정신물리학

 경치나 소리에 대한 우리의 기본적인 지각이 다른 사람의 것들과 근본적으로 다를 수 있다는 가능성을 고려해 보면 흥미롭다. 공감각자가 흥미로운 한 가지 이유는 그들의 지각 경험들이 우리들 대부분과 매우 다르기 때문이다. 그러나 우리는 일상적인 자기 보고에만 의존해서는 그런 차이점들을 자세하게 이해할 수 없다. 한 가지 행동을 이해하기 위해 연구자들은 먼저 그것을 '조작할 수 있는 것으로 만들어야' 하는데 여기에는 그것을 측정하기 위한 신뢰할 만한 방법을 찾는 것이 포함된다.

 과학적 탐구는 어떤 유형이든 객관적인 측정이 있어야 한다. 빛의 색과 밝기와 같은 자극의 물리 에너지를 측정하기는 매우 쉽다. 아마 당신은 혼자 그 일을 하기 위해 필요한 기구들을 온라인으로 구입할 수 있을 것이다. 그러나 한 사람의 사적이고 주관적인 빛에 대한 지각을 어떻게 계량화할 것인가? 플래시 빛이 '100 촉광' 혹은 8,000루멘'을 낸다는 것을 아는 것과, 그 빛 에너지에 대한 한 사람의 심리적 경험을 측정하는 것은 전적으로 다른 것이다.

 빌헬름 분트와 에드워드 티치너가 이끈 구조주의자들은 내성을 사용하여 지각 경험을 측정하고자 했다. 그들은 이 과제에서 비참하리만큼 패배했다. 결국 당신은 당신의 지각 경험을 다른 사람에게 말로 묘사할 수 있으나, 그 사람은 당신이 일몰을 볼 때 당신이 지각하는 것을 직접적으로 알 수는 없다. 당신들 모두가 일몰이 "오렌지"이고 "아름답다"라고도 하지만, 당신들 중 누구도 그 같은 사건에 대한 다른 사람의 경험을 직접 지각할 수는 없다. 유발된 기억과 감정들이 당신이 듣는 것, 보는 것 그리고 냄새 맡는 것과 합쳐지고, 그리고 그 결과로 그 사건에 대한 당신의 경험은 독특하게 된다.

 그런 지각이 우리들 각자에게 다르다고 하면, 그것을 측정하겠다는 것을 도대체 어떻게 바랄 수 있을 것인가? 이 질문은 1800년대 중반 독일 과학자이자 철학자인 구스타프 페흐너에 의해 답해졌다. 페흐너는 처음에 물리학자로 훈련받았으나, 철학과 심리학에 강한 흥미를 가지게 되었다. 그는 1830년대에 그 자신을 대상으로 시 지각에 관한 비공식적 연구를 수행하기 시작했다. 그러나 그는 자신의 연구에 다소 흥분되어 긴 시간 동안 해를 쳐다보느라 일시적으로 눈이 멀게 되었다. 페흐너의 눈은 빛에 매우 예민하게 되어 그는 집을 나서기 전에 눈에 붕대를 감아야 했는데, 눈 때문에 남은 일생을 괴로워했다. 능력이 제한되어 있었지만, 페흐너는 가족 부양을 돕기 위해 가외의 일을 하였는데, 프랑스 어로 된 작품을 독일어로 번역하거나 가정용 백과사전의 상당 부분을 집필하는 일도 하였다. 그의 작업부하와 눈 문제가 심리적인 쇠약과 심각한 우울을 가져와 그는 라이프치히대학에서의 교수직을 사임하고 은퇴하기에 이르렀다.

 비록 이것은 그의 삶에서 어려운 시기였지만, 심리학에는 매우 중요하였다. 혼자 있는 동안 페흐너는 자신에게 가장 흥미로웠던 문제들, 특히 심리학과 물리학을 연결시키는 것이 어떻게 가능할 것인가에 관해 깊이 생각할 수 있는 자유를 얻게 되었다. 노력한 결과, 그는 정신물리학이라 불리는 감각과 지각을 측정하는 접근법을 개발하게 되었는데, 이것은 자극강도와 그 자극에 대한 관찰자의 민감도를 측정하는 방법이다. 어떤 전형적인 정신물리학 실험에서 연구자는 사람들에게 간단한 판단을 하라고 요구한다. 예를 들면, 그들이 섬광을 보았는지 아닌지이다. 그다음 정신 물리학자는 섬광의 밝기와 같은 측정된 자극을 각 관찰자의 예-아니요. 반응과 연결 짓는다.

-역 측정
 정신 물리학자들은 단일한 감각 신호를 가지고 관찰자에서 감각을 유발하기 위해 얼마나 많은 물리 에너지가 필요한가를 판단하기 위한 측정 과정을 시작한다.

 *절대역
  정신물리학에서 가장 단수한 양적 측정치는 절대역, 즉 어떤 자극을 겨우 탐지하는 데에 필요한 최소한의 자극강도이다. 역은 경계선이다. 두 가지 심리 상태 간의 경계처럼, 내부를 집 외부와 구별 짓는 문간이 역이다. 감각의 절대역을 찾는 데에서 문제의 두 상태는 어떤 자극을 감지하는 것과 감지하지 못하는 것이다. 다섯 가지 감각들 각각에 대한 대략적인 감각역을 보여준다. 예를 들면, 소리를 탐지하는 데에서 절대역을 측정하기 위해 관찰자는 컴퓨터에 연결된 헤드폰을 끼고 방음실에 앉아 있다. 실험자는 컴퓨터를 써서 순수음을 제시하고 음량이나 각 음이 지속하는 시간의 길이를 바꾸며, 관찰자가 각 조건에서 그 소리를 듣는다고 얼마나 자주 보고하는지를 기록한다. 연구자들은 절대역을 청자가 시행 중 50%의 경우에 그 소리를 들었다고 말하게끔 하는 데에 필요한 음량으로 보통 정의한다.
 만일 여러 다른 음들에 대해 이런 실험을 되풀이한다면, 우리는 매우 낮은 음에서 매우 높은 음에 걸쳐 있는 음에 대한 역을 관찰하고 저장할 수 있다. 사람들은 인간의 대화에 상응하는 범위의 소리에 가장 민감한 경향이 있다는 것이 드러났다. 이 소리가 매우 낮으면, 예컨대 파이프 오르간에서 가장 낮은 음과 같다면 대부분의 인간은 그것을 들을 수 없을 것이다. 우리는 다만 느낄 수 있을 뿐이다. 만일 소리가 매우 높다면, 마찬가지로 우리는 들을 수 없으나 개나 다른 동물들은 들을 수 있다. 

*차이역
 절대역은 우리가 약한 자극에 얼마나 예민한가를 측정하는 데에 유용하지만, 대부분의 일상적 지각은 절대역보다 충분히 높은 자극들 가운데 차이를 탐지하는 것이 필요하다. 대부분의 사람은 카우치가 빨간색이란 것을 매우 잘 알아차리지만, 그들이 알고 싶어 하는 것은 카우치가 자신들이 고려 중인 커튼보다 더 빨간지이다. 마찬가지로 부모들은 흔히 다른 아기의 울음소리들 가운데 자기 아기의 울음소리를 탐지할 수 있지만 "나는 불편해" 울음소리나 "뭔가가 내 발가락을 물어뜯고 있어" 울음소리로부터 "나는 배고파" 울음소리를 구별할 수 있다면 아마 더 유용할 것이다. 간단히 말해, 인간의 지각 시스템은 자극의 단순한 출현 혹은 소멸보다 자극에서의 변화를 탐지하는 데에 더 뛰어나다.