科技进步中的人机关系

3.科技进步中的人机关系

人体工程学在二战结束后真正形成，并逐渐成为现代设计不可或缺的基础理论之一。人体工程学在飞机驾驶中最先得到应用，特别是用于与视觉显示相关的问题上，即让仪表的设计及其布局与人眼感知的生理及心理机制相适应。

人体工程学[ergonomics]词源是希腊文，由“ergon”[意为“劳动”、 “工作”]和“nomos”[意为“规则”、 “规律”]组合而成。字面含义是关于工作和劳动规律的科学。人体工程学也被译为“人类工程学”，英文也写作“human engineering”，形成发展中，在不同国家还有一些其他名称，如在美国称其为，“人因工程学”[human factors engineering]，在欧洲，一些研究者称之为“人-机系统”[man-machine system]、“生物工艺学”[biotechnology]、“工程心理学”[engineering psychology]等,在日本被有的学者称为“人间工学”。人体工程学被引进国内后，除了上述的一些名称外，还有一些不同的译名被使用，如“人机控制学”、 “工效学”、 “人机学”、 “宜人学”等。国际人体工程协会[International Ergonomics Association，IEA]的会章对人体工程学做出的定义是“这门学科是研究人在工作环境中的解剖学、生理学、心理学等诸方面的要素，研究人—机—环境系统中的相互作用着的各组成部分[效率、健康、安全、舒适]在工作条件下，在家庭中，在休假的环境里，如何达到最优化的问题。”这门学科的研究是通过把有关人的科学资料应用于设计，最大限度地提高劳动工作效率和生活质量，有助于人们身心健康，全面发展。

人体工程学的研究内容及其对设计学科的作用可以概括为三点:

一是为设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数。这包括应用人体测量学、人体力学、生理学、心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、体重、体表面积、比重、重心以及各部分在活动时相互关系和可及范围等人体结构特征参数，提供人体各部分的发力范围、活动范围、动作速度、频率、重心变化以及动作时惯性等动态参数，分析人的视觉、听觉、触觉、嗅觉以及肢体感觉器官的机能特征，分析人在劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳程度以及对各种劳动负荷的适应能力，探讨人在工作中影响心理状态的因素及心理因素对工作效率的影响等。这为设计全面考虑“人的因素”提供了人体结构尺度、人体生理尺度和人的心理尺度等数据。

二是为设计中“产品”的功能合理性提供科学依据。现代设计中，如何解决“产品”与人相关的各种功能的最优化，创造出与人的生理和心理机能相协调的“产品”，是设计师面对的最大课题。

三是为设计中考虑“环境因素”提供设计准则。通过研究人体对环境中各种物理因素的反应和适应能力，分析声、光、热、振动、尘埃和有毒气体等环境因素对人体的生理、心理以及工作效率的影响程序，确定了人在生产和生活活动中所处的各种环境的舒适范围和安全限度，从保证人体的健康、安全、合适和高效出发，为设计方法中考虑“环境因素”提供了设计准则。

人机和谐共存是人体工程学关注的核心问题。其和谐境界的获得可以归为三个尺度:人体尺度[依据人体各部尺度确定设计尺度]、心理尺度[依据产品对人的心理影响来确定尺度]、文化尺度[不同民族的传统文化与风俗习惯，各个历史时期的文化倾向、道德标准与风俗习尚对设计的不同要求]。人体尺度是在一定观念指导下，通过人体测量和数理统计获得的。通过以特定群体为考察对象的大量测量后，运用数理统计分析处理的方法，我们可以得出被测群体有别于其他群体的尺寸平均值，作为设计时的重要参照因素。具体设计时要知道更为详细的尺寸标准，例如不同民族、年龄、体态、职业的群体的身体尺寸，以此制定基本参数，为设计提供重要依据。设计时依据这些标准，可以从一个方面保证设计产品适合大众的要求和产品的标准化。心理尺度则是指人体工程学研究色彩、形状、空间、光线、气味、材质等人造物和环境因素如何对人的心理造成影响，探讨这些客观因素如何与使用者、接受者的个性、气质、行为等主观因素相互作用。设计产品是否宜人，显示和操纵是否方便有效，人机关系是否协调都要从心理反应上来考虑。考虑到心理规律，产品才能引起受众的认同感。人机和谐设计还需要从文化角度来考虑。人、人造物、环境的联系，离不开文化的作用，生理学规律和心理学规律也常常是凭借文化因素来起作用。建筑物高度和空间大小是要依据人体身高和活动范围大小而定的，活动范围则显然是由文化因素参与决定的。设计建筑尺度也必须和建筑功能、主题、自然人文环境相结合。

功能主义的设计，强调简洁、实用而不是新奇、时髦。根据人的生理活动规律进行产品设计，通过详尽考虑人体的尺度、人的能力给产品造型提供更为合理的设计依据。功能主义的设计根据使用者的生理需求，力求注意产品造型的简洁形态，操作的方便性和使用的舒适性。一个好的设计，应该让使用者容易了解其操作过程及其功能。一种产品，一件工具，必须与人的生理构造相适应才能给人以方便、舒适的感觉。例如当人保持一个姿势一段时间不动时，就有一部分肌肉处于持续施力的状态。肌肉在持续施力时，收缩压迫血管，阻止了肌肉的血液循环和新陈代谢，使肌肉很快产生酸胀的疲劳感，疲劳程度和施力的大小与时间相关。许多职业病就是因为作业姿态不合理而使某部分肌肉长期处于持续施力状态引起的。设计师在设计常用产品时，如何避免肌肉的持续受力是其考虑的重点问题之一。影响人机关系的主要因素一是空间，二是光线，三是色彩，四是声音，五是人与物的秩序。机械产品必须考虑到人与物的关系，包括人体的力度、速度、准确度、控制范围、人体动作的次序等等，做到布局合理，容易操作，使用者不必大幅度地移动身体就可以操作。家具设计中，当人体工程学还未应用之前，人们认为桌比椅重要，顺序是桌、椅、人。以人体工程学为设计导向，从人体生理解剖角度分析立位和坐位时人的脊椎形状的变化，设计师提出人、桌、椅的新顺序，强调人的因素第一的新的设计评价观。桌椅尺寸的基准点，也由地面移到臀部的坐骨结节点上，所有尺寸都由它来决定，而不是由地面决定。因此，就功能来看，桌子的高度应是从坐骨点到桌面的距离，也称差尺。它是桌子的实际高度，余下的尺寸属于附加尺寸。以它为基点设计制作的桌椅适合人体需要，避免过高或过低的桌子带给人的疲劳。

科技视野中的人机关系被简化为人机的一种功能主义的表现。功能主义代表了20世纪大部分现代化设计思想、设计和制造方法以及设计的产品。功能主义在现代社会的风行，使得人们迷失在单纯追求功能的卓越与给人的舒适上。功能第一成为人体工程学研究的首要目标。在这种思想下，人被视为可以被科技完全量化。法国哲学家和医生拉美特力于1748年断言，人是一部机器。在整个宇宙中，只有一种物质，它表现为各种形式。人也是由分子和原子组成。当时的西方哲学和自然科学界普遍接受了这一观点，承认人与机器本质相同，把人按照机器进行简化，只提取出那些物理和数学能够理解和表达的机械运动因素。人的运动也被简化为机械运动。这些被忽略的物理和数学无法理解和表达的东西，恰恰是人机设计中最重要的问题之一。正确的设计不应当简化操作行为，而是承认操作行为的复杂性，尽量发现各种实际操作情景、危险情况、紧急情况，通过设计给操作提供各种有利条件。忽略了人与机器的本质区别，导致在人机系统中，人被看成是用来弥补机器功能缺陷的，把人的“功能”框定为监视系统输出、系统输入、系统控制，为了使人的这些功能起作用，给机器设计了显示器和遥控器。这种系统以机器为中心，把人的行为类比成机器行为，把人看成是机器系统的一部分，设计目的是为了最大限度地提高机器功能和效率，人应该适应机器。

设计的关键不是在于解决某种技术上的问题，而在于设计师是以何种态度和方式来认识和对待人的心理需求和人的生存方式，以及造物方式的。科学技术在将人从繁重的劳动中解脱出来的同时，又将人的精神推到一种紧张或空虚的状态之中，人成了科技的仆人，物质的奴隶。产品既然是人造的，应该担负起发展人的本质力量的任务。产品要启发消费者未发现的潜在愿望。人在物质和生理方面的满足，不断促使着人对精神内容需求的增长。人们越来越感到仅以科学技术手段所设计、生产出来的物质产品，已经不能满足不断发展的需求了。虽然人们一度陶醉于科学的成功之中，并享受着科学给人们带来的好处，但高技术高效率和复杂的产品功能在使我们从繁重的劳动中解脱出来的同时，也给我们带来了新的困惑，人们不得不顺应着不断更新的产品功能来重新安排自己的生活。在更深的层次上重新审视人机关系，有助于我们更好地进行设计，更好地发展人自身。