Но Фехнеру пришлось ограничить собственные исследования лишь областью внешней психофизики, поскольку в тот период наиболее доступными для экспериментально-математического обоснования оказались вопросы, связанные с отношением психических явлений с внешними физическими условиями. Особую роль здесь сыграли исследования Э. Вебера по изучению осязания и порогов чувствительности. Именно опыты Вебера показали, что существует определенная зависимость между физическим и психическим, в частности между раздражением и ощущением, и что обнаруженные отношения между ними поддаются экспериментальному измерению. Немалое значение для определения специфики новой науки сыграли идеи Гербарта, в частности его учение о порогах сознания и обоснование возможности применения математики в психологии.
В отличие от Гербарта, у которого понятие интенсивности было приписано оторванной от внешнего мира духовной сущности, Фехнер приложил это понятие к ощущениям, поставив последние в связь с внешними раздражениями.
Психофизика становилась наукой о связи раздражений и ощущений. Установленные Фехнером положения об измеримости психофизических отношений и о возможности применения математического закона к ним ставили на передний план проблему разработки специальных методов психофизического измерения и способов математического анализа и описания психофизических отношений. Общая программа построения психофизики включила три главные задачи:
1) установить, какому закону подчиняются отношения психического и физического мира, на примере связи раздражений и ощущений;
2) дать математическую формулировку этому закону;
3) разработать психофизические методы измерения.
Впервые с идеей создания новой экспериментально-математической науки – психофизики – Фехнер выступил в 1851 г. Последующие годы он был занят практическим осуществлением своей психофизической программы. В 1860 г. в свет выходит основная работа Г. Фехнера «Элементы психофизики». Результаты проведенных многочисленных экспериментов и измерений, связанных с изучением элементарных эстетических чувств, были сведены и обобщены им в книге «Введение в эстетику» (1876). Появление этой работы Фехнера знаменовало открытие другой точной области знаний – экспериментальной эстетики. Разработанные им методы изучения эстетических чувств оказались пригодными для психологии и в скором времени были использованы В. Вундтом для исследования элементарных эмоций.
Одной из существенных его заслуг является установление им основного психофизического закона. Исходным материалом для его выведения явились опыты Вебера по определению порогов.