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在研究心理过程中应用自然科学的方法，我们可能会遇到两种根本性的困难。
第一，心理活动的经常变化和反复无常，使得我们无法预先设定稳定的实验情境。
第二，心理过程无法进行测量或计量。
在记忆（学习、保持、再现）这一比较特殊的研究领域内，第二种困难可以在一定程度上被克服。在这些过程的外部条件下，有些实验数据能够直接测量，如学习的时间、复习的遍数。在无法直接测量的领域内，我们也能借助可测量的数据，通过计算和推演得到间接的数据。我们不能等着记忆中的内容自动浮现到意识中来，而是要在半路上迎接它们。当我们把学习材料复习到一定程度时，它们就能准确无误地在我们的脑海中再现。在实验中，我把在一定条件下达到这个标准所需要做的工作，作为这些稳定条件影响下的测量数据，我把在条件变化时，工作中发生的变化解释为条件变更影响下的测量数据。
第一种困难是否能够被克服，我们要根据具体的实验来定，不能预先给出答案。实验必须在尽量相同的条件下进行，之后，在大的实验组别中得到结果后，在考察结果是否能提供恒定的平均数值，这些结果单独看上去可能彼此间的差异不小。但是仅仅靠这一点，还不足以说明得出的这些数据具备自然科学意义上的使用价值。统计学处理大量的恒定平均数值，这些数值并不总是从理想化的、常见事件的反复出现中提炼出来的，所以我们无法从数值中进一步看出它的性质。我们的心理活动很复杂，以至于当我们得到恒定的平均数值时，还不能否认这些数值仅仅是统计学上的常数而已。我通过检查该平均数所代表的个别数值的分配，来验证这一点。如果这种分配相当于自然科学中随处可见的对一种事件重复观察所得到的个别数值的分配，那么，我姑且承认，在足够相似的条件下，对心理过程进行重复观察可以达到我们的目的，这种假定并不是必然的，但有一定的可能性。如果它是错误的，接下来进行的实验可以自行表明，因为从不同角度提出的问题，会导致自相矛盾。