一个来自葡萄牙尚帕利莫未知技术研究中心(Champalimaud Centre for the Unknown)的研究团队发现,韦伯定律可以被描述为一个新的心理物理学规则,它不仅涉及选择的结果,还涉及做出选择所需的时间。该研究团队已经证明,这个新规则足以推导出一个独特而精确的数学模型,来描述韦伯定律中的认知过程。他们的研究结果发表在科学期刊《自然-神经科学》(Nature Neuroscience)期刊上。
在每一次传送到大鼠两只耳朵中的声音中,一边的声音强度会稍微大于另一边,大鼠的任务是通过转向对应的一侧来报告哪边声音更大。文章的共同作者之一 José Pardo-Vazquez 解释说:“这种行为对大鼠来说是很自然的,因为它们像我们一样,会把头转向声音的来源。”大鼠有足够的时间来听声音,以便做出选择。因此,每一次实验尝试都得到了一个选择和一个决策时间。
事实上,该研究团队已经发现了一个新的心理物理学定律,他们称之为“时间强度等效鉴别”(Time-Intensity Equivalence in Discrimination ,TIED),因为它将一对声音的强度和区分它们所需的时间联系起来。它比韦伯定律更严格,因为它不仅与区分的准确性有关,还与所需的时间有关。
如果 TIED 的普适性得到验证,这或许能最终帮助学界找出正确的模型。研究团队的分析表明,为了符合 TIED 的规律,解释韦伯定律的数学模型需要满足一系列严格的条件。例如,心理学家 Stephen Link 在 80 年代末提出的一个模型已经接近正确答案,但是它忽略了一个重要的条件,即感官刺激的强度是如何被感觉神经元编码的。
著名的信号检测理论也面临出局的风险。研究共同作者之一的 Juan Casti?eiras 指出:“在神经科学领域,很少有人能够通过数学解释来排除相互竞争的理论,因为研究者们总是有可能对一个模型稍做修改,使其与实验数据兼容。我们发现,心理物理学中一个非常有影响力的理论(信号检测理论)没有对决策时间进行建模,因此无法描述 TIED。它无法对韦伯定律的本质作出解释。”