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計量心理學與因素分析:從結構探索到理論驗證的演進 - 心理學X檔案
作者
黃以迦
說明
發佈時間:20250613

在心理學的科學化進程中,計量心理學(Psychometrics)扮演了基礎而關鍵的角色。它不僅是心理測驗的設計藍圖,更是將抽象的人類心智轉化為可量化、可分析數據的科學根基。心理學之所以能立足於實證科學之林,高度仰賴計量工具的精準性與其背後穩固的理論支持。在眾多計量方法中,因素分析(Factor Analysis)的誕生與演進對於心理學的科學化過程佔有重要的地位。

一、計量心理學的雙軌起源

計量心理學的根基可追溯至 19 世紀末對個體差異的研究。Francis Galton 對於感官能力與遺傳特質的系統性測量,為量化人類特質拉開了序幕。進入 20 世紀初,計量心理學沿著兩條並行但互補的路線迅速發展:

  • 實務/實徵應用取向:以 Alfred Binet 為代表。他在 1905 年與 Théodore Simon 合作發表了第一個標準化智力測驗,其目的是解決教育現場的實際問題——鑑別需要特殊教育的學童。Binet 的工作確立了心理測驗在現實世界中的應用價值。
  • 理論建構取向:以 Charles Spearman 為代表。幾乎在同一時期,Spearman(1904)在研究不同學業成績的相關性時,發現各項心智測驗的表現似乎都受到一個共同能力的影響。他提出了著名的「一般智慧」(general intelligence, ’g’ factor)理論,並開發出統計方法來驗證這個單一潛在因素的存在。這不僅是智力理論的重大突破,其背後的數學模型也成為因素分析的濫觴。

這兩條路徑共同塑造了計量心理學的核心任務:發展兼具信度(Reliability)與效度(Validity)的測量工具,使其既能解決實際問題,又能反映穩固的心理學理論。

二、因素分析的誕生與精煉:從 Spearman 到 Thurstone

因素分析是一種旨在從一系列觀測變項中,提煉出潛在的、無法直接觀察的共同因素的統計方法。

其歷史起點是 Spearman 的單一因素模型。然而,這個模型很快就面臨挑戰,因為許多學者認為,複雜的人類心智並非僅由一個「g 因素」就能完整解釋。心理學家 Louis L. Thurstone 在 1930 年代對此提出了關鍵性的挑戰與創新。他不僅主張智力是由多個相對獨立的「基本心智能力」(Primary Mental Abilities)所構成(如語文理解、空間能力、知覺速度等),更重要的是,他在方法學上取得了決定性突破。

Thurstone 發展了多因素分析(Multiple Factor Analysis),其核心創新在於引入了因子旋轉(Factor Rotation)技術。透過旋轉,研究者可以將初始提取的、難以解釋的因子,轉換到一個更符合簡單結構(Simple Structure)原則的狀態——即每個測量題目只在一個潛在因素上有高負荷,而在其他因素上負荷趨近於零。這項技術使得潛在因素的心理學意義變得清晰可辨,極大地推動了因素分析在人格、態度等多向度心理構念研究中的應用。

三、從探索到驗證:因素分析的演進

因素分析的發展並非一蹴可幾,而是經歷了從探索到驗證的演進,形成了兩種主要形式:

  • 探索性因素分析(Exploratory Factor Analysis, EFA)
    EFA 是因素分析的早期與經典形式,適用於研究者對資料背後的潛在結構尚無明確理論假設的階段。其目標是從資料出發,「探索」出最能解釋變項間共變異的因子數量與結構。例如,在開發一份新的人格問卷時,EFA 能幫助研究者辨識出哪些題項應歸為一類,從而初步形成測驗的向度。
  • 驗證性因素分析(Confirmatory Factor Analysis, CFA)
    CFA 是計量心理學在 20 世紀下半葉的重大進展。它的成熟主要歸功於 Karl Jöreskog 在 1960 年代末的研究成果以及電腦運算能力的普及。與 EFA 的探索性質不同,CFA 是一種假設檢定的工具。研究者必須基於既有理論(如「大五人格」模型),預先設定好一個假設的因子結構,然後利用 CFA 檢驗觀測資料是否能良好地「適配」(fit)這個理論模型。CFA 透過一系列的適配度指標(Fit Indices),如 RMSEA、CFI、TLI 等,為測驗的建構效度(Construct Validity)提供了強有力的量化證據。

EFA 的探索與 CFA 的驗證,共同構成了一套嚴謹的科學循環,為心理學理論的建立、修正與反駁提供了客觀依據。

四、現代發展:融入結構方程模型的廣闊框架

進入 21 世紀,因素分析的角色變得更加核心與整合。CFA 本身即是結構方程模型(Structural Equation Modeling, SEM)框架下的一個重要部分,即測量模型(Measurement Model)。SEM 則是一個更為宏大的統計框架,它將 CFA 所建立的潛在變項(測量模型),與類似迴歸分析的路徑關係(結構模型)結合起來。

這使得研究者能夠在一個整合的模型中,同時處理測量誤差、建立潛在構念,並檢驗這些構念之間的複雜因果關係。例如,研究者可以利用 SEM,先透過 CFA 確認「工作壓力」、「家庭支持」與「職業倦怠」三個潛在變項的測量品質,然後在同一個模型中檢驗「家庭支持」是否能緩解「工作壓力」對「職業倦怠」的影響。這種整合性的分析,極大地提升了心理學研究的理論深度與精確性。

此外,透過多群組CFA(Multi-group CFA),研究者還能檢驗測驗在不同文化、性別或年齡群體中是否具有測量恆等性(Measurement Invariance),這是進行跨群體比較研究時,確保結論有效性的統計前提。

五、結語:計量心理學的恆久使命

因素分析的百年發展史,是心理學從哲學思辨走向嚴謹科學的縮影。它從 Spearman 對單一智慧結構的探索出發,經由 Thurstone 的多維轉向與技術革新,最終在 SEM 的框架下,發展成為兼具探索與驗證功能的精密工具。

計量心理學不僅是設計問卷或測驗,更是要確保這些工具能夠精準地測量我們意圖探討的心理構念,並使其背後的理論基礎能夠接受最嚴格的實證檢驗。未來,隨著大數據、機器學習與計算科學的持續進步,計量心理學必將朝向更複雜的模型建構、更精準的個人化測量,以及更穩健的跨文化應用邁進。

而在這一切追求精準與整合的核心,因素分析及其衍生方法,仍將是我們洞察人類心智結構、驗證心理學理論不可或缺的基石。

參考文獻 (References)

  1. Binet, A., & Simon, T. (1905). Méthodes nouvelles pour le diagnostic du niveau intellectuel des anormaux. L’Année Psychologique, 11, 191-244.
  2. Jöreskog, K. G. (1969). A general approach to confirmatory maximum likelihood factor analysis. Psychometrika, 34(2), 183-202.
  3. Spearman, C. (1904). "General Intelligence," Objectively Determined and Measured. The American Journal of Psychology, 15(2), 201-292.
  4. Thurstone, L. L. (1935). The Vectors of Mind: Multiple-factor analysis for the isolation of primary traits. University of Chicago Press.
  5. Thurstone, L. L. (1947). Multiple-Factor Analysis: A Development and Expansion of The Vectors of Mind. University of Chicago Press.
  6. Brown, T. A. (2015). Confirmatory factor analysis for applied research (2nd ed.). The Guilford Press.
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關鍵詞
計量心理學、心理測驗、因素分析、CFA、EFA
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心理學X檔案
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