La psychophysique est un sous-domaine de la psychologie abordant la relation entre les stimuli physiques et les réponses subjectives, ou les perceptions. Le terme « psychophysique » a été inventé par le fondateur du domaine, Gustav Theodor Fechner, en 1860. Des scientifiques antérieurs, dont le physiologiste allemand Ernst Heinrich Weber et le scientifique médiéval Alhazen, ont mené des expériences similaires, bien que le domaine n’ait pas été clairement défini avant les travaux de Fechner. Les expériences peuvent se concentrer sur n’importe quel système sensoriel : l’ouïe, le goût, le toucher, l’odorat ou la vue.
Des stimuli objectivement mesurables sont utilisés dans les expériences de psychophysique, tels que des lumières variant en luminosité ou des sons variant en volume. Un seuil, ou limin, est le point auquel un sujet peut détecter un stimulus, ou un changement dans le stimulus. Les stimuli tombant sous le seuil sont considérés comme subliminaux ou indétectables.
Un seuil absolu, ou seuil de détection, est le point auquel un sujet peut détecter la présence d’un stimulus, tandis qu’un seuil de différence est l’amplitude de la différence perceptible entre deux stimuli. Par exemple, un seuil de différence peut être testé en demandant à un sujet d’ajuster un son jusqu’à ce qu’il soit identique à un autre, puis en mesurant la différence entre les deux sons. Le point d’égalité subjective (PSE) est le point auquel le sujet considère que deux stimuli sont identiques, tandis que la différence juste perceptible (JND) ou différence limen (DL) est une différence entre les stimuli perçus 50% du temps.
Les expériences de psychophysique classique peuvent prendre plusieurs formes. Ils peuvent utiliser la méthode ascendante des limites, dans laquelle les stimuli sont présentés en commençant à un niveau très bas, indétectable, puis progressivement augmentés pour noter le point auquel ils deviennent perceptibles. Une autre méthode est la méthode des stimuli constants, dans laquelle les stimuli sont administrés dans un ordre aléatoire plutôt que par ordre croissant. La méthode d’ajustement exige que le sujet manipule les stimuli jusqu’à ce qu’ils soient à peine perceptibles sur un fond, ou jusqu’à ce qu’ils soient identiques ou à peine différents d’un autre stimulus.
Les nouvelles méthodes d’expérimentation psychophysique comprennent celles appelées procédures en escalier, utilisées pour la première fois par le biophysicien hongrois Georg von Békésy en 1960. Dans les expériences utilisant des procédures en escalier, les stimuli sont d’abord présentés à un niveau élevé et détectable. L’intensité est diminuée jusqu’à ce que le sujet se trompe en la percevant. Après l’erreur, l’échelle est inversée, l’intensité augmentant jusqu’à ce que le sujet réponde correctement. À ce stade, l’intensité est à nouveau diminuée. Les valeurs des inversions sont ensuite moyennées. La méthode de l’escalier aide les expérimentateurs à se rapprocher du seuil.