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「該死的,我們竟然要把人命交給人類看不見的雷達和聽不見的無線電。」

笨到要命的戰鬥機操作面板設計
如何造就日後的麥金塔

2020/06/06  MPlus Book Preview

文|匡山、羅伯‧法布坎

譯|趙盛慈

二戰期間,研發機器的科學家與實際操作的軍人有了嚴重的衝突。前者在展示新產品時小心翼翼的表演機器的優異,掩飾這些按鈕在萬尺高空、漆黑的夜裡其實超級不好用的事實,後者則焦頭爛額想從介面超難用、導致反應時間根本來不及的各種新型機器包圍中,讓最多同袍存活下來。

第二次世界大戰正如火如荼,美國航空母艦行經南太平洋的友善水域,卻是一派輕鬆,因為方圓四百八十三公里內,都是航母例行巡防的隨行軍力。雷雨雲席捲天際,但太陽依舊當空高照。熱帶氣候潮濕悶熱。只不過,監控執勤戰機的控制中心卻劈下了一道雷:飛行員失蹤了,他在某個不遠的地方,可是飛機燃油不足,時間已到尚未飛回。

十四點十分,飛行員發出返回航空母艦的請求。地勤人員聽見請求,飛行員卻沒有收到回覆。於是他在空中等待,檢查了裝備,再檢查油表。聽筒不斷發出聲響,但他無法判讀。飛行員說:「靜電干擾很強。」然後,有一小段時間,雜訊串成一道再多等一下的命令。飛行員繼續等待。燃油表的數值正一點一滴下降。

地勤的直覺是用航空母艦的雷達去偵測迷航的軍機,他們要辨識「尖波」,也就是從雷達顯示器上高低起伏的綠色線條,找出尖端的位置。但電波干擾、雲層、小鳥等因素,造成高低起伏的綠線上有許多雜波。這個跡象不明的短促跳動模式稱為「草波」,而現在雷達螢幕上都是草波,他們要找的是比其他波峰高一些的獨立雷達波。優秀的雷達觀測員都擅長一門藝術,要能比別人早一步從閃光的時間變化,來分辨敵我軍機。但今天不管觀測員怎麼努力,一點成果都沒有,而飛行員那邊,則是無法判斷無線電傳來的指令。所以他們不斷發出雙方都接收不到的訊息。

觀測員說:「雷達還是看不見你,四周有雷雨。」飛行員說:「北方有雷雨。靜電干擾又增強了。」

三十分鐘過去了,飛行員一定正瘋狂盯著快要空掉的油表。回到航空母艦這裡,一群人團團圍住雷達指揮儀,有人終於看出端倪,在模糊難辨的波段(那團雷雨雲),發現一個稍微凸出的尖波。眾人鬆了一口氣。飛行員的位置不遠,就在航空母艦的遠端。值勤官拿起話筒大喊:「距離航母二十六海里。轉向三百五十七度。」終於知道飛行員從一開始就需要的返航路徑了。只有二十六海里,最後幾海里用滑行的,他還是飛得回來。「再說一次?」飛行員說。「你在航母南方,」值勤官大喊,聲音中逐漸透露絕望:「轉向三百五十七度。重複,轉向三百五十七度。」飛行員回應:「油量很低,我聽不見了,你們聽得到嗎?」

值勤官用各種他能說得出的語氣,時而大聲時而輕柔,反覆吐出每一個字,繼續對著話筒大喊,像在一個卡住的鎖頭裡不斷試著轉動鑰匙,希望轉來轉去可以幸運地把門打開。半個小時後,精疲力竭的值勤官終於不喊了。他們知道發生什麼狀況。一道鋼材和鋁材結合的光影撞向波濤起伏的海面,激起一陣白色噴浪,接著互相拍擊的浪花滅入海裡再無痕跡。一艘像這樣的航空母艦總會有人死亡。但航母的海軍上尉後來表示,像這樣死得沒有意義是黑暗中的低語,會在臥鋪上糾纏著你。後來那天晚上,心情不佳、板著臉孔的副艦長在軍官室聽見有人說:「該死的,我們竟然要把人命交給人類看不見的雷達和聽不見的無線電。」該死的,竟然要相信機器會依照使用者的需求運作。

第二次世界大戰結束,艦長高興地大叫,聲音在整艘美國航空母艦上迴盪。第一次世界大戰帶動製造業,以前所未見的方式大量生產,第二次世界大戰更是將生產能力帶往奇異的境界,以猛烈的速度創新技術。

想一想:剛開始,戰場上空轟隆飛過雙翼機,到了戰爭尾聲,隱形噴射機問世,在空中形成凝結尾跡。雷達可以說是科技快速發展的最佳例子。這六年來雷達拯救性命的能力幾乎月月有所提升,轟炸機、坦克車、炮彈和軍艦的性能也隨之增強。但這些軍械的性能都沒有工程師說的那麼好,因為沒有一套成文規範說明該如何讓機器了解使用的人。鴻溝可能出現在無線電設備上,而這些設備是用人耳聽不見的電波在發射說話聲音。那位只差幾分鐘就能安全降落、卻在空中迷航的飛行員,就是遇到這種情況。鴻溝也有可能出現在,雷達就是無法從雜訊中分辨出有用的訊號。人類判讀周圍的機器傳遞什麼意思,這件事情存在珍貴的小知識。有一位空軍心理學家說:「理論上,我們可以用炸彈瞄準接雨水的桶子。但是實際上,我們連一座城市都瞄不準。」你可以用人命來計算數量:算一算戰爭中的死亡人數,甚至是還差幾海里可以存活,但這些都不能呈現出機器無法產生意義的實情。

出言責怪的有兩群互相指責的人。一邊是軍人控訴「這些厲害的機電設備,是設計給有三隻手和能在一片黑暗的角落看清楚東西的人」。而設計厲害的機電設備的人也很生氣,他們怪罪軍方沒有適當訓練官兵使用,或刻意濫用他們發明的東西。在他們的想像中,軍人會在盛怒中重捶按鈕和猛拉操縱桿。二次大戰有段時間,爭論演變成歌舞伎表演,工程師向軍方兜售最新設備時會很謹慎,只讓自己的科學家向軍方展示武器設備,說明如何依照設計使用各項功能。問題在於辦不到,因為正如三十年後,三哩島核電廠又發生一樣的狀況,當人類遭受到威脅,便無法像示範時那樣操作儀器。

真實世界的表現和實驗室裡的操作,兩者之間的差別在戰場上空盤旋,殺傷力無比強大。再加上這場戰爭的焦點是「感官的極限」,經過短短十年,已經比從前精細不知道多少倍。將那位飛行員在海上喪命的事情公諸於世的是哈佛大學的心理學家史蒂文斯(S. S. Stevens)。他嚇壞了,在影響深遠的論文〈機器不能單打獨鬥〉(Machines Cannot Fight Alone)中表示:

這場戰爭關鍵在於能力,用眼睛或耳朵去區分細微差異、估算距離、接收人類幾乎無法接收的訊號的能力。如果沒有人做細微判斷,雷達會看不見、聽不到,聲納不會偵測,槍炮不會瞄準,其矛盾之處在於,工程師和發明家推出「自動」儀器來消除人為因素,推出的速度愈快,操作員的影響力反而變得更大─他們必須觀察、聆聽、判斷、行動,發揮優越的性能極限,讓裝備更勝敵軍一籌。

史蒂文斯指出,人們會把不完美的裝備用到極限。工程師可能會在兜售時表示,新雷達能在天氣晴朗時偵測到四十海里遠的敵機,過不了多久,就會有潛水艇指揮官想在下著雷雨的茫茫大海中找一艘八十海里遠的小船,因為那艘小船可能就是距離那麼遠:

機器必須要能為智人操作。此時人類使用機器,將飛機、火箭、電磁波發射得更遠,產生新的作用,然後人類再次來到感官能力的協調邊緣,對旋鈕、儀表盤、排檔、線圈的遲鈍反應感到生氣,這些零件不配合人類的意志,冷酷而頑強。

和今天相比。我們動手點一點就能叫車,在螢幕上看著車子開過來;再點一點,我們可以叫出和某個人的所有歷史對話。我們住在某個人設計的沙池裡,這個設計比以前更聰明了,因為我們的手機、電腦、汽車提供的資訊,將我們局限在一個簡化的世界裡。

世界經歷了一百五十年的理想轉換才達到這樣的境界,這段過程代表我們看待事物的觀點改變,其重要性一如立體派、測不準原理或其他二十世紀的務實觀點。但或許更重要,因為現在設計原則感覺就像一直存在,是那麼理所當然。第二次世界大戰衍生出來最重要的觀點是機器可以順應人類、更貼近人類的需求、配合人類的感官和心智極限──即使在最糟糕的情況下,都能看一眼就派上用場。這個嚴峻的考驗帶出另一個觀點,就是我們應該要能不假思索地學會任何東西。不管是小朋友都會操作的掌上型超級電腦,能輕易排除故障的核子反應爐,還是一一九的替代按鈕,這些東西以我們的極限為起點,再根據這些假設進行創造,而不是認定我們永遠會是理想的產品示範員,按照工程師的設計一五一十操作。

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費茲仔細查看他收集來的這堆失事報告,他看出一種模式。

想像一下,費茲(Paul Fitts)是名英俊男子,用田納西人拖長音的語調講話,他有擅長分析事物的頭腦,卻像貓王一樣梳著光亮的油頭,給人那麼點玩世不恭的印象。幾十年後,他成為美國空軍裡有名的金頭腦,負責解決最艱難、怪異的問題,例如弄清楚為什麼有人看到飛碟。但此時的他還沒出名,正在努力。費茲在一個小鎮長大,但後來幾年他的聰明才智帶著他逐漸往北,先是到布朗大學和羅徹斯特大學念研究所,最後來到俄亥俄州萊特派特森空軍基地的航空醫學實驗室。第二次世界大戰剛結束,肩負困難任務的他就被派去追查飛機失事造成多人喪生的原因。他被交派這項任務的原因不明。當時,實驗心理學剛萌芽,擁有這個領域的博士學位是很稀奇的事,所以有一定的權威性。派他調查的目的是想了解人們的想法。但他最清楚的一件事,就是他並不了解。

好幾千份飛機失事報告,放到費茲的辦公桌上時,他大可隨意翻閱一下並做出結論,表示都是飛行員的錯──這些笨蛋根本就不該開飛機。那樣的結論和當代風氣相符。原始的意外調查報告通常會寫上「飛行員人為錯誤」,幾十年來都不必多加解釋。做出這個結論並不是因為什麼都不知道:飛行員人為錯誤的概念在於,它是一個代表進步的記號。

約莫第一次世界大戰期間,閔斯特堡(Hugo Münsterberg)、史考特(Walter Dill Scott)、耶克斯(Robert Mearns Yerkes)等心理學家推翻了華生(John Watson)所推崇的狹義行為主義。華生相信,只要提供正確的動機和懲罰,就能教人學會所有事情─就像教籠子裡的老鼠一樣。但歷史學家哈洛威(Donna Haraway)寫道:「耶克斯等自由派學者提倡研究身體、心智、心靈、個性的特徵,好讓『個人』在業界適得其所……這門新興科學著重差異性。員工調查可為人事主管提供可靠資訊,並為『個人』提供適當的職涯輔導。」他們將這個領域稱為人因工程。

閔斯特堡出版著作討論人類的獨特能力,幾年後,英國工業家開始因為工廠不斷發生惱人的意外事故而感到困惑。有鑑於此,幾位受閔斯特堡模型影響的心理學家決定不要廠裡的工人統統研究,而是想辦法了解發生意外的人遇到哪些問題。最後他們得出結論,有一種人是「易遭意外」(accident prone)的人,他們笨手笨腳、過度自信,或許還知道自己粗心大意也不改變。但這些創造「易遭意外」特質的心理學家只不過換個方式描述問題而已。他們不再只是怪罪犯錯的人,而是把錯歸咎於特定族群。

認為不同的人適合做不同的事是一種進步,但這種進步也隱含要正確操作一臺機器,重點在找出適合操作的人。費茲正在緩緩邁向一種不一樣的新典範。他鑽研空軍的飛機失事資料,發現假如飛行員「易遭意外」是失事原因,那麼在駕駛艙發生的錯誤應該不會有規律。這類「易遭意外」的人不管操作什麼都會遇到麻煩。他們天生容易發生危險,連手都要被絞碎了還能恍神。但費茲仔細查看他收集來的這堆報告,不受雜亂的訊息所干擾,他看出一種模式。而且他找人訪談詢問實際情況時,看見了可怕的事。

他找出的例子有的是悲劇,有的則是悲喜劇:有的飛行員因為讀錯儀表盤而讓飛機墜落地面,有的飛行員因為根本搞不清哪裡是上面而從空中墜落,有的飛行員順利降落了卻不知怎麼地沒有放下起落架。還有一些人被困在愚蠢的混亂裡:

有一天,早上十一點鐘,我們收到警報。雷達螢幕偵測到大概有三十五架日本戰鬥機。緊急起飛應戰時,我剛好挑到一架全新的戰鬥機,大概兩天前才送到。我登上戰鬥機,感覺駕駛艙整個改裝過……我看了看儀表板和周圍的儀盤,汗水從我的額頭滑落。就在那時,日本投下第一顆炸彈。我意識到此時此刻我無法讓戰鬥機起飛,但我可以在地面滑行。所以我就這樣做了。攻擊期間,我在機場四處滑行,開上跑道再開下跑道。

這位王牌飛行員,像故障電玩結結巴巴地說著。

費茲的研究為剛從耶魯大學拿到博士學位的航空醫學實驗室同事查帕尼斯(Alphonse Chapanis)做了補充。查帕尼斯從調查飛機開始,找人訪談詢問有關飛機的事,並親自坐進駕駛艙。他也沒有找出訓練不足的證據。反而看見這些飛機根本不能飛。與其說是「飛行員人為錯誤」,他反而看見由他首度提出的「設計錯誤」。我們今天所知的友善使用者世界,就是從這粒種子得來的。正如我們從三哩島事件看到的,花了四十多年,這種敏銳度才完全融入業界。但我們已經可以由此看出端倪,預見查帕尼斯將如何在研究中發展友善使用者的概念。

查帕尼斯很快便指出,在負責替美國執行轟炸任務的B-17四引擎轟炸機上,連接起落架的肘節和連接襟翼的肘節一模一樣。這兩個一模一樣的肘節排列在一起,所以當飛行員要降落的時候,非常容易會因為要升起襟翼,而把起落架收起來。因此,美國空軍報告指出,發生大戰的那二十二個月裡,發生四百五十七起弄錯襟翼和起落架控制器而墜機的事故,數目非常驚人。查帕尼斯提出一個巧妙的解決辦法:把飛機駕駛艙的旋鈕改變成「有意義的形狀」,這樣飛行員憑感覺就能知道自己在做什麼。今天法律明文規定,每一架飛機都要採用這項和起落架、襟翼有關的發明。

除此之外,我們身邊的按鈕上也看得見這個點子的餘波──鍵盤、遙控器、汽車,甚至智慧型手機上的數位按鍵都有不同的形狀,讓你可以一摸或一看就認得出來。我們身邊還有兩個由查帕尼斯提出來的基本解決原則。第一件,給他靈感的是飛行員,就像那位不幸在柏油路上讓飛機打轉的飛行員。查帕尼斯想出所有的飛機儀器應該要放在標準位置上。第二件是確定所有的控制器移動時都朝著「自然」的方向。如果你想要往左,操縱桿應該要往左移動。查帕尼斯後來寫道,有一些控制器的移動方向符合「心理的自然狀態」:當你想要打開某個裝置,將開關往「上」扳才是自然的做法(至少對美國人來說是這樣)。當然,沒有人一生下來心裡就知道這些隱喻──「往上代表打開」或「往左代表左轉」──但是這些隱喻不知怎麼地融入了我們的經驗,沒有道理,就像說母語一樣自然。

這門學問也和感官有關史蒂文斯創始的心理物理學,最偉大的成就之一就是發現,出現靜電干擾的雜音時,同時加強子音和減弱母音能讓語句變得比較清楚─這項遠見使美國無線電波頻寬增加一倍,成為終結戰事的有力因素。就連美國空軍的徽章都有變化,因為大家發現到,很容易弄混日本零式戰機上的旭日符號,和美國P-47戰鬥機上的藍圈、白星標誌。美國讓飛行員接受快速辨認符號的測試,發現飛行員對有圓圈、星號、槓紋軍徽感到熟悉,便以此裝飾戰鬥機,並且沿用至今。(將這些測試做些改變,可以得出令人熟悉的交通號誌。)史蒂文斯寫道:「我們使用新耳機、新話筒、新頭盔、新擴音器、新氧氣面罩去打最後幾場戰役,設備統統按照最重要的人類因素精心打造。」

在太平洋上空,因無線電失效而喪生的不知名飛行員,也算死得其所了。

種種創新做法都在呼應一件正在萌芽的事,就是機器愈來愈有力量、愈來愈精細、愈來愈普及。在戰場上,兩軍交戰的速度愈來愈快──從看見目標到開火可能只要十八秒,但此時目標也有可能飛了八公里。要在未經思考下即時了解狀況,需求愈來愈迫切。不是只有戰爭才有這些問題。那個年代的汽車上,按鈕和儀表盤往往長得一模一樣,全部連個標示都沒有。此外,如查帕尼斯在描述某些控制器符合「心理的自然狀態」時所暗示,新科技「讓機器配合人」不只是物理上的問題,也是心理上的問題。將工廠配置設計成操作員可以操控每個按鍵是非常重要的事。但機器逐漸邁向自動化,或許,讓使用者能憑直覺認識機器及其背後的運作原理更加重要。

同時,想要找出完全一體適用的任務,其荒謬程度不言可喻。一方面,徵兵制讓軍隊中的每個人擁有不同的能力、技能、經驗。另一方面,工廠推出愈來愈專業化的新機器,並使用在戰場上。你無法讓人數愈來愈少的士兵適合專業化程度愈來愈高的任務~即使軍隊本身編制龐大,且規模正在拓展,也維繫不了。為了提升美國的戰爭機器,機器本身必須讓更多人輕鬆使用,而非成為少數人的專利。機器操作必須大眾化,運用某些原則但要解釋清楚。於是開啟了人體工學的領域,以及我們到現在還用於生活的觀念:機器使用起來要很簡單,簡單到所有人都會用。

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書籍資訊

書名:《我們的行為是怎樣被設計的:友善設計如何改變人類的娛樂、生活與工作方式》 User Friendly: How the Hidden Rules of Design Are Changing the Way We Live, Work, and Play

作者:匡山(Cliff Kuang)、羅伯‧法布坎(Robert Fabricant)
出版:大塊文化
日期:2020

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