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你在手機螢幕上的輕鬆一劃,背後可是一部人類“馴化”機器的歷史

iPhone手機螢幕的尺寸為什麼基本與成年人手掌面積基本相同?電腦螢幕的詳情選單為何都是向右或向下彈出?為什麼絕大多數機械裝置的“開啟”鍵都是向上扳動?為什麼遊戲主機廠商熱衷於開發各種體感式控制裝置?

技術進步史,歸根結底是一部人的行為與新技術相互適應,影響的歷史。

那麼我們是從何時開始意識到,技術,必須以人為本的?

不是人搞砸了,而是設計搞砸了

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一架降落時墜毀的B17

要想回答這個問題,我們必須把視線移到70多年前。1944年底,正當第二次世界大戰的硝煙席捲世界的時候,美國俄亥俄州代頓的懷特·帕特森空軍基地附近的艾羅醫學研究中心,來了一位年輕的心理學家

保羅·菲茨(Paul Fitts)

。他的工作,就是分析堆積在案頭的上千份軍用飛機事故報告。

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保羅·菲茨(Paul Fitts)

表面上看,這些事故都可以歸因為“飛行員操作失誤”,而且原因很簡單:成千上萬適齡的美國青年應徵入伍,經過短期高強度,流程大大壓縮的訓練,就承擔起了操縱各種複雜軍用裝置和機械的重擔,所以事故頻發是理所當然的事情。然而,出於心理學家的職業習慣,在和許多從事故中倖免於難的飛行員進行對話後,

菲茨發現有些東西不對頭,不能簡單用飛行員缺乏經驗或訓練來解釋

例如,大名鼎鼎的美國B17“空中堡壘”四引擎轟炸機,已經發生近千起“飛行員操作失誤”導致的墜機事故,

其中有475起的過程幾乎完全一樣

:事故發生在降落階段,飛行員認為自己的操作步驟完全正確,但無一例外,飛機突然失速,然後機腹著地。

菲茨的副手發現,之所以飛行員堅持認為自己並沒有發生誤操作,是因為在B17駕駛艙的作業系統佈局中,

負責控制襟翼和起落架的兩支操縱桿位置不但相近,而且外觀幾乎一模一樣

,從而導致很多飛行員在完成驚心動魄的轟炸任務後返航時,拉動了錯誤的操縱桿,然後導致飛機首先在降落階段失速,最後在起落架沒有放下的情況下墜毀……換而言之,

這種慘劇完全應該歸咎於飛行作業系統上的設計不當

菲茨由此提出了一份報告,建議所有軍用飛機操縱桿和閥門的外形尺寸都必須各不相同,使得飛行員哪怕僅憑觸感,也能辨認無誤。很快,B17的起落架操縱桿頭部被設計成圓盤輪胎型,採用了橡膠材質;而襟翼操縱桿則維持原有的硬塑膠材質,外形為V字楔形。

一個公式,關於我們和機器如何互動

然而菲茨和他的同事並不滿足於這種小打小鬧,開始考慮工業設計和人類本能習慣之間的關係:“

機械的操縱應該與我們本能的行為模式一致

,如果我們想讓飛機或者車輛左轉,方向盤與操縱桿就必須設定向左轉動,如果我們想啟動某項功能,那麼啟動開關就必須向上扳動。”

他在報告中寫道:“我們從來不是以最佳狀態在最優環境中使用外接裝置,而是常常處於分心、恐懼、困惑、疲勞、情緒波動等非理想狀態下,因而

任何人機互動介面必須簡潔,清晰,辨識度高,儘可能使入門新手經過短期訓練能夠快速上手,並在極端條件下也能把操作錯誤率降到最低。

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菲茨法則函式圖

1954年,菲茨出版了他的論文《人體機能與目標指向運動》,從而奠定了一門全新的交叉學科,工程心理學的誕生。核心即是研究人對機械的操控行為會受到哪些內在與外在因素的影響。在論文中,菲茨提出了著名的

“菲茨法則”

:人類操縱某個客體並將其移動至指定區域所需要的時間,以及這一行動出現錯誤與偏差的機率,由移動的距離和客體的大小決定,後兩者構成了一個複雜的函式關係。

菲茨法則誕生後,迅速被應用於工業設計,尤其在使用者互動介面設計上。例如機械控制裝置的按鈕尺寸必須足夠顯眼,操縱單項特定任務的相關裝置之間距離必須足夠近,外形也要具備顯著的差異性。直至今日,這項被稱為“外形編碼”(shape coding)的設計原則在工業設計中依舊行之有效。

讓機器適應人類?必須的!

進入50年代,隨著二戰中迅速發展的軍用技術被廣泛應用到民用消費領域,這種“人本介面”的工程設計理念也迅速被廣泛接受:尤其在最尖端,最重視“人機互動”的電腦技術領域。

滑鼠和圖形介面(GUI),被看做是微電腦時代兩大最具革命性、人性化的工業設計案例

。這兩項技術首先被應用於導彈防禦系統和軍用飛行模擬系統。它們的發明者分別是斯坦福大學人類智慧增強研究中心負責人道格拉斯·恩格爾巴特(Douglas Carl Engelbart)和麻省理工學院電子工程與計算機科學博士後伊凡·薩瑟蘭(Ivan Sutherland )。

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道格拉斯·恩格爾巴特

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伊凡·薩瑟蘭

恩格爾巴特和薩瑟蘭都是菲茨“人性化設計”理論的忠實信徒。這種“技術獲得自由”的觀念,透過矽谷技術人員的自發組織“電腦自制俱樂部”,很快流行開來。在俱樂部成員名單上,不乏施樂、IBM等大企業的技術骨幹,還包括了日後建立蘋果、SUN、思科等20餘家矽谷著名高科技企業的創始人和高管。

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ALTO個人電腦

1979年,施樂公司帕羅阿爾託研究所(PARC)首先在ALTO個人電腦上同時使用了滑鼠和“圖形使用者介面”(GUI)。研究所負責人拉里·泰斯勒(Larry Tesler),經常收到程式設計師的抱怨,在ALTO個人電腦上,即使編輯一段簡單的程式或者文件,操作者也必須在“文件輸入”和“文件刪除”兩種操作模式之間頻繁切換,非常麻煩,經常造成失誤。所以泰斯勒提出:“與其讓人類適應電腦,為什麼不讓電腦變得更加適應人類?”解決方案就是:

電腦操作者所有輸入與修改刪除的結果,應該直接在電腦螢幕上以直觀的方式顯示出來。

另外,PARC的電腦程式設計師蘇珊·卡雷(Susan Kare)則依據人類在現實中的工作習慣,完善了個人電腦圖形化桌面的重要組成部分,“圖示”:比如“垃圾箱”和“資料夾”,就以擬物化的小圖案形式分佈在電腦桌面上。利用滑鼠,使用者可以隨心所欲地透過點選操作,將它們開啟,關閉,或者拖拽到任意位置,就如同我們在現實中處理書桌上的實體資料夾與書本一樣。

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喬布斯與蘋果麥金託什個人電腦

1979年12月,PARC來了兩個嬉皮士打扮,衣著隨意的參觀者:剛剛成立三年的蘋果公司創始人史蒂夫·喬布斯和工程師比爾·阿特金森。在場的泰斯勒回憶說,他們被ALTO個人電腦人性便捷的操作方式震撼了。後來,泰斯勒和卡雷等許多PARC研究所的技術骨幹都被挖到了蘋果,泰斯勒本人後來成為了蘋果首席科學家與副總裁,並於1984年主持釋出了那款革命性的個人電腦“麥金託什”——最佳化後的滑鼠+鍵盤,以及圖示性操作介面,從此成為了個人電腦的標準配置。喬布斯誇口說,電腦從此變成了個人能夠擁有的技術產品,像普通廚房電器一樣簡單好用。“菲茨法則”也走出矽谷,從消費電子產品迅速擴散至其他領域。

今天,

“使用者體驗友好”已經成為了我們對於產品設計的最基本,也是最重要的需求

。無論是蘋果iPhone手機的多點觸屏技術,以身體運動取代複雜手柄控制的任天堂switch健身環,Nike adapt BB運動鞋上的自動鞋帶繫結系統,還是特斯拉S型汽車簡約整合的中控屏,都深刻揭示了一個真諦:技術進步的最終目的,就是努力讓人類對外在裝置的駕馭,變成對自身行為本能的模擬,並能在其中實現迅速無縫切換。