قانون القوة لستيفنز

قانون ستيفنز للقوة هو علاقة تجريبية في علم النفس الفيزيائي بين زيادة شدة أو قوة المؤثر الفيزيائي والزيادة المُدركة في الإحساس الناتج عن هذا المؤثر. ويُعتبر هذا القانون في كثير من الأحيان بديلاً لقانون ويبر-فيشنر ، الذي يقوم على علاقة لوغاريتمية بين المؤثر والإحساس، لأن قانون القوة يصف نطاقًا أوسع من المقارنات الحسية، وصولاً إلى شدة صفرية. ^{[ 1 ]}

سُميت النظرية نسبةً إلى عالم النفس الفيزيائي ستانلي سميث ستيفنز (1906-1973). ورغم أن فكرة قانون القوة قد طُرحت من قبل باحثين في القرن التاسع عشر، إلا أن الفضل يُنسب إلى ستيفنز في إحياء هذا القانون ونشر مجموعة من البيانات النفسية الفيزيائية لدعمه في عام 1957.

الشكل العام للقانون هو

${\displaystyle \psi (I)=kI^{a},}$

حيث I هي شدة أو قوة المحفز بالوحدات الفيزيائية (الطاقة، الوزن، الضغط، نسب الخليط، إلخ)، وψ( I ) هي مقدار الإحساس الذي يثيره المحفز، وa هو أس يعتمد على نوع التحفيز أو الطريقة الحسية، و k هو ثابت تناسب يعتمد على الوحدات المستخدمة.

يُفرَّق بين علم النفس الفيزيائي المحلي ، حيث لا يمكن تمييز المحفزات إلا باحتمالية تقارب 50%، وعلم النفس الفيزيائي الشامل، حيث يمكن تمييز المحفزات بدقة شبه تامة ( لوس وكرومهانزل، 1988). يُطبَّق قانون ويبر-فيشنر والأساليب التي وصفها إل إل ثورستون عمومًا في علم النفس الفيزيائي المحلي، بينما تُطبَّق أساليب ستيفنز عادةً في علم النفس الفيزيائي الشامل.

يسرد الجدول المرفق الأسس التي أوردها ستيفنز.

سلسلة متصلة	الأس (${\displaystyle a}$)	حالة التحفيز
بريق	0.67	ضغط الصوت لنغمة  بتردد 3000 هرتز
اهتزاز	0.95	سعة 60  هرتز على الإصبع
اهتزاز	0.6	سعة 250  هرتز على الإصبع
سطوع	0.33	هدف بزاوية 5 درجات في الظلام
سطوع	0.5	مصدر نقطي
سطوع	0.5	ومضة خاطفة
سطوع	1	ومض مصدر نقطي لفترة وجيزة
خفة	1.2	انعكاس الورق الرمادي
الطول المرئي	1	الخط المتوقع
منطقة الرؤية	0.7	المربع المتوقع
الاحمرار (التشبع)	1.7	مزيج أحمر رمادي
ذوق	1.3	السكروز
ذوق	1.4	ملح
ذوق	0.8	السكرين
يشم	0.6	الهيبتان
بارد	1	موصل معدني على الذراع
الدفء	1.6	موصل معدني على الذراع
الدفء	1.3	تشعيع الجلد، منطقة صغيرة
الدفء	0.7	تشعيع الجلد، مساحة كبيرة
عدم الراحة، البرد	1.7	التشعيع لكامل الجسم
عدم الراحة، دافئ	0.7	التشعيع لكامل الجسم
ألم حراري	1	حرارة مشعة على الجلد
خشونة الملمس	1.5	فرك قطع قماش الصنفرة
صلابة ملموسة	0.8	ضغط المطاط
مدى الأصابع	1.3	سُمك الكتل
الضغط على راحة اليد	1.1	القوة الساكنة على الجلد
قوة العضلات	1.7	انقباضات ثابتة
ثقل	1.45	رفع الأثقال
اللزوجة	0.42	تقليب سوائل السيليكون
صدمة كهربائية	3.5	التيار الكهربائي يمر عبر الأصابع
جهد صوتي	1.1	ضغط الصوت الصوتي
التسارع الزاوي	1.4	دوران لمدة 5 ثوانٍ
مدة	1.1	محفزات الضوضاء البيضاء

كانت الطريقتان الرئيسيتان اللتان استخدمهما ستيفنز لقياس شدة المحفز المُدرَكة هما تقدير المقدار وإنتاج المقدار . في تقدير المقدار باستخدام معيار، يُقدِّم الباحث محفزًا يُسمى المعيار ويُخصِّص له رقمًا يُسمى المعامل . بالنسبة للمحفزات اللاحقة، يُبلِّغ المشاركون رقميًا عن شدة المحفز المُدرَكة لديهم نسبةً إلى المعيار، وذلك للحفاظ على النسبة بين الأحاسيس والتقديرات العددية (على سبيل المثال، يجب إعطاء صوت يُدرَك أعلى بمرتين من صوت المعيار رقمًا يساوي ضعف المعامل). في تقدير المقدار بدون معيار (عادةً ما يُسمى ببساطة تقدير المقدار )، يكون للمشاركين حرية اختيار معيارهم الخاص، وتخصيص أي رقم للمحفز الأول وجميع المحفزات اللاحقة، مع اشتراط الحفاظ على النسبة بين الأحاسيس والأرقام. في إنتاج المقدار، يُعطى رقم ومحفز مرجعي، ويُنتج المشاركون محفزًا يُدرَك على أنه ذلك الرقم مضروبًا في الرقم المرجعي. كما يتم استخدام مطابقة الوسائط المتعددة ، والتي تتضمن بشكل عام قيام الأشخاص بتغيير مقدار كمية فيزيائية واحدة ، مثل سطوع الضوء، بحيث تكون شدتها المدركة مساوية للشدة المدركة لنوع آخر من الكميات، مثل الدفء أو الضغط.

كان ستيفنز يجمع بيانات تقدير الحجم من عدة مراقبين، ثم يحسب متوسط ​​البيانات عبر المشاركين، ثم يطابقها مع دالة أسية. ولأن المطابقة كانت معقولة بشكل عام، فقد استنتج أن قانون القوة صحيح.

يتمثل أحد الانتقادات الرئيسية في أن منهج ستيفنز لا يوفر اختبارًا مباشرًا لقانون القوة نفسه ولا للافتراضات الأساسية لطريقة تقدير/إنتاج الحجم؛ فهو ببساطة يطابق المنحنيات مع نقاط البيانات. إضافةً إلى ذلك، يمكن استنتاج قانون القوة رياضيًا من دالة ويبر-فيشنر اللوغاريتمية (ماكاي، 1963 ^{[ 2 ]} )، وتجعل هذه العلاقة التنبؤات متسقة مع البيانات ( ستادون ، 1978 ^{[ 3 ]} ). وكما هو الحال في جميع الدراسات القياسية النفسية، يتجاهل منهج ستيفنز الفروق الفردية في علاقة المثير بالإحساس، وهناك عمومًا فروق فردية كبيرة في هذه العلاقة قد يحجبها حساب متوسط ​​البيانات ( غريم ولوس ، 1974 ) .

كان ادعاء ستيفنز الرئيسي هو أنه باستخدام تقديرات/إنتاجات الحجم، يستطيع المستجيبون إصدار أحكام على مقياس نسبي (أي، إذا كانت x و y قيمتين على مقياس نسبي معين، فإنه يوجد ثابت k بحيث x = ky ). في سياق علم النفس الفيزيائي البديهي ، صاغ نارينز ( 1996 ) خاصية قابلة للاختبار تُجسد الافتراض الضمني الكامن وراء هذا الادعاء. تحديدًا، بالنسبة لنسبتين p و q ، وثلاثة محفزات x و y و z ، إذا تم تقييم y على أنه p مضروبًا في x ، وتم تقييم z على أنه q مضروبًا في y ، فإن t = pq مضروبًا في x يجب أن يساوي z . وهذا يعني افتراض أن المستجيبين يفسرون الأرقام بطريقة صحيحة. وقد رُفضت هذه الخاصية بشكل قاطع ( إيلرماير وفولهامر 2000 ، زيمر 2005 ). دون افتراض تفسير دقيق للأرقام، صاغ نارينز ( 1996 ) خاصية أخرى، إذا ما ثبتت صحتها، تعني أن بإمكان المستجيبين إصدار أحكام نسبية، وهي: إذا قُيِّمَت قيمة y بضرب p في x ، وقُيِّمَت قيمة z بضرب q في y ، وإذا قُيِّمَت قيمة y ' بضرب q في x ، وقُيِّمَت قيمة z ' بضرب p في y ' ، فإن z يجب أن تساوي z ' . وقد ثبتت صحة هذه الخاصية في العديد من الحالات ( إيلرماير وفولهامر 2000 ، زيمر 2005 ).

يشير منتقدو قانون القوة أيضًا إلى أن صحة هذا القانون تعتمد على قياس شدة المحفز المُدرَك المستخدم في التجارب ذات الصلة. وقد صاغ لوس (2002) ، بافتراض إمكانية فصل دالة التشوه العددي للمشاركين عن الدوال النفسية الفيزيائية، شرطًا سلوكيًا مكافئًا لكون الدالة النفسية الفيزيائية دالة قوة. وقد تأكد هذا الشرط لدى ما يزيد قليلًا عن نصف المشاركين، ووُجد أن صيغة القوة تُشكّل تقريبًا معقولًا للباقين ( ستاينغريمسون ولوس ، 2006 ) .

وقد أُثيرت تساؤلات، لا سيما في سياق نظرية كشف الإشارات ، حول ما إذا كان أي مُحفز مُعين يرتبط فعلاً بشدة إدراكية مُحددة ومطلقة ؛ أي شدة مستقلة عن العوامل والظروف السياقية. وتماشياً مع ذلك،  لاحظ لوس (1990، ص 73) أنه "بإدخال سياقات مثل الضوضاء الخلفية في أحكام شدة الصوت، ينحرف شكل دوال تقدير الحجم انحرافاً حاداً عن دالة القوة". في الواقع، يمكن تغيير جميع الأحكام الحسية تقريباً بتأثير السياق الذي يُدرك فيه المُحفز.

• تصور
• سون

• إليرماير، دبليو؛ فولهمر، جي (2000)، "التقييم التجريبي للمسلمات الأساسية لنهج ستيفنز في قياس النسبة: 1. إنتاج شدة الصوت"، الإدراك وعلم النفس الفيزيائي ، 62 (8): 1505-1511 ، doi : 10.3758/BF03212151 ، PMID 11140174 
• غريم، د.م.؛ لوس، ر.د. (1974)، "تباين تقديرات الحجم: تحليل نظرية التوقيت"، الإدراك وعلم النفس الفيزيائي ، 15 (2): 291-300 ، doi : 10.3758/BF03213947
• لوس، آر دي (1990)، "القوانين النفسية الفيزيائية: المطابقة بين الحواس"، مجلة علم النفس ، 97 (1): 66-77 ، doi : 10.1037/0033-295X.97.1.66
• لوس، آر دي (2002)، "نظرية نفسية فيزيائية لنسب الشدة، والعروض المشتركة، والمباريات"، مجلة المراجعة النفسية ، 109 (3): 520-532 ، CiteSeerX 10.1.1.320.6454 ، doi : 10.1037/0033-295X.109.3.520 ، PMID 12088243  
• نارينز، ل. (1996)، "نظرية تقدير حجم النسبة"، مجلة علم النفس الرياضي ، 40 (2): 109-129 ، doi : 10.1006/jmps.1996.0011
• لوس، آر دي وكرومهانزل، سي. (1988) القياس، والتصنيف، وعلم النفس الفيزيائي. في آر سي أتكينسون، آر جيه هيرنشتاين، جي ليندزي، وآر دي لوس (محررون) دليل ستيفنز لعلم النفس التجريبي . نيويورك: وايلي. ص  1-74.
• سميلسر، ن. ج. ، وبالتس، ب. ب. (2001). الموسوعة الدولية للعلوم الاجتماعية والسلوكية . الصفحات 15105-15106 . أمستردام؛ نيويورك: إلسيفير. ISBN 0-08-043076-7.
• ستينغريمسون، ر.؛ لوس، ر.د. (2006)، "التقييم التجريبي لنموذج الأحكام السيكوفيزيائية الشاملة: الجزء الثالث. شكل للدالة السيكوفيزيائية وترشيح الشدة"، مجلة علم النفس الرياضي ، 50 (1): 15-29 ، doi : 10.1016/j.jmp.2005.11.005
• ستيفنز، إس إس (1957). "حول القانون النفسي الفيزيائي". مجلة علم النفس . 64 (3): 153-181 . doi : 10.1037/h0046162 . PMID 13441853 . 
• ستيفنز، إس إس (1975)، جيرالدين ستيفنز، محررة. علم النفس الفيزيائي: مقدمة لآفاقه الإدراكية والعصبية والاجتماعية ، دار ترانزكشن للنشر، رقم ISBN 978-0-88738-643-5.
• زيمر، ك. (2005). "دراسة صحة النسب العددية في تجزئة شدة الصوت" . الإدراك وعلم النفس الفيزيائي . 67 (4): 569-579 . doi : 10.3758/bf03193515 . PMID 16134452 .