費(fèi)希納因其心理物理學(xué)而著名于世。心理學(xué)史家D．舒爾茨寫(xiě)道：" 185O年1O月22日早晨，心理學(xué)史上的一個(gè)重要日子，費(fèi)希納忽然領(lǐng)晤到心與身之間的聯(lián)系法則可以用物質(zhì)刺激與心理感覺(jué)之間的數(shù)量關(guān)系來(lái)說(shuō)明"。兩者之間的關(guān)系可以用一個(gè)方程式來(lái)表示：S=KlogR。這里S是感覺(jué)量，R是刺激量，K是常數(shù)。這是一種對(duì)數(shù)關(guān)系，因?yàn)楦杏X(jué)量是以算術(shù)級(jí)數(shù)增加，而刺激量則是按幾何級(jí)數(shù)增加。刺激強(qiáng)度的增加不會(huì)產(chǎn)生感覺(jué)強(qiáng)度的相應(yīng)增加。例如，在1個(gè)正在響著的鈴聲上增加1貝爾，其所引起的感覺(jué)強(qiáng)度的增加量要大。因此，對(duì)于當(dāng)時(shí)已經(jīng)存在的感覺(jué)量來(lái)說(shuō)，刺激強(qiáng)度的效果不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的。

　　19世紀(jì)初，I.康德曾預(yù)言，心理學(xué)決不可能成為科學(xué)，因?yàn)樗�不可能通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量心理過(guò)程。由于費(fèi)希納的成果，科學(xué)家才第一次能夠測(cè)量精神。然而，正如費(fèi)希納自己所說(shuō)，當(dāng)時(shí)E.韋伯也在萊比錫大學(xué)，而且在4年前就寫(xiě)了有關(guān)于這方面的材料。而費(fèi)希納直到開(kāi)始進(jìn)行一系列設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)自己的假設(shè)之后，才發(fā)現(xiàn)了韋伯的研究成果。那時(shí)費(fèi)希納才知道，他的原理實(shí)質(zhì)上早已為韋伯的研究結(jié)果證明了，他只是對(duì)心理與物理的關(guān)系賦予了數(shù)學(xué)的形式而已。后來(lái)，W．馮特利用這些最初的創(chuàng)造性成就，把它們組織和綜合成為心理學(xué)的基礎(chǔ)。

　　費(fèi)希納忽然領(lǐng)悟的直接結(jié)果導(dǎo)致了他后來(lái)稱(chēng)之為心理物理學(xué)的研究計(jì)劃。他使心理物理學(xué)的三個(gè)基本方法系統(tǒng)化。這三個(gè)基本方法是：（1）均差法。均差法假定，我們的感官是有變化性的，因此不能得到一個(gè)"真實(shí)的"測(cè)量值。于是我們?nèi)〉么罅康慕�似值，這些近似值的平均數(shù)是唯一的最佳近似值，所以就把這個(gè)平均數(shù)作為真值。例如，讓被試調(diào)節(jié)一個(gè)可變刺激，直到覺(jué)得它與常定標(biāo)準(zhǔn)刺激相等。在多次試驗(yàn)中，標(biāo)準(zhǔn)刺激與被試所定的可變刺激之間的差數(shù)的平均值代表被試的觀察誤差。這個(gè)技術(shù)在測(cè)定反應(yīng)時(shí)、視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)辨別以及錯(cuò)覺(jué)范圍方面是有用的。對(duì)于現(xiàn)代心理學(xué)的許多研究來(lái)說(shuō)，這個(gè)方法依然是基本的方法。我們每次計(jì)算平均數(shù)時(shí)，實(shí)際上都在使用均差法。（2）常定刺激法。該法的目的是測(cè)定兩個(gè)常定刺激間的差異，而這種差異是做出"正確"判斷的一定比例所需要的。例如，被試先掂1OO克的標(biāo)準(zhǔn)重物，然后掂比較重物，譬如88、92、96、1O4或108克的重物。他要判斷出第二個(gè)重物比第一個(gè)重物是重些、輕些還是相等。這個(gè)步驟一直延續(xù)到能對(duì)每種比較作出一定數(shù)量的判斷為止。對(duì)于較重的重物，被試幾乎常常作出"較重"的判斷，而對(duì)最輕的重物則幾乎常常作出"較輕"的判斷。根據(jù)這些數(shù)據(jù)把刺激差異（標(biāo)準(zhǔn)重物對(duì)比較重物）確定在這一點(diǎn)上，即有75％次被試能正確地作出"較重"判斷的那一點(diǎn)上。這個(gè)基本方法的許多變式為測(cè)定感覺(jué)閾限提供了有用的技術(shù)。（3）極限法。該法是呈現(xiàn)兩個(gè)刺激，增加或減弱其中之一，直到被試報(bào)告他覺(jué)察出有差異。費(fèi)希納介紹說(shuō)，開(kāi)始時(shí)首先使可變刺激在強(qiáng)度上明顯地高于標(biāo)準(zhǔn)刺激，下一次則明顯地低于標(biāo)準(zhǔn)刺激。從多次這樣的試驗(yàn)中獲得了許多數(shù)據(jù)，計(jì)算出最小覺(jué)察的平均數(shù)作為所要確定的差別閾限�？梢杂眠f增或遞減強(qiáng)度的方法來(lái)呈現(xiàn)單一的刺激，這種變式常被用來(lái)確定絕對(duì)閾限。

　　費(fèi)希納于186O年出版《心理物理學(xué)綱要》一書(shū)。該書(shū)被認(rèn)為是對(duì)心理學(xué)的科學(xué)發(fā)展具有創(chuàng)造性的貢獻(xiàn)之一。后來(lái)，把心理物理學(xué)發(fā)展成為實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的W.馮特承認(rèn)這部著作對(duì)他工作的重要性。H.艾賓浩斯也是從這部著作中受到啟發(fā)，把數(shù)學(xué)方法用于記憶和學(xué)習(xí)領(lǐng)域，從而作出了巨大的貢獻(xiàn)。