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第四章 物理主义者
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当 18世纪和19世纪的哲学家们正坐在书房里推想精神现象时，一些医生和物理学家们却选择了一条殊然不同的道路，以达到掌握心理学知识这同一个目的。一些雄心勃勃的科学家，如哈维、牛顿和普里斯特利等，都亲自动手，并借助仪器收集信息，特别是有关神经和精神过程的物理起因。这些物理主义心理学的开路先锋，都成了今日神经生理学者的开山鼻祖；他们的世界观导致了如今对构成精神现象的基本元件神经元的分子学转换研究。
魔术师——治病者：梅斯梅尔
可是，有些物理主义者最多只能算是准科学家，还有一些只是伪科学家。可是，哪怕是后者，也得算作我们的研究对象，因为他们针对某些精神现象的理论尽管被后世所否定，但当时却引导其他人寻找并发现了对这些现象有效的解释。
弗兰茨·安东·梅斯梅尔医生（ 1734－1815）就属于这种情况。在18世纪7O年代，当德国先天论者和英国联想主义者们还在依靠沉思默想了解心理学的时候，作为医生的梅斯梅尔却已经在使用磁石治病，其理论依据为，如果人体的磁力场得到较正，心灵和身体上的疾病就可以被医好。
这种理论是纯粹的胡言乱语，可在当时，依靠这种理论形成的治疗办法却产生了戏剧性的疗效，有一阵子，梅斯梅尔医生在维也纳红极一时，接着又在大革命前的巴黎出尽风头。我们今天就来看看他当时在巴黎的情形。这是 1778年，在凡多姆宫的一个大厅里，灯光昏暗、明镜高悬，满屋子巴洛克怪诞气息。十来位衣饰簇新、着装优雅的女士和先生们围坐在一个橡木大桶边上，每人都手握一根从木桶里伸出来的铁棒，木桶里面装满磁铁屑和一些化学品。隔壁房间里传来玻璃敲打乐器送出来的阵阵低婉的呜呜声，不一会儿，乐声缓缓消失，房门开大了一些，走出来一位令人敬畏的人物，他步履沉重而庄严，一身紫袍随风轻飘，手握一根权杖一样的铁棒。这就是创造奇迹的梅斯梅尔医生。
梅斯梅尔一脸严峻，阴森可怖，他生着一张下颌宽大的脸，很长的大嘴巴，还有高挑突出的眉毛。他一出现，病人们立刻呆若木鸡，浑身震颤。梅斯梅尔医生紧盯住其中一位男士，然后一声令下：“入睡！”这男士的眼睛就闭上了，他的头也无力地垂在胸前，其他的病人都直端粗气。现在，梅斯梅尔医生紧盯住一位妇女，用铁棒缓缓地指着她，她浑身发抖，大叫起来，因为一股麻刺感通遍了她的全身。随着梅斯梅尔沿着圆圈继续往前进行下去，病人的反应也越来越激烈。最后，他们当中的一些人会尖叫起来，双臂扑腾，然后晕厥。助手们会把他们带到急症室加以处理，使其平静，直到恢复。这之后，许多到场的病人，他们所患的病各色各样，从忧郁到瘫痪不等，都感觉到病症全消，甚至当场医好。难怪梅斯梅尔尽管收费不菲，可求医者依然趋之若鹜，车马喧阗。
虽然在今天看来，梅斯梅尔的行医好像是在瞎胡闹，是骗人的把戏，他自己最后也未得善报，不过，大部分学者认为，梅斯梅尔当时的确是相信自己的所作所为和其中的道理的，他是用这个道理来说明医疗结果的。梅斯梅尔出生在康斯坦茨的一个贫穷家庭——他父亲是位扩林员，母亲是位锁匠的女儿——可是，他通过巴伐利亚和奥地利的教育系统闯出了自己的一条路。他原指望当牧师的，后来改想当律师，最终还是觉得做医生好。 32岁的时候，他在维也纳拿到了医学学位，所幸的是，他的教授们不知道他的博士论文《论行星的影响》，是从牛顿的一位同事的作品中抄袭而来的。尽管论文题目是这样的，可内容却不是有关占星学的。论文提出，牛顿的“万有引力”与人体身心之间存在某种联系。在这篇论文属于梅斯梅尔本人的一部分中，他把这种理论按照牛顿随口说过的一句话而推进一步，提出人体内部存在一种不可见的体液，这种体液能够根据行星引力而发生对应行为。不管是健康还是疾病，梅斯梅尔说，都取决于身体的“动物引力”与行星引力是否处于和谐状态。
得到博士学位两年后，梅斯梅尔娶了一位年龄比他大许多的、富有的维也纳寡妇，因而获得了进入维也纳社会的入场券。因为不再需要全天行医，他把大部分注意力集中在文化和科学的发展上。当本杰明·福兰克林发明玻璃敲打乐器的时候，梅斯梅尔作为一位相当有天赋的业余音乐师购买了一台，而且很快成为行家里手，演奏如飞。他和妻子都是热切的音乐爱好者，经常看见里奥波德·莫扎特及其家人，而 12岁的沃尔夫冈的第一部歌剧《巴斯蒂安夫妇》就是在梅斯梅尔家的花园里演出第一场的。
梅斯梅尔一边欣赏着这些赏心悦目之事，一边也成了一位医学和心理学开路人。 1773年，一位27岁的少妇来拜访他，因为她患了一种病，其他的医生都治不好。梅斯梅尔也治不好她的病，不过，他突然想起以前与一位名叫马克斯米连·黑尔的耶稣会士的谈话，这位牧师对他说，用磁石有可能会影响到人体。梅斯梅尔买了一套磁石，这位妇人第二次来的时候，他小心翼翼地摆弄起磁石来，一块接一块地往她向上不同的部位贴。她开始发抖，不一会儿就浑身痉挛起来——梅斯梅尔认为这就是“危象”——等她醒过来时，她说症状轻松了许多。进一步进行了一系列的治疗后，她的病症全部消失了。（今天，她的病将被诊断为歇斯底里神经症，她康复的原因是暗示的结果。）
梅斯梅尔现在看到磁力与他自己的动物引力之间的联系了。他认为，人体里面满是这种磁力，而不是引力体液，而且他认为，最终形成的力场可能会错位，致使疾病发生，通过治疗进行重新对位可能会恢复健康。他以前称作“动物引力”的东西，现在改称“动物磁力”。病人的危象，他解释为是一种障碍对人体磁液流动的突破，以及接下来的“和谐”恢复。
梅斯梅尔开始治疗其他病人了，他告诉他们要做好思想准备以面对一些反应，包括这种危象本身。他们都不由自主地作出了反应，与所预期的一样。很快，维也纳报纸登满了梅斯梅尔医生的医疗事迹。有一阵子，马克斯米连·黑尔公开宣称这个疗法是他的，而不是梅斯梅尔的，因而爆发了一场恶辩。梅斯梅尔大胆地宣称，他在几年以前的博士论文中早就提出了这个理论（对真理的歪曲），因而赢了这场争执，并确立了自己作为这种现象的发现人的身份。
梅斯梅尔为了广播声名，在好多城市举办了听众甚多的演讲和表演。但是，在维也纳，他公开炫耀其疗法的张扬举动激怒了城里的一些名医。这些医生的名声于 1777年又因为梅斯梅尔宣称治好了某位名叫玛丽娅·特里莎·冯帕拉迪斯的病人而蒙诟。玛丽娅是位盲人钢琴家，莫扎特为她创作了K．456降B调钢琴协奏曲。她3岁那年即失明，18岁那年来看梅斯梅尔。他宣称，在他的治疗下，她重新获得了部分视力，但只有他在场时才有视力，别的证人都不行。也许，她的失明是心理影响所致，而他也的确能够对她产生影响，可是，1778年，她的父母终止了治疗，维也纳医生们称梅斯梅尔为江湖医生。梅斯梅尔突然间弃家出走，什么都不要了，包括他上了年岁的妻子，一气逃窜到了巴黎。
在这座起伏不定、时尚如潮的都市里，梅斯梅尔凭借自我提拔的天才很快获取了巨大的声名，不久又弄得声败名裂。开始，他为单个病人看病，可是，随着业务增大，他发现集体处理病人更容易赚钱。他使用的方法就是他自己发明的木桶法，即橡木桶，里面有用铁棒配好的磁液。由于他还可以通过碰触、手势，或者长时间紧盯住病人的办法影响病人，他开始想到，磁铁和铁屑都不是最基本的东西，他自己的身体一定就是一块不同寻常的大磁铁，具有直接传递看不见的磁液的能量。
这种办法很快被称作“梅斯梅尔疗法”，它成了最后的疗救希望。人们蜂拥而至，来到梅斯梅尔的诊所里，助手们在他的指导下研究学习，其弟子们在不到 10年的时间里写作了至少两百多篇小册子和著作，专门介绍这种疗法。可是，巴黎大学的医学教授和其它正规医疗机构的人都认为他是一个江湖骗子，而且公开发表看法。可是，如果梅斯梅尔明白自己是个骗子，他就不会像当时那样奋力反驳。1784年，他通过与官场的关系，诱导国王指定了一个特别委员会，由杰出的医生和学者们组成，包括化学家拉瓦谢和美国大使本杰明·福兰克林，委员会专门调查他的疗法是否属实。
委员会进行了仔细的研究，包括一项在当代心理学中很常见的实验。他们告诉一些受试者说，他们将通过一扇关闭的门进行磁疗，可是，实际上不给他们上磁。这些受哄骗的受试者像真正受到磁疗时一样准确地报告说自己感到了磁疗。对这些证据进行分析后，委员会正确地报告说，梅斯梅尔的磁液根本不存在，但他们也错误地报告说，磁力治疗的效果仅只是“想象”而已。自此以后，梅斯梅尔氏疗法的名声江河日下，这场医疗运动也分裂成了彼此争辩不休的几个宗派。梅斯梅尔最后离开了名望尽失的伤心地，他生命的最后 30年是在瑞士度过的，处于相对的隐居之中。
在半个多世纪的时间里，梅斯梅尔疗法仍然保持为一种准魔术和完全被误解的现象，一些纯粹的江湖骗子如阿拉桑德罗·迪卡格里奥斯特罗（一个名叫吉约塞普·巴尔萨莫的江湖骗子的化名）、杂耍表演人和一些冒险的外行及法国、英国和美国的非正规医生都试着玩过这一把戏。大部分梅斯梅尔氏疗法的实践者都慢慢抛弃了磁石的使用——梅斯梅尔本人也曾朝这个方向努力过——他们说，可以通过仪式和召唤、眼部接触和其它一些步骤实现磁液的传递。事实上，这些方法的确也能引起神情恍惚的现象和“危象”，并可以减轻某些症状。
在 19世纪40年代的英国，梅斯梅尔氏疗法也得到了一些尊敬，因为一位医生约翰·艾略斯登用它来治疗神经病，外科医生W·S·瓦德也通过梅斯梅尔氏疗法使病人进入了催眠状态，并在这种状态下锯掉了他的大腿。詹姆斯·布雷德是位苏格兰医生，他用梅斯梅尔疗法进行了一些实验后说，它主要的效果不是因为磁力的流动而产生的，而是病人的易受情绪感染所致，事实上，他认为这种疗法是一种心理过程。布雷德称它作“神经催眠法”（抽出希腊语neuron代表“神经”，hypnos代表“睡眠”），这个词不久就在日常使用中变成了“hypmosis（催眠法）”，以后至今就一直这么用了。
在中世纪的法国，有位名叫圣奥古斯特·里埃波特的乡村医生抛弃了催眠法中所有近乎魔术和神秘仪式的装饰。他让病人看着自己的眼睛，他一边不断地暗示说，病人马上就要睡着了。当病人进人恍惚状态时，这位医生就告诉他说，他的症状将会消失，而在许多情况下，这些症状果真就消失了。到 19世纪60年代，里埃波特的名声已经远走高飞，超出他的家乡法兰西了，他写了一本书，专门讲解他的催眠法及其结果。催眠法虽然当时还受人怀疑甚至是激烈争辩的议题，可从那以后，它就成了医疗的一部分了。
这种催眠法最著名的实践者，是这个世纪晚些时候的让·马丁·夏尔科，他是巴黎一家名叫萨尔贝特里埃的医院的院长。他被称为“治疗神经病的拿破伦”，相信催眠现象与歇斯底里状态有许多共同之处，而且，的确，只有歇斯底里患者才有可能被摧眠。他在学生面前给许多歇斯底里病人催眠，以演示歇斯底里症状，但并没有考虑到催眠的医疗价值，也没有利用它来进行治疗。
夏尔科还错误地认为，恍惚状态只有在病人经过了两个先期的阶段，即慵倦和强直性昏厥以后才可能进入，每一个阶段都具有特定的症状，并涉及到主要的神经系统功能变化。他的观点被里埃波特后来的弟子们所驳倒，因为里埃波特证明，恍惚状态可以直接诱发，而且非歇斯底里病人也可以进入催眠状态。还有，因为夏尔科的地位和他诱导病人进人恍惚状态的技巧， 1882年，法国科学院接受了催眠法，认为它是一种与磁力无关的神经生理学现象。
夏尔科的好几名高足，其中包括阿尔弗雷德·比奈、彼埃尔·让内和西格蒙·弗洛伊德，他们都继续寻找对催眠现象的心理学而不是神经生理学上的解释，并且以他们自己的方式利用了催眠法。可是，直到相对很近的一些年里，它才作为动机心理学的术语被予以足够的重视；即是说，在听从催眠师要他们进入一种被更改过的意识状态时的暗示，并接受后催眠暗示时，一些受试者的意愿和其它一些人的能力缺失，包括症状的消失在内。梅斯梅尔医生，假如他知道这一切的话，一定会因为自己的理论被完全排斥而大为愤怒，也可能会兴高采烈，因为他的治疗方案证明是完全有效的。
颅骨问诊者：加尔
其他的一些物理主义者采取了完全不同的一些措施，他们触摸并测量头颅，因为他们相信，头骨分布的细节与一个人的性格特征及精神能量是直接相关的。
外部生理特征与心理特征有相互联系这个想法渊远流长。相面术，即对面部特征和精神能量的解释，也就是对面部长相的形状和大小的分析，自古希腊时期就已经存在了。在 18世纪晚期，通过瑞士神学家和神秘主义者乔安·卡斯帕·拉瓦特尔的作品，这种相面术变得极为流行。拉瓦特尔的4卷本《论利用相面术促进对人的认识和人类之爱》目的是要宣传“相面科学”，它在1775年至1810年间共出版了55版。达尔文后来说，他差点就错过了他在毕哥号上历史性的旅程，因为船长就是拉瓦特尔的弟子，他怀疑：“一个长有像我这种鼻子的人是否有足够的力量和决心完成这次航行。”
相面术对心理学没有产生什么影响，可是，它为一种相关的理论，即颅相学，铺平了道路，而颅相学对心理学的确是产生过影响的。颅相学认为，头骨的轮廓是由大脑特定区域的发育所决定的，因此可以指示人的性格及精神力量。
这种理论最主要的倡导者是弗兰茨·约瑟夫·加尔（ 1758－1828），他出生在德国并在维也纳接受过培训，并于1785年在这里得到医学学位，是位医生和神经生理学家。加尔生得鼠头鼠脑，一脸的五官低低地挂在脸上，很难取悦于人——他许多有声望的患者显然不相信相面学。加尔是位习惯性的叛逆者，与权威不相投，争辩起来言辞激烈，沉醉于乱搞女人，而且还非常贪婪，他进行科学演示的时候还要收入场费，这是有悖于常规的。
尽管如此，他仍然是一流的大脑解剖学家，通过他自己的解剖方法，他第一次向人们显示出，大脑的两个半球是一些白色物质组成的茎（脑连）连通起来的；脊椎的纤维在与下脑连接时是交叉相连的（结果，身体一侧的感觉会到达另一侧的脑部）；一个物种所具有的皮层——大脑表层的灰色物质——越多，其智力水平就越高。
加尔作出的这些贡献是对神经科学的巨大贡献，到今天仍然如此，可是，这些发现使教会的权威人士和弗朗西斯一世大为不快，因为这些发现使更高的智力过程归结到了更加发达的大脑，而不是非物质的灵魂或者意识上面。 1802年，皇帝禁止加尔进行进一步的讲演，理由是，这些讲演会导致物质主义、不道德和无神论。他数度请求皇帝取消禁令，但反复申请后无效，因此，1807年，他放弃了维也纳来到巴黎，在这里，虽然拿破伦想要限制他的影响，而且他的思想也受到法国学院的排斥，但他还是坚持下去了，而且终生不渝。
加尔对有关大脑结构及其与智力的关系的知识方面所作出的贡献，原本应该使他在心理学的历史上占据令人尊敬的一个席位的，可是，他最出名的还是因为被他自己称作“颅骨相学”的理论，通常评判他这个人的时候，也是根据这个后来作为颅相学而著名的理论来进行的。
当加尔第一次意识到人类的智力超过动物的智力，是因为人类皮层发育得更多的时候，他突然想到，人类在智力和性格上面的一些可测量的差别，也可能是因为个人之间皮质层发育不齐所至。这就可以解释困扰了他许多年的一些东西。还是一个小学生，后来当大学生的时候，他一直感到很苦恼，因为他的一些同学虽然没有他聪明，但却得到更好的成绩，因为他们更善于记忆——而且，令人感到神秘的是，他们都长有很大的头，眼睛都鼓了出来。加尔现在猜想，这一定意味着，正好在眼睛后面的皮质层区是大脑记忆力的基础，而在一些拥有很好记忆力的人们中间，这个区域的发育非常特别，因而就倾向于把眼睛挤了出来。
果真如此，每一种较高级的能量为什么不可能也就取决于大脑皮层的某个特定区域或者“器官”呢？比如说，为什么不可能存在某个专门生成“好战性”，另一个专门生成“仁慈”等等的器官呢？加尔很熟悉苏格兰联想主义者托马斯·雷德提出来的好几十个“大脑功能区”，也许每一种功能都位于某个特定的皮质层区，而这些通常具有超常发育的某种功能的人有可能就在这方面发育非常特别。
他很难打开人的头颅以检测他的理论，而 X射线当时还没有发现，可是，加尔慢慢想出了一个很方便的假想。正如那些记忆力很好的人，他们的眼睛通常都突出来一样，任何发育非常特别的区域附近的头颅也许会突出来。而且，说来奇怪，当他开始寻找证据的时候，他发现到处都是证据。这里有一段说明，可以看看他是如何找到“贪多求全器官”的：
以前，我在家里召了很多的役童和这类的仆从，他们经常彼此责难，说对方偷了某某东西。其中一些人特别厌恶偷窃，宁可饿死也不接受朋友偷来的面包或者水果，而那些偷窍者却嘲笑这种行为，并认为他们很傻。检查他们的头颅的时候，我很惊讶地发现，大部分积习已深的小偷都有很长的颅骨突起，从狡猾区几乎一直延伸到了眼睑的根上（也就是耳朵上方和前方），而这个区域很平的人都很讨厌偷窃。
加尔及其同事，即一位名叫乔安·克里斯托弗·斯伯茨海姆的年轻医生，他们一起检查了好几百位病人、朋友、犯人、精神病院病人和其它一些人的头，并给头部画了一张有 27个区域的颅骨图（后来被斯伯茨海姆扩大为37个区域），每个区域都代表一个支撑它的器官或者皮质层，某种特别的功能就位于这些地方，在那些某种特征很突出的人当中，那个部位的功能就会提高。（加尔有一幅画像，画上，他双手伸开，摸着一个模型人头，手指在灵巧地摸着一些包块。）加尔和斯伯茨海姆认定了好色区（就在脑勺下方）、仁慈区（前额上方正中间）、好斗区（每只耳朵后面）、威严区（头顶前方）、愉快区（前额中间靠两边的地方）等等。
加尔在 1810年和1819年间出版了一系列卷帙浩繁的著作，用以描述他的发现。斯伯茨海姆参与了前两卷的写作，但后来就忙他自己的事了。他长得很帅，有干劲而且很迷人，在欧洲和美国成了一位极成功的讲演人和颅相学的倡导者。通过加尔的的著作和自我推销，以及斯伯茨海姆的公关活动，颅相学立即火了起来，而且在几乎一个世纪的时间内长盛不衰。有一阵子，光是在英国一地就成立了29所颅相学协会和好几本颅相学会刊。在纽约市，颅相学“诊所”在百老汇一带雨后春笋般冒了出来，颅相学大师在美国各地巡回摸诊。在颅相学的巅峰时代，它成了寻常百姓的日常谈资，他们在颅相中寻找人生两难境地的答案。更令人吃惊的是，许多杰出人士和严肃的学者也都相信它：黑格尔、马克思、巴尔扎克、勃朗特姐妹、乔治·艾略特、瓦尔特·惠特曼和其他一些人都是这样的。
可是，颅相学从一开始就遭遇到了科学界的坚决反击，而且不无道理。加尔虽然收集并提供了大量证据，但都是为了符合他的理论而取的一些证据；他应该随机抽取样品，并显示这些包块与所谈及的特征之过度发育之间存在一种联系，而与正常或者其特征不那么过度发育的人头上的包块不存在这种互动关系。另一个原因是，当一个有颅骨突出现象的人没有所预测的特征时，加尔就用其它使该问题出现偏差的大脑部件的“平衡动作”这个术语来辩解。加尔有如此之多的功能可以界定，因此他能“证明”他选择的无论什么功能，当然，大部分科学家都认为他的这些证明是毫无价值的。
可是，对颅相学确切的否定是从实验室得出来的。彼埃尔·弗楼伦（ 1794－1867）是位非常聪明的法国生理学家，他对加尔粗制滥造的方法论极为惊骇，因而决定以实验方法来证明，某种特别的生理学功能是不是位于某处特定的大脑区域内。他是位技术高明的外科大夫，在鸟类、兔子和狗的头颅上做手术，切掉一些小的区域，然后小心地把这些动物养好，恢复它们的健康，再看看它们的行为是否因为缺少这些区域而受影响。
当然，他不能够测验像文字记忆等的人类功能，可是，他可以测试位于加尔本人说可与人脑中的那些部分相似的部件里面的功能。在这样的一些功能中，有一项就是“好色器官”，这个功能理应位于小脑（大脑最原始的部分，即头颅靠后的基座部分。）弗楼伦在一系列的手术中切除了狗脑里越来越多的小脑后，狗慢慢失去了有顺序的移动能力，直到它本想向右转的时候却转向了左边，向前走的时候却开始后退起来等等。小脑的功能，很清楚，是有目的的移动，而不是好色与否。
同理，弗楼伦发现，不断地切除动物的皮质会减少它们对感觉刺激的反应和启动行动的能力。小小的损伤不会造成特别的后果，而颅相学的理论如果是正确的话，这里却是应该产生恶果的，可是，它只是减低了动物对视觉刺激总体的反应能力和它总体的活动水平。皮质层切除得越多，动物就显得更呆滞，直到所有的反应能力和自我启动能力都没有了；一只完全去除了皮质层的小鸟不再飞翔，除非把它抛入空中。弗楼伦的结论是，感觉、判断、意愿和记忆都分布在大脑皮质层里。尽管他在大脑里面发现了大量功能——皮质和小脑的确还是各有不同用途的——各部分具体的功能也并非均匀分布于各个部分的。
加尔的伪科学理论因而就导致了大脑功能分区的实验研究。另外，他的理论尽管在所有的细节上都是错误的，可还是躲过了弗楼伦的攻击，因为后来的神经生理学家都按照弗楼伦的做法继续实验。他们辨别出了大脑的一些特别区域，认为这些区域对视觉感知、听觉感知和运动控制有控制作用。弗楼伦说记忆和思维分布在整个皮质层上是正确的，可是，有一些较低的精神活动，甚至是一些较高级的精神活动，都的确是分布在不同区域的。
较高级的功能是在大脑的某些局部执行的，最典型的例子是语言。 1861年，巴黎比塞精神病院一位51岁的病人勒波涅转到了外科室，因为他的右腿出现坏疽。外科医生是一位名叫保罗·布洛克的年轻人，询问病人的病情，可是，这位病人除了喃喃地发出一个毫无意义的声音“tan”以外，什么也说不出来。他只能通过手势和“tan，tan”来交流，如果弄不清他的手势，人们除了对天大喊外一点办法也没有。布洛克终于弄清楚了，Tan是他在医院的名字，他于21年前来到这家精神病院，当时，他已经失去了语言能力。他在智力上仍然是正常的，可是，几年之后，他的右腿和右臂就开始瘫痪了。
Tan进入手术室的6天后去世了。布洛克进行尸检，发现大脑左侧中间偏前一块鸡蛋大小的区域已经受损，受损部位的中心几乎没有任何组织了，在它的边缘上，一些剩余组织已经萎缩。根据勒波涅的病历，布洛克下结论说，操作最早发生在现在称作中心的地方，当这个创伤范围还不大的时候，它就已经完全破坏了勒波涅的语言能力；只到后来，它才扩散起来，直至造成瘫痪。很明显，大脑左半球这个很小的前瑞环状区就是语言的基座。自此以后，这个区域就叫做布洛克区了。
约十余年后，一位德国医生名卡尔·维尼克的，他以类似的方式发现，有些讲话非常流畅，但使用一些很怪的字眼，而且不理解人们对他所说的话的病人，他们在布洛克区后面几英尺远的左半球另一小区内有损伤。事情很快就清楚了，布洛克区主管语法（语言的结构），而第二个现称为维尼克区的区域主管语义（词语的意义）。这两个区域在正常语言交流中都是必需的；布洛克的损伤会损害把词语说出来的能力，但不影响理解，维尼克区的损伤会使病人能够流畅地说话，但都是一些无意义的话，而且对语言的理解也成问题。
再以后，两位德国生理学家，即居士塔夫·弗里奇和埃杜阿·希基格认出了皮质层的一个特别区域：即运动控制点，它是从左中脑伸向右中脑上面的一个长条形组织。其他一些调查者分别查出了负责视觉、触觉和听力的区域。到该世纪末，弗楼伦认为不存在功能的分区化的看法证明是错误的，而加尔的观点却相当正确，不过在细节上是完全错误的。可是，在 20世纪，进一步的研究将显示，两种理论都是正确的。许多功能位于人脑某些特定的区域，可是，学习、智力、记忆、推理、决策和其它一些高级精神活动都发生在大脑前叶上。
弗楼伦本人曾总结了每种科学追求真理的反复否定过程：“ La
science n’est pas elle devient．”（科学不是原来就有的，它是慢慢变成的。）
心理学之所以慢慢变成如今这个样子，有一部分是因为加尔。他所发现的大脑的结构经受住了时间的考验，他的颅相学荒唐理论导致了大脑功能分区化中的实验研究，他对皮质层作为智力基础的强调，都使心理学迈出了更大的进步，远远超出了形而上学，也比以前任何时候更接近实验科学了。人们应该记住他，而不光是想他曾经斗胆闯入了假科学。
机械论者
用生理学的方法解释心理现象，这是一场新的、更大范围的运动，给大脑绘图分区只是这个运动中的一部分。德谟克利特，必定还有其它一些人，都曾冒险提出过一些猜测，认为有一些生理现象支持着感觉和思想，可是，好几百年以来，大部分生理－心理学家都曾用可见的高级思维过程，比如联想、理智和意愿论述过精神现象。他们一点也不知道有关神经系统和大脑的生理学，因而忽视了这些过程是否由生理现象构成这个问题。
可是，如我们所见的，随着物理学和化学在 17世纪的出现，一些大胆的原型心理学家们开始提出一些对精神过程的机械解释。他们缺乏实际的观察数据，因而只能推想空洞的神经里流动着“动物精神”（笛卡儿），这些神经里面流动着原子（霍布斯），神经与“震子”一起震动（哈特利）。一位法国哲学家朱利安·德拉·梅特西甚至还有一本专著，书名就叫做《作为机器的人》（1748）。
可是，在 18世纪和19世纪早期，生理学家在神经系统方面有了好几项发现，这引导他们以可以在神经中实际观察到的物理和化学现象，来解释一些低层次的心理学过程，如感觉、反射和有意志控制的运动。使这种新的生理心理学成为可能的一些发现计有：
—— 1730年左右，英国植物学家和化学家斯蒂芬·黑尔斯砍掉了一只青蛙的头，然后捏青蛙；青蛙腿弹了几下。他把青蛙的脊椎砍断，这次，青蛙腿不动弹了。黑尔斯因此确立了反射与有意识行动之间的差别，并且把反射的中心确定在脊椎而不是大脑上。
—— 1791年，意大利生理学家鲁伊格·伽伐尼用一只铜钩钩住青蛙的腿，使一部分脊椎仍然挂在上面；当他用雷登蓄电池向里面放电时，青蛙腿踢了几下。伽伐尼作出结论说，在肌肉和大脑里面生成的“动物电流”是通过神经传导的，而且负责运动。
——直到 19世纪早期，生理学家们才提出，神经系统就像一张连续不断的网络。可是，在这个世纪的早些年，当植物组织由细胞构成这个观点已经确立后，德国生理学家西奥多·施万把这个想法推进了一步。他说，动物组织也是由细胞构成的。他区分出了一种神经细胞，很快，其它一些人也演示，大脑细胞同细胞核和长长的分支组成，它们伸出并与其它大脑细胞的分支相连接。
——按照笛卡儿的动物精神理论，冲动可以在任何方向上在神经里面流动。而按照神经活动的电流模式，电流却只能顺着一个方向流动。 1811年到1822年之间，为了支持后者的思想，英国解剖学家查尔斯·贝尔和法国生理学家弗兰索瓦·马让迪各自切断了不同的动物神经，以观察哪些功能会受到影响。两人都能够显示，神经系统由感觉神经构成，电流会向里面传导，向脊椎和大脑的方向流动；神经系统还由运动神经构成，电流从里向外流动，即从大脑和脊椎向肌肉和器官方向流动。
这些发现，以及其它的一些发现与我们今天已经掌握的、有关光和色彩的物理学原理结合起来，产生了 19世纪在感觉器官和感知生理学研究方面的大爆炸。这种新的心理学与贝克莱的神学幻想和休谟的怀疑主义在对思维如何感知周围世界这个问题的解决方法上完全不同。而且，尽管在一开始的时候，它还只能解释低层次的心理学过程，可是，大部分新心理学家们都希望，最终，较高层次的心理过程会以类似的方法解释清楚。德国生理学家艾米尔·杜·波瓦雷蒙1842年给一位朋友的信中说，他和一位同事已经庄严宣誓，要演示下列教条中的真理所在：
除了活跃在有机体中的一些常见的物理及化学力量之外，并不存在别的任何力量。如出现此时不能以这些力量解释的一些情形，人们必须要么通过物理和数学方式寻找具体的办法或者采取他们自己的行动方式，要么就假设存在新的力量，这种力量与物质当中天生具有的化学 -物理力量同样尊严，还能根据吸引和排斥的力量还原回去。
尽管“新心理学”出现在好几个国家，可发展最快的还是在德国，按照著名的英国心理学史学家莱斯理·斯宾塞·赫恩肖的说法，在德国的大学，“科学心理学诞生了”。
他说，这算不得奇怪。直到 1870年，德国是由许多小王国、公国和自治城市构成的联合体，这里已经建立了超过欧洲任何国家的大学。另外，19世纪早期进行过好多教育及社会改革之后，德国大学可以为科学家和学者们提供非常精良的实验室装备，供进行物理、化学、生理学和其它科学研究之用。
在这种氛围之中，甚至康德传统中的哲学家和心理学家们也抛弃了康德说心理学不可能成为一门实验科学的断言。其他一些人慢慢相信，甚至不可见的、高级水平上的精神功能，尽管只能通过受试者对刺激的反应观察到，也是可以通过实验很生动地调查清楚的。
可首先，我们先看看这些机械主义者——或者不如说，因为他们为数众多，我们先看看一些其作品非常重要，也能够代表这个运动的一些机械论者。
特别的神经能量：穆勒
乔安·穆勒（ 1801－1858）是从哲学传统中出道的，可后来半路杀出，成了第一位伟大的现代生理学家，然后又回到哲学中去，以期回答有关游离于他的生理学之外的一些问题。可是，哲学心理学的时代已然过去，他的生量学作品对心理学产生了相当大的影响，而他的哲学著作却随风而散了。
穆勒出生于科尔布伦茨的一个中产阶级家庭，极富天才，精力充沛，雄心勃勃。他生就一幅拜伦式的面孔——一头乱发，敏感的嘴巴和一双有穿透力的眼睛。 21岁在柏林拿到医学学位后，他把年轻人对谢林准神秘自然哲学的狂热搁置一边，转而在生理学和解剖学方面做一些惊天动地的事情，使得波恩大学在24岁时就授予他自助教授的头衔，29岁时又授予他全日制教授职位。
穆勒二十出头时狂热地迷恋于活体解剖和动物实验，到 25岁时，他已经完成了两大本视觉生理学方面的著作。可是，他已经受到狂郁病倾向的折磨了，26岁他成为教授并娶了恋爱许久的情人后不久，他患了严重的忧郁症，有5个月的时间既不能工作也无法进行研究。39岁时，其它的人在生理学研究中又冲到他前面去了，他又一次受到忧郁症的打击；47岁时，他与1848年的大革命理想政见不合，又受到第三次病魔打击；1858年57岁时，第四次打击使他以自杀结束了自己的生命。
穆勒在生理心理学方面的几乎所有的重要成就都是在他早年取得的； 32岁时，他转入柏林大学，这时候，他已经无意于再干那些被他自己称作“切割快乐”的动物实验术，转而研究起动物学和比较解剖学了。他不再相信实验术可以解决生命的终极问题了，他里程牌式的著作《生理学手册》尽管满是他自己和其它人的实验发现，但里面却已经包含了许多有关灵魂的哲学讨论，而这个话题是应该在一个世纪以前谈论的。在这部著作中，他瞎扯了一些话，说什么灵魂就是行动中的大脑和神经系统，或者是临时寄存于人体的某种“生命活力”。
在穆勒有关神经系统的大量发现中，许多都极有利于生理心理学的确立，其中有一项还产生了特别的影响。早期的生理心理学家认为，任何感觉神经都可以传导任何种类的感觉数据到大脑里面，正如一根管子可以传送任何泵入里面的物质一样，可是，他们无法解释，比如说，为什么光学神经只传递视觉图象到大脑里面，而听觉神经也只传导声音。穆勒提出了一套令人信服的理论。每种感觉系统的神经只传递一种数据，或者，如他所言，“一种特别能量或者品质”：光学神经总是，而且也只传递光线感觉，听觉神经总是，也只传递声音感觉，其它的感觉神经总是，也只传递各自的感觉。
穆勒是在对动物进行了一系列的解剖学研究后作出这个结论的——甚至还包括在他自己身上做的一些很小但能起决定作用的实验。当他按压自己紧闭的双眼时，压力不会引起声音、味觉或者口感，但会闪出光线来。他是这么表达自己的理论的：
声音的感觉是听觉神经的特别“能量”或者“特质”；光线或色彩的感觉是光神经的能量；其它各神经亦是如此。每种感觉的神经好像都只能够产生某种决定性的感觉，而不能产生符合其它感觉器官的感觉。根据生理学的许多经过检验的事实来说，没有哪一种可以支持这样一个想法，即一种感觉神经可以承担起另一种感觉神经的功能。对盲人触觉的夸张在今天不能够被称作用手指观察；手指和腹部产生视觉能力只能是个寓言，而举出的一些例子说的确有这样的事情发生，那不过是些骗人的把戏。
换了威廉·詹姆斯，八成会说得更刺耳：“若把视神经的外端末梢接到耳朵上，再把听神经接到眼睛上，我们就该能听到闪电，看见雷声了。”
穆勒虽说口头上十分肯定这一点，可他扪心自问，感觉神经具有的这种专业性是每套神经独特的品质所致呢，还是这些神经所经过的大脑某个区域所为？视觉脉冲传递到大脑某个区域时可能是以视觉形式翻译它们的，而听觉神经有可能是作为声音传递过去的。“现在尚不清楚，”他在《手册》里说，“每根感觉神经的独特‘能量’基本的起因，倒底是位于神经本身呢，抑或是在它与之连接的大脑或者脊椎的某些部件里？”可是，弗楼伦认为大脑各处一致的观点仍然主宰着生理学思想，而穆勒却选择了“特定神经能量”的理论。
然而，他自己的学生当中，有些人在本世纪末继续抱住他产生的怀疑思想，因为他本人也曾诚实地承认了自己的不确定性，并显示，所有的神经传递都具有同样的特征，而且，是大脑末梢的位置决定着由传递创造的经验类型。
不过，穆勒的生理学开始为长期以来一直深感困惑的生理学家和原型心理学家们提供答案了：我们周围世界里的现实是如何成为我们意识中的感觉的？感觉如何工作的详细图景开始显露出来了。这个过程从眼球的光学特性或者耳朵的听觉机制开始（在这两个方面，穆勒曾进行过详细的研究），继而研究传递来自感觉器官的刺激的那些神经，最后研究接受并解释这些神经脉冲的大脑区。古代人认为，任何感知到的东西的最小复制品都会通过空气和神经传递到大脑里面去，而穆勒显示，传递到大脑里面去的东西都是神经脉冲；我们的感觉不是我们周围一些事物的复制品，而是与它们相类似或者同形的东西。如他所言：
感官感觉的直接对象只不过是由神经诱导出来的特殊状态，我们感觉到它们是一些感受，要么是由神经本身产生的，要么是由与感觉有关的大脑某些部件引起的。神经通过外部原因在它们自身产生的一些变化，如外体条件的改变，而让大脑感知到它们自己的存在。
可是，我们如何知道，大脑对传递进来的刺激所产生的反应就一定对应于现实呢？这个问题一直以来就折磨着哲学家和生理学家们，可对于穆勒来说就是易如破竹，迎刃而解了。我们的神经状态以合适和规则的方式对应于物体，比如，虹膜上的图像理所当然就是对外部世界那些东西的忠实反映，而这就是视觉神经传递到大脑中去的刺激。其它感觉器官和它们所传递的信息也是如此。这样，穆勒就解开了由贝克莱和休谟提出来的认识论之迷，并将不可检测的康德认定的范围转变成了可检测和可观察的现实。虽然他的理论在细节上有错误，可是，他的特别能量理论及其最为深刻的含义都是正确的。
仅可注意到的差别：韦柏
19世纪3O年代，在莱比锡大学，一位长着胡须的年轻生理学教授正在进行一项与穆勒完全不同的研究。他的名字叫恩内斯特·海因里奇·韦柏。他不用手术刀，也不切开青蛙腿，更不用锯开兔子的头，反过来，他要用健康、完整无损的人类志愿者做实验——大学生、城里人、朋友——还使用一些平凡的工具做实验，如药房的小法码、灯、笔和粗毛衣针。
粗毛衣针？
让我们来看看韦柏平凡的一天吧。他用磁粉涂黑针尖，让针垂直下落在一位俯卧在桌上的年轻人没有穿衬衣的裸背上。针在年轻人的背上留下一个很小的黑点。现在，韦柏请他用一根用类似方法涂黑的针去指那个黑点。这年轻人照着做，碰到几英寸远的地方，韦柏就仔细测量两个点之间的距离，并在笔记本上记录下来。他在这年轻人的背、胸脯、臂和脸等不同地方一次又一次反复进行这个实验。
这样做了一年后，他打开一把圆规，并在一位蒙上眼睛的男人身体不同的地方把两支圆规脚撑开按下接触身体。当圆规的两支脚张得很开时，志愿者知道两个点都被接触到了，可是，当韦柏将圆规脚拉得近一些的时候，受试者就很难说出到底是一支脚还是两支脚都接触到了身体上，直到在一个临界点上，他感觉两支脚就是一支脚。这个临界的距离，韦柏发现，是根据身体的不同部位而有所变化的。在舌尖上，这个距离不到二十分之一英寸；在脸上，只有半英寸；而在脊梁上，距离为从 0－2英寸半不等——其敏感度有50倍的差别，这说明每个部位神经末梢的相对数字有相当大的变化。
韦柏对感觉系统敏感度进行的全部实验相对都很简单，但在心理学史上却是很重要的。这个时候，大部分机械论者都只在进行反射和神经传递方面的工作，而韦柏却在观察整个感觉系统：不仅仅是器官及其相应的神经反应，而且还有意识对它们的解释。再说，他进行的实验是心理学当中最早的真正的实验；也就是说，他每次只改变一个变量——在这个两点临界值测试中，测试的是身体的面积——并且观察面积在第二个变量当中引发了多少变化——即两支圆规脚落点之间的关键距离。
为了认识韦柏在 19世纪30年代进行的这项实验有何等重要，我们可以考虑这个时期。詹姆斯·密尔连办公桌都没有离开就在倡导过于简单的联想主义；乔安·弗里德里奇·赫巴特坐在哥丁根大学康德的教席上重复着康德的主张，即心理学不可能成为一门实验科学；乔安·克里斯托弗·斯波茨海姆在他声名最显赫的时候对一群热切的支持者说，颅相学家可以根据一个人头颅的形状判断他的性格。
韦柏（ 1795－1878）出生在萨克松尼省的维腾贝格，兄弟三人都成了杰出的科学家，并曾有一阵子一起工作过。威尔海姆是位物理学家，他帮助韦柏进行过接触研究；埃杜阿是位生理学家，他与韦柏一起发现了迷走神经令人困惑的作用，因为刺激迷走神经的时候，心脏节拍会慢下来。
跟其他许多生理机械论者一样，韦柏也接受过医学培训并在生理学和解剖学研究中找到自己的专业。在他事业的早期，韦柏醉心于确定在身体不同部位引发碰触感所需要的最低触知刺激，可很快就进而研究更复杂和更有趣的感觉灵敏度问题。许多年以前，瑞士数学家丹尼尔·伯努利曾有一项敏锐的心理学发现：一位贫穷的人得到一个法朗时，会比一位富人得到一个法郎时感觉更加走运些；从任何数量的金钱中产生的获得感取决于一个人的经济地位。这使韦柏形成了一个类似的推断：我们在两个刺激之间能够感觉到的最小的区别——比如，两只法码——并不是一个客观的、固定的量，而是主观的，且随物体的重量而变化。
为了检测该假想，韦相请志愿者先拿起一个法码，然后再拿起第二个，再说哪一个重些。他利用重量不同的一系列法码成功地确定了最小的差别——“仅可注意到的差别”（ j．n．d．）——这是他的受试者可以感觉到的区别。如他正确地猜测到的一样，仅可以注意到的差别并不是一个具体不变的重量。第一个法码的重量越大，他的受试者能够感觉到它之前的差别越是大；第一个法码的重量越轻，他们的感觉敏感度也就越高。他后来报告说：“最小可感知差别就是两个以约39对40的关系摆在一起的重量，即是说，其中一个比另一个重四十分之一。”如果第一个重物重一盎司，则第二个重物的最小可感知差别为四十分之一盎司；如果是10盎司重，则第二个重量的最小可感知差别为四分之一盎司。
韦柏进而对其它感觉系统进行了类似的实验，以决定，除其它因素以外，两条线的长度，两个物体的温度，两个光源的亮度，两个音调的音高等之间的最小可感知差别。在每种情况下，韦柏都发现，最小可感知差别的大小随标准单位刺激（第二个与之进行比较的那一个）的程度变化而变化，而且，这两种刺激之间的比率是一个常数。有趣的是，最小可感知差别与标准之间的比率在不同的感觉系统中有很大的差别。视觉是最为敏感的一种，可以区别光线强度的六十分之一。在痛苦的程度上，最小可感知差别为三十分之一；在音高区分中为十分之一；在嗅觉中为四分之一；味觉为三分之一。韦柏以一个简单的公式总结了这个规律：
δ（ R）／R＝k，
这个公式的意思是，在任何感觉系统中，最小可感知刺激（ R）和标准刺激强度R之间的比率是一个常数K。这个公式被称作韦柏定律，是这方面最早的一个定律——生理与心理世界之间准确计量的相互关系。这是实验心理学家自此以后一直在寻找的那种概括的原型。
神经生理学：冯·亥姆霍兹
1845年、一批年轻的生理学家发起成立了一个小小的协会，即柏林自然学会，以宣传他们的观点，即所有的现象包括神经及精神过程，都可以用物理原理进行解释。这些年轻人早先都是穆勒的学生，其中一位，即杜布瓦·雷蒙德，早先就提出过前面提到过的机械论教条：“除了常见的物理－化学力之外，有机体内不存在别的任何力。”
杜布瓦·雷蒙德给这个学会带来了一位朋友，就是赫尔曼·亥姆霍兹（ 1821－1894），他是驻扎在波茨坦的一个军团的外科大夫。这位害羞、不苟言笑的年轻人长着一个宽宽的前额和炯炯有神的大眼睛，不管论个性还是地位，他看上去都不太可能成为这个学会激进理论的旗手。可是，在几年之内，他偏偏就成了这么一个人。他在神经传递、色彩、视觉、听力和空间感上进行的研究，都清晰地显示出了支撑精神功能的神经学过程都是物质的，而且能够通过实验进行调查。
亥姆霍兹从不认为他本人是位心理学家，他主要的兴趣在于物理学。尽管他职业生涯最初的 20年很大程度上都献给了生理学，但他在这个时期的目标，却是要用感觉器官和神经系统的物理学术语来解释感知；途中，他对实验心理学施加了巨大的影响。可笑的是，在他那个时代，亥姆霍兹最著名的科学成就，却是一件只花了他8天时间，且他自己也认为不值一提的东西——眼底镜的发明，有了这玩意儿后，医生们才第一次有了察看活体视网膜的机会。
尽管亥姆霍兹成了他那个时代名列前茅的科学家——他的成就使他赢得了贵族称号（因此就有了这个“冯”字）——可是，他却一点也不像他最崇拜的那位科学家，即争强好胜、阴沉和隐遁的伊萨卡·牛顿。他对同为科学家的同事们既客气，也慷慨，而且彬彬有礼，而在私人生活当中，他却是位极为正常的中产阶级教授先生，他的传记平淡如水。父亲是波茨坦一所专门学校的哲学和文学课老师，薪水很低，他从父亲那里继承了古典文学和哲学的深厚根基；经过医学培训后，在穆勒的指导下完成了博士论文，并作为一个军团的外科医生服役了 5年；接到第一份学术职位后，他娶了妻，生了两个孩子；后成了鳏夫，再娶，又生三子。他的职业生涯由越来越好的大学到越来越好的职位，不断地研究和写作以及越来越高的地位和成果构成。他从未卷入名誉权纷争，且只有一项科学上的争议。根据记录，他惟一的爱好就是古典音乐和登山运动。
亥姆霍兹在部队服役时就开始了他的研究生涯。因为是在和平时期，他有许多的空休时间，因此，他在营房里搭起来一间实验室，并在这里进行青蛙解剖实验，目的是要支持一种机械主义的行为观点。他测量了青蛙产生的能量和热量，并想法以青蛙摄取的食物的氧化量来解释。今天，这听起来很是新鲜，可在 1845年，许多生理学家都是“活力论者”，他们相信，生命的过程有一部分是由非物质和不可感知的“生命活力”所控制的，而生命活力就是某种后来被称作灵魂的翻版（说是在所有的生物中都存在的。）
亥姆霍兹坚决反对这种准神秘化的观点，他写了一篇论文，名叫“力的守恒”，以他的青蛙数据和他的物理知识为基础，并于 1847年将它提交给了柏林物理学会。他的论点是，所有的机器都遵守能量守恒的法则，因此，永恒的运动是不可能的。然后，他说，在有机界事情也是这样的，生活活力因为没有能量来源，因此是违反这条法则，因而也是不存在的。简短地说，他把生理学建立在牛顿力学的立场上。这篇文章使他赢得了很高的声望，使普鲁士政府不再要求他服兵役，而让他在柏林艺术科学院当解剖学讲师，一年以后又指派他担任哥尼斯堡大学的生理学教授。
在余下的二十多年时间里，亥姆霍兹大部分时间都投入了对感觉和感知生理学的研究当中。（从那时起，他认为自己主要是柏林大学的一位物理学家。）
他的第一个历史性的研究成果是测量了神经脉冲在神经纤维上的传递速度。他的老师穆勒跟同时代的大部分生理学家一样采纳了伽伐尼的神经脉冲电本质说，认为神经系统有点像一卷连续的电线，电流以极高的速度在里面流动——根据一种猜测是几近光速。可是，亥姆霍兹的朋友杜布瓦·雷蒙德早已从化学上分析过神经纤维，并提出，这些脉冲不一定全是电流，而是电化学形式，若如此，其速度则相对较慢。
亥姆霍兹在他于哥尼格斯堡大学的实验室里着手测量青蛙运动神经的脉冲速度。因为在当时瞬时计还不太容易弄到——当时第一台瞬时计尚在开发过程中——他只好搞些发明创造，把一台检电计绑在青蛙腿上（运动神经搭在上面），这样，一根在旋转鼓上画直线的指针会显示电流通到神经上半端时到青蛙腿踢蹬一下之间的时间。了解了刺激与足肌之间的距离之后，亥姆霍兹就能够计算神经脉冲的速度；实验证明，这个速度相当慢，约为每秒 90英尺。
他还测量了人类受试者神经脉冲的速度。他请志愿者在感到他从脚趾或者大腿上施放的一阵轻微电流时，立即举手示意。这些实验得出的数字从每秒 165－330英尺不等，可是，亥姆霍兹认为这些数字没有从青蛙腿上得出的数字准确可靠。有关人体测试的某些东西倾向于有很大的可变性。
一开始，他发表于 1850年的结果并不为人广泛接受，它们太难于相信了。生理学家们仍然相信，在神经系统里面流动的，要么是非物质的活力，要么是电流，而亥姆霍兹的数据却支持不同的理论，也就是说，神经脉冲由复杂的粒子运动构成。另外，他的发现与常识也相悖。我们好像感觉到手指或者脚趾一碰就有感觉的，我们只要想移动手指或脚趾，它们立即就动了起来。
可是，他的证据是无法反驳的，最初抵抗一阵子后，他的理论最终还是赢得了广泛的认同。如果他没有做别的任何事情，光是这一点就可以使他成为心理学史上永垂不朽的人，因为这个发现所铺平的道路，如艾德温·波林所言：“是实验心理学今后所有的工作都必须走的，如精神活动及反应时间的测时法……它使灵魂回到了时间里，它把无法说清的东西测量出来了，实际上捕捉住自然科学的劳作中最基本的意识代理人。”
话分两头，我们在此稍作迂回，超前看看 18年后，在亥姆霍兹所研究的旁系里一个重要的研究：测量较高级思维过程速度的第一次尝试。
一位荷兰眼科医生名叫弗兰西斯科斯·孔奈尼亚斯·东德斯（ 1818－1889）受到亥姆霍兹研究的启发。他没有任何心理学背景，可是，他想，因为神经脉冲需要时间传递，较高级的精神活动也许也需要时间。他提出假设，刺激与有意识的反应之间发生的延迟，一部分是因为神经传递，另一部分也是因为思维过程所占的时间。
东德斯于 1868年设计并进行了一次想象的实验，以检测他的假想，并测量工作中的精神活动。这让受试者对一句无意义的话作出反应，如ki，以越快越好的速度重复它。在旋转鼓上记录轨迹的指针会把反应放大成两个ki之间的震动，两个微动之间的距离会成为时间延迟的度量。
在最简单的情形下，受试者知道将会听到什么样的声音，也知道如何作出正确的回答。刺激与反应之间的延迟因此就是简单的反应时间。可是，如果受试者需要进行某种思考活动会怎样呢？如果实验者说出了好几个词中的任何一个，如 ki，ko，ku，而受试者得尽快地模仿这些声音会怎样？如果这比简单反应花的时间长一些，东德斯想，这个差别就应该是两种精神活动的时间：区别（在听到的声音中）和选择（选择正确的反应）。
东德斯还想到了把这两种精神活动扯开并获取各自尺寸的一个办法。如果他告诉受试者说，他们可能听到 ki，ko或者ku，可要模仿的却只是ki，而对其它的几个声音保持沉默。因为不需要重复ko或者ku，他们可能就得区分这些声音，而不选择反应。从区别加了选择的时间里减去区别的时间，东德斯就应该得到选择时间。
结果令人吃惊。平均而言，区别比简单反应时间多 39毫秒，而区别加上选择时间比光是反应的时间多出75毫秒。因此，选择明显要花去36毫秒。
东德斯乐观地创造了一系列更为复杂的过程，他相信，每种精神活动所花的时间会增加其它活动已经花费的时间，而且，每种活动时间都可以通过减法测量出来。可是，结果却不太如愿。时间的差别证明不可靠，只有少数时间是可以增加的。后来的心理学家将会极大地改善东德斯的方法。
然而，他毫无疑问地显示出，涉及认知活动的反应所花费的时间的一部分是由这个活动占去的。更为重要的是，他把所花费的时间当作一种调查看不见的心理活动的方法，按照最近对他的工作所做的一项评估的说法，“随着把东德斯的发现当作一种明显地测量较高级的精神活动的方法，一个新的时代就已经开始了”。
我们再回到 1852年的亥姆霍兹。确定了神经脉冲的传递速度，并发明了眼底镜之后，他开始对彩色视觉产生了兴趣。自从牛顿1672年发现太阳的白光是所有可视色彩光的混合后，生理学家和心理学家们都试着想看看眼睛和思维是如何感知色彩的。最让人困惑的是，当所有色彩的光混合在一起时，我们会看见白色，然而，当两种互补色，比如红色的某种色调与蓝绿色的光混合在一起时也是白色，同样，我们看见纯桔红光的时候会看见桔红，可是，当红色和黄色光混合在一起时也会变成桔红色。
作为物理学家，亥姆霍兹知道，三种特别的色彩——红色、蓝紫和绿色的某些特别色调——当按合适的比例混合在一起时，可以重新产生其它的任何色彩，这些都是原色（所谓颜料的原色，即是红、蓝和黄，更准确地说应该是洋红、蓝绿和黄色。色素吸收光线，也反射光线，把这些原色混合在一起的结果因此就与混合光线的结果不一样）。他推想，这意味着人类视力可能检测这三种色彩，并提出假想说，视网膜一定有三种不同的接受细胞，每种细胞都配有一种对某种原色很敏感的化学物质。他依靠穆勒特别神经能量的理论推想，从每个接受器伸向大脑的神经不仅传递视觉信息，而且还传递特别色彩信息。
一位英国科学家托马斯·扬曾于 1802年想到过类似的理论，但他没有实验证据，因此被一般人所忽略了。可是，亥姆霍兹却收集了大量证据，包括，当不同色彩的光线混合在一起时我们所体会到的色彩，我们盯着某种强烈的色彩看一阵子后，我们看到的互补色的残余以及存在于一些人畜中的色盲现象和某种大脑损伤对色彩视觉产生的影响等等。他很慷慨地承认说扬的发现在先，而他对色彩视觉的说法自此以后就被称作扬－亥姆霍兹理论（或者叫三色理论）。
三色理论是一项了不起的成就，它是一种可检测的、有关意识如何感知色彩的机械论解释。根据一个个的连接，从外部世界到大脑的接受区，亥姆霍兹筑起了一根因果现象之链，替代了哲学家和生理学家们的一些猜测和幻想。它的形式虽然更为复杂，但至今仍然是色彩视觉理论当中最具有支配地位的理论，并且打翻了每种接受器中的神经携带着不同种类的能量的观点。
至于由德谟克利特、贝克莱、休谟及其他人就感知而提出来的一个深刻而令人困惑的问题——我们看见的东西是否就是外部世界真正的样子——亥姆霍兹比穆勒却更具机械论倾向，他认为这个问题没有意义或者价值而不予考虑：
在我看来，除了实际的真理之外，谈论我们的思想是不是有别种可能的正确性是不可能产生任何意义的。我们对事物的想法除了是一些符号，一些自然的事物信号之外不可能是别的任何东西，我们学会如何使用这些符号，以便于调整自己的运动，改善自己的行为。知道如何正确地阅读这些符号以后，我们就可以借助这些帮助而调节自己的行动，这样就可以带来所需要的结果，也就是，这样一来，所预期的新的感知就会来临……因此，询问朱红（硫化汞）如我们所看到的样子，是不是真正的红，或者只是我们的感官错觉，这是没有任何意义的。红的感觉就是正常的眼对自朱红上反射出来的光的正常反应……说从朱红上反射出来的光波具有某种长度却是不同的一个说法，如果不考虑到人类眼睛的特别本质，这个说法也是完全正确的。
这样一来，这位机械主义的生理学家就变成了心理学中的哲学家，而且很值得人们这么去看他。
亥姆霍兹的彩色视觉研究，只是他在许多年里对视觉感知全面探索的一个部分。他的研究成果，即《生理光学手册）（ 1856－1867），厚达50万字，除了他自己进行的研究之外，还包括前人在这方面进行的所有研究成果。在好几代人当中，这本著作一直是对人眼光学和神经性质研究的权威著作。他还就听力写过一部类似的著作，只是没有这一本厚而已。
在《生理光学手册》中，亥姆霍兹主要处理了视觉的物理学和生理学，还有就生理学过程进行的敏锐观察，思维是借助这些生理学过程解释来自视觉神经的信息的。他在感觉（任何颜色的光对视网膜的刺激，和因之而来的视觉神经脉冲）和感知（意识根据接收到的脉冲形成的有意义的解释）之间做了非常有价值的区分，而以前的心理学家们一直搞不懂这个问题。在其它感觉系统的输入中，他也做了同样的区分。
这种区分对亥姆霍兹的认识论至关重要。他同意康德的观点，认为感觉是由意识来解释并赋予意义的，可是，他不同意康德认为意识无生就具有能提供这些意义的“范畴”和“直觉”的观点。反过来，他说，意识学会了通过试误法来解释感觉——就是学习对一个视感觉来说，哪些反应会产生一个预期的结果，而哪些不产生预期的结果。
空间感就是一个切合的例子。康德说，意识天生就能直觉到空间关系；亥姆霍兹却说，我们是通过无意识的参考来认知空间的。在孩童时期，我们一点点地得知，如大小、方向和色彩的强度等的视觉线索与物体的远近，或者在我们的这面或者那面，上面或者下面有关系；通过经验，我们慢慢对空间关系形成了正确的判断。（每个观察过 3个月的婴儿试着抓一个物体的父母都很清楚这个过程。）
英国实证主义联想主义者们曾说过很相似的话，可是，他们缺乏实际的证据来证明自己的观点，而作为彻底的实验科学家的亥姆霍兹却通过研究发现来支持自己的观点。
他突然想到，如果他可以颠倒到达受试者大脑的空间感－而且如果他的理论是正确的——则受试者应该能够适应这种倒错的视觉，并学会正确地解释它。这样，他就做了一副带棱镜的眼镜，使物体出现在实际位置的右边。当戴着这样的眼镜的受试者试图碰触面前的物体时，他们就会错过去——他们把手伸向明显的，而不是实际的位置。
接下来，他让这些受试者戴着眼镜继续抓物体，然后碰触物体；他们开始得有意识地向从眼镜里面看到的物体的左边伸手，可是，几分钟后，他们很快就毫不犹豫地按照物体实际的位置去抓物体了。他们已经经历了感知适应，他们的意识已经重新解释了从视觉神经传递过来的信息，而且能够根据现实的相对关系看见物体了。
最后，当他们摘下眼镜再抓物体时，他们又错过了物体，这次是抓到实际物体的左边去了。他们正常的空间方向感需要一段时间复原。
亥姆霍兹不同意康德有关天生能力，即能解释因果关系的能力的观点。对于其余部分，他坚持说，几乎所有的知识和思想都是意识对感觉经验解释的结果，而这些解释，特别是与空间感有关的感知，在很大程度上都是无意识参考的结果。
这个观点受到当时心理学家们的激烈反对，因为他们认为，意识天生就能解释其感知。他们用天生论观点解释的一个关键的功能，就是来自眼睛的两个图象合并起来形成了一单个三维图象。有些人说，视网膜上的每个点都接受同样多的信息，正如另一个视网膜上相应的点一样，而且，两根视觉神经因此就把图象合并起来形成了一个图象。一位反对亥姆霍兹观点的人说，每个视网膜都有天生的“符号”，可以区别高度、左右方向，以及深度，因而使神经系统可以在到达大脑前将图象合并起来。
亥姆霍兹驳斥了这种看法。他写道，先天论是“一种非必然的推想”；它依赖无法证明的假设，而且对实验理论可证实的事实没有作出任何贡献。他用来证实经验就是一些使我们能够把成对的图象作为一个单一的图象来感知的东西的最强有力的证据就是立体镜。这个仪器是 1833年由查尔斯·惠斯通发明的，通过这个仪器，观察的人看到的不是两个同等的图象，而是两个从稍有不同的角度取来的稍为不同的图象。这些图象投射在视网膜上，因此并不能够形成点对点的偶合，可是如果一个新来的观察者在立体镜里面看一阵子后，他或者她突然看到一个图象——三维的图象。两种并非等同的图象的合并得出了一个与任何一个图象都不同的图象，这是发生在大脑里的经验导致的结果。
最后，亥姆霍兹并没有完全击败反对者，先天论以一种或另一种掩护存活下来，包括格式塔心理学和更近时期的基因心理学和对气质的分析。可是，自亥姆霍兹时代以后的心理学主流大部分都是实证主义和实验性的。他本人认为自己不是一位心理学家，可是，他将会吃惊地发现，他对心理学产生的深远影响超过了他对物理学和生理学的贡献。
心理物理学：费希纳
正当通情达理、正常而年轻的亥姆霍兹开始积累大量证据，证明他自己对神经及心理现象的机械主义观点时，莱比锡大学一位富于幻想和神经质的中年教授也在努力工作，他要证明，宇宙内所有的人、动物和植物都是由物质和灵魂构成的。居士塔夫·西奥多·费希纳（ 1801－1887）没有达到这个目的，不过，在收集数据来显示刺激（物质世界）和所得的感觉（意识或者灵魂的世界）之间的数学关系时——他认为这种关系可以证明他的泛心灵哲学——他却发展出了一套研究方法，自他以后的实验心理学家都使用这个方法来发展他所要证明无效的物质主义心理学。
费希纳出生于德国东南部的一个村庄里，他父亲是村里的牧师。这位父亲把宗教信仰与坚定不移的科学观结合了起来，正如他的儿子一样。他用上帝的语言布道，却使村里人大惑不解，因为他在教堂的尖顶上安装了一根避雷针，在当时的情况下，这份小心谨慎是对上帝信心不足的表现。上帝难道说连他自己也保护不了吗？
费希纳在莱比锡大学学习了医学，可是， 1822年，拿到学位后，他的兴趣转到了物理学和数学上。有好几年他通过把一系列用法语写的物理学及化学手册翻译成德文来养活自己。几年之内，费希纳共翻译了九千多页，之后，从1824年起，他开始在大学讲授物理学，在电流上进行了一个很大的研究项目，并写作了无数的专业文章。这种忙碌的节奏使他在物理学上获得了巨大的声誉，可也付出了很大的代价：他开始出现头疼病，并一阵阵子失去了对思想的控制，这使他经常心醉神迷地忙于一大堆琐屑之事。
尽管他只有 30出头而且是飞黄腾达之时——他于1833年结婚并于1834年获得全职教授职位——可是，他的身体状况却持续恶化。“我无法入睡，身心疲劳，不能思想，甚至引起我失去了对人生的信心”，他后来评述这一时期的生活。他去温泉浴场寻求治疗，可没有效果。然后，他想通过研究余象而转移自己的注意力——这是他第一次进入心理学研究——中途，他戴着太阳镜长时间观测太阳。他对余象的研究得到认可——亥姆霍兹，如我们所知的，使用到了他的一些数据——可是，作为观察的结果，费希纳患上了严重的恐光症，情感全线崩溃。
费希纳几乎就失明了，他在暗室里让自己避光，忍受着疼痛、情感压抑、无法排遣的无聊和严重的消化道毛病的折磨。（他从大学退休了，尽管只教了几年书，可还是得到了一笔养老金。）在他 3年病痛生活的最低点，他把自己的房子漆成黑色，白天黑夜呆在里面，什么人也不见。各种泄药、冲浪治疗、催眠术、两种休克治疗都起不了什么作用。他还是反复不断地为琐事所烦扰；另外，他还受到两种感觉的折磨，一方面因为他感觉到自己很接近发现这个世界的秘密而喜悦，另一方面又因为得用科学方法来证明这些秘密的正确性而担心。
最终，他自己慢慢好起来了，过了一阵子后，他就可看见东西而且眼睛不疼，而且还能与人讲话。他在好几个月的时间里第一次到花园去散步时，花儿看上去更明亮，色彩更鲜艳，比以前更美丽，他感觉到自己对这些东西施予了内在的光，他立即就抓住了这一点的意义：
我毫不怀疑我已经发现了花朵的灵魂，并以我极奇怪的、受到魔力影响的情绪想到：这是躲藏在这个世界的隔板之后的花园。整个地球和它的球体本身只是这个花园周围的一道篱笆，是为了挡住仍然在外面等待着的人们。
费希纳不久写了一本书，讨论植物的精神生活，在余下的几年里，他寻找办法来宣传自己的泛灵论，即意识与物质在整个世界里是共同存在的。
正是这个神秘的信仰使费希纳进行他那具有历史意义的实验心理学的。 1850年10月22日的早晨，他躺在床上考虑如何向机械论者证明，意识和肉体是一个基本统一体的两个方面，这时，一道灵光一闪：如果他可以显示在刺激的力量与他们产生的感觉强度之间存在数学关系，则他就显示了灵肉的统一。
或者在费希纳看来是这样的。这个推理的逻辑也许会逃过非神秘主义者。可是，他倒是提出了一个非常有效和重要的问题，即意识感知外部世界的准确性：刺激的强度与它产生的感觉之间是否存在前后一致的数学关系？从直觉上来说，可能是这样的：光线越亮，我们看上去就越觉得亮。可是，如果你让光的亮度翻一倍，感觉的强度是否也强一倍呢？或者某种别的、好像是真实的关系存在着呢？
费希纳接受过物理学和数学的训练，他感觉到，当刺激的强度增大时，它应该要求更大的差别（绝对值上的差别）来产生一定大小的感觉增大。从数学上来说，刺激在长度上的几何增大会导致感觉的算术增大。一项临时的示意：按照传递到耳朵上的能量，一阵雷声的响声比日常谈话的声音要响好多倍；按分贝——分贝是指人耳能够分辨的最小响度差别——来说，它只是响两倍而已。
为了通过实验确立他的直觉，费希纳得解决一个看上去无法解决的问题：他可以很容易地测量刺激强度，可是感觉是个主观的东西，而且无法测量。可是，他推想，尽管他不能直接地观察和测量感觉，但他可以通过灵敏度的指导而间接地做到。他可以确定在感觉者刚刚能够注意到的、任何水平上最小的刺激力量增大。因为“刚刚能够注意到”在任何水平上都意味着同一个东西，这将是一个感觉的测量单位，借此可以与产生这种意识所必需的刺激的增加进行比较。
费希纳后来说，他不是从韦柏那里得到这个想法的，尽管韦柏是自己以前的老师，他在“刚好能够注意到的差别”上所做的工作几年以前就发表了。可是，他迅速意识到，他会使用到韦柏定律的推广形式。韦柏已经发现两项刚刚能够注意到的差别刺激之间的比率是一个常数，不管这种刺激的大小如何。费希纳却说，尽管两项刺激之间绝对的差别随着刺激的强度增大而增大，可感觉者对一种刚刚可以注意到的差别的感觉却仍然是一样的。
费希纳后来写道，想象一下，你用太阳镜看着天空，并在刚刚可以注意到的天空的背景上挑一片云来看。然后，你戴上一副黑得多的眼镜；云彩没有消失，但几乎只能够注意到：因为，尽管强度的绝对水平在透过黑镜片的过滤后会低得多，但云彩与天空之间的强度比却没有变。
为了表达刺激强度与感觉强度之间的关系，费希纳从数学上转变了韦柏定律，重新加以调整然后写出来：
S＝k log R，
这意思是说，在英语中，分段式的感觉强度增大是刺激强度翻倍的结果（乘以某个比率或者系数）。费希纳拼命要把这份荣誉还给他以前的老师，因此，他把这个公式称作韦柏定律——是他本人给韦柏的公式和他自己的公式命名的——可是，后来的心理学家按照这些公式各自的归属把修改后的公式叫作费希纳定律。
费希纳余下的 9年花在辛苦的实验工作当中，收集着大量能够确证这个定律的数据。尽管他的性格当中有一些神秘主义者和诗人的气息，可在实验中，他是一位有强制力和严厉的研究者的榜样。他不知疲劳地让受试者们举起重物，注视光源，听各种杂音和音调，观察彩色样本等等，并宣布它们是不同的或是同样的。在这些年里，他对每种刺激的强度进行了范围广泛的实验，使用到了测量这些判断的三种方法。仅在这些方法中的一种里面，他便列出了24576种判断的表格和计算结果。他认为，第一次系统地探索物理和心理学王国之间的数量关系，这是一种新的科学专业，因此命名为“心理物理学”。
在他使用过的三种实验测量方法当中，他从前人那里借来了两种并使之完善，然后自己发明了第三种。直到当时为止，没有人曾使用过这种极仔细、可能准确控制和数量测量方法来探索心理学的反应。他的方法很快就被广泛接受，而且在今天心理学的每一个实验室里还在经常使用着。
一种是极限的方法，费希纳本人管它叫“仅仅可以注意到的差别法”。为了确定一个刺激的临界值，实验者一次提供一个刺激，从最低的量开始逐渐加大强度，直到受试者可以感受到刺激为止为了确定仅仅可以注意到的差别，实验者提供一个“标准的”刺缴和一个“比较用的”刺激，以小幅度增大两种之间的差别，直到受试者说可以感觉到为止。
第二个方法是常量刺激法，费希纳本人叫它“正确和错误情况法”。实验者一次又一次提供等量的刺激——在临界值上的单个刺激或者成对相似的刺激。受试者回答说“有了”（意思是说，他感受到了它，或者两者有了不同），或者说“没有”（表示他没有感觉到，或者两个刺缴没有什么不同。）受试者的回答得出平均值，而这些平均值会指明，在任何指定的刺激水平，或者两个刺激之间的差别上，受试者有没有可能会感觉到这些刺激，或者两个刺激之间的差别。
第三个方法，即费希纳本人的创造性的贡献，叫作调节法，他把它叫做“平均错误法”。实验者或者受试者调节比较刺激，直到它好像（对受试者来说）与标准刺激相等。这边或者那边总是会有一些错误存在的，不管多么微小。每一次错误都记录下来，许多次试验过后，把平均错误加起来，它也是仅仅可以注意到的差别的尺度。这个方法确立了了这个有用的原则，即测量数据可变性可以跟测量集中趋势一样得出信息来。
1860年、费希纳出版了两卷本的《心理物理学纲要》，把他的研究成果公诸于世。他已经59岁了，在这个年纪，科学家一般很少会拿出有创见的东西来的；可是，《心理物理学纲要》的确是富于创见的，并立即产生了很大的影响。兴趣是浓厚而且广泛的——不是对他信奉的泛灵论，而是对它的实验和计量方法学。如波林论及费希纳的成败时曾说过的，“他攻击物质主义的铜墙铁壁，但又因测量了感觉而受到赞美”。确切地说，有些心理学家认为，心理物理学的方法学是一个可怕的话题。许多年以后，伟大的威廉·詹姆斯写道：
如果像他这样一位可敬的老人会用他的怪想使这门科学永久地背上负担，而且，在一个充满各种容易产生成果的。引人注目的事物的世界里，如果迫使未来的学者们在这些繁杂的田地里耕耘，不仅要去研究他的作品，而且得研究那些反对他的更枯燥的作品，那可真是一件要命的事。
可是，很多人并不持这样的看法。尽管对费希纳说仅仅可以注意到的差别都是相等的这个假想的有效性存在激烈的争论，可是，他的方法一般却都认为是天才的突破。对刺激和反应两者之间的关系进行计量研究的时机已经成熟；许多心理学家几乎立即就开始利用费希纳的三个方法了，这三个方法将肉体的生理机构与它们所引起的主观的经验连接起来了。（费希纳本人尽管仍然还在写文章为他的心理物理学辩护，可是；他把漫长余生的大部分都贡献给美学、轻度异常现象。统计学和泛心灵哲学的研究上了。）
后来的心理学家们已经发现有错误，甚至驳倒了他的发现中的每个地方，可是，他的方法不仅仍然有用，而且是感觉测量中最基本的方法。波林总结了费希纳相互矛盾的成就：
没有费希纳……也许仍然会有一种实验心理学……可是，在实验体中，却不可能出现如此广泛的科学范畴，因为，如果测量不能成为科学的工具之一，则我们很难认为某个课题是符合科学的。因为他所做的事情和他做这些事情的时代，费希纳创立了实验计量心理学，并把这门学问从其原来的途径搬回来导入了正轨。人们也许可以称他做实验心理学“之父”，或者，人们也许会把这个称号送给冯特。这没有什么关系。费希纳种下了肥沃的思想之种，它生长起来，并带来了丰硕的成果。
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