Doktryna wibracji Sugerował, jakoby nerwy były sztywnymi i trwałymi strukturami. A wibracje poszczególnych nerwów przenosiły (transmitowały) impulsy z jednego miejsca w ciele do następnego. Wykładnia Hartleya z zakresu medycyny dała nowoczesnym naukom silne ugruntowanie. Chodzi tutaj o utwierdzenie powiązania między stanami fizjologicznymi i psychologicznymi. Ponieważ sama teoria fizyczna jest niewystarczająca. Hartley wierzył, że doznania zmysłowe są rezultatem wibracji małych cząsteczek znajdujących się w nerwach m.in. mózgu. Podobnie jak Newton sądził, że charakter tej materii był zależny od doznań i położenia ciała np. elastyczny i rzadki w przypadku braku kontaktu z konkretnym obiektem lub gęstszy w odwrotnej sytuacji. Natomiast asocjacje wrażeń i idei wynikają z wibracji małych cząsteczek w mózgu. Przyjemność w tym przypadku jest wynikiem rzadkich i umiarkowanych wibracji, ból jest rezultatem wibracji doprowadzających do zerwania ciągłości nerwów.