美国人因工程学的历史

kuaidaoshou

鸣谢：北京邮电大学人机交互与认知工程实验室

历史可以按照时间顺序或文化背景或知识产权来排序。一门学科的历史拥有所有这些元素，但是由于空间限制，最终被命名为人因工效学(Human factor Ergonomics，HFE)的人因工程学（Human facor，HF），在这里的讨论将按时间顺序排列。

1、HF的来源

这项技术本身的某些部分相当复杂，可以追溯到远古时代（james 和 Thorpe 1994）， 但当代的HFE的前身可以追溯到第一次世界大战前泰勒（1919）的科学管理研究和吉尔布雷斯夫妇的工作，这最终构成了工业工程的时间和运动要素（见1996年Meister 和奥布莱恩和1995年莫罗尼的更全面的解释）。

2、第一次世界大战

像大部分战争一样，第一次世界大战初期刺激了更先进的设备的发展，例如，原始的布莱里奥特类型的飞行器变更为现代化的Spad，Neuport和Fokker 型战斗机。战争也见证了第一辆坦克的诞生。由于许多人无法操作这些机器，特别是飞机，人们更加关注于选择测试的发展，这促使美国聘请了心理学家去开发和管理这些测试，而这反过来又促进了航空医学实验室的建立，航空医学实验室在第一次世界大战后继续被使用，在第二次世界大战时被实验心理学家用作一个模型来使用。由于需要扩大飞行员的数量，美国心理协会理事会建立了航空心理问题委员会针对航空心理问题成立了一个委员会，这个委员会在1918年11月成为了美国国家研究委员会一个下属委员会的小组委员会。通过对陆军航空学员的测试，委员会对23项心理和生理测试进行了评价。

3、两次世界大战之间

第一次世界大战结束到第二次世界大战开始的这段时间主要是一个酝酿期，产生的杰出成就相对较少。由于汽车的日益普及，人们对驾驶员的行为进行了许多研究。对汽车主题的研究兴趣一直维持到现在，人因工程学会在这方面发表的论文数量仅次于航空心理学主题的论文。到第一次世界大战结束时，已成立了两个航空实验室，一个在德克萨斯州的布鲁克斯空军基地，另一个在俄亥俄州代顿外的赖特场地。

1918年战争即将结束时和紧接着停战后这段时间，人们对欧洲的远征军飞行员进行了许多测试，想要确定优秀飞行员与非优秀飞行员之间的性格差异（第二次世界大战时也做过类似的努力，但同样没有成功）。早期的航空工作是在极端的环境中探索人类和机器性能的极限，例如，1935年产生了热气球达到72000英寸的高空记录。人类测量学最初的工作和其对飞机的设计和船员表现的作用的初步工作已经开始。林肯，先驱发明者，研制出了第一台作为娱乐设备的模拟器，1934年陆军航空队购买了第一台战斗模拟器（邓普西，1985）。

在此期间，还有一项值得一提的研究，即1924年至1933年间在西方电器公司的霍桑工厂进行的光照对工人生产力影响的研究。仅仅因为知道了自己是实验对象，使得所有工人付出了更多的努力发挥了更大的潜能。这个结果现在被称为“霍桑效应”。这表明，动机因素能够显著地影响人们的技术水平表现。

4、第二次世界大战

1939年，军队预料到即将到来的战争以及在第一次世界大战中形成的传统，建立了人员测试部门，国家研究委员会创建了一个心理学紧急委员会，其专注于人员的测试和选择。紧接着在1941年约翰·弗拉纳根（“关键事件法”的创造者）领导创建了陆军空军航空心理学课程。

第一次世界大战有很多值得纪念的地方，但是如果不伴随众多（让人联想到第一次世界大战）其他活动，人们将不会对HFE的历史如此感兴趣。战争见证了声纳、雷达和高性能飞机的呈指数型增加，这样的例子不胜枚举。

由于这是全面战争，涉及了大量的人，所以不再可能采用泰勒原理去选择一些特殊个体来匹配已存在的工作了。设备的物理特性现在必须设计得能够利用人的能力并避免人类局限的负面影响。

此类工作中有一个已经完成的突出例子即现在菲兹和琼斯的经典研究，他们研究了用于开发飞机驾驶室控制旋钮的最有效配置。这个例子中涉及到两点问题：第一，关于系统单元的研究还处于组件级别；第二，完成这些研究的研究人员是那些使自己的实验室技术去适应应用型问题的缩比实验心理学家。

早期的信号区别研究直接着眼于声纳的听觉能力上，为了确定雷达探测目标所需的视觉能力，也进行了类似的研究。其目的是使操作人员更加“容易”有效地进行控制和显示。在编目这些领域的研究时，指出它们需要的不仅仅是“纯”研究是非常有必要的；如果把设备的开发和/或评估作为研究的结果，它将迫使心理学家与设计工程师为了使HF研究运用于实际而更紧密地合作。作为强制与工程师的紧密联系的结果，应用实验心理学（Chapam等人1949年的著作，新兴学科中第一个文本的标题）将缓慢但不可避免地过渡为HF。

战争刚一结束结，军方就试图总结一下在战争期间从研究中已经了解到的知识。陆军航空力量出版了19卷书，不仅强调了人才的选拔和测试，还包含了设备测试的研究，飞行员培训的心理研究，特别是设备设计的心理学研究。第二个重要的关于什么形成了HF的刊物解决了水下作战的人因工程问题。

为什么之后被称为HF而后又被称为HFE的繁荣出现在第二次世界大战中而不是第一次世界大战呢？这是一个“临界质量”的问题。美国参与第一次世界大战的时间只有一年半，飞机从1903年以来一直在发展，而坦克在1916年才开始投入使用。HF“机会之窗”的开启只维持了2年或3年时间，之后美国回落到其习惯性沉溺期。然而，第一次世界大战中采用了心理学家的先例和两次世界大战期间航空医学实验室的研究为第二次世界大战提供了一种模式。此外，苏联和西方国家间“冷战”的升级给HF的兴起增添了一个动力。同样有可能是技术的指数型进步——晶体管，喷气式发动机，计算机等的发展——使得处理人类与技术关系的科学变得非常必要了。

5、第二次世界大战后（当今时代）

这段时间包括了1945年到1965年之间的20年，其包括了世界大战时在军队中工作的人们和他们的第一代后人的活动。

冷战的爆发推动国防部（DOD）大力扩展了对研究实验室的支持。直接的战后所处环境对于政府支持的研究特别有利。在战争期间建立的实验室得到扩展，例如加州大学战争研究部在加利福尼亚州圣迭戈建立了一个实验室，它后来成为美国海军电子实验室，进而演变成为海军海洋系统中心和之后的化身。每个服务项目在世界大战间或此后不久都开展了人体绩效机能研究室。

1945年及紧随其后的这段时间几乎所有的HF研究都是军方资助的，大学被给予大量资金去进行基础和应用研究（例如俄亥俄州立大学的航空心理学实验室）。军方成立了一些“智囊团”，比如洛杉矶的系统开发公司和从它分裂出来的兰德公司。而战争期间的研究集中在较小的设备部件上，如单个的控制和显示，而实验室进行的新研究则更倾向于大型的设备单元，比如一个完整的工作站或整个系统。

第二次世界大战中的一些主要心理学家随后继续着他们的工作。保罗·菲茨（被认为是HF之父）一直担任航空医学实验室的心理学分支科主任直到1949年。空军人事及训练研究中心聘用了数百名德克萨斯州和科罗拉多州的专家成立一个公司规模的组织。

与此同时，一些机会向“民用”工业开放（引号的意思是，虽然这些工业掌握在平民手中，但它仍是由军方主导和支持的）。航空领域的大公司，如北美的麦克唐纳·道格拉斯、马丁·玛丽埃塔、波音和格鲁门等，都成立了HF团体作为其工程部门的一部分。

将HF引进工业中来代表了HF的一个重大变化。HF现在不再是一个完全或主要以研究为导向的学科了。第二次世界大战期间HF研究者和设计者之间的交流互动得到促进，现在扩展为HF团体成为了系统设计团队中的整体元素。以前将“基础”研究作为主要研究对象的研究者，现在不得不把他们工作的应用与物理系统的发展结合起来。即使没有成立一个正式的实验室，政府也会通过一些机构，如在怀特·帕特森空军基地的人体工程部或军队行为科学研究实验室等，授予全国各大学的心理学和工业工程部门进行人体机能研究的合约。

为了竞标这些合约，私人企业成立了，如约翰·弗拉纳根领导的陆军航空项目领导下的美国研究所，这些私人企业雇佣了大量的HF专业人员。

所有这些活动，扩大了HFE专业人员数量，使它从战争期间一个很小的基础机构发展到现在至少包含五千人，几乎所有人都拥有高级学位（文学或理学硕士学位及博士学位），学科吸收人员不仅包括心理学家，还包括接受过工业和其它形式的工程训练的人员，以及那些具有心理学或安全学背景的人，等等。在战争时期仅仅隐约可见的与工程的联系现在更加牢固，并在学科上发挥了自己的作用。

6、后现代主义（1965年至今）

后现代时期来到了一个学科的成熟期。1957年在俄克拉荷马州的塔尔萨（Tulsa，Oklahoma）成立的人因学会，成立之初只有60名成员距今已经发展到近5000名成员。给研究生提供HFE计划的大学的数量，取得了令人瞩目的增长。技术把这一学科分流到了一个新的方向。计算机的发展和技术类计算机应用程序数量的极大膨胀为HFE创造了一个有独立特色的的领域。软件方面基于经验的HF研究直到1970年后个人计算机（PC）发展起来才变得更引人注目。随着大众应用PC而来的是刺激了大量的开发研究尤其是图形方面的行为问题。因为在信息处理和认知能力方面，它是定向的，另外一个领域也开始兴起，认知人机工程，它把相当的重点放在了高度复杂多元的显示上。增长的系统显示自动化带来的影响同样受到了关注，尤其是依靠综合完整的的计算机化图形显示的航空领域（玻璃驾驶舱）。组织心理学以宏观人机工程的形式得到了新生。不仅如此，传统的系统导向的HFE在某种程度上因为工业人机工程的重要性而被大家所认识。

7、其他国家

尽管很多的HFE开发活动是在美国的赞助下，但在其他国家也有很多类似的研究。英国的HF研究也在与美国以一个平行的方式进行着，但规模要小很多。英美两国之间产生了大量的关于人机工程方面的交流和相互借鉴。

在西欧，大量的重点被放在了在美国被称为工业人机工程（IE）的方向上，它倾向于把更多的注意力放在劳动者满意度、肌肉创伤、生物力学等等。这些与宏观人机工程有了更紧密联系的主题，并且把更多传统的HFE兴趣放在了系统开发上。系统开发的兴趣正在渐渐地与IE融为一体，根据实际，美国人因学会（代表美国HF专业人员的主要学会）1993年把他们的名字改为人因和人机工程学会。

西方国家对于HFE的定位（最具代表性的是美国和英国的刊物）像影响西欧一样影响了加拿大以及南美、日本、澳大利亚的一些HFE活动。前苏联的HFE也多少上了一堂特殊的课。现代俄国HFE的鼻祖可以追溯到十九世纪后期的巴甫洛夫（Pavlov），Anokhin，Bernshtein（不幸的是，他在他的国家以外并不知名）。俄国革命对那些被政府认为是资本家和有反马克思趋势的苏联心理学家造成了毁灭性的影响。结果在二十世纪三十年代，致力于心理学研究的实验室被关闭，他们中的很多从业者被流放或者杀害。直到斯大林死后，才逐渐的恢复生机，并且现在才有了一个小的HFE专业人员的团体（大约300人？）。不幸的是，他们所进行的工作信息已不再那么容易获得了。

美国和欧洲的刊物被允许进入俄罗斯，但是，为了保护俄罗斯人避免遭受意识形态的指控，尽管概念的基本意思大体不变，西方概念术语经常被改变。然而，俄语方面仍然有显著的区别，这已经在Meister（1999）的著作中得到描述。

8、概述

没有预见未来我们就不能评论过去。老问题仍旧存在：到底什么是HFE？它是用来做什么的？21世纪有很多面向HFE 的巨大挑战，比如对于预测人体机能数量的研发方法的需求，发展可接受的HFE理论和可用的人体机能模型的需求。所有的这些，为HFE专业人员提供了广阔的成长空间和大量的机会。