인트 소스가 잠시 깜박임
가벼움 1.2 회색종이의 반사율
비주얼길이 1 투영선
시각 영역 0.7 투영 제곱
발적(포화도) 1.7 적색-회색 혼합물
맛 1.3 수크로스
맛 1.4 소금.
맛 0.8 사카린
냄새 0.6 헵탄
추워요 1 암의 금속 접점
온기 1.6 암의 금속 접점
온기 1.3 피부의 조사, 작은 면적
온기 0.7 피부의 조사, 넓은 부위
불편함, 추위 1.7 전신 조사
불편함, 따뜻함 0.7 전신 조사
온열통증 1 피부의 복사열
촉감 거칠기 1.5 에메리스 천 문지르기
촉각 경도 0.8 고무 짜기
손가락 스판 1.3 블록의 두께
손바닥의 압력 1.1 피부에 미치는 정적인 힘
근육력 1.7 정적 수축
무거움 1.45 들어 올린 역기
점성 0.42 실리콘 유체 교반
감전 3.5 손가락을 통한 전류
보컬 에포트 1.1 발성 음압
각가속도 1.4 5회전
지속 1.1 백색소음 자극

스티븐스의 거듭제곱 법칙은 물리적 자극의 강도나 강도 증가와 자극에 의해 생성된 감각의 지각된 크기 증가 사이의 정신물리학의 경험적 관계입니다. 멱법칙은 0 강도까지 더 넓은 범위의 감각 비교를 설명하기 때문에 자극과 감각 사이의 로그 관계를 기반으로 하는 베버-페흐너 법칙을 대체하는 것으로 종종 간주됩니다.[1]

이 이론의 이름은 심리 물리학자 스탠리 스미스 스티븐스 (1906–1973)의 이름을 따서 지어졌습니다. 비록 거듭제곱 법칙에 대한 아이디어가 19세기 연구자들에 의해 제안되었지만, 스티븐스는 그 법칙을 되살리고 1957년에 그것을 뒷받침하는 정신 물리학적 데이터를 출판한 것으로 인정받고 있습니다.

법의 일반적인 형태는

여기서 I는 물리적 단위(에너지, 무게, 압력, 혼합 비율 등)에서 자극의 강도 또는 강도, ψ(I)는 자극에 의해 유발되는 감각의 크기, a는 자극의 종류 또는 감각 양식에 따라 달라지는 지수, k는 사용되는 단위에 따라 달라지는 비례 상수입니다.

50% 내외의 확률로 자극을 구별할 수 있는 국소적인 심리물리학과 거의 확실하게 정확하게 자극을 구별할 수 있는 전역적인 심리물리학이 구분되었습니다(Luce & Krumhansl, 1988). L. L. Thurstone이 설명한 Weber-Fechner 법칙과 방법은 일반적으로 지역 정신 물리학에서 적용되는 반면 Stevens의 방법은 일반적으로 글로벌 정신 물리학에서 적용됩니다.

오른쪽 표는 스티븐스가 보고한 지수를 나열한 것입니다.

방법들

Stevens가 자극의 인지된 강도를 측정하기 위해 사용한 주요 방법은 크기 추정과 크기 생산이었습니다. 표준을 사용한 크기 추정에서 실험자는 표준이라는 자극을 제시하고 모듈러스라는 숫자를 할당합니다. 후속 자극에 대해 피험자는 감지와 수치 추정치 사이의 비율을 보존하기 위해 표준에 대해 인지된 강도를 수치로 보고합니다(예: 표준보다 두 배 더 크게 인지된 소리는 모듈러스의 두 배 숫자를 제공해야 함). 표준이 없는 크기 추정(일반적으로 크기 추정)에서 피험자는 자유롭게 자신의 표준을 선택할 수 있으며 첫 번째 자극과 모든 후속 자극에 임의의 숫자를 할당하고 감지와 숫자 사이의 비율이 보존되어야 합니다. 크기 생산에서 숫자와 기준 자극이 주어지고 피험자는 그 숫자와 기준의 배로 인식되는 자극을 생성합니다. 또한 일반적으로 빛의 밝기와 같은 한 물리적 양의 크기를 변경하여 감지된 강도가 다른 유형의 양(예: 온기 또는 압력)의 감지 강도와 동일하도록 하는 교차 양식 매칭도 사용됩니다.

비평

Stevens는 일반적으로 여러 관측자로부터 크기 추정 데이터를 수집하여 피험자 간의 평균을 낸 다음 검정력 함수를 데이터에 적합시켰습니다. 적합도가 일반적으로 합리적이었기 때문에, 그는 거듭제곱 법칙이 옳다는 결론을 내렸습니다.

스티븐스의 접근 방식은 멱함수 법칙 자체에 대한 직접적인 테스트나 크기 추정/생산 방법의 기본 가정을 제공하지 않는다는 주요 비판이 있었습니다. 곡선을 단순히 데이터 포인트에 맞추는 것입니다. 또한, 거듭제곱 법칙은 Weber-Fechner 로그 함수로부터 수학적으로 추론할 수 있으며(Mackay, 1963[2]), 그 관계는 예측을 데이터와 일치시킵니다(Staddon, 1978[3]). 모든 심리측정학 연구와 마찬가지로 Stevens의 접근법은 자극-감각 관계의 개인차를 무시하며, 이 관계에는 일반적으로 데이터를 평균화하면 모호해질 것이라는 개인차가 큽니다(Greem & Luce 1974).

Stevens의 주요 주장은 크기 추정/생산을 사용하여 응답자가 비율 척도(즉, x와 y가 주어진 비율 척도의 값이면 x = ky와 같은 상수 k가 존재함)에 대해 판단할 수 있다는 것이었습니다. 공리적 정신 물리학의 맥락에서 (Narens 1996)는 이 주장이 수반되는 암묵적인 기본 가정을 포착하는 시험 가능한 속성을 공식화했습니다. 구체적으로, 두 개의 비율 p와 q, 그리고 세 개의 자극인 x, y, z에 대해 y를 p배 x로 판단하면 z를 q배 y로 판단하면 t = pq배 x는 z와 같아야 합니다. 이는 응답자가 숫자를 수직적인 방식으로 해석한다고 가정하는 것과 같습니다. 이 속성은 명확하게 거부되었습니다(Ellermeier & Faulhammer 2000, Zimmer 2005). 숫자에 대한 확실한 해석을 가정하지 않고(Narens 1996)는 지속적일 경우 응답자가 비율 척도 판단을 할 수 있음을 의미하는 또 다른 특성을 공식화했습니다. 즉, y를 p배 x로 판단하면 z를 q배 y로 판단하고 y를 q배 x로 판단하면 z'를 p배 y로 판단하면 z와 동일해야 합니다. 이 속성은 다양한 상황에서 유지되었습니다(Ellermeier & Faulhammer 2000, Zimmer 2005).

거듭제곱 법칙을 비판하는 사람들은 또한 이 법칙의 유효성이 관련 실험에 사용되는 인지된 자극 강도의 측정에 달려 있다고 지적합니다. (Luce 2002), 응답자의 수치 왜곡 함수와 심리물리학적 함수를 분리할 수 있다는 조건하에서 심리물리학적 함수를 거듭제곱 함수로 하는 것과 동등한 행동 조건을 공식화했습니다. 이 조건은 응답자의 절반을 조금 넘는 사람들에게 확인되었으며, 멱함수 형태는 나머지 사람들에게 합리적인 근사치인 것으로 나타났습니다(Steingrimson & Luce 2006).

또한 신호 감지 이론의 관점에서, 주어진 자극이 실제로 특정하고 절대적으로 인식되는 강도, 즉 맥락적 요인 및 조건과 독립적인 것과 관련이 있는지에 대한 의문이 제기되었습니다. 이와 일관되게, Luce(1990, 페이지 73)는 "거대성 판단에서 배경 잡음과 같은 맥락을 도입함으로써, 크기 추정 함수의 모양이 확실히 멱함수에서 크게 벗어난다는 것을 관찰했습니다." 실제로 거의 모든 감각적 판단은 자극이 감지되는 맥락에 의해 변경될 수 있습니다.

참고 항목

참고문헌

  1. ^ Buchsbaum, M.; Stevens, S. S. (1971-04-30). "Neural Events and Psychophysical Law". Science. 170 (3962): 1043. Bibcode:1971Sci...172..502B. doi:10.1126/science.170.3962.1043. ISSN 0036-8075. PMID 5550509.
  2. ^ 맥케이, D.M. 지각된 강도의 심리물리학: 페흐너의 법칙과 스티븐스의 법칙에 대한 이론적 근거. 과학, 1963, 139, 1213–1216.
  3. ^ Staddon, J.E.R.)]. 행동력 함수에 관한 이론. 심리학 리뷰, 85, 305–320.