Хотя френология часто подвергалась насмешкам как сумасбродная причуда, на самом деле в ней содержались ценные с научной точки зрения идеи; это становится особенно заметным, если рассматривать френологию в ее историческом контексте. Во-первых, это была самая первая попытка научного подхода, защищавшего сугубо биологический взгляд на сознание в отличие от чисто философского и религиозного дуализма, царившего в науке на протяжении многих веков. Во-вторых, это была первая теория, предположившая, что сознание делится на несколько разных, функционально специализированных подсистем. В этом она подобна современной когнитивной психологии. В-третьих, она исходила из того, что за каждую подсистему «ответственна» локальная и специализированная зона мозга, а именно эта идея лежит в основе современной когнитивной нейропсихологии. Некоторые из подсистем, обозначенных на френологических картах, на самом деле аналогичны современным идеям о функциональной специализации коры головного мозга человека: специализированные зоны мозга, «ответственные» за язык, вербальную память, обработку информации о цветах и формах, расчеты, планирование и юмор, можно найти как на некоторых френологических картах, так и в моделях и в представлениях о связи мозга и сознания, которые существуют в современной нейропсихологии и когнитивной нейробиологии. Конечно, в отличие от современной науки в основе френологических карт не было ни верной научной теории, ни надежных эмпирических данных или валидных измерений. Следовательно, хотя некоторые френологические «лейблы» до сих пор не утратили своего смысла, во френологии локализация функций в мозге была не более чем догадкой.
Психофизика
В 1860 году физик Густав Фехнер выполнил первые научные измерения и сформулировал первую научную теорию сознания. Он назвал свой подход психофизическим. Фехнеру удалось связать некоторые аспекты субъективной психологической реальности (сенсорные опыты) с количественными физическими измерениями. Его наблюдения и теории до сих пор считаются правомерными, до сих пор существует раздел экспериментальной психологии, называемый психофизикой, и проводимые в нем исследования основаны на работах Фехнера.
Фехнер понял, что специфическое содержание субъективного опыта может возникнуть в ответ на предъявление наблюдателю определенного физического стимула. Тщательно контролируя физические свойства стимула, экспериментатор может косвенно манипулировать содержанием сознания наблюдателя и контролировать его. Фехнера прежде всего интересовала интенсивность стимуляции и ее связь с наступающими субъективными ощущениями. Интенсивность представляет собой свойство, характеризующее физический стимул: один звук может быть физически громче другого, а один вес тяжелее другого (он содержит больше физической энергии). Физическая интенсивность может быть объективно и точно измерена. Субъективные ощущения, вызванные разными стимулами, тоже характеризуются разной интенсивностью: разные звуки воспринимаются как более громкие или более тихие, а разные веса – как более тяжелые или более легкие.
Фехнер положил начало изучению связи между объективными физическими измерениями интенсивности и субъективным явным ощущением интенсивности и сделал ряд новаторских научных наблюдений. Он понял, что физические стимулы чрезвычайно низкой интенсивности не вызывают в сознании абсолютно никаких субъективных ощущений. Это феномен был назван негативными ощущениями. В какой-то момент, когда физический стимул становится интенсивнее, человек начинает едва различать его. Минимальная физическая разница между двумя стимулами, которая вызывает распознаваемую разницу ощущений или восприятия, называется дифференциальным порогом различимости стимулов и представляет собой границу между наличием и отсутствием ощущений (или чувствительности). Субъективно два ощущения могут быть похожими и непохожими друг на друга. Минимальная воспринимаемая разница интенсивности стимулов называется дифференциальным порогом различимости стимулов и представляет собой основу дифференциации стимулов.
Фехнер установил, что между интенсивностью физического стимула и интенсивностью субъективных ощущений нет прямой, или линейной, корреляции. Дифференциальный порог различимости стимулов (едва заметное различие) между двумя физическими стимулами зависит от их абсолютной интенсивности: чем интенсивнее два сравниваемых стимула, тем больше должна быть физическая разница между ними, чтобы мы субъективно восприняли их как разные. Например, мы можем ощутить разницу в 100 г между весами 1 кг и 1,1 кг, но мы не почувствуем никакой разницы между весами 10 кг и 10,1 кг.