Такие раздражители, как вес, звук и т. д., должны достигнуть определенной величины, чтобы «перейти через порог», за которым они вызовут испытываемую субъектом реакцию органов чувств. Когда речь идет о наименьшем по интенсивности раздражителе, то фиксируется нижний абсолютный порог. Если величина раздражения велика, то он перестает ощущаться в присущем ему качестве. Например, когда громкость звука достигает такой силы, что восприятие звуковых сигналов становится невозможным, говорят о верхнем абсолютном пороге. Порой используется представление об абсолютной чувствительности, под которой подразумевается, что орган чувств способен различать предельно малую дозу физической энергии или химического вещества. В исследованиях Вавилова доказано, что наш глаз способен реагировать на совершенно ничтожное количество лучистой энергии, равное нескольким квантам. Следовательно, абсолютная чувствительность – это величина, обратно пропорциональная абсолютному порогу. Кроме абсолютных порогов (верхних и нижних), были выделены пороги различения, или дифференциальные пороги. Немецкий физиолог Э. Вебер (1795–1878) в своих экспериментах изучал кожную и мышечную чувствительность, где удалось выяснить, как соотносятся (коррелируют) между собой физические стимулы и психические реакции на них. Один из исходных опытов Э. Вебера имел целью определить, каково должно быть минимальное различие в ощущениях тяжести между двумя взвешиваемыми в руке предметами, чтобы почувствовать, что их вес неодинаков. Величина, на которую вес одного предмета должен отличаться от другого, чтобы их разница стала замечаться, была названа «едва заметным различием». Величина эта обозначала дифференциальный порог. В опытах Э. Вебера, когда изучалось взвешивание предметов, было установлено, что последующий вес должен находиться в определенном отношении к первоначальному весу, чтобы испытуемый заметил разницу между ними. Это отношение составило приблизительно 1/30 исходного веса. Для других физических стимулов выявились другие постоянные отношения (константы), в частности для интенсивного света – около 1/100.
Важным открытием стало то, что отношение между объективными, не зависимыми от субъекта раздражителями и чувствительностью к ним этого субъекта носит закономерный характер, о чем говорит количественное выражение данной закономерности. Вскоре возникла особая область исследований, названная психофизикой. Создателем ее стал немецкий ученый Г. Т. Фехнер (1801–1887). Опираясь на работы Э. Вебера, он разработал ряд методов измерения порогов чувствительности, среди которых шкала интенсивности ощущений, позволяющая