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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。
《心理学的故事》
墨顿·亨特著
第五章 捷足先登：冯特
恰逢盛世
根据大部分权威的说法，心理学诞生于 1879年12月的某一天。这以前的一切，从泰勒斯到费希纳，全都是其祖先的进化史。
心理学的诞生是件默不出声的琐事，未曾有一丝张扬。这天，在莱比锡大学一栋叫做孔维特（寄宿性的招待所）的破旧建筑物三楼的一间小屋子里，一位中年教授和两位年轻人正张罗着一些器具准备实验。他们在一张桌子上装了一台微时测定器（一种铜制的，像一座钟一样的机械装置，上面吊着一个重物，还有两块圆盘）、“发声器”（一个金属架子，上面升起一只长臂，有只球会从这里落下来，掉在一个平台上）和报务员的发报键、电池及一台变阻器。然后，他们把这五件东西用线连接起来，这套电路比今天开始电气培训的初学者用的那套不会复杂到哪里去。
这三位是威尔汉姆·冯特教授，一位 47岁的男人，脸长长的，一身简朴的装束，满脸浓密的胡须；他的两位年轻学生，马克斯·弗里德里奇，德国人，及G·斯坦利·黑尔，美国人。这套摆设是为弗里德里奇做的，他要用这套东西收集博士论文所需的数据。他的博士论文题目是“知觉的长度”——即受试者感知到他已经听到球落在�