第四章 物理主義者
當18世紀和19世紀的哲學家們坐在書房裡推想各種精神現象時，一些醫生和物理學家卻選擇了一條截然不同的道路走向心理學的知識殿堂。一些雄心勃勃的科學家，如哈維、牛頓和普裡斯特利等，不但親自動手，而且還借助儀器收集信息，特別是有關神經和精神過程的物理起因的信息。這些物理主義心理學的開路先鋒，如今已成為神經生理學的開山鼻祖，他們的世界觀導致了今天對構成精神現象的基本元件神經元的分子學轉換研究。
第一節 魔術師——診療者：梅斯梅爾
1778年，在凡多姆的一個大廳裡，燈光昏暗，明鏡高懸，滿屋子瀰漫著巴洛克的怪誕氣息。十來位衣飾嶄新、舉止優雅的女士和先生圍坐在一個橡木大桶的旁邊，每人手握一根從木桶裡伸出來的鐵棒，木桶裡裝滿磁鐵屑和一些化學品，隔壁房間傳來玻璃敲打在樂器上的陣陣嗚嗚聲。不一會兒，樂聲消失，房門大開，走出一位令人敬畏的人物。他步履沉重而莊嚴，一身紫袍隨風輕飄，手握一根像手杖一樣的鐵棒。
他就是創造奇跡的梅斯梅爾醫生。
梅斯梅爾一臉嚴肅，陰森可怖。他生就一張下頜寬大的臉龐，嘴巴大而長，眉毛高挑。他的出現使病人們呆若木雞，渾身震顫。
梅斯梅爾醫生的兩眼緊緊盯住其中一位男士，然後一聲令下：「入睡！」這位男士的眼睛立刻閉上，頭顱無力地垂在胸前，其他的病人則直喘粗氣。然後，梅斯梅爾醫生盯住一位婦女，用鐵棒緩緩指向她。她渾身發抖，大叫起來，因為一股麻刺感正湧遍她的全身。隨著梅斯梅爾沿圓圈繼續前行，病人們的反應也越來越激烈。最後，他們中的一些人開始尖叫，雙臂撲騰，然後暈厥。助手們把他們帶到急症室加以處理，使其平靜，直到完全恢復。
經過這番折騰，許多病人所患的各種疾病，從憂鬱到癱瘓等，無不感覺良好，甚至當場痊癒。儘管梅斯梅爾收費不菲，可求醫者依然絡繹不絕，門前車馬喧鬧。
在今天看來，梅斯梅爾的行醫好像是在胡鬧，至少說是些騙人的把戲。他自己最後也未得善報。然而，大部分學者認為，梅斯梅爾當時的確相信自己的所作所為是有道理的，他是在用這個道理來為病人治病。
梅斯梅爾出生於康斯坦茨一個貧窮家庭，父親是護林員，母親是鎖匠的女兒。他通過巴伐利亞和奧地利的教育系統闖出了一條出路。他原指望當牧師，後來又想當律師，最終選擇的卻是醫生。
32歲時，他在維也納拿到醫學學位，因為當時他的導師並沒有發現他的學位論文，即《論行星的影響》，大部分抄襲自牛頓一位同事的作品。儘管論文的題目與行星有關，可論文的內容卻與星相學完全不同。論文提出，牛頓的萬有引力與人體身心之間存在某種聯繫。在論文中屬於梅斯梅爾本人的那一小部分裡，他把這種理論按照牛頓隨口說過的一句話而推進一步，提出人體內部存在一種不可見的體液，這種體液能夠根據行星的引力而產生對應行為。不管是健康還是疾病，梅斯梅爾認為，都取決於身體的「動物引力」與行星引力是否處於和諧狀態。
得到學位兩年之後，梅斯梅爾娶了一位年齡遠比他大的富有維也納寡婦，從而獲得進入維也納上流社會的入場券。因為不再需要全天行醫，他便把大部分注意力集中在文化和科學的發展上。當本傑明·富蘭克林發明玻璃敲打樂器時，作為一位相當有天賦的業餘樂師，梅斯梅爾當即購買了一台，而且很快成為行家裡手，演奏如飛。他和妻子都是熱切的音樂愛好者，經常看望莫扎特及其家人，而12歲的莫扎特的第一部歌劇《巴斯蒂安夫婦》，就是在梅斯梅爾家的花園裡上演第一場的。
梅斯梅爾一邊欣賞這些賞心悅目之事，一邊在醫學和心理學上開闢道路。1773年，一位27歲的少婦拜訪他，說她患上一種怪病，其他醫生無法醫治。梅斯梅爾當然也無法醫治，不過，他突然想起此前與一位耶穌會士的談話。這位牧師對他說，磁石有可能影響人體的功能。於是，梅斯梅爾買來一套磁石，在這位婦人第二次造訪時，他小心翼翼地擺弄磁石，一塊接一塊地將其貼在她身體的不同部位上。
奇跡發生了，她開始發抖，不一會兒竟然渾身痙攣——梅斯梅爾認為這就是「危象」——等她醒過來時，她感到症狀輕了許多。經過一系列的進一步治療，她的病症完全消失了。（今天，這種病症可被診斷為歇斯底里神經官能症，康復的原因則是受到暗示。）
梅斯梅爾終於看到磁力與他自己的動物引力之間的聯繫了。他認為，人體裡面充滿這種磁力，而不是引力體液。他還認為，最終形成的力場可能會錯位，從而導致疾病發生。如果治療得當，即可對錯位的磁力進行重新對位，從而使健康得到恢復。於是，他以前稱作「動物引力」的東西，現在改稱「動物磁力」。病人的危象，他解釋，是人體磁液流動突破障礙所致，接下來的恢復則是「和諧」。
梅斯梅爾開始治療其他病人了。他告訴他們，要做好思想準備以面對一些反應，包括這種危象本身。果然，他們都不由自主地做出了反應，與所預期的一樣。很快，維也納報紙登滿了梅斯梅爾醫生的醫療奇跡。
梅斯梅爾為了廣播聲名，在許多城市舉辦了聽眾甚多的演講和表演。然而，在維也納，他公開炫耀其療法的張揚舉止激怒了城裡的一些名醫，而這些醫生的名聲在1777年又因為梅斯梅爾宣稱治好一位名叫瑪麗婭·特裡莎·馮帕拉迪斯的病人而蒙垢。
瑪麗婭是位盲人鋼琴家，莫扎特為她創作過《K.456降B調鋼琴協奏曲》。她3歲那年即失明，18歲那年找到梅斯梅爾求醫。他宣稱，在他的治療下，她重新獲得了部分視力，但只有他在場時才有視力，其他證人則不行。也許，她的失明是心理影響所致，而他也的確能夠對她產生影響。然而，在1778年，她的父母決定終止治療，維也納醫生們也宣稱梅斯梅爾為江湖騙子。梅斯梅爾在巨大壓力下，只好拋開一切，包括已上年歲的妻子，逃至巴黎。
在巴黎這座起伏不定、時尚如潮的都市裡，梅斯梅爾憑借自我提拔的天才很快再次獲取巨大聲譽，但不久就又身敗名裂。開始時，他為單個病人看病，後來，隨著業務的增大，他發現集體處理病人更容易賺錢。他使用的方法就是自己發明的木桶法，即橡木桶，裡面有用鐵棒配好的磁液。由於他還可以通過碰觸、手勢，或長時間盯住病人眼睛的辦法影響病人，他開始想到，磁鐵和鐵屑都不是最基本的東西。最基本的是他自己的身體，它一定是一塊不同尋常的大磁鐵，具有直接傳遞看不見的磁液的能量。
這種方法很快被稱作「梅斯梅爾療法」，成為最後的療救希望。人們蜂擁而至，來到梅斯梅爾的診所裡。助手們在他的指導下研究學習，其弟子們在不到10年的時間裡寫出至少200多篇小冊子和著作，專門介紹這種療法。然而，巴黎大學的醫學教授和其他正規醫療機構大都認為他是江湖騙子，公開發表看法。不過，如果梅斯梅爾認定自己是個騙子，他就不會像當時那樣奮力反駁。1784年，他還通過與官場的關係，誘導國王指定一個特別委員會，由傑出的醫生和學者組成，包括化學家拉瓦錫和美國大使本傑明·富蘭克林，專門調查他的療法是否屬實。
委員會進行了仔細研究，包括一項在當代心理學中很常見的實驗。他們告訴一些受試者，他們將通過一扇關閉的門進行磁療，但實際上並不給他們上磁。這些受哄騙的受試者果真像真正受到磁療一樣，準確地報告說自己感到了磁療。
對這些證據進行分析之後，委員會正確地報告說，梅斯梅爾的磁液根本不存在，但他們也錯誤地報告說，磁力治療的效果只是想像而已。自此以後，梅斯梅爾療法的名聲江河日下，這場醫療運動也分裂出了彼此爭辯不休的幾個宗派。梅斯梅爾的結局也只能是離開名望盡失的傷心地，將其生命的最後30年花費在瑞士的土地上，過著隱士生活。
在半個多世紀裡，人們一直將梅斯梅爾療法視作一種准魔術而給予誤解。一些純粹的江湖騙子，還有雜耍藝人、冒險的外行，以及法國、英國和美國的非正規醫生，都嘗試過這一把戲。大部分梅斯梅爾療法的實踐者慢慢拋棄了磁石的使用，通過儀式和召喚、眼部接觸和其他一些步驟實現磁液的傳遞。事實上，這些方法的確也能引起神情恍惚的現象和危象，起到減輕某些症狀的作用。
在19世紀40年代的英國，梅斯梅爾療法一度受到重視，因為一位叫約翰·艾略遜的醫生用它治療過神經病，外科醫生W.S.瓦德也通過梅斯梅爾療法使病人進入催眠狀態，並在此狀態下鋸掉了病人的大腿。
在中世紀的法國，有位名叫聖奧古斯特·裡埃波特的鄉村醫生拋棄了催眠法中所有近乎魔術和神秘儀式的裝飾。他讓病人看著自己的眼睛，他一邊不斷地暗示說，病人馬上就要睡著了。當病人進入恍惚狀態時，這位醫生告訴他，他的症狀將會消失。在許多情況下，這些症狀果真消失了。到19世紀60年代，裡埃波特的聲名遠傳，傳播於他的家鄉法蘭西之外。他寫過一本書，專門講解他的催眠法及其結果。催眠法當時受人懷疑，甚至是爭辯的議題，然而從他之後，開始成為醫術的一個部分。
這種催眠法的最著名實踐者，是19世紀末期的讓·馬丁·夏爾科（Jean Martin Charcot）。他是巴黎一家醫院的院長，有「治療神經病的拿破侖」之稱。他認為，催眠現象與歇斯底里狀態具有許多共同之處，且也只有歇斯底里患者才可能受到催眠。他在學生面前給許多歇斯底里病人催眠，以演示歇斯底里的症狀。
夏爾科還錯誤地認為，恍惚狀態只有在病人經過兩個先期階段，即慵倦和強制性昏厥以後，才可能進入。每一個階段都具有特定的症狀，並涉及主要神經系統的功能變化。他的觀點受到其他學者的批駁，因為他們證明，恍惚狀態可以直接誘發，而且非歇斯底里病人也可進入催眠狀態。
1882年，法國科學院正式接受催眠法，認為它是一種與磁力無關的神經生理學現象。夏爾科的幾位學生，其中最著名的是弗洛伊德，繼續尋找對催眠現象的心理學而不是神經生理學解釋，也都以自己的方式利用過催眠法。
梅斯梅爾醫生假如知道這一切的話，可能會因自己的理論受到如此排斥而大光其火，也可能幸甚志哉，因為他的治療方案經證明仍然是有效的。
第二節 顱相者：加爾
其他物理主義者採取了完全不同的措施——撫摸並測量頭顱，因為他們相信，頭骨分佈的細節與一個人的性格特徵及精神能量直接相關。
相面術對心理學沒有產生多少影響，卻為一種相關的理論——顱相學，鋪平了道路，而顱相學對心理學則產生過重大影響。顱相學認為，頭骨的輪廓取決於大腦特定區域的發育，因此可以指示人的性格及精神力量。
這種理論的主要倡導者是弗蘭茨·約瑟夫·加爾（1758—1828）。
加爾出生於德國，在維也納接受過培訓，並於1785年在該市取得醫學學位，是位醫生和神經生理學家。加爾鼠頭鼠腦，五官低窪，很難取悅於人——但他的許多著名患者顯然並不在乎他的相貌。加爾是習慣的叛逆者，不相信權威，熱衷於激烈爭辯，沉醉於亂搞女人，且非常貪婪，甚至在進行科學演示時還收入場費，而這在當時有悖於常規。
儘管如此，他仍然是一流的大腦解剖學家。通過解剖，他第一次向人們展示：大腦的兩個半球是由一些乳白色的物質所組成的莖（接管）連接起來的；脊椎的纖維在與下腦連接時是交叉進行的（結果將使身體一側的感覺到達另一側的腦部）；一個物種所具有的皮層——大腦表層的灰色物質——越多，其智力水平也就越高。
加爾所做的一切是對神經科學的巨大貢獻，到今天仍是如此。但這些發現卻使教會的權威人士和弗朗西斯一世大為不快，因為他們將更高的智力過程歸結為更加發達的大腦，而沒有歸結為非物質的靈魂或意識。1802年，皇帝禁止加爾進行進一步的講演，理由是這些講演將導致物質主義、不道德和無神論。他數度請求皇帝取消禁令，始終沒有得到響應。因此，他於1807年放棄維也納，來到巴黎。在這裡，他的思想顯然也沒有得到拿破侖的支持，更沒有受到法國學院派的回應，但他仍然固持己見，終生不渝。
加爾對大腦結構及其與智力的關係等知識所做出的貢獻，本應使其在心理學史上佔據令人尊敬的席位，但他的顱相學理論所取得的聲譽遠遠超過了他對心理學的貢獻，因而後世通常在評判他時，總是將他與這個理論相提並論。
當加爾第一次意識到人類智力超過動物智力的原因是人類的大腦皮層發育得更完全時，他突然想到，人類在智力和性格方面的可測性差異，也極有可能是人與人之間大腦皮層發育的不同所致。如果是這樣，就可以解釋侵擾他多年的困惑。不管是小學生還是大學生，有一個問題總是讓他感到苦惱。他發現，一些同學雖然沒有他聰明，但卻得到更好的成績，因為他們更善於記憶——而且，令人感到神秘的是，他們都長著很大的頭顱，眼睛鼓出。加爾猜想，這一定意味著，眼睛後面的皮層區可能就是大腦的記憶區，記憶力旺盛者，一定是該區域的發育非常特別，甚至逼使眼睛外突。
果真如此的話，是否就意味著更高級的才能取決於大腦皮層的某個特定區域或器官呢？比如，為什麼不可以存在某個專門生成「好戰」或「仁慈」等的器官呢？加爾記起蘇格蘭聯想主義者托馬斯·雷德所提出的幾十個大腦功能區，也許每一種功能都位於某個特定的皮層區，大凡具有某種超常功能者，極有可能是其大腦在這一區域發育特別。
他無法打開人的頭顱以檢測這一理論正確與否，能夠做到這一點的人造X射線在當時還沒有問世。但加爾還是慢慢推出一個簡便的假想。正如善記憶者眼球外突一樣，任何發育特別者，其相應區域的顱骨肯定也會外突。而且，說來奇怪，在他開始尋找證據時，他發現證據到處都是。下面一段文字可告訴我們他是如何發現「貪取型器官」的：
以前，我在家裡使用很多役童和僕從，他們經常彼此責難，說對方偷竊某某東西。其中一些人特別厭惡偷竊，寧可餓死也不接受他人偷來的麵包或水果，而那些偷竊者卻嘲笑這種行為，認為他們很傻。檢查其頭顱時，我驚訝地發現，大部分積習已久的小偷顱骨突起，從狡猾區幾乎一直延伸至眼瞼根部（也即耳朵上方和前面），而這個區域平坦者往往討厭偷竊。
加爾及其同事檢查了幾百位病人、朋友、犯人、精神病院的患者和其他人的頭顱，並畫出一張標有27個功能區域的顱骨圖（後經施普茨海姆擴大為37個區域），每個區域代表一個支撐該功能的器官或皮層，凡顱骨特徵突出者，其相應部位的功能就高於常人。經加爾認定的區域主要有好色區（腦勺下方）、仁慈區（前額上方正中間）、好鬥區（耳後）、威嚴區（頭頂前部）、愉快區（前額中間靠兩邊處）等。
加爾在1810 —1819年間，出版了一系列卷帙浩繁的著作，用以描述他的發現。通過加爾的著作和自我推銷，顱相學紅火起來，且在幾乎一個世紀的時間內長盛不衰。有一陣子，僅在英國一地即成立了29個顱相學協會，出版數本顱相學會刊。在紐約，顱相學「診所」在百老匯一帶如雨後春筍般冒出，顱相學大師在美國各地巡迴摸診。在顱相學的巔峰時代，它甚至成為尋常百姓的日常談資，眾多人在顱相中尋找人生兩難境地的答案。更令人吃驚的是，許多傑出人士和嚴肅學者也相信它，他們包括黑格爾、馬克思、巴爾扎克、勃朗特姐妹、喬治·艾略特、瓦爾特·惠特曼等。
然而，顱相學從一開始就遭到科學界的堅決反擊。加爾雖然收集並提供了大量證據，但它們幾乎無一例外的全部是符合其理論的證據。他應該隨機抽取樣品，並顯示這些包塊與所談及的特徵之過度發育之間存在某種聯繫，而與正常或其特徵不那麼過度發育者頭上的包塊並不存在這種互動關係。另一原因是，當顱骨突出者沒有所預測的特徵（如好鬥）時，加爾就用其他使該問題出現偏差的大腦部件的「平衡」這一術語進行辯解。加爾界定了如此之多的功能，當然可以「證明」其所選擇的任何一種功能。大部分科學家認為，他的這些證明毫無價值。
對顱相學的確切否定來自實驗室。彼埃爾·弗樓倫（1794—1867）是一位非常聰明的法國生理學家。他對加爾粗製濫造的方法極為驚駭，決定以實驗證明是否某種特別的生理功能就位於某個特定的大腦區域之內。他是位技術高明的外科大夫，給鳥、兔和狗的頭顱做過許多手術，甚至切掉一些區域，使它們恢復健康，觀察它們的行為是否因為缺少這些區域而受影響。
當然，他不能夠測驗如記憶等的人類功能，但他可以測試加爾本人所界定的與人腦特定部位相關聯的其他功能，如好色器官。照加爾的說法，該功能位於小腦（大腦最原始部分，即頭顱靠後的基座部）。弗樓倫在一系列的手術中切除狗腦裡越來越多的小腦之後，狗卻慢慢地失去其有順序的移動能力。其結果是，它本想向右轉時，卻轉向左邊，向前走時，卻開始後退。此實驗證明，小腦的功能是有目的地移動，與好色無關。
同理，弗樓倫發現，不斷地切除動物的皮質會減少它們對感覺刺激的反應和啟動行動的能力。小小的損傷並不造成嚴重後果，只是降低其對視覺刺激的總體反應能力和總體活動水平。而根據顱相學的理論，卻是應該產生惡果的。大腦皮層切除得越多，動物則越顯得呆滯，直至所有的反應能力和自我啟動能力全部喪失。一隻完全去除皮層的小鳥不再飛翔，除非把它拋入空中。弗樓倫的結論是，感覺、判斷、意願和記憶，全部分佈在大腦的皮層裡。儘管他在大腦裡面發現大量的功能——皮質和小腦的確各有不同用途——但每一部分的具體功能並非均勻地分佈於所在區域。
就這樣，加爾的偽科學理論導致了對大腦功能分區的實驗研究。另外，他的理論儘管在所有的細節上是錯誤的，但還是躲過了弗樓倫的攻擊，因為後來的神經生理學家仍然按照弗樓倫的方法繼續實驗。他們辨別出大腦的一些特別區域，認為這些區域對視覺感知、聽覺感知和運動控制具有控制作用。弗樓倫認為記憶和思維分佈在整個皮層是正確的，可一些較低的精神過程，甚至一些高級的精神過程，也的確分佈在不同的區域之內。
較高級的功能在大腦的某些局部得到執行，最典型的例子是語言。1861年，巴黎比塞精神病院一位51歲的病人勒波涅被轉到外科室，因為他的右腿出現壞疽。外科醫生是一位名叫布洛克的年輕人，他詢問病情，可這位病人只是喃喃地發出一個毫無意義的聲音「坦」，他只能通過手勢和「坦、坦」進行交流。布洛克終於弄清楚了，「坦」是他在醫院的名字。他於21年前來到這家精神病院時，已經失去語言能力，但他的智力仍是正常的，只是幾年之後，他的右腿和右臂開始癱瘓。
坦進入手術室後的第6天離開人世。布洛克屍檢時發現，他的大腦左側中間偏前的地方，一塊雞蛋大小的區域嚴重受損，受損部位的中心幾乎沒有任何組織，而在它的邊緣，一些剩餘組織也已萎縮。根據勒波涅的病歷，布洛克下結論說，損傷最早發生在這個中心區域，當時它已完全破壞了勒波涅的語言能力，後來，隨著創傷的擴散，開始導致他的癱瘓。顯然，大腦左半球這一較小的前端環狀區，應該是語言的基座。自此以後，這個區域就叫作布洛克區。
10餘年後，一位名叫卡爾·維尼克的德國醫生以類似的方式發現，有些病人講話流暢，但總愛使用一些很怪的字眼，且不理解人們對他所說的話。這些人的損傷發生在布洛克區後面幾英吋遠的左半球內。真相很快大白，布洛克區主管的是語法（語言的結構），而第二區，也即現稱為維尼克區的區域，則主管語義（詞語的意義）。這兩個區域在正常的語言交流中都是必需的，布洛克區的損傷將使說話能力受損，但不影響理解，維尼克區的損傷則使病人能夠說話，但說出的話往往毫無意義，而且不能正確地理解語言。
此後，兩位德國生理學家，居士塔夫·弗裡奇和埃杜阿·希基格，辨認出大腦皮層的一個特別區域即運動控制點，位於左中腦伸向右中腦上面的一個長條形組織。其他調查者也分別查出負責視覺、觸覺和聽覺的區域。到19世紀末，弗樓倫認為不存在功能分區化的看法被證明是錯誤的，加爾的觀點則相對正確，只是在細節上錯誤。但到20世紀之後，進一步的研究顯示，兩種理論都是正確的。許多功能位於人腦某些特定的區域，學習、智力、記憶、推理、決策和其他一些高級精神活動，則發生於大腦前葉。
心理學之所以慢慢變成如今這個樣子，部分是因為加爾。他所發現的大腦結構經受住了時間的考驗，他的顱相學的荒唐理論導致了人類對大腦功能分區化的實驗研究，他對皮層作為智力基礎的強調，也使心理學邁出了更大一步，其功勞遠超過形而上學，也比以前任何時候更接近於實驗科學。
第三節 機械論者
給大腦分區只是用生理學的方法解釋心理學的一個小部分。
隨著物理學和化學在17世紀的出現，一些大膽的原型心理學家開始對精神過程進行機械解釋。然而，他們缺乏觀察數據，只能推想在空洞的神經裡流動某種「動物的精神」（笛卡兒的說法），或某種原子（霍布斯的說法），或神經與某種「震子」（哈特利的說法）一起震動，等等。
在18世紀和19世紀早期，生理學家得以利用實際觀察到的物理和化學現象來解釋一些低層次的心理學過程，這些發現有：
——1730年左右，英國植物學家和化學家斯蒂芬·黑爾斯（Stephen Hales）砍掉一隻青蛙的頭，然後擠捏青蛙，發現青蛙的腿仍能動彈。但在他砍斷青蛙的脊椎後，青蛙的腿不再動彈了。黑爾斯因此確立了反射與有意識行動之間的差別，並把反射的中心確定於脊椎，而不是大腦。
——1791年，意大利生理學家魯伊格·伽伐尼（Luigi Galvani）用一隻銅鉤鉤住青蛙的腿，使一部分脊椎仍然與之相連，當他用雷登蓄電池向脊髓放電時，青蛙的腿踢騰幾下。伽伐尼做出結論說，在肌肉和大腦裡面生成的「動物電流」是通過神經傳導的，負責運動。
——19世紀早期，生理學家們提出，神經系統似一張連續不斷的網絡。然而，在這個世紀的早些年裡，當植物組織由細胞構成的觀點得到確立之後，德國生理學家西奧多·施萬（Theodor Schwann）把這一觀點推進了一步，認為動物組織也是由細胞構成的。他區分出一種神經細胞，很快，其他一些人也演示出，大腦細胞由細胞核和長長的分支組成，它們伸出並與其他大腦細胞的分支相連接。
——1811年到1822年間，英國解剖學家查爾斯·貝爾（Charles Bell）和法國生理學家弗蘭索瓦·馬讓迪（Francois Magemdie）各自切斷不同的動物神經，以觀察哪些功能會受影響。兩人的實驗顯示出，神經系統分感覺神經和運動神經兩種：在感覺神經中，電流在裡面起傳導作用，電流由外向內流動，流動方向是脊椎和大腦；在運動神經中，電流由內向外流動，自大腦和脊椎流向肌肉和器官。
所有這些發現，加上我們已經掌握的有關光和色彩的物理學原理， 19世紀在感覺器官和感知生理學研究方面大有進步。在對思維如何感知周圍世界這一問題上，新產生的心理學與貝克萊的神學幻想和休謨的懷疑主義完全不同。
第四節 特別的神經能量：穆勒
穆勒出生於科爾布倫茨的一個中產家庭，天賦極高，精力充沛，雄心勃勃。他生就一副拜倫式的面孔——一頭卷髮，嘴唇性感，一雙眼睛極具穿透力。21歲時，他在柏林拿到醫學學位，之後轉攻生理學和解剖學，有許多驚人發現，波恩大學在其年僅24歲時即授予他准教授的頭銜，29歲時又授予他全日制教授職位。
穆勒20出頭即狂熱地迷戀於活體解剖和動物實驗。到25歲時，他已完成兩大本視覺生理學方面的著作，但與此同時，自身也開始受到躁鬱症的折磨。26歲時，剛成為教授的他終於娶了戀愛已久的未婚妻，但躁鬱症更加嚴重，使其有5個月既不能工作，也無法研究。39歲時，當後來者在生理學研究中超越他時，他又一次受到躁鬱症打擊。該病症對他的第三次打擊是在其47歲時，起因於他與1848年的大革命政見不合。1858年，也即他57歲時，該病症第四次襲來，終於使他以自殺告終。
穆勒在生理心理學方面的所有成就幾乎都是在他的早年取得的。32歲時，他轉入柏林大學，此時，他已無意再做那些被自己稱作「切割快樂」的動物實驗，轉而研究動物學和比較解剖學。他不再相信實驗可以解決生命的終極問題，他的里程碑式著作——《生理學手冊》充滿了他自己和他人的實驗發現，但其中也包含許多他東拉西扯的關於靈魂的哲學討論。
在穆勒有關神經系統的大量發現中，許多都有利於生理心理學的確立，其中有一項還產生了巨大影響。早期的生理心理學家認為，感覺神經將感覺傳遞至大腦，任何感覺神經都可以傳導任何種類的感覺數據至大腦，正如一根管子可以傳送各種輸入其中的東西一樣。穆勒則認為，每種感覺系統的神經只傳遞一種數據，光學神經只傳遞光線感覺，聽覺神經只傳遞聲音感覺，其他的感覺神經也只傳遞各自的感覺。
穆勒是在對動物進行一系列的解剖研究後做出上述結論的。他甚至還在自己身上做一些雖小但卻起決定作用的實驗。例如，當按壓緊閉的雙眼時，壓力不會引起聲音、味覺或口感，只會閃出光線。
我們可能要問，感覺神經的這種專業性是因為每套神經擁有獨特的品性呢，還是大腦的某個區域控制著這些神經？這一點穆勒也沒能弄明白。
古人認為，任何感知到的東西的最小複製品都會通過空氣和神經傳遞到大腦裡面，穆勒則指出，傳遞到大腦裡面的都是神經脈衝。我們的感覺不是周圍事物的複製品，而是與它們類似或同形的東西。
還有個問題一直在折磨哲學家和生理學家們——我們如何知道大腦對傳遞來的刺激的反應就一定是和現實對應的呢？這個問題被穆勒輕鬆解決。他認為，虹膜上的圖像是對外部世界的忠實反映，也是視覺神經傳遞到大腦中的刺激。所以，我們的神經狀態是以合適的方式對應於現實的。
第五節 最微可感知區別：韋伯
19世紀30年代，在萊比錫大學，一位長著鬍鬚的年輕生理學教授正在進行一項與穆勒完全不同的研究。他的名字叫恩內斯特·海因裡奇·韋伯（Ernst Heinrich Weber，1795—1878）。他不用手術刀，也不切開青蛙大腿，更不鋸開兔子頭顱，反過來，他用健康、完整無損的人類志願者進行實驗——大學生、城裡人、朋友——還使用一些平凡的工具，如藥房的小砝碼、燈、筆和毛衣織針。
我們先來看看韋伯平凡的一天吧。他用碳粉塗黑針尖，讓針垂直下落在一位俯臥在桌上的年輕人的裸背上，在年輕人的背上留下一個很小的黑點。現在，韋伯請他用一根同樣塗黑的針尖指出原來那個黑點所在的位置。年輕人照做了，卻指在一個離原來黑點幾英吋遠的地方。韋伯仔細測量兩點之間的距離，並在筆記本上記錄下來。他在該年輕人的背、胸脯、臂和臉等不同部位一次又一次地反覆進行這項實驗。
一年之後，他打開一把圓規，並在一位蒙上眼睛的男人身體的不同部位把圓規撐開按下，使兩隻腳均接觸身體。當圓規的兩隻腳張得很開時，志願者知道接觸到的是兩個點。而當韋伯將圓規腳拉得近一些時，受試者就難以說清接觸到他身上的到底是一隻腳還是兩隻腳。兩隻腳繼續移動，直至一個臨界點上，受試者確切地感到兩隻腳只是一隻腳。這個臨界的距離，韋伯發現，會根據身體的不同部位而有所變化。在舌尖上，該距離不到1/20英吋；在臉上，只有半英吋；而在脊樑上，不同位置距離不等，最大為2英吋半——敏感度差異竟達50倍以上。這戲劇性地說明每個部位神經末梢的敏感度具有相當大的差異。
韋伯進行的實驗雖然簡單，在心理學史上卻至關重要。這是實驗心理學史上最早的真正的實驗。他每次只改變一個變量，在兩點臨界值測試中，測試的是身體的面積，並觀察該面積在第二個變量中引發了多少變化，即兩隻圓規腳落點之間的關鍵距離。
韋伯出生於薩克松尼省的維騰貝格，兄弟三人都是傑出科學家。韋伯早期接受過醫學培訓，並在生理學和解剖學研究中找到了屬於自己的專業。在事業早期，韋伯醉心於確定在身體不同部位引發碰觸感所需要的最低觸覺刺激，不過很快就轉向研究更複雜也更有趣的感覺靈敏度問題，並得出一個推斷：我們在兩個刺激之間能夠感覺到的最小的區別，並不是一個客觀的、固定的數值，而是主觀的，且隨物體重量變化的量。
為檢測這一假想，韋伯請志願者先拿起一個砝碼，然後再拿起第二個，而後說出哪一個更重一些。他利用重量不同的一系列砝碼成功地確定出最微小的差別——「最微可感知差別」——也即他的受試者可以感覺到的最微弱區別。
如其所料，最微可感知差別並不是一個具體不變的重量。第一個砝碼的重量越大，受試者能夠感覺到的差別就越大；第一個砝碼的重量越輕，他們的敏感度也就越高。他報告說：「最微可感知差別即是兩個以約39︰40的比率擺在一起的重量，即是說，其中一個比另一個重1/40。」如果第一個重物重1盎司，則第二個重物的最小可感知差別為1/40盎司；如果第一個重為10盎司，則第二個重量的最小可感知差別為1/4盎司。
韋伯還測量了例如兩條線的長度、兩個物體的溫度、兩個光源的亮度、兩個音調的音高等一些度量之間的最微可感知差別。他發現，最微可感知差別的大小與第二個刺激的程度有關。而且，兩種刺激之間的比率是一個常數，不同的感覺系統比率不同。視覺最為敏感，可區別光線強度的1/60；對疼痛的最微可感知差別為1/30；對聲音的為1/10；對嗅覺的為1/4；對味覺的為1/3。
第六節 神經生理學：赫爾曼·亥姆霍茲
1845年，一群年輕的生理學家組織了一個協會，即柏林物理學會。他們以物理原理解釋所有的自然現象，包括神經及精神過程。
杜布瓦·雷蒙德給這個學會帶來一位新朋友，他就是赫爾曼·亥姆霍茲（Hermann von Helmholtz，1821—1894），一個駐紮在波茨坦附近軍團裡的外科大夫。這位害羞、不苟言笑的年輕人前額寬闊，眼睛大而有神。僅僅在幾年之後，他就成為了學會最激進的旗手，因為他在神經傳遞、色彩、視覺、聽力和空間感等方面所進行的研究，清晰地顯示出支撐精神功能的神經過程是物質的，而且還可以通過實驗來進行測試。
亥姆霍茲從不認為自己是位心理學家，因為他的最主要興趣在物理學上。儘管他將職業生涯的最初20年在很大程度上奉獻給了生理學，但他在這一時期的目標，卻是要用感覺器官和神經系統的物理學術語來解釋感知現象。在此過程中，他的努力對實驗心理學產生了巨大影響。可笑的是，在他那個時代，亥姆霍茲最著名的科學成就竟是檢眼鏡的發明。這個小東西總共僅花費他8天時間，且他自己也認為不值一提。然而，正是有了這個小玩意兒，醫生們才得以第一次真正地察看活體視網膜。
亥姆霍茲一躍而成為其所處時代中名列前茅的科學家——他所取得的成就使其贏得貴族稱號（姓名前的「馮」字即由此而來）。他對其他科學家或同事們既客氣又慷慨，在私生活上，表現為一位極為正常的中產階級教授先生，其生活平淡如水。
他的父親是波茨坦一所專業學校的哲學和文學老師，薪水很低。他從父親那裡繼承了古典文學和哲學的深厚根基；經過醫學培訓後，他在穆勒的指導下完成了學業論文，入伍後成為一支軍團的外科醫生，在那裡服役5年；他在接到第一份學術職位時娶妻，生育兩個孩子後成為鰥夫，再婚，又生三子。他在職業生涯一路攀升，職位越晉越高，學術成果越來越多，社會地位扶搖直上。他從未捲入過名譽權紛爭，且只加入過一次學術爭論。根據記錄，他的業餘愛好是古典音樂和登山。
亥姆霍茲在軍隊服役時即開始了他的研究生涯。當時是在和平時期，他擁有較多的空閒時間，因此，他在營房裡搭起一間實驗室，進行青蛙解剖實驗，目的是支持一種機械主義的行為觀點。他測量出青蛙產生的能量和熱量，並設法以青蛙攝取的食物的氧化量進行解釋。
他以自己對青蛙的實驗數據和學到的物理知識為基礎，寫了一篇論文，題名《論力的守恆》，並於1847年提交給柏林物理學會。他的論點是，所有的機器都遵守能量守恆的法則，因此，永恆的運動是不可能的。然後，他說，有機物的運動過程也是這樣。因此可以將生理學建立在牛頓力學的立場上。這篇文章使他贏得較高的聲望，普魯士政府於是不再要求他服兵役，轉而讓他在柏林藝術科學院任解剖學講師，一年以後，又指派他擔任哥尼斯堡大學的生理學教授。
在餘下的20多年裡，亥姆霍茲將大部分時間投入對感覺和感知生理學的研究。
他的第一個歷史性研究成果是測量神經脈衝在神經纖維上的傳遞速度。首先他著手測量青蛙運動神經的脈衝速度。由於當時還沒有先進的設備，他只能把一台檢電計綁在青蛙腿上（青蛙運動神經在腿上），一根在旋轉鼓上畫直線的指針會顯示電流通過神經上半端到青蛙腿踢蹬之間的時間差。得到刺激與蹬腿之間的時間差和距離之後，亥姆霍茲就可以計算神經脈衝的速度，約為每秒90英尺。
他還測量了人類受試者神經脈衝的速度。他請來志願者，給他們的腳趾或大腿上施放微弱的電流，要求他們在感到電流時，立即舉手示意。這些實驗得出的數字為每秒165～330英尺不等。亥姆霍茲認為，這些數字沒有從青蛙腿上得出的數字準確可靠。
他於1850年將實驗結果發表，但初期並不被人們接受，儘管最終還是贏得了廣泛認同。即使他一生沒有做過任何事情，僅這一點就可使其在心理學史上永垂不朽。
1852年，他開始對彩色視覺產生興趣。自從牛頓於1672年發現太陽的白光是所有可視彩光的混合之後，生理學家和心理學家爭相嘗試察看眼睛和思維是如何感知色彩的。最讓人困惑的是，當所有色彩的光混合在一起時，我們看到的是白色，而當兩種互補色，比如紅色的與藍綠色的光線混合在一起時，同樣也是白色。同理，我們看見純橘紅光線的時候會看見橘紅，而當紅色和黃色光線混合在一起時，也會變成橘紅。
作為物理學家，亥姆霍茲知道，三種特別的色彩——紅、藍紫和綠的特別色調，按合適的比例混合在一起時，可以產生其他任何色彩，它們都是原色（所謂顏料的原色是洋紅、藍綠和黃色）。他推想，這就意味著人類視力可能檢測出這三種色彩。
他進一步提出假說，視網膜一定有三種不同的接受細胞，每種細胞負責一種顏色。他依靠穆勒特定神經能量的理論推想，從每個接受器伸向大腦的神經不僅傳遞視覺信息，而且還傳遞特別的色彩信息。
一位叫托馬斯·楊（Thomas Young）的英國科學家曾於1802年提到過類似的理論，但他沒有實驗證據，因而被人們忽略了。亥姆霍茲收集到大量證據，包括:當不同色彩的光線混合在一起時，我們所體會到的色彩；當緊盯某種強烈的色彩看過一陣後，我們看到的互補色的殘餘；存在於一些人畜中的色盲現象；某種大腦損傷對色彩視覺產生的影響；等等。而且，他慷慨地承認楊的發現在先，因而，他對色彩視覺的說法此後就被稱作楊-亥姆霍茲理論或三色理論。
他的研究成果，即《生理光學手冊》（1856 —1867），達50萬言（約100萬漢字）。書中除了闡述自己的研究成果之外，還概括了前人在這方面進行的所有研究。此後的好幾代人中，該書一直是眼睛光學和神經性研究的權威論著。
在《生理光學手冊》中，亥姆霍茲主要處理了視覺的物理學和生理學，並就生理學的過程進行了敏銳觀察，認為思維可以借助這些生理學過程，對來自視覺神經的信息進行解釋。他在感覺和感知之間做了非常有價值的區分。感覺是視覺神經脈衝，是由光線對視網膜的刺激形成的；感知是意識根據接收到的神經脈衝形成的有意義的解釋。
他還宣稱，意識在嘗試與過錯中學會了解釋感覺。空間感是個很好的例子。康德認為，意識天生就知道空間關係；亥姆霍茲則爭辯說，通過經驗，我們才慢慢對空間關係形成正確的判斷。在孩童時期，我們通過嘗試，一點點地得知如大小、方向、色彩強度等視覺線索和物體的遠近、左右、上下方位等。
他還突然想到，如果他的理論正確，那麼顛倒抵達受試者大腦的空間感，則受試者應該能夠適應這種倒錯的視覺。於是，他做出一副帶稜的眼鏡，使物體出現在實際位置的右邊。當戴著這種眼鏡的受試者試圖碰觸面前的物體時，結果卻錯過了，因為他們的手伸向的不是實際的位置。接下來，他讓受試者戴著眼鏡繼續拿取物體，然後碰觸實際位置上的物體，他們開始有意識地朝眼鏡中看到物體的左邊伸手。幾分鐘後，他們都能很快按照物體的實際位置拿取物體，因為他們已經經歷了感知適應，他們的意識已經重新解釋了從視覺神經傳遞過來的信息，從而做出了對現實相對關係的正確判斷。然而，當摘下眼鏡再去拿取物體時，他們卻又錯過了，所有的手都伸到了實際物體的左邊。這就說明，意識的正常空間感需要一段時間進行復原。
康德認為解釋因果關係的能力是天生的，對此，亥姆霍茲非常贊同。他堅持認為，除此之外幾乎所有的知識和思想都是意識對感覺經驗解釋的結果。
亥姆霍茲的理論並沒有完全擊潰先天論者，不過，自亥姆霍茲時代以後，心理學的主流大都是實證主義和實驗性的。亥姆霍茲自認為不是一位心理學家，可事實上，他對心理學所產生的深遠影響，遠遠超過了他對物理學和生理學所做的貢獻。
第七節 心理物理學：費希納
費希納出生於德國東南部的一個小鎮，父親是該鎮的牧師。正如他的兒子一樣，這位父親把宗教信仰與堅定不移的科學觀結合起來，並使用上帝的語言布道。他的一些行為使村裡人大惑不解，譬如他在教堂的尖頂上安裝一枚避雷針，難道上帝連自己也保護不了嗎？
費希納在萊比錫大學學習醫學，但在1822年拿到學位之後，他的興趣迅速轉移至物理學和數學方面。畢業之後，他主要以翻譯為生，從1824年起，他開始在大學裡講授物理學，致力於電流研究，寫出許多專業文章。他的孜孜研究使其在物理學上獲得巨大聲譽，但自己也為此付出了相當的代價：劇烈的頭疼，並一度失控無法思想。這種病症導致他不停地兜圈子，忙碌些雞毛蒜皮的小事。
他在30出頭就飛黃騰達，愛情事業雙豐收——於1833年結婚，並於1834年獲得全職教授職位——但其身體狀況卻持續惡化，去溫泉浴場尋求治療，也收效甚微。
之後，他試圖通過研究後像以轉移注意力。研究過程中，費希納往往戴著太陽鏡長時間地觀測太陽。儘管其研究得到認可，但他卻患上了嚴重的恐光症，幾乎失明。為了避光，他躲進了暗室，忍受著疼痛、壓抑、無法排遣的無聊和嚴重的消化道疾病的折磨。在3年養病期間，他在各方面都處於人生的最低點。他把自己的房子漆成黑色，無論白天晚上都待在裡面，什麼人也不見。各種瀉藥、衝浪治療、催眠術、休克治療都無濟於事。他仍然莫名其妙地反覆忙碌於一些瑣事，同時受到另外兩種感覺的折磨：一方面，他為感到自己已接近發現這個世界的秘密而喜悅；另一方面，又為是否能科學地證明這些秘密的正確性而擔心。
不過，他還是慢慢地好轉起來。他可以在光線下看東西，且樂於與人講話。幾個月後，他第一次走到花園裡散步。花兒看上去更加明亮，色彩更加鮮艷，他感到自己對這些東西施予了內在的光，他認為自己發現了花朵的靈魂。
此後不久，費希納寫出一本書，詳細討論了植物的精神生活。在餘下的幾年裡，他施盡各種辦法宣傳自己的泛靈論，即意識與物質在世界裡同時存在。
1850年10月22日早晨，他躺在床上考慮如何向機械論者證明，意識和肉體其實只是一個統一體的兩個方面。就在這時，一道靈光在他的腦海閃過：如果他設法證明在刺激的力量與感覺到的強度之間存在某種數學關係，那麼他就可以證明靈與肉的統一。
費希納接受過物理學和數學的訓練，他的感覺是，當刺激的強度增大時，它應該要求更大的差別。從數學上來說，刺激在長度上的幾何增大會導致感覺上的算術增大。
費希納的猜想似乎無法證明。刺激強度容易測量，主觀感覺卻無法測量，於是他想到，可以通過測量感覺者剛能察覺到的、最小的刺激力量來間接地測量感覺。
費希納並沒有從老師韋伯那裡得到這一靈感，而是修改了韋伯表達刺激強度與感覺強度之間的關係公式。儘管費希納想把這份榮譽歸還給他的老師，將修改後的公式依然稱作「韋伯定律」，但後來的心理學家堅持把修改後的公式叫作「費希納定律」。
費希納將餘下的9年花費在辛苦的實驗當中，收集了大量能夠確證這個定律的數據。在實驗中，他極有強制力且非常嚴格。他不知疲勞地讓受試者舉起重物，注視光源，聆聽各種雜音和音調，觀察彩色樣本等，而後說出它們在感覺上的異同。他對每種刺激的強度進行了範圍廣泛的實驗，使用3種方法測量這些判斷，其中僅是一種，他就列出24576種判斷的表格和計算結果。他第一次系統地將探索物理和心理學王國之間的數量關係視作一種新的科學專業，並將其命名為「心理物理學」。
1860年，費希納將其研究成果公佈於世，出版了兩卷本的《心理物理學綱要》，對後世影響頗大。