几十年来，这种现象广为大家所知，却从未有人给出过令人满意的解释。托马斯·爱迪生和其他一些在19世纪发明电影的人，大都满足于获取这一效果，根本无心理睬它的成因。然而，就是在这辆火车上，韦德海默突然直觉到了答案的所在。此时，他刚刚在魏茨堡获得博士学位，那里的许多心理学家根本不理睬冯特原则，追求通过内省法探索有意识的思维。他突然意识到，运动错觉的成因可能并不发生在许多心理学家所认为的视网膜上，而是发生在意识深处，极有可能是某种高级的心理活动在连续的图片之间提供出转接，从而对运动产生了感知。他立马放下窗外的移动风景，将心思转移至这一问题上来。
当时，韦德海默正在维也纳大学就阅读障碍进行研究，此番正要赶往莱因兰度假。这一想法使他激动异常，于是急不可待地在法兰克福跳下列车，前去拜谒弗里德里奇·舒曼（Friedrich Schumann）教授。他是感知方面的专家，在去魏茨堡之前，韦德海默曾与其一道求学于柏林大学。最近，他转到了法兰克福大学。
进城后，韦德海默去玩具店买来一只动景器，在旅馆里把玩了一整天（动景器为一种科学仪器，用于观测移动部件的减速或静止状态，常用于机械中。但在19世纪和20世纪初，它特指一种流行玩具，可以产生连续活动的印象）。这只动景器中有马和小孩的图片，如果控制好其速度，就可看见马在得儿得儿地行走，还可看见小孩子在走路。韦德海默用一张纸片代替那些画面，并在纸片的两个位置上画两根彼此平行的线条。他发现，用一种速度转时，他先看到一根线条，然后才在另外的地方看到另一根线条；用另一种速度转时，两根线条则平行在一起。再换一种速度转，看到有一根线条从一个位置移动至另一个位置。就这样，他开始了一次具有历史意义的实验，一种全新的心理学理论即将从中产生。
第二天，韦德海默打电话给大学的舒曼，将自己观察到的现象及对该现象的猜测和解释讲给他听，并征询他的看法。舒曼解释不出个所以然来，但同意让韦德海默使用他的实验室和设备，包括他亲自设计的新型速示器，使用者可调节装有幻灯片的轮子速度，将一个视觉刺激在瞬间暴露给观看者，还可使用在不同位置装有幻灯片和三棱镜的轮子让观看者看到不同变换的图片。速示器可精确地加以控制，而动景器只是粗浅的演示。
韦德海默需要一些志愿者充当实验的受试者，舒曼便把他介绍给自己的助手之一，沃夫甘·克勒（Wolfgang Kohler），克勒又介绍另一位助手科特·科夫卡（Kurt Koffka）。他们两个比韦德海默年纪要轻（他30岁，克勒22岁，科夫卡24岁），但三人都对生理学中的新心理学派和冯特的门徒们所忽视的高级精神现象极有兴趣。他们立即着手工作，此后遂成为终生的朋友和同事。
韦德海默没有成婚，还有一份额外的收入——父亲为布拉格一所成功的商业学校的校长——因而可以随心所欲地支配自己的时间。于是，他放弃了自己的度假计划，在法兰克福一呆就是半年。他让克勒、科夫卡和科夫卡的妻子充当受试人，进行了一系列试验。
按照在旅馆里所做的初期实验模式，韦德海默的基本实验是轮流投影一条3厘米长的水平线条和另一根在它下面的约2厘米长的线条。在投影速率较低时，他的受试者（他们在很长时间后才知道他想干什么）先看到一条线，然后是另一条线；速率较高时，两条线可同时看到，速率中等时，一条线平滑地向下面的线条移动，然后又返回。
为变些花样，韦德海默使用一根竖直的线条和一根水平的线条。速度刚好时，他的受试者可看到一条线以90度的角度来回运动。在另一个变换中，他使用了许多灯。如果速度恰好达到临界点，那么，看起来就像是只有一盏灯在移动一样。他还使用了多根线条，并将之涂成不同的色彩，设计成不同的形状。在每种情况下，它们都能制造出运动错觉。即使他将正在进行的事情告诉给3位受试人，他们也无法对此视而不见。在其他许多种变换中，韦德海默都力图排除此类现象是由眼睛运动或视网膜残留而引起的可能。
他得出的结论是，这种错觉是“一种心理状态上的事”，他将之称为Ф现象。他说，Ф这个字母，“表明的是存在于a和b的感知之外的某种东西”，它来自于大脑的“心理短路”。他认为，Ф现象来自大脑的“心理短路”，短路的地方就位于受神经冲动刺激的两个区域之间，而神经冲动又来自由a和b刺激的视网膜区。
这个生理学意义上的假定在他以后的研究中并不突出，突出的是韦德海默的理论，即运动错觉的发生不是在感觉的水平上，不是在视网膜区，而是在感知中，在意识中。在这里，由外面进入的、互不关联的感觉被视作一种组织起来、具有自身意义的整体。韦德海默将这种总体感觉叫做格式塔（Gestalt），一个德语词汇，原意为外形、形状或配置，他在这里用以表示被作为有意义的整体而感知到的一组感觉。
这样看来，他花费数月所进行的工作似乎只是解释了一个小小的错觉。但在实际上，他和同事已埋下了心理学中格式塔学派的种子，它将形成一个运动，该运动将极大地丰富和扩大德国和美国的心理学内容。
§§§第二节思维的再发现
韦德海默的理论是，思维赋予进入大脑的感觉以结构和意义。这一认识显然走出了统治德国达半个世纪、统治美国整整一代的反心灵主义心理学。（格式塔心理学往往与格式塔疗法相混淆。前者是一种心理学理论，后者是心理疗法的技巧，虽使用心理学的一些概念，但其意义已发生很大变更，并借用了深层心理学和存在主义的某些观点。）
他的理论也走出了1910年的时代精神。当时，自然科技正在迅速地改变着人们的生活与思想。电灯正在快速地改变城市甚或遥远乡镇的夜生活，汽车也正在改变各个国家的习惯，飞机已可以进行长距离飞行（路易斯·布莱里奥已飞越英吉利海峡），玛丽·居里刚刚分离出镭和钋，卢瑟福（Rutherford）正在编制其原子结构理论，齐伯林（Zeppelin）客运服务开始起步，黎·德·福里斯特（Lee DeForest）的晶体管也刚刚申请出专利。新心理学与这些发展相辅相成，心灵主义心理学则比以前更为形而上，更不科学，因而更像隔夜黄花。
许多年来，一些心理学家们认为冯特心理学毫无生机且太受局限，因为它不能解决诸如情感、思维、学习和创造之类人类生活中最为重要的复杂形式。詹姆斯、高尔顿、比奈、弗洛伊德和魏茨堡学派的成员们，尽管关注的方向各不相同，但他们都对只有用较高级智力过程才能解释的现象感兴趣，而且一直在对这些现象进行调查研究。
此外，其他研究者也不断地提出证据，证明感知与视网膜或其他感官接受到的感觉并不一致，认为感知是思维对这些感觉中的资料的解释。
远在1890年，奥地利心理学家克里斯蒂安·冯·埃伦费尔斯（Christian vonEhrenfels）就已指出，当乐曲变调时，所有的音符都已改变，可我们听到的却是同一个旋律。他解释道，我们在整体各个部分的相互关系里辨认出同一的东西——他称其为乐曲里面的“格式塔性”，或“形态品性”，是由思维而不是耳朵捕捉到的关键特质。
对心理学感兴趣的医生厄恩斯特·马赫（Ernst Math）于1897年说道，当我们从不同角度观察一个圆圈时，它总是圆的，尽管从镜头上观察时，它已是椭圆的；当我们从不同的角度观察一张桌子时，视网膜上的图像改变了，可我们在内心里体会到的、看见过的桌子的经验并没有改变。思维在解释感觉时将按自己所知道的目标形状进行描述。
1906年，维托里欧·本鲁西（Vittorio Benussi）进行了著名的穆勒一里尔（Muller-Lyer）错觉实验。实验中，两条线（如下图所示的平行线条）在长度上看起来有所不同，而实际上它们是等长的。
他发现，即使他告诉受试者集中精力于只看平行的线条，他们还是无法使自己忽视整个图形。他们可以减少错觉，但不能消除错觉。
当韦德海默在法兰克福进行第一次实验时，古丁根的心理学家戴维·卡茨（David Katz）正在探索“亮度恒常性”和“色彩恒常性”。他发现，在观察暗处中的东西时，我们会感到它具有与在明亮处等同的亮度和色彩，尽管在客观上，它的确要暗一些，其色彩也大不一样。我们对它的观察，也就是说，是在一个已知的情形之中进行的。
韦德海默、科夫卡和克勒在接受培训时早已熟知了这些发现与概念，并在柏林受过卡尔·斯顿夫（Carl Stumpf）的影响，后者从哲学中借来现象学说，并将之植入心理学之中（在现象心理学中，主要的研究材料是日常生活中的经验，而不是基本的感觉和感情）。韦德海默和科夫卡也曾在魏茨堡研究过，不过，当时的研究重心是思维过程。此后，三人都进行过包括较高级心理功能的研究：韦德海默研究过有阅读障碍、思维迟钝的孩子和病人的思维能力，科夫卡的博士论文是格式塔式节奏形态，克勒研究的则是声学心理学。
然而，这样一个志趣截然不同的三人小组，乍看起来，还达不到彻底击败冯特心理学的智力水平。
在布拉格长大的韦德海默是个犹太人，长相颇具孩子气，头顶略秃，蓄一脸毛茸茸的、元帅般的、俾斯麦式大胡子，但骨子里有股诗人气质，有音乐天赋，热情，幽默，个性乐观。他富有煽动力，当然也有口才，脑子里总是闪现出新的念头。然而，他并不善于控制自己的思想，并将它们写作纸上。对他来说，写作真是一件十分可怕的事情。
柏林人科夫卡只能称得上半个犹太人。他个子矮小，身体瘦弱，瘦长的脸上写满严肃，性格内向而敏感，且缺乏安全感。但使人无法解释的是，这些特点尽管使其上课干巴得味同嚼蜡，却对女学生极具吸引力。尽管他在讲台上浑身都不自在，但在写字台上却是游刃有余，不断地炮制出一系列格式塔心理学的学术报告。
克勒则出生于爱沙尼亚，是非犹太人。他在德国的沃尔芬布特尔长大成人，脸上呈现出好斗的表情，硬邦邦的短发在中间切分为两半。他是三人组中最刻苦的实验者，后来到一所研究院工作，成为一个强有力的管理者。他高傲、古板，为人正派——对于结交10年的朋友，他才肯使用“你”来替代“您”——但在写作中，他的文笔总是令人意外，感到既放松又着迷。
然而，三人性格及爱好的不同却能使其各司其职，取长补短，从而结出难以意料的硕果。格式塔心理学史的一位研究者认为，韦德海默是“智慧之父、思想家和革新者”，科夫卡是“该组的推销员”，而克勒则是“内勤人员，干实事者”。
但三人中只有一人在心理学机构里占有一席之地。多年来，韦德海默一直是位讲师，后来才成为柏林大学的特聘教授，因为他总是受到反闪运动的迫害，且只出版过有限的作品。直到1929年，也即他49岁时，他才终于被评为全职教授（在法兰克福），但4年之后，由于纳粹夺得政权，他不得不匆匆出逃。他移民至美国，在那里的一所新学校里教授社会研究，但再没有在心理学领域坐上交椅。
在德国，科夫卡最高荣升至吉尔森大学的特聘教授。他在美国开过一系列讲座，并于1927年获得斯密斯大学的全职教授头衔——此地并不是心理学研究中心——并在这里终其余生。
在德国谋得较高地位的只有克勒一人。经过多年的教学实践，并在卡拉里岛从事6年多实验工作之后，在1921年，也即他34岁时，他被任命为伯林大学心理学研究院院长——德国心理学机构中的最高职位——并将之变为格式塔心理学的研究中心。他在位14年，在1935年时，纳粹要插手研究院，他经过一番勇敢而徒劳的抵抗之后，辞职来到美国，在斯沃斯摩大学度过了余生。
然而，远在克勒升上柏林大学的高位之前，三位年轻人只用了10年的时间即击溃了冯特心理学的防线，确立了他们自己的新心灵主义的合法地位——这种新的心理学是关于思维的，但只以演示和实验证据为基础，而不是单凭理性主义的争辩和形而上的推想。
尽管当时他们只发表为数不多的文章（部分原因是一战的干扰），但已足以证明，格式塔理论所提供的是一个远比早期的感知或高级心理功能等认知心理学更合理的解释。他们的证据强大有力，他们的理由坚实充分，因而到1921年时，格式塔心理学已开始取代冯特心理学，这一点我们可由克勒得到任命一事中看出端倪。
到20世纪30年代中期，格式塔心理学成为德国心理学的主要力量，也成为其他国家不断成长中的心理学流派。但在1927至1935年三人相继来到美国之前，它对美国心理学的影响却非常有限、尽管三人均没有在美国心理学的机构中担任要职，但他们的思想已渐渐地充斥于心理学之中，并发展壮大，直逼行为主义的营垒。
§§§第三节格式塔定律
从一开始起，韦德海默就认定格式塔理论并不仅限于对感知的解释。他相信，它将能证明自己是学习、动机和思维的关键。
他的这些认识并非完全建立在由格式塔理论先驱者们所提供的零星证据之上，而是建立在自己的一些早期研究之上。在法兰克福就运动错觉进行研究之后不久，他受到维也纳精神研究院儿童诊所主任医师的邀请，到那里寻找对聋哑儿童的教育方法。他的实验方法之一是，由自己搭建一个简单的桥，桥上有三块木板。建桥时，一位聋哑儿童看着，然后由他拆下来，再让他试着搭建。通常情况下，犯过一至两次小错之后，他将学会并成功地搭建几座不同形状和大小的桥来。在韦德海默看来，孩子的思维并没有建立在对演示中所使用的物品的数目和大小的感知之上，而是建立在对某个稳定的配置的感知之上。该配置即是格式塔。搭桥即是这种模式，两个同样长短的长条物按水平定位在两个终端。