在电灯泡和扬声器时代到来之前，心理物理学是甚为原始的一档事儿。早期的一位研究者，朱利叶斯·默克尔（Julius Merkel），曾要人们判断金属球落到乌木块上的声音大小。若是想让声音大些，默克尔只能从更高的地方把球抛下。另一位先驱，比利时物理学家约瑟夫-安东尼·费迪南·普拉托（Joseph- Antoine Ferdinand Plateau）要8名画家精确地画出位于黑与白正中间的灰色。为了不让“黑”与“白”的含义出现混淆，普拉托提供了色样。画家们取了色样，回到画室调灰色。尽管每个画室的光线必然有所不同，普拉托记录说，8人得出的灰色基本上相同。有人拿它当证据，想藉此说明感觉也并非那么主观。他还做了一件跟费希纳的“苦命实验”极为相似的事情，直盯太阳看25秒，致使视力永久性受损。他逝世于根特，死时双目失明。他的身后之所，距离画家冯·艾克（van Eycks）名作《根特祭坛画》中的那座教堂只有咫尺之遥。
20世纪，心理物理学的发展主要得益于更好的视听设备。装配了最新的幻灯机、变阻器和音频振荡器之后，整个领域蓬勃发展。它的范围，不仅涉及感官世界，还涵盖了道德、美学和经济价值判断。研究人员让大学生们观察倾斜的线条、色彩或现代画作的复制品；用鼻子闻毒油，用耳朵听白色噪音，比较暴行、薪水和香味。接着盘问就开始了：跟水平线相比，斜线的倾斜度是多少？请按1到7级给你刚才听到的声音响度打分。哪一种犯罪更坏？你觉得照片里的这个孩子智力怎样？
而史蒂文斯之所以出名，是因为他确立了物理强度与主观感觉的关联曲线。长久以来，人们就知道这不会是一条直线。试想有一个完全黑暗的房间。打开一盏60瓦的灯泡。然而打开第二盏60瓦的灯泡。此刻的光线会比只开一盏灯时亮两倍吗？不会（几乎人人都这么说）。它看起来会更亮，但不会亮上两倍。严谨的实验揭示，要想在主观上令光线看起来亮上两倍，光源点的强度在物理上必须是先前的4倍。
这其实是一条典型的冥曲线。不用数学公式来说的话，这里有一个把握大意的办法：你正用圣诞彩灯装饰房子，想要亮过你的邻居。具体而言，你想要自己的灯看起来比他家亮两倍。据史蒂文斯说，光买两倍多的灯还不够。为了让你的彩灯感觉起来亮两倍，你得买上瓦数差不多是之前的4倍多的灯泡。
不管你的邻居是个环保主义者，只点一盏彩灯，还是他喜欢出风头，把自己的房子弄得五彩缤纷的，这条规则都成立。要想让主观效果翻倍，灯泡瓦数就得翻4倍（哗，你12月的电费账单一定很可观）。
史蒂文斯满意地注意到，他的冥曲线可以简单地概括为：相同的刺激比率可以得出相同的主观比率。这通常被称为史蒂文斯定律，或心理物理学定律。史蒂文斯和同一时期的研究者用了整整一代人的时间确定，冥定律具有普遍性，不光适用于光线的亮度，也适用于热度、冷度、滋味、气味、震动和电击的感觉。
两个比率之间的因数，根据刺激类型的不同而有所不同。换言之，不一定总是“4倍的刺激带来两倍的反应”。比方说，在液体软性饮料中，要感受到两倍的甜度，糖量只需是原先的倍。比率还取决于刺激的呈现方式。比如，一小片金属片接触皮肤，或是热源照射小范围皮肤，又或者桑拿一样的热浪包裹全身，在这三种情况中，热的感觉遵循不同的冥曲线。但在给定的实验中，曲线是非常一致的。到1965年，史蒂文斯的两位同事写道：“从实验事实的角度来看，冥定律是毫无疑问地建立起来了，它恐怕比心理学领域提出的其他任何理论都更为牢不可破。”
史蒂文斯想解释为什么感觉会遵循冥律。他注意到，物理定律（比如E=mc2）大部分是冥律。通过调整为物理定律的形式，感觉能更清楚地“告诉我们实际情况是怎么一回事”。在他逝世后出版的文稿中，史蒂文斯曾写道，心理物理学：举例来说，感觉上需要保持恒定的，是差数，还是比例或比率？显然，是比例——比率。走向一栋房子，房子的相对比例保持不变：从任何距离看，三角形的屋顶始终都是三角形。不管是在光明或黯淡的光线下看，照片上显示的都是同一幅画面：虽然光线不同，可照片光亮和阴影部分的比例看起来大致相同……不管刺激水平出现多大幅度的变化，知觉比例的效用及其关系几乎不变。想想看，要是对话只在单一的强度范围内才能为人所理解，或者随着距离拉远，物体的外观比例就发生变化，又或者一有乌云遮蔽光线，照片就辨识不清了，我们熟悉的生活会发生怎样天翻地覆的变化啊!
这样说来，我们的感觉以比率为基础，简直合情合理得非同凡响嘛！但这里却有一个致命的弱点。对比率、对比如此敏感的代价是，对绝对数量相对迟钝。
心理学家史蒂文斯用他典型的文风指出了这一点：本书中的字体看似是黑色，实则不然，它只是因为没有来自黑色区域的光线进入你的眼睛罢了。事实上，黑色释放了大量的光，要是我们把黑色周围的白纸全都扯掉，你会发现黑色本身似乎散发着明亮的光芒，就像黑夜里的霓虹灯一样。感觉以比率为基础的性质，带来了许多后果。比较微不足道的一点是，它影响了心理物理学实验的设计。人们发现，实验结果在很大程度上取决于反应量表。这就是“答卷”，以前是印刷形式，现在是网页。有两种最流行的反应量表：等级和量值。两者你应该都很熟悉。
等级量表用于消费者调查和互联网投票。您如何评价您的惠而浦洗碗机？请选择：
□ 1 - 很差
□ 2 - 一般
□ 3 - 良好
□ 4 - 非常好
□ 5 - 绝佳
等级量表会列出数量固定的可能回答，并以文字标注。它有一个最低分（或最差选项），和一个最高分（或最优选项）。
另一种方法是量值量表。它要求你用数字方法给某种东西打分。最低分数是0，最高分是——这里没有最高分。为什么没有最高分呢？诸如响度或重量这类物理量是没有上限的，对其的主观感受也没有明显的限制。
有时，量值量表会提供一个比较标准，称为模数（modulus）。它可能会给你展示一个投影出来的光圈，告诉你它的亮度是100。接着，它要你估计其他圆圈的亮度。有前者一半亮的，就是50；两倍亮的，是200；当然了，完全看不见的，是0。
模数应该能有所帮助，作用类似地图上的比例尺。但史蒂文斯的妻子，杰拉尔丁·斯通（Geraldine Stone）（原名）却说，他原打算省掉模数一环。史蒂文斯发现，没有它，受试者们反而能给出更首尾一致的判断。此后，他更青睐的技术是指导受试者给出一个数字，任何数字都可以，跟亮度、甜度和不快程度相对应。
这一套听起来乱哄哄的。从某种意义上来说，它确实乱。不同的人会给同样的东西分配完全不同的数字。但这并不必然是个问题。在中世纪，各地商人使用不一样的度量衡。但倘若一头牛比另一头牛重两倍，那么不管到哪儿，这个事实都不会发生变化，哪怕不同地方称量出的磅数或有不同。在史蒂文斯的实验中，受试者的绝对判断并不一致，但其比率却很有意义。让受试者自己创造精神标杆，衡量他给出的答案，这样更为合理。
为什么模数没用呢？有了模数，受试者们害怕“犯错”。没有它，他们只好跟着最初的冲动走，这通常更准确。“我喜欢这样，我可以放松下来，思考音调。”一位受试者告诉史蒂文斯，“要是有了固定的标准，我会感到更多的限制，老想着对声响做加减乘除，但这很难；而没有标准的时候，声响看起来该在哪儿，我只需要把它放过去就行了。”
追溯会20世纪30年代的心理物理学文献，人们有时会用“锚点”来指代模数或等级量表中的两个端点。文中说，要根据这些比较标准“锚定”判断。然而，“锚点”似乎就像玻璃窗上的气泡，会歪曲判断。
在人们记忆里，史蒂文斯并不是一个好老师，可他做过几次令人印象深刻的课堂示范。一次，他给学生们看了一个被白色包围的灰色纸盘子。漆黑的房间里，聚光灯照在灰色盘子上，灰色看起来是白的。接着，史蒂文斯又把灯光打到了盘子周边的白色上。在周围耀眼的白色包围下，先前还是“白”色的盘子变成了“黑”色。
所以，史蒂文斯说过这么一句名言：“黑就是周围有一圈光环的白。”这句话的口气挺像作家奥威尔，但确确实实不是乱说。史蒂文斯再清楚不过了，稍稍耍些小花招，你就能让人相信任何有关自己感觉的事情。在主观上，没有什么绝对的东西，只有对比。
而心理物理学家赫尔森在暗房里的经历，也为我们提供了宝贵的理论。赫尔森正在摄影暗房里亮着的一盏红灯底下工作，突然间注意到一件怪事。他的烟头闪着绿光。
当然，在普通光线下，燃着的烟草放出的光看上去应该是余烬红。这一经验帮赫尔森明确了一个重要的概念——一个有关适应水平的概念。很明显，当时赫尔森的眼睛适应了暗房里不同寻常的红色灯光。较之安全灯发出的红色光芒，燃烧的烟头发出的是一种调子更冷、更黄的红色光。两相比较，后者便显得像是绿色了。赫尔森的眼睛和大脑登记的不是绝对色彩（这是数码相机用的方法），而是香烟和房间基准颜色之间的色差。
赫尔森最终得出结论，所有的感觉都要适应一定的刺激水平，接着记录从基准开始的变化。他在一系列著名的重量实验中示范了这一观点。他先要志愿者一个接着一个地举起两枚小砝码，并描述第二枚砝码感觉有多重。他发现，受试者会因为第一枚砝码而产生偏差，因为第一枚砝码充当了比较的锚点或基准。倘若锚点砝码比第二枚砝码轻，它会让第二枚砝码感觉重些；要是锚点更重，它则会让第二枚砝码感觉更轻。这种感觉的相对性会带来彻底的矛盾。赫尔森可以做些安排，让同样一枚砝码，放在轻砝码之后感觉重，放在重砝码之后感觉轻。
从概念上讲，这没什么好大惊小怪的。要是你想显得苗条点儿，就结交些胖朋友！我们都注意到了对比效应。你是否有过这样的经历：一边想着要喝一口咖啡，实际上喝的却是茶？在那短短的一瞬间，你喝的东西味道怪不可言。它尝起来既不像茶，也不像咖啡。你所喝的，是介乎于期待和现实之间的落差。