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심리학 연구에 실험방법을 적용하는 사람들에 의해 행해진 작업과 과정을 말하는 것을 실험 심리학이라 하며 이들은 감각과 지각, 학습, 동기, 감정, 발달 과정, 사회 심리학과 이들 모두를 아우르는 신경 기질을 포함한 수많은 주제를 연구하기 위해 인간과 동물을 실험 대상으로 군 학문이다. 빌헬름 분트가 자신의 모교인 독일 라이프치히 대학 강당을 개조해 실험실을 개설한 것을 시작으로 심리학이라는 것이 철학에서 벗어나 과학적으로 연구하는 학문으로 발전하는데 기반을 형성했다고 평가받고 있다. 19세기 후반 빌헬름 분트의 수학적이고 실험적인 접근법이 계기가 되어 현대적인 학문으로 떠오른 실험 심리학은 헤르만 에빙하우스와 에드워드 티에 너를 포함한 다른 심리학자들은 내성법을 실험 방법 중 하나로 이용하였다고 한다. 영국의 물리학자인 찰스 벨은 신경계 관련 연구에 크게 기여 한 인물로 토끼에 대한 연구를 요약한 논문을 공개했는데 이 연구를 통해 척수 뒤쪽 뿌리에 감각신경이 들어가면 운동신경이 척수의 앞쪽 뿌리에서 나온다는 결론을 냈으나 11년 후 프랑스 물리학자 마젠지가 똑같은 연구 경과를 발표하게 되고 벨이 그의 연구를 발표하지 않았기 때문에 이를 벨 마젠데 법이라 불리기도 하며 벨의 발견은 신경이 진동과 영혼을 전달한다는 가설을 반증해 주는 계기가 되었다. 실험 심리학의 창시자 중 한명인 에른스트 하인리히에 버는 독일 의사로서 주된 관심사는 촉감과 운동 감각이었다. 실험 심리학에서 감각적 차이를 판단하는 것은 절대적이 아니라 상대적이라 보는 가설을 세움으로써 이와 같은 상대성 이론은 웨버의 법칙이라 불리기도 한다. 일부 역사학자들은 심리학의 시작이 에려면 테라고 보기도 하는데 웨버의 경우 심리학자가 아니었고 심리학에 대한 웨버의 연구를 중요하게 본 사람은 페크너였다고 한다. 대부분의 폐 큰 너의 연구는 정신 물리학으로 알려진 마음과 몸과의 관계가 중심이 되었으며 정신물리학의 한계, 지속적인 자극 방법, 조정의 방법에 대해 연구해 왔다. 독일 뷔르츠부르크 학교의 설립자인 오즈월드 휠 포스는 약 12년 동안 빌헬름 분트의 학생 있는데 쿤트와는 다르게 더 높은 수준의 정신적 과정을 실험할 수 있다고 주장한 인물이었다. 1883년 과학적인 사실과 생각에는 언급이 없는 심리학 요강을 출판하기도 했으며 과일 부르카 학교는 정신과 생각을 중시하지만 그는 생각 없음을 강조하기도 했다. 실험 심리학 발전에 많이 기여를 한 뷔르츠부르크 학교는 오즈월드 휠 펫을 중심으로 심리학자들에 의해 설립된 것이며 티에 너와 빌헬름 분트의 구조적인 이론에 대안을 제공하기도 했다. 학교 학생들이 정신적인 부분과 이미지가 없는 생각에 집중했으며 정신적인 부분은 개인 인식과 문제해결에 영향을 미치며 경험에 의해 유발될 수 있다고 보는 측면과 유사하게 퀼펫은 이미지가 없는 생각이 순순한 생각이라 정의했으며 정신 수양에 대한 이론의 퀼펫의 실험실에서 일했던 미국인 학생 브라이언의 실험을 통해 구체화하여 발표되었다. 실험 심리학은 1897년 예일 대학의 심리학 실험실을 설립한 조지 트림을 빨간색에 의해서 미국에 소개됐다고 보고 있으며 그가 실험 심리학을 널리 알린 최초의 미국 교과서 생리 심리학의 요소들을 출판했다고 한다. 그의 교과서 이후 미국 심리학의 중심은 존스홉킨스대학으로 옮겨가게 되었고 그곳에서 조지 혹과 찰스 샌더스 페이스는 심리학 연구를 확장하였다고 한다. 자기 학생 조지프 자스트 줄과 함께 한 실험에서 찰스는 무작위로 앞을 못 본 상태로 반복적 되는 측정 설계에 할당하여 체중을 구별하는 능력을 평가하였는데 이 실험은 다른 심리학자들에게도 영감을 주게 되었으며 1800년대 실험실과 교과서의 연구 전통을 발전시키는 계기가 되었으며 이 실험은 인간의 인식을 이해하기 위한 실용적인 프로그램의 하나로 수행된 것으로 실험 심리학과 정신 물리학을 발전시키는 과정에서 통계추론이론을 개발한 것이며 과학 논리의 호구론과 확률 추론 이론에 모두 무작위 추론의 중요성을 강조하는 근거가 되었다. 20세기 중반의 미국에서의 지배적인 패러다임이 된 행동주의 심리학은 실험 심리학 안에서 정신 현상을 인정하지 않는 결과를 낳기도 했으나 유럽에서는 반대로 유럽의 심리학자들의 사고, 기억, 관심과 같은 주제에 초점을 맞추어 인지 심리학의 후속적인 발전의 토대가 되게 되었다. 20세기 후반 실험 심리하기라는 용어는 규율로서의 심리학 확장과 이의 하위 분야의 크기, 수의 증가를 의미하는 것으로 변화되었으며 실험 심리학자들은 다양한 방법을 사용하고 보다 엄격하게 실험적인 접근법에 제한을 두지 않고 부분적으로 과학 철학의 발전이 실험의 배타적인 위신에 영향을 미치는 결과를 초래하게 되었다. 이와 반대로 실험적인 방법은 이전의 실험 심리학의 일부가 아니라 개발적이며 사회적인 심리학과 같은 분야에서 현재까지도 널리 사용되고 있지만 몇몇 대학의 심리학 과정만 아니라 높은 명성을 얻은 과학 잡지의 제목으로도 꾸준히 사용될 정도로 잘 확립되게 되었다.