Welche Reizmerkmale bestimmen den Exponenten des psychophysischen Potenzgesetzes?

In Anlehnung an die Arbeit von Stanley Stevens wird allgemein angenommen, dass psychophysische Funktionen der Reizintensität Potenzgesetzen folgen, wie unten dargestellt:Potenzgesetz exponenten graph

Dies scheint für eine Vielzahl verschiedener Arten von Reizen und Empfindungen zuzutreffen. Eine Tabelle, die oft präsentiert wird, um diese Allgemeinheit zu veranschaulichen, stammt von Stevens, 1975 :

Potenzgesetz exponenten tabelle

Aus dieser Tabelle geht jedoch nicht hervor, welche Arten von Stimuli mit welchen Arten von Potenzexponenten in Verbindung gebracht werden – insbesondere, welche Arten von Stimuli mit positiv beschleunigten psychophysischen Intensitätsfunktionen im Vergleich zu negativ beschleunigten psychophysischen Funktionen assoziiert werden der Intensität. Tatsächlich scheinen mir die Exponenten in der obigen Tabelle eher willkürlich verteilt zu sein, und ich habe in meiner zugegebenermaßen begrenzten Literaturrecherche keine Erwähnung von Arbeiten gefunden, die darauf hindeuten, dass dies anders ist.

Meine Frage lautet also: Kennt jemand Forschungsergebnisse, die zu charakterisieren versuchen, welche Arten von Reizen mit welchen Arten von psychophysischen Funktionen der Reizintensität in Verbindung gebracht werden? Wenn ja, was ist die grundlegende Zusammenfassung dieser Forschung, und was sind einige empfohlene Lesarten? Wie oben angedeutet, interessiere ich mich besonders für Reizmerkmale, die positiv vs. negativ beschleunigte psychophysische Funktionen der Reizintensität vorhersagen, aber auch Verweise auf und Beschreibungen spezifischerer Forschungsfragen sind durchaus willkommen.

Update: Ich dachte, es könnte helfen, ein bisschen mehr darüber zu sagen, was ich hier herausfinden möchte, und zwar so klar und präzise, ​​wie ich es kann. Was ich suche, sind Verweise auf Übersichtsarbeiten und/oder Forschungsartikel, die sich mit der Vorhersage der Form des psychophysischen Potenzgesetzes über eine Reihe verschiedener Stimuli unter Verwendung von Prädiktoren auf Stimulusebene befassen (oder auch nur erwähnen). Es ist schwierig, aus der obigen Tabelle von Stevens allgemeine Schlussfolgerungen darüber zu ziehen, da der Exponent des Potenzgesetzes stark zu variieren scheint und manchmal > 1 und manchmal < 1 ist, selbst für Stimuli auf demselben psychologischen Kontinuum, wie in den Fällen „Geschmack“ und „Wärme“. Der Zweck der Tabelle (und tatsächlich der Forschungsergebnisse, auf denen sie basiert) ist nur zu zeigen, dass diese Funktionen Potenzgesetzen der einen oder anderen Art folgen – obwohl dies leicht interessant ist, was ich wirklich wissen möchte, ist, wie gut Wir können vorhersagen, welchen Potenzgesetzen verschiedene Stimuli folgen werden . Bitte lassen Sie mich wissen, wenn ich zusätzliche Erläuterungen geben kann.

Spekulation: (Ich konnte keine Forschung finden, die meine Intuition dazu bestätigt) Der negative Exponent ist für sensorische Informationen, die in die kontextbezogene Verarbeitung integriert sind, er ist anpassungsfähig, hat also weniger Auswirkungen, da mehr vorhanden ist und sich der Geist an den Reiz anpasst . Der positive Exponent bezieht sich eher auf ein Warnsystem. Es gibt eine Schwelle, an der es abhebt (ähnlich wie bei einem Transistor). Hinweis: Wikipedia dokumentiert einige starke Kritik an Stevens Potenzgesetz.
Danke für den Kommentar; Ich begrüße Spekulationen. Ich bin mir einiger Kritikpunkte an den Beweisen für universelle Potenzfunktionen bewusst, aber um es anderen Lesern klar zu machen: Ich würde es vorziehen , wenn dieser Thread nicht in diese Diskussion übergeht, wenn es helfen kann. Unabhängig davon, ob die genaueste psychophysische Funktion tatsächlich Leistung, Log, Exponential oder was auch immer ist, der wichtige Punkt für die Zwecke dieses Threads ist nur, dass einige Arten von Stimuli durch schneller ansteigende Steigungen gekennzeichnet sind als andere, und ich interessiere mich für den Stimulus Faktoren, die diese Variabilität beeinflussen.

Antworten (2)

Hauptsächlich: die Wahl der Variablen.

Beachten Sie, dass der Exponent von der Wahl der Parameter abhängt; oder noch schlimmer - Beziehungen können sich von Potenzgesetzen zu linearen, logarithmischen oder exponentiellen ändern, wobei Variablen neu definiert werden.

Sie können zB die Lautstärke entweder in Amplitude, Energiedichte (Quadrat der Amplitude) oder dB (Logarithmus des ersten) messen. Nichts davon ist privilegiert. Darüber hinaus muss die "psychologische Größe" aus demselben Grund genau definiert werden (also nicht nur um anzugeben, um welche Art von Reaktion es sich handelt, sondern um die genaue physikalische Größe, die gemessen wird).

Wenn Sie nur qualitative Parameter betrachten, können Sie im Allgemeinen nur das qualitative Verhalten der Beziehung betrachten (z. B. wenn sie monoton ist). Es reicht nicht aus, Exponenten zu berechnen (oder sogar zu behaupten, dass eine bestimmte Beziehung eine Potenzfunktion ist).

Natürlich gibt es viele Anpassungen, um die Empfindlichkeit höher (z. B. Kantenerkennung) oder niedriger zu machen (z. B. um bei um Größenordnungen unterschiedlichen Lichtverhältnissen in Bezug auf die Lichtintensität gut zu sehen). Aber um ihre Exponenten zu vergleichen, damit der Vergleich sinnvoll ist, müssen Sie eine sehr gute Begründung für die richtige Wahl der Variablen haben.

Danke für die Info Piotr. Haben Sie Zitate/Verweise auf Artikel, die sich mit den von Ihnen diskutierten Themen befasst haben?
Nun, es gehört zu jeder Standard-Physik-Einführung, dass: Sie können verschiedene Variablen (zB ein Meter oder ein Kilogramm) nicht vergleichen, es sei denn, Sie haben Beziehungen zwischen ihnen. Und sowohl je nach Wahl der Variablen als auch der Nebenbedingungen erhält man unterschiedliche Beziehungen zwischen "physikalischen Größen". Nehmen Sie zum Beispiel "Wärme" als Funktion von "Elektrizität" - das ergibt keinen Sinn. Auch wenn wir uns auf "Wärme" = erzeugte Energie pro Sekunde (W) beschränken (I - Strom, U - Spannung, R - Widerstand), dann kann es sein W(U) = IU, W(U) = U^2/ R, W(I) = IU, W(I) = RI^2, ...
Jetzt bin ich weg von Mai-Büchern, aber es sollte so etwas wie "Feynman-Vorlesungen über Physik" sein, oder, wenn Sie etwas Spezifischeres wollen, schauen Sie sich die Dimensionsanalyse an (dort sehen Sie sehr gut, dass auch die Einschränkungen die Beziehungen drastisch ändern).
Der Punkt mit den Einheiten ist einfach genug und ich stelle ihn nicht in Frage. Meine Frage ist, ob Ihnen Artikel speziell aus der Psychophysik oder Psychologie im Allgemeinen bekannt sind, die diese dimensionalen Fragen als Antwort auf die psychophysikalische Arbeit des OP aufwerfen. Es ist klar, dass Tabellen und Abbildungen wie die, die ich oben gepostet habe, zu Vergleichen der Exponenten über Stimuli hinweg einladen. Wenn es also der Fall ist, dass solche Vergleiche wirklich von geringer oder keiner Berechtigung sind, dann würde ich erwarten, dass die Leute diesen grundlegenden Punkt irgendwo in der psychophysikalischen Literatur schriftlich niedergelegt haben. Verstehst du, was ich meine?
Psychologische Abhandlungen dazu kenne ich nicht. Aber gut, es ist grundlegendes Zeug und die Natur kümmert sich nicht darum, ob der Psychologe es weiß oder nicht. (Vergleichen Sie, als ob einige Leute 2 + 2 = 5 verwendeten und behaupteten: "Hey, aber es gibt kein Papier auf unserem Gebiet , das das widerlegt".) Ich kenne einige subtilere Papiere (z. B. arXiv: 1102.4101 , wenn argumentiert wird, dass eine bestimmte statistische Beziehung besteht in der Datenantriebssoziologie ist kein Potenzgesetz erforderlich). Außerdem wette ich, dass die meisten mathematischen Psychologen sich dessen sehr wohl bewusst sind. Leider habe ich Zweifel, ob Standardpsychologen ausreichend gebildet sind.
Okay, vielleicht ist der Grund, warum ich in der Psychophysik-Literatur keine Diskussion über die Fragen finden kann, die ich im OP aufgeworfen habe, der, dass es unter Psychophysikern einfach implizit und allgemein verstanden wird, dass Sie das nicht fragen, aus den Gründen, aus denen Sie weisen Sie auf Einheiten hin. Wenn dies der Fall ist, denke ich, dass meine Frage beantwortet ist.
@Jake Es ist nicht so unwahrscheinlich, dass es für einige "so offensichtlich ist, dass es keinen Sinn macht, eine Arbeit darüber zu schreiben" und die anderen sich dieses Problems nicht bewusst sind (es erfordert sowieso ein gewisses Maß an naturwissenschaftlichen Kenntnissen), ohne das viele dazwischen. Aber hey - vielleicht gibt es Platz für Sie zu klären. Schreiben Sie eine Arbeit, wenn Sie sich auf Material der Frage beziehen möchten, die Sie gestellt haben?
Ich verschiebe diese Diskussion in den Chatraum der Kognitionswissenschaften ("The Axon Terminal").

Diejenigen, die antworten, machen einige sehr gute Punkte in Bezug auf operative Definitionen und dergleichen. Ich habe jedoch – in einem Lehrbuch der Evolutionspsychologie – argumentiert, dass es wahrscheinlich einen Grund dafür gibt, warum Unbehagen durch Kälte und Elektroschock Potenzgesetze mit Exponenten hat, die größer sind als die wahrgenommene Helligkeit (bei niedrigen Reizintensitäten), zum Beispiel. Es ist anpassungsfähig, um sehr empfindlich auf intensive Dinge zu reagieren, die Sie töten oder verletzen können – um beispielsweise Erfrierungen oder den Tod durch Stromschlag zu vermeiden. Dies würde auch darauf hindeuten, dass die psychophysischen Exponenten für normalerweise harmlose Dimensionen wie Helligkeit und Lautstärke für sehr helle Lichter oder sehr laute Geräusche (die Ihre Augen bzw. Ohren schädigen könnten) steigen würden.

Die Psychologin Martie Haselton hat in ihrer Forschung zur „Fehlermanagementtheorie“ sehr ähnliche Argumente vorgebracht. Roy Baumeister hat in seinem Artikel „Psychological Bulletin“ mit dem Titel „Schlecht ist stärker als gut“ ähnliche Aussagen gemacht.

Brett Pelham