علم النفس التجريبي

برز علم النفس التجريبي كفرع أكاديمي حديث في القرن التاسع عشر عندما أدخل فيلهلم فونت منهجًا رياضيًا وتجريبيًا في هذا المجال. أسس فونت أول مختبر لعلم النفس في لايبزيغ، ألمانيا . ^{[ 2 ]} وقد أدرج علماء نفس تجريبيون آخرون، من بينهم هيرمان إبينغهاوس وإدوارد تيتشنر ، الاستبطان في مناهجهم التجريبية.

كان تشارلز بيل عالم وظائف أعضاء بريطانيًا ، تمثلت إسهاماته الرئيسية في المجال الطبي والعلمي في أبحاثه حول الجهاز العصبي . وقد ألّف كتيبًا يلخص فيه أبحاثه على الأرانب . وخلصت أبحاثه إلى أن الأعصاب الحسية تدخل من الجذور الخلفية (الظهرية) للحبل الشوكي، بينما تخرج الأعصاب الحركية من الجذور الأمامية (البطنية) للحبل الشوكي. بعد أحد عشر عامًا، نشر عالم وظائف الأعضاء الفرنسي ، فرانسوا ماجندي ، النتائج نفسها دون أن يكون على علم بأبحاث بيل. ونتيجةً لعدم نشر بيل لأبحاثه، سُمّي هذا الاكتشاف بقانون بيل-ماجندي تكريمًا لكليهما. وقد دحض اكتشاف بيل الاعتقاد السائد بأن الأعصاب تنقل الاهتزازات أو الأرواح.

يُعتبر الطبيب الألماني إرنست هاينريش فيبر أحد مؤسسي علم النفس التجريبي. انصبّ اهتمام فيبر الرئيسي على حاسة اللمس والحركة. ولعلّ أبرز إسهاماته في هذا المجال هو اقتراحه بأنّ أحكام الفروق الحسية نسبية وليست مطلقة. وتُعبّر "قانون فيبر" عن هذه النسبية، حيث ينصّ على أنّ الحدّ الأدنى للفرق الملحوظ ( jnd) هو نسبة ثابتة من مستوى التحفيز المستمر. ويُصاغ قانون فيبر على شكل معادلة:

${\displaystyle {\frac {\Delta I}{I}}=k,}$

أين${\displaystyle I\!}$هي شدة التحفيز الأصلية،${\displaystyle \Delta I\!}$الإضافة المطلوبة لإدراك الفرق ( الفرق الملحوظ ) هي k، و k ثابت. وبالتالي، لكي يبقى k ثابتًا،${\displaystyle \Delta I\!}$يجب أن يرتفع مع زيادة I. يُعتبر قانون ويبر أول قانون كمي في تاريخ علم النفس. ^{[ 3 ]}

نشر فيشنر عام 1860 ما يُعتبر أول عمل في علم النفس التجريبي، بعنوان "عناصر علم النفس الفيزيائي". ^{[ 4 ]} يُرجع بعض المؤرخين بداية علم النفس التجريبي إلى نشر هذا الكتاب. لم يكن إرنست هاينريش فيبر عالم نفس، لكن فيشنر هو من أدرك أهمية أبحاث فيبر في علم النفس. نُشر قانون فيبر وقانون فيشنر في كتاب فيشنر "عناصر علم النفس الفيزيائي"، وقد سمّى فيشنر، تلميذ فيبر، قانونه الأول تكريمًا لمعلمه. ^{[ 5 ]} كان فيشنر مهتمًا للغاية بتأسيس دراسة علمية للعلاقة بين العقل والجسم، والتي عُرفت فيما بعد بعلم النفس الفيزيائي . ركّز جزء كبير من أبحاث فيشنر على قياس العتبات النفسية الفيزيائية والفروق الملحوظة بالكاد . ابتكر فيشنر طريقة الحدود النفسية الفيزيائية، وطريقة المحفزات الثابتة، وطريقة التكيف، والتي لا تزال تُستخدم حتى اليوم.

يُعدّ أوزوالد كولبه المؤسس الرئيسي لمدرسة فورتسبورغ في ألمانيا. وقد تتلمذ على يد فيلهلم فونت لمدة اثنتي عشرة سنة تقريبًا. وخلافًا لفونت، آمن كولبه بإمكانية إجراء تجارب لاختبار العمليات العقلية العليا. وفي عام ١٨٨٣، ألّف كتاب "مبادئ علم النفس" (Grundriss der Psychologie)، الذي احتوى على حقائق علمية بحتة دون أي ذكر للفكر. ^{[ ٤ ]} ويُعدّ غياب الفكر عن كتابه أمرًا غريبًا، إذ كانت مدرسة فورتسبورغ تُولي اهتمامًا كبيرًا للبنية الذهنية والتفكير غير المصوّر.

شكّلت أعمال مدرسة فورتسبورغ علامة فارقة في تطور علم النفس التجريبي. أسس هذه المدرسة مجموعة من علماء النفس بقيادة أوزوالد كولبه، وقدّمت بديلاً للبنيوية التي نادى بها إدوارد تيتشنر وويلهلم فونت. ركّز علماء المدرسة بشكل أساسي على العمليات العقلية، مثل الاستعداد الذهني ( Einstellung ) والتفكير غير التصويري. يؤثر الاستعداد الذهني على الإدراك وحل المشكلات دون وعي الفرد، ويمكن تحفيزه من خلال التعليمات أو الخبرة. وبالمثل، وفقًا لكولبه، يتكون التفكير غير التصويري من أفعال عقلية بحتة لا تتضمن صورًا ذهنية. وقدّم ويليام برايان، وهو طالب أمريكي كان يعمل في مختبر كولبه، مثالاً على الاستعداد الذهني. عرض برايان على المشاركين بطاقات كُتبت عليها مقاطع لفظية لا معنى لها بألوان مختلفة. طُلب من المشاركين التركيز على هذه المقاطع، ونتيجة لذلك، لم يتذكروا ألوانها. دفعت هذه النتائج الناس إلى التشكيك في جدوى الاستبطان كأداة بحثية، مما أدى إلى تراجع النزعة الإرادية والبنيوية. وقد أثرت أعمال مدرسة فورتسبورغ لاحقاً على العديد من علماء النفس الغشتالتيين ، بمن فيهم ماكس فيرتهايمر .

أدخل جورج ترامبول لاد علم النفس التجريبي إلى الولايات المتحدة، وأسس مختبر علم النفس بجامعة ييل خلال فترة عمله هناك (من عام ١٨٨١ إلى عام ١٩٠٥). وفي عام ١٨٨٧، نشر لاد كتاب " مبادئ علم النفس الفيزيولوجي" ، وهو أول كتاب دراسي أمريكي تناول علم النفس التجريبي بتوسع. ^{[ ٦ ]} وبين تأسيس لاد لمختبر ييل ونشر كتابه، انتقل مركز علم النفس التجريبي في الولايات المتحدة إلى جامعة جونز هوبكنز ، حيث كان جورج هول وتشارلز ساندرز بيرس يوسعان ويطوران أعمال فونت.

قام تشارلز إس. بيرس ، بالتعاون مع تلميذه جوزيف جاسترو ، بتوزيع متطوعين عشوائياً على تصميم تجريبي معمّى ومتكرر القياسات لتقييم قدرتهم على تمييز الأوزان. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} ألهمت تجربة بيرس باحثين آخرين في علم النفس والتربية، مما أدى إلى تطوير تقليد بحثي للتجارب العشوائية في المختبرات والكتب المدرسية المتخصصة في القرن التاسع عشر. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} أُجريت تجارب بيرس-جاسترو كجزء من برنامج بيرس العملي لفهم الإدراك البشري ؛ ونظرت دراسات أخرى في إدراك الضوء، وما إلى ذلك. وبينما كان بيرس يحقق تقدماً في علم النفس التجريبي وعلم النفس الفيزيائي ، كان يطور أيضاً نظرية الاستدلال الإحصائي ، والتي نُشرت في " توضيحات لمنطق العلم " (1877-1878) و" نظرية الاستدلال الاحتمالي " (1883)؛ كلا المنشورين أكدا على أهمية الاستدلال القائم على العشوائية في الإحصاء. ويعود الفضل لبيرس وعلم النفس التجريبي في ابتكار التجارب العشوائية قبل عقود من ابتكارات جيرزي نيمان ورونالد فيشر في الزراعة. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

تضمنت فلسفة بيرس البراغماتية نظريةً واسعةً حول التمثيلات الذهنية والإدراك، والتي درسها تحت مسمى علم العلامات . ^{[ 11 ]} وواصل جوزيف جاسترو، أحد طلاب بيرس ، إجراء تجارب عشوائية طوال مسيرته المتميزة في علم النفس التجريبي، والتي سيُعرف جزء كبير منها لاحقًا باسم علم النفس المعرفي . وقد شهدنا عودة الاهتمام بأعمال بيرس في علم النفس المعرفي. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]} كما أجرى جون ديوي ، وهو طالب آخر لبيرس، تجارب على الإدراك البشري ، لا سيما في المدارس، كجزء من "المنطق التجريبي" و"الفلسفة العامة".

في منتصف القرن العشرين، ساد المذهب السلوكي في علم النفس، لا سيما في الولايات المتحدة . وقد أدى ذلك إلى إهمال بعض الظواهر العقلية في علم النفس التجريبي. أما في أوروبا ، فكان الوضع مختلفًا، إذ تأثر علم النفس الأوروبي بعلماء مثل السير فريدريك بارتليت ، وكينيث كريك ، وويليام هيك ، ودونالد برودبنت ، الذين ركزوا على مواضيع كالتفكير والذاكرة والانتباه . وقد أرست هذه الدراسات الأسس لتطور علم النفس المعرفي لاحقًا.

في النصف الثاني من القرن العشرين، تغير معنى مصطلح "علم النفس التجريبي" نتيجة لتوسع علم النفس كعلم مستقل ونمو تخصصاته الفرعية. يستخدم علماء النفس التجريبيون طيفًا واسعًا من الأساليب ولا يقتصرون على المنهج التجريبي البحت، ويعود ذلك جزئيًا إلى أن تطورات فلسفة العلوم قد أثرت على المكانة الحصرية للتجريب. في المقابل، تُستخدم الأساليب التجريبية الآن على نطاق واسع في مجالات مثل علم النفس النمائي والاجتماعي ، والتي لم تكن سابقًا جزءًا من علم النفس التجريبي. ولا يزال المصطلح مستخدمًا في عناوين عدد من الجمعيات العلمية المرموقة والمجلات العلمية ، فضلًا عن بعض المقررات الدراسية الجامعية في علم النفس.

لعلّ من أهمّ الافتراضات الأساسية للعلم أن البيانات الواقعية حول العالم يجب أن تستند في نهاية المطاف إلى ملاحظات العالم نفسه. ويتطلب هذا المفهوم التجريبي اختبار الفرضيات والنظريات في ضوء ملاحظات العالم الطبيعي، بدلاً من الاعتماد على الاستدلال المسبق أو الحدس أو الوحي. ^{[ 16 ]}

يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالمنهج التجريبي فكرة أن أي قانون أو نظرية علمية، لكي تكون مفيدة، يجب أن تكون قابلة للاختبار باستخدام أساليب البحث المتاحة. فإذا تعذر اختبار نظرية ما بأي طريقة ممكنة، يعتبرها كثير من العلماء عديمة الجدوى. وتعني قابلية الاختبار إمكانية دحض النظرية ، أي أن مجموعة من الملاحظات قد تثبت خطأها. ^{[ 17 ]} وقد تم التركيز على قابلية الاختبار في علم النفس لأن النظريات المؤثرة أو المعروفة، مثل نظريات فرويد، كانت صعبة الاختبار.

يتبنى علماء النفس التجريبيون، كمعظم العلماء، مفهوم الحتمية . وهو افتراض أن أي حالة لشيء أو حدث ما تتحدد بحالات سابقة. بعبارة أخرى، تُصاغ الظواهر السلوكية أو العقلية عادةً من منظور السبب والنتيجة. إذا كانت الظاهرة عامة بما يكفي ومؤكدة على نطاق واسع، يُمكن تسميتها "قانونًا"؛ وتُستخدم النظريات النفسية لتنظيم القوانين ودمجها.

من الأفكار التوجيهية الأخرى للعلم مبدأ الاقتصاد، أي السعي نحو البساطة. فعلى سبيل المثال، يتفق معظم العلماء على أنه إذا تعاملت نظريتان مع مجموعة من الملاحظات التجريبية بنفس الكفاءة، فينبغي لنا تفضيل النظرية الأبسط أو الأكثر اقتصادًا بينهما. وقد طرح الفيلسوف الإنجليزي ويليام الأوكامي ، في العصور الوسطى، حجة مبكرة بارزة لصالح مبدأ الاقتصاد، ولهذا السبب، يُشار إلى هذا المبدأ غالبًا باسم " مبدأ أوكام" . ^{[ 18 ]}

ساهم بعض علماء السلوك المعروفين، مثل إدوارد سي. تولمان وكلارك هول ، في نشر فكرة التعريف الإجرائي. ويعني التعريف الإجرائي تعريف المفهوم من خلال إجراءات ملموسة وقابلة للملاحظة. ويسعى علماء النفس التجريبيون إلى تعريف الظواهر غير القابلة للملاحظة حاليًا، مثل الأحداث العقلية، من خلال ربطها بالملاحظات عبر سلاسل من الاستدلال. ^{[ 19 ]}

يقيس معامل الموثوقية مدى اتساق الملاحظة أو قابليتها للتكرار. على سبيل المثال، إحدى طرق تقييم الموثوقية هي طريقة "إعادة الاختبار"، والتي تُجرى بقياس مجموعة من المشاركين في وقت ما، ثم اختبارهم مرة ثانية للتأكد من اتساق النتائج. ولأن الاختبار الأول قد يؤثر على نتائج الاختبار الثاني، تُستخدم طرق أخرى في كثير من الأحيان. فعلى سبيل المثال، في طريقة "التقسيم إلى نصفين"، تُقسّم مجموعة من المشاركين عشوائيًا إلى مجموعتين فرعيتين متماثلتين، ويُقاس معامل الموثوقية بمقارنة نتائج الاختبار من هاتين المجموعتين. ولا يشترط أن يُفضي المقياس الموثوق إلى استنتاج صحيح. ^{[ 20 ]}

يقيس مفهوم الصلاحية الدقة النسبية أو صحة الاستنتاجات المستخلصة من دراسة ما. ولتحديد صلاحية قياس ما كميًا، يجب مقارنته بمعيار محدد. ^{[ 16 ]} على سبيل المثال، لتحديد صلاحية اختبار القدرات الأكاديمية، يمكن إجراء هذا الاختبار على مجموعة من الطلاب، ثم ربط النتائج بمتوسطات درجاتهم. وكما يُشير هذا المثال، غالبًا ما يثار جدل حول اختيار المعايير المناسبة لقياس معين. إضافةً إلى ذلك، لا يمكن أن يكون الاستنتاج صالحًا إلا بقدر موثوقية الملاحظات التي يستند إليها.

تم تمييز عدة أنواع من الصلاحية، على النحو التالي:

في المقياس الاسمي، تُستخدم الأرقام ببساطة كعلامات تعريفية، ويمكن استخدام حرف أو اسم أيضًا. ومن الأمثلة على ذلك الأرقام الموجودة على قمصان لاعبي كرة القدم أو البيسبول. وتكون هذه العلامات أكثر فائدة إذا أمكن إعطاء العلامة نفسها لأكثر من شيء، مما يعني أن هذه الأشياء متساوية بطريقة ما، ويمكن تصنيفها معًا.

ينشأ المقياس الترتيبي من ترتيب الأشياء، بحيث يكون أ أكبر من ب، وب أكبر من ج، وهكذا. تُنتج العديد من التجارب النفسية أرقامًا من هذا النوع؛ فعلى سبيل المثال، قد يتمكن المشارك من ترتيب الروائح بحيث تكون أ أكثر استساغة من ب، وب أكثر استساغة من ج، لكن هذه الترتيبات (1، 2، 3، ...) لا تُبين مقدار اختلاف كل رائحة عن الأخرى. يمكن حساب بعض الإحصاءات من المقاييس الترتيبية - على سبيل المثال، الوسيط ، والنسبة المئوية، ومعامل الارتباط الترتيبي - لكن لا يمكن استخدام إحصاءات أخرى، مثل الانحراف المعياري ، بشكل صحيح.

يُبنى مقياس الفترات بتحديد تساوي الفروق بين الأشياء المقاسة. أي أن الأرقام تُشكّل مقياس فترات عندما تتوافق الفروق بينها مع الفروق بين الخصائص المقاسة. على سبيل المثال، يمكن القول إن الفرق بين 5 و10 درجات على مقياس فهرنهايت يساوي الفرق بين 25 و30، ولكن من غير المنطقي القول إن شيئًا ما بدرجة حرارة 20 فهرنهايت "أكثر سخونة بمرتين" من شيء آخر بدرجة حرارة 10 درجات. (تكون هذه النسب ذات معنى على مقياس درجة حرارة مطلق مثل مقياس كلفن. انظر القسم التالي). يُقال إن "الدرجات المعيارية" في اختبار التحصيل هي قياسات على مقياس فترات، ولكن يصعب إثبات ذلك. ^{[ 26 ]}

يُبنى مقياس النسب بتحديد تساوي النسب. على سبيل المثال، إذا كان الجسم (أ) على ميزان يوازن جسمين متطابقين (ب)، فيمكن القول إن (أ) أثقل من (ب) بمرتين، ويمكن إعطاء كل منهما أرقامًا مناسبة، مثل "وزن (أ) 2 غرام" و"وزن (ب) 1 غرام". ومن الأفكار الأساسية أن هذه النسب تظل ثابتة بغض النظر عن وحدات القياس المستخدمة؛ فمثلاً، تظل نسبة (أ) إلى (ب) ثابتة سواء استُخدمت الغرامات أو الأونصات. كما يمكن قياس الطول والمقاومة ودرجة الحرارة بالكلفن باستخدام مقاييس النسب. ويمكن أيضًا قياس بعض الخصائص النفسية، مثل شدة الصوت، باستخدام مقياس النسب. ^{[ 26 ]}

أبسط تصميم تجريبي هو التصميم أحادي الاتجاه، حيث يوجد متغير مستقل واحد فقط. يتضمن أبسط أنواع التصميم أحادي الاتجاه مجموعتين فقط، تتلقى كل منهما قيمة واحدة من المتغير المستقل. يتكون تصميم المجموعتين عادةً من مجموعة تجريبية (مجموعة تتلقى العلاج) ومجموعة ضابطة (مجموعة لا تتلقى العلاج). ^{[ 27 ]}

يمكن توسيع التصميم أحادي الاتجاه ليصبح تصميمًا أحادي الاتجاه متعدد المجموعات. في هذا التصميم، يأخذ المتغير المستقل الواحد ثلاثة مستويات أو أكثر. ^{[ 28 ]} يُعد هذا النوع من التصميم مفيدًا بشكل خاص لأنه يساعد في تحديد العلاقة الوظيفية بين المتغيرات المستقلة والتابعة.

تُعدّ التصاميم أحادية الاتجاه محدودة لأنها تسمح للباحثين بدراسة متغير مستقل واحد فقط في كل مرة، بينما تعتمد العديد من الظواهر محل الاهتمام على متغيرات متعددة. لهذا السبب، ساهم آر. إيه. فيشر في نشر استخدام التصاميم العاملية. تحتوي التصاميم العاملية على متغيرين مستقلين أو أكثر متداخلين تمامًا، أي أن كل مستوى من مستويات كل متغير مستقل يظهر بالتزامن مع كل مستوى من مستويات جميع المتغيرات المستقلة الأخرى. تحمل التصاميم العاملية تسميات تُحدد عدد المتغيرات المستقلة وعدد مستويات كل متغير مستقل في التصميم. على سبيل المثال، يحتوي التصميم العاملي 2×3 على متغيرين مستقلين (لوجود رقمين في الوصف)، حيث يمتلك المتغير الأول مستويين، بينما يمتلك المتغير الثاني ثلاثة مستويات.

تُعرف تأثيرات المتغيرات المستقلة في الدراسات العاملية، عند أخذها منفردة، بالتأثيرات الرئيسية. ويشير هذا إلى التأثير الكلي للمتغير المستقل، بعد حساب متوسط ​​جميع مستويات المتغيرات المستقلة الأخرى. التأثير الرئيسي هو التأثير الوحيد القابل للكشف في تصميم أحادي الاتجاه. ^{[ 29 ]} غالبًا ما تكون "التفاعلات" أكثر أهمية من التأثيرات الرئيسية، وتحدث عندما يعتمد تأثير أحد المتغيرات المستقلة على متغير تابع على مستوى متغير مستقل آخر. على سبيل المثال، قد تعتمد القدرة على التقاط الكرة (المتغير التابع) على تفاعل حدة البصر (المتغير المستقل الأول) وحجم الكرة المراد التقاطها (المتغير المستقل الثاني). قد يتمكن الشخص ذو البصر الجيد من التقاط كرة صغيرة بسهولة أكبر، بينما قد يكون أداء الشخص ذي البصر الضعيف أفضل مع كرة كبيرة، لذا يمكن القول إن المتغيرين يتفاعلان.

يُعدّ تصميم التجارب ضمن الأفراد وتصميم التجارب بين الأفراد نهجين أساسيين في تصميم البحوث . في تصميم التجارب ضمن الأفراد أو تصميم القياسات المتكررة، يشارك كل فرد في أكثر من حالة دراسية، أو ربما في جميعها. أما في تصميم التجارب بين الأفراد، فيشارك كل فرد في حالة دراسية واحدة فقط. ^{[ 30 ]} يتميز تصميم التجارب ضمن الأفراد بمزايا كبيرة مقارنةً بتصميم التجارب بين الأفراد، لا سيما في تصميمات العوامل المعقدة التي تتضمن حالات دراسية متعددة. على وجه الخصوص، يُزيل تصميم التجارب ضمن الأفراد عوامل التداخل الشخصية، أي أنه يتخلص من التأثيرات الناتجة عن الاختلافات بين الأفراد غير ذات الصلة بالظاهرة قيد الدراسة. مع ذلك، يعاني تصميم التجارب ضمن الأفراد من عيب خطير يتمثل في التأثيرات التسلسلية المحتملة. نظرًا لأن كل فرد يشارك في أكثر من حالة دراسية، فقد يؤثر مرور الوقت أو أداء مهمة سابقة على أداء مهمة لاحقة. على سبيل المثال، قد يتعلم أحد المشاركين شيئًا من المهمة الأولى يؤثر على المهمة الثانية. ^{[ 31 ]}

يشير الإدراك الحيواني إلى القدرات العقلية للحيوانات غير البشرية، وغالبًا ما تركز الأبحاث في هذا المجال على مسائل مشابهة لتلك التي تهم علماء النفس المعرفي الذين يستخدمون مشاركين بشريين. تتيح الدراسات المعرفية التي تُجرى على الحيوانات إمكانية التحكم في الظروف بشكل أدق واستخدام أساليب غير متاحة في الأبحاث التي تُجرى على البشر. إضافةً إلى ذلك، قد تظهر عمليات مثل التكييف في صورة أبسط لدى الحيوانات، وتُظهر بعض الحيوانات قدرات فريدة (مثل تحديد الموقع بالصدى لدى الخفافيش) تُوضح وظائف معرفية مهمة، وغالبًا ما يكون للدراسات الحيوانية آثار بالغة الأهمية على بقاء الأنواع وتطورها.