En una frase: psicofísica = el puente entre lo físico y lo psíquico.
1. Antecedentes: la pregunta fundacional
El problema de fondo es antiguo: ¿cómo es posible medir la experiencia interna? A diferencia de la longitud o el peso, la sensación no se ve, no se toca, no se acumula en un depósito. La psicología del siglo XIX se enfrenta al reto de fundarse como ciencia sin poder medir directamente su objeto de estudio. La solución, que define el campo, consiste en inferir propiedades de la sensación a partir de las respuestas del observador ante estímulos controlados.
- Ernst Heinrich Weber (1795-1878): fisiólogo alemán. Sus experimentos sobre la discriminación sensorial (pesos, longitud de líneas) muestran que la diferencia perceptible entre dos estímulos es proporcional a su magnitud.
- Gustav Theodor Fechner (1801-1887): físico y filósofo. Sistematiza los hallazgos de Weber y funda la psicofísica como disciplina en la obra Elemente der Psychophysik (1860).
2. Conceptos fundamentales
2.1. Umbral absoluto
El umbral absoluto es la menor intensidad de estímulo que un observador puede detectar en una proporción dada de los ensayos (convencionalmente el 50 %). Ejemplos: la intensidad mínima de luz que se percibe en la oscuridad, el sonido más tenue audible en silencio.
2.2. Umbral diferencial
El umbral diferencial (o diferencia apenas perceptible, DAP) es la menor diferencia entre dos estímulos que el observador puede discriminar de forma fiable. Si se sostiene un peso de 100 g y se añade peso poco a poco, el umbral diferencial es la cantidad mínima de peso adicional que permite notar la diferencia.
2.3. Punto de ecuación
El punto de ecuación es el valor del estímulo que el observador percibe como equivalente a un estímulo de referencia. Se usa en tareas de equiparación.
3. La ley de Weber
Weber formula empíricamente que el aumento necesario para percibir una diferencia guarda una proporción constante con el estímulo de referencia. Matemáticamente:
Donde ΔI es el incremento del estímulo necesario para percibir la diferencia (umbral diferencial), I es la intensidad del estímulo de referencia, y k es una constante que depende de la modalidad sensorial.
Ejemplo: para levantar pesos, el valor típico de k es aproximadamente 0.02 (un 2 %). Esto significa que si el peso de referencia es de 100 g, el umbral diferencial es de aproximadamente 2 g. Si el peso de referencia es de 200 g, el umbral diferencial sube a 4 g: la diferencia necesaria para notar el cambio es proporcional a la magnitud de partida.
| Modalidad sensorial | k típico (aproximado) | Lectura |
|---|---|---|
| Discriminación de peso levantado | 0.02 | Se nota un cambio del orden del 2 % del peso de referencia. |
| Longitud de líneas | 0.01-0.03 | Se requiere una diferencia proporcional muy pequeña. |
| Intensidad luminosa | 0.08-0.10 | Se necesita un cambio mayor para notar diferencia. |
| Sabor salado (NaCl en agua) | 0.20 | La sensibilidad proporcional es menor; se requiere más cambio para notar diferencia. |
4. La ley de Fechner
Fechner extiende la ley de Weber y propone una relación entre la magnitud física del estímulo y la intensidad de la sensación. Parte del supuesto de que cada diferencia apenas perceptible corresponde a un incremento igual en la sensación subjetiva. Integrando, obtiene una relación logarítmica:
Donde S es la magnitud de la sensación, I es la intensidad del estímulo, I₀ es la intensidad del umbral absoluto, y k es una constante que depende de la modalidad sensorial.
La ley de Fechner tiene tres consecuencias que conviene aprenderse:
- Relación logarítmica: la sensación crece de forma logarítmica respecto al estímulo físico. Para que la sensación se duplique, el estímulo tiene que multiplicarse, no sumarse.
- Límite en el umbral absoluto: para I = I₀, la sensación es cero. No hay sensación por debajo del umbral absoluto.
- Supuesto fuerte: que las DAP son subjetivamente iguales. Esta premisa sería cuestionada posteriormente por Stevens.
5. Los métodos psicofísicos clásicos de Fechner
Fechner no solo propuso leyes; también diseñó tres métodos experimentales para medir umbrales. Estos métodos siguen siendo la base de la psicofísica clásica y conviene saberlos nombrar y diferenciar.
| Método | Procedimiento | Qué mide |
|---|---|---|
| 1. Límites | Se varía la intensidad del estímulo en pasos discretos, ascendentes o descendentes, hasta que el observador reporta detectar (o dejar de detectar) el estímulo. | Umbral absoluto y diferencial. Es rápido pero sensible a errores de expectativa y habituación. |
| 2. Estímulos constantes | Se presenta un conjunto fijo de estímulos muchas veces en orden aleatorio; el observador responde "sí / no" o "mayor / menor". | Umbral absoluto y diferencial. Es el más exacto, pero requiere muchos ensayos. |
| 3. Ajuste | El propio observador ajusta la intensidad del estímulo hasta equipararlo con uno de referencia o hasta que apenas lo percibe. | Umbral absoluto, diferencial y punto de ecuación. Es rápido, pero depende del control motor del observador. |
6. La Teoría de Detección de Señales (TDS)
La psicofísica clásica de Fechner asume que el umbral es una propiedad fija del sistema sensorial. En la década de 1950, un grupo de psicólogos y matemáticos (Green, Swets, Tanner) desarrolla la Teoría de Detección de Señales, que cambia el enfoque: la detección de un estímulo débil no depende solo de la sensibilidad del observador, sino también de su criterio de decisión. Un observador puede responder "sí, detecto" por encima de lo debido si está motivado para no perderse nada (criterio laxo), o responder "no" por temor a los falsos positivos (criterio estricto).
6.1. Matriz de decisión
| Señal presente | Señal ausente | |
|---|---|---|
| Respuesta "sí" | Acierto (hit) | Falsa alarma |
| Respuesta "no" | Omisión | Rechazo correcto |
La TDS descompone el desempeño en dos índices:
- Sensibilidad (d', "d prima"): mide la capacidad del observador para distinguir la señal del ruido. Cuanto mayor es d', mejor discrimina.
- Criterio (β o c): mide la tendencia del observador a responder "sí" o "no". Un criterio bajo responde "sí" con facilidad; uno alto exige más evidencia para responder "sí".
7. La ley de Stevens y el escalamiento directo
Stanley Smith Stevens (1906-1973) cuestiona el supuesto de Fechner de que las DAP son subjetivamente iguales y propone, a partir de experimentos de escalamiento directo (donde el observador asigna números a la magnitud de la sensación), una relación de potencia entre estímulo y sensación:
Donde ψ (psi) es la magnitud de la sensación, I es la intensidad del estímulo, k es una constante de modificación y n es el exponente característico de cada modalidad sensorial.
| Modalidad | Exponente n (aprox.) | Forma de la función |
|---|---|---|
| Brillo (punto luminoso en oscuro) | 0.33 | Compresiva: la sensación crece menos rápido que el estímulo. |
| Intensidad sonora | 0.60 | Compresiva moderada. |
| Dolor eléctrico aplicado a los dedos | 3.5 | Expansiva: la sensación crece más rápido que el estímulo. |
| Longitud de líneas | 1.0 | Lineal: sensación y estímulo crecen en paralelo. |
La ley de Stevens generaliza mejor que la de Fechner porque acomoda tres comportamientos posibles en una sola familia de funciones: si n < 1 la función es compresiva (como el brillo), si n = 1 es lineal (como la longitud aparente), si n > 1 es expansiva (como el dolor).
8. Aplicaciones y extensión a la psicometría
La psicofísica no se queda en la percepción sensorial. Su lógica — medir lo subjetivo a partir de respuestas observables — se extiende a la psicometría, es decir, la medición de aptitudes, rasgos y habilidades mediante tests.
- Teoría clásica de los tests (TCT): desarrollada por Spearman a comienzos del siglo XX. La puntuación observada en un test se descompone en puntuación verdadera más error de medición: X = T + e.
- Escalamiento de Likert: escalas ordinales de actitud donde la persona indica su grado de acuerdo con afirmaciones (típicamente de 1 a 5 o de 1 a 7 puntos).
- Item Response Theory (IRT): modelos que relacionan la probabilidad de responder correctamente un ítem con el nivel del rasgo latente del sujeto y los parámetros del ítem. Superan a la TCT en flexibilidad y comparabilidad entre pruebas.
9. Línea de tiempo
10. Errores frecuentes en el examen
11. Para el examen
- Diferencia entre umbral absoluto y umbral diferencial, con un ejemplo.
- Ley de Weber: fórmula ΔI/I = k y su lectura (proporcionalidad, no igualdad absoluta).
- Ley de Fechner: fórmula logarítmica y su supuesto fuerte (DAP subjetivamente iguales).
- Los tres métodos clásicos de Fechner: límites, estímulos constantes, ajuste.
- TDS: matriz de decisión (aciertos, falsas alarmas, omisiones, rechazos correctos) y distinción sensibilidad (d') / criterio (β).
- Ley de Stevens: función potencial, exponente n, casos compresivo / lineal / expansivo.
- Vínculo psicofísica y psicometría: medir lo no observable a partir de respuestas observables.
- Umbral absoluto: detección. Umbral diferencial: discriminación.
- Weber (1834): ΔI/I = k (proporcionalidad).
- Fechner (1860): S = k log(I/I₀) (logarítmica). Supuesto: DAP iguales.
- Métodos Fechner: límites, estímulos constantes, ajuste.
- TDS (Green y Swets, 1966): d' (sensibilidad) y β (criterio).
- Stevens (1954): ψ = k I^n (potencial). n<1 compresivo, n=1 lineal, n>1 expansivo.
- Psicometría: lógica de inferir magnitudes latentes a partir de respuestas.
12. Preguntas de autoevaluación
1. Diferenciar umbral absoluto de umbral diferencial con un ejemplo de cada uno.
El umbral absoluto es la menor intensidad de estímulo detectable en una proporción dada de los ensayos (usualmente el 50 %). Ejemplo: la menor intensidad de sonido audible en una habitación en silencio. El umbral diferencial es la menor diferencia entre dos estímulos que el observador puede discriminar de forma fiable. Ejemplo: la mínima diferencia de peso adicional para notar que un objeto pesa más que otro de referencia. El primero responde a "¿detectas el estímulo?", el segundo a "¿detectas la diferencia entre dos estímulos?".
2. Enunciar la ley de Weber, dar la fórmula y un ejemplo numérico.
La ley de Weber afirma que el umbral diferencial es proporcional a la magnitud del estímulo de referencia, con una constante k característica de cada modalidad sensorial. La fórmula es ΔI/I = k, donde ΔI es el incremento necesario para percibir la diferencia, I es la intensidad de referencia y k es la constante. Por ejemplo, para la discriminación de pesos k vale aproximadamente 0.02; esto significa que con un peso de referencia de 100 g el umbral diferencial es de aproximadamente 2 g, y con un peso de 200 g el umbral diferencial sube a 4 g.
3. Explicar la ley de Fechner y su supuesto fuerte.
La ley de Fechner propone que la sensación crece de forma logarítmica respecto a la intensidad del estímulo físico, según la fórmula S = k · log(I/I₀), donde S es la magnitud de la sensación, I es la intensidad del estímulo e I₀ es la intensidad del umbral absoluto. El supuesto fuerte de Fechner es que cada diferencia apenas perceptible (DAP) corresponde a un incremento subjetivamente igual de sensación. Este supuesto permite deducir la relación logarítmica a partir de la ley de Weber, pero no está demostrado y sería cuestionado por Stevens en el siglo XX.
4. Diferenciar sensibilidad (d') de criterio (β) en la Teoría de Detección de Señales.
La sensibilidad (d', "d prima") mide la capacidad del observador para distinguir la señal del ruido: cuanto mayor es d', mejor discrimina. El criterio (β o c) mide la tendencia del observador a responder "sí" o "no": un criterio bajo responde "sí" con facilidad y produce más falsas alarmas, mientras que un criterio alto exige más evidencia y produce más omisiones. La TDS los separa a partir de la matriz de decisión (aciertos, falsas alarmas, omisiones, rechazos correctos), lo que permite distinguir dos observadores con el mismo desempeño bruto pero distinto perfil de sensibilidad y criterio.
5. Comparar la ley de Fechner con la de Stevens: ¿en qué se diferencian y por qué Stevens formula su crítica?
La ley de Fechner es logarítmica (S = k log I/I₀) y se deduce del supuesto de que las DAP son subjetivamente iguales. La ley de Stevens es potencial (ψ = k · I^n) y se obtiene de experimentos de escalamiento directo, donde el observador asigna números a la magnitud subjetiva. Stevens cuestiona el supuesto de Fechner porque los datos experimentales (especialmente en modalidades como el dolor o el brillo extremo) no se ajustan bien a una logarítmica: crecen de forma compresiva, lineal o expansiva según el exponente n. La función potencial de Stevens acomoda los tres comportamientos en una sola familia de funciones, por lo que generaliza a la de Fechner sin invalidarla del todo.
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