葛列众 | 中国工程心理学发展的历史、现状和愿景
中国工程心理学发展的历史、现状和愿景
葛列众
（浙江大学心理科学研究中心教授）
2021年是中国心理学会百年华诞。为纪念这个特殊的日子，笔者将通过这篇笔谈文章，梳理我国工程心理学发展的历史和现状，结合习近平总书记提出的科技工作“四个面向”精神，展望工程心理学的未来发展。
中国工程心理学的发展和现状
工程心理学是一门采用心理学及其相关学科的研究方法，研究人机环系统中人、机器和环境界面及其交互作用，从而提高工作、学习绩效，创造舒适环境，防止事故发生的学科。工程心理学在美国通常被称为人因学（human factors）；在欧洲则被称为工效学（ergonomics）。现在，一门交叉性学科——人因工程（Human Factors Engineering，HFE）正在兴起之中，并受到越来越多的关注。人因工程的研究内容和我这里所谈的工程心理学有许多重叠。
二战时期出现的喷气式战斗机等复杂人机系统，直接导致了工程心理学这门学科的诞生。自诞生以来，工程心理学研究的重点一直都放在改进界面，优化交互，从而设计出符合人的生理与心理操作特点的系统和产品。
我国工程心理学于20世纪30年代起步发展。清华大学首先开设了工业心理学课程。1935年，陈立先生撰写并出版了我国第一本工业心理学专著《工业心理学概观》。该论著搭建了工程心理学的基本框架，论及了诸如环境因素与效率、疲劳与休息、工作方法与效率、工业中之事故、工厂中之组织、工作中之激励与动机等问题。
20世纪50年代到60年代，我国的心理学家结合生产实践，在人机系统的研究领域（如操作分析、工伤事故预防和人机界面的设计等）中取得了不少成果，使工程心理学研究呈现出一个小高潮。如，朱祖祥教授对劳动竞赛中的心理学问题的研究。这些研究有力地推动了我国工程心理学的发展，也解决了许多当时工业设计所面临的人机界面问题。
虽然工程心理学研究在“文革”期间中断了约十年时间，但在改革开放至整个80年代，工程心理学在我国得到了重建，从而进入了一个新的发展阶段：多个全国性的学术组织和学术研究机构得以成立，工程心理学的教学体系初步形成，工程心理学研究工作领域不断扩大，研究的成果也日益增多。
中国科学院心理研究所、航天医学工程研究所、空军医学研究所、杭州大学（现浙江大学，下同）、同济大学等单位分别建立了专门的工效学或工程心理学研究机构。其中，杭州大学于1979年建立了我国第一个工业心理学专业，招收并培养我国高校第一批工程心理学硕士和博士研究生。中国科学院心理学研究所与中国标准化研究所于1981年共同建立了“中国人类工效学标准化技术委员会”，与国际人体工程标准化综合研究所合作共同建立了“中国人类工效学标准化技术委员会”，并与国际人体工程标准化技术委员会（CIEA）建立了密切联系。另外，1980年，封根泉研究员编著的我国第一本工程心理学专著《人体工程学》正式出版。到了20世纪80年代末期，工程心理学正式进入了我国教学体系建设之中：1988年，杭州大学的工业心理学专业被国家教委批准为国家重点学科，次年，杭州大学工业心理学实验室被批准为国家专业实验室。1989年，中国人类工效学会成立，并于1995年创刊《人类工效学》杂志。1990年，朱祖祥教授编写了我国第一本高校用的《工程心理学》教科书。
这一时期的工程心理学研究主要集中在人机界面评价和设计、环境的设计和控制、工作负荷和人体测量学等几个方面：（1）人机界面评价和设计包括了对视觉显示器以及各种工业生产机械设备和生活设施等人机界面设计进行的研究，如崔君铭等人的铁路灯光信号显示研究。（2）环境的设计和控制的研究主要针对环境照明对视觉作业的影响效应，如焦书兰等人关于视场亮度变化对视觉对比感受性的影响的研究。（3）工作负荷的研究进行了各种工作的负荷分析和建立工作负荷指标等，如张殿业等人对鞍钢耐火厂、炼钢厂22个工种进行的体力劳动负荷的人机工程学分析及劳动强度测定。（4）人体测量学的研究，如刘宝善等人基于握杆操纵技术(HOTAS)，测量了359名歼击机飞行员19项人体数据，还有李良民关于飞机座舱工效学标准的研究。
自从20世纪90年代开始，中国工程心理学进入了快速发展期。现今工程心理学的研究已经涵盖了本学科的各个领域，很多的研究成果都在生产实际中得到了应用。同时，工程心理学也逐渐形成了自己的学科体系，许多工程心理学的专著、辞典和教科书应运而生，例如：方俐洛和朱祖祥等分别出版和再版了《工程心理学》；2009年，全国人类工效学标准化及技术委员会专门编辑了《人类工效学标准汇编》。继20世纪80年代中国人类工效学会和中国心理学会工业心理学专业委员会成立，中国心理学会工程心理学专业委员会于2014年正式成立。
经过几代人的不懈努力，我国工程心理学迅速发展壮大，呈现出如下三个明显特点。
1.国际地位显著提升。文献检索显示，在全世界17个工程心理学及相关的人因工程领域国际期刊上，中国学者在2010—2020年间共发表了相关论文2291篇，占同期同类文章总数（15088）的15.18%；研究内容涉及工程心理学的各个领域。
2.科研成果突出。我国工程心理学家参与了包括载人航天、核电等国家重大工程，以及飞机、航母等先进军事武器装备建设的科研和设计工作，为国家重大工程和国防建设中的一些瓶颈问题的解决做出了自己的贡献。浙江大学心理科学研究中心葛列众教授带领的研究团队还获得中央军委装备发展部等5个部委于2019年颁发的“中国航天载人工程突出成就集体”奖。
3.科研队伍不断壮大。我国工程心理学在国内形成了独具特色并具有一定规模的研究机构，其中包括中国科学院心理研究所、清华大学、浙江大学、同济大学、陕西师范大学、东南大学、中国标准化研究院、浙江理工大学等。这些工程心理学研究机构目前都形成了从领域带头人，中青年科研工作者，到研究生的完整的人才梯队。特别值得一提的是，沈阳飞机设计研究所、华为、联想、中国移动、阿里巴巴等我国大型的企业也都建立了自己专有的工程心理学实验室以及相关的研究机构。
工程心理学的发展前景
工程心理学是一门技术性很强的学科。无论是信息时代还是智能时代，计算机的普及应用都是一个十分关键的要素。工程心理学恰好在计算机普及过程中扮演了决定性的作用，基于心理学原理开发的以窗口、图标、菜单和鼠标为基础的Windows操作系统，彻底抛弃了只有计算机专家能用的DOS操作系统的界面，因而大大促进了计算机的普及应用，为信息时代和智能时代的发展奠定了稳定而广泛的基础。这个例子充分说明，工程心理学科可以在技术发展中发挥决定性的作用。
习近平总书记在科学家座谈会上提出的“四个面向”为中国科学技术发展指明了前进方向。下面从面向世界科技前沿、面向经济主战场和满足国家重大项目需求三个方面，展望工程心理学的应用前景。
（一）面向科技前沿
科技前沿中必然包括人工智能和虚拟技术。
人工智能领域就是研究如何使用计算机来模拟人的思维过程和智能行为，其目标是延伸和扩展人类智能，研制像人类一样可以胜任多种任务的通用智能系统。不管是理论构建，还是技术开发和实际的应用，人工智能都和心理学科紧紧地联系在一起。从人工智能的历史发展来看，心理学科的成果直接推动了人工智能的发展。心理学中的物理符号系统假说是人工智能第一个高速发展的理论基础。
针对AI技术的智能系统可能带来的伦理道德方面的负面影响，工程心理学家分别在斯坦福大学、加州大学伯克利分校、MIT等大学成立了“以人为中心的AI(Human-Centered AI,HAI)”的研究机构，提出了智能系统研发的新模式。该模型包括了三个方面。(1)人因设计：强调智能系统的研发要从工程心理学的学科理念（人的因素）出发，要充分满足人的各种需求，为人类提供安全的、高效的、健康的、满意的基于智能技术的工作和生活；(2)伦理化设计：智能系统应该从人类伦理、道德等角度出发,致力于解决人类社会的偏见、维护人类公平和公正等问题；(3)充分反映人类智能的技术：要进一步提升AI技术，以达到反映以人类智能为特征的深度(更像人类的智能)。由此可见，AI的应用是绝对离不开对人的心理研究的。
我国工程心理学家在人工智能开发方面，也做出了许多实际的贡献。比如，浙江大学心理科学研究中心最近几年来致力于用户操作意图识别的研发，以这种技术构建的人机交互界面可以做到信息的按需呈现，进而创建了一种动态的智能交互界面。目前这种技术正被用于尖端武器装备的研发中，收到了显著的实际效益。
虚拟技术也是一种前沿技术。有研究者说，2016年是VR爆发的元年，虚拟现实将改变世界。虚拟不仅仅是一种技术，而且是对人性的解放。它的出现符合人类获取更多信息的渴望，这种需求将使VR成为下一个互联网平台。但VR有两个致命的问题：一是眩晕症问题，裸眼虚拟现实的游戏时产生的晕动症甚至超过50%；二是空间压缩问题，在虚拟世界里人的知觉距离和现实世界知觉距离的判断差异显著，目前已经有不少的实验证明了这种差异性。由于眩晕和空间压缩，虚拟环境还不能有效地实际应用于现实生活。我们预期，这些虚拟技术中出现的问题的解决方案都将依赖于工程心理学的知识。
（二）面向经济主战场
实用性是科技工作的重要属性，服务于经济主战场是科技工作的最终归宿和科技工作者的根本使命。心理学对国民经济的发展有许多直接的贡献，除了管理心理学对生产组织、人力资源的贡献以外，工程心理学对经济主战场的贡献充分地体现在“以人为中心”的用户体验研究之中。
在技术发展早期，生产力低下，大众生活需求也比较单一，生产的产品强调的是功能的实现，大众基本需求的满足。随着技术的发展和生活水平的提高，产品从仅仅满足功能实现向满足消费者的各种需求转变。正是在这个背景下，“以人为中心”的产品设计生产理念应运而生，以心理学科基本理念和方法为基础的用户体验研究和应用也逐步得到了学术界和产业界的认同。
用户体验的研究主要涵盖了用户、任务、产品和环境的需求分析，用户产品、服务的设计研究和相关的测试分析。有数据统计与分析表明，如果在产品设计早期就考虑人的因素，其费用仅占总投入的2%；而如果在产品交付使用时发生问题再引入人的因素的改进，费用可占总投入的20%以上。
可见产品和系统的研究设计中，考虑人的因素，进行工程心理学的研究，不仅可以节约产品成本，而且可以极大地提高产品的用户体验，增加系统的整体效能。
（三）面向国家重大需求
面向国家重大需求，解决国家重大项目中的瓶颈问题是各个学科科技创新中首先要考虑的任务。工程心理学可以在其中大有作为。
随着科技水平的不断发展，尖端科学技术的出现，由各种高科技技术和操作人员组成的系统日益复杂，由此而产生的复杂人机交互问题，就是心理学科中工程心理学研究需要加以解决的核心问题。在非智能时代，人类操作员作为操作员或监控员，操作机器（例如驾驶汽车），或者监控机器（例如监控飞机自动驾驶系统），机器是人的辅助工具。在智能时代，基于智能技术的机器从一种支持人类操作的辅助工具发展成为一个具有一定认知、独立执行、自适应等能力的自主化智能体（intelligent agent）,并且在一定程度上具备类似于人类的行为能力。在人机操作环境中，拥有自主化特征的智能体与人类操作员成为合作队友，扮演“辅助工具+人机合作队友”的双重新角色。智能时代的人机关系已经演变成为一种“人机组队”（Human-Machine Teaming,HMT）式合作。这种新型人机关系在越来越多的尖端武器装备和复杂人机系统中出现，也是智能时代工程心理学的重点研究对象。
另外，航空航天、航海、核电及交通领域事故分析报告表明，70%的重大事故与人因失误（human error）密切相关。因此，我国目前正在实施的载人工程、高铁、核电中都需要解决复杂系统中的人误问题，都离不开心理科学的原理和方法的应用。
我国工程心理学科研工作者必将在我国载人工程、先进武器装备等国家重大项目中，对解决人机交互、系统安全等核心瓶颈问题发挥越来越重要的支撑作用。
小结
我国的工程心理学自20世纪诞生至今不断发展壮大，研究的领域不断扩大，并积极参与到我国载人工程、高铁等国家重大工程，解决了人机交互、界面设计等许多瓶颈问题。
心理学科不仅是一门理论学科，也是一门应用性很强的技术类学科。展望未来，心理学科可以也能够在前沿科技、经济主战场、国家重大工程和人民健康等四个方面做出自己应有的贡献。
本文出自《中国心理学的历史反思与新时代担当——纪念中国心理学会成立100周年（笔会）》，该笔会刊于《苏州大学学报（教育科学版）》2021年第3期，第1~31页，共9篇。
“苏州大学学报教育科学版”微信公众号将陆续单篇推出，敬请关注。如有媒体或其他机构转载，请注明出处。
文章一览
2021年第3期
中国工程心理学发展的历史、现状和愿景省略…葛列众
中国生物心理学的发展方向…罗非
心身关系与心理探究：兼论认知神经科学研究之可行与不可行…刘昌
社会心理学中国化或本土化:简略的回顾与反思…翟学伟
如何“论道” ? ——理论心理学回顾与展望…叶浩生
中国心理学还美吗?…喻丰
论一种汉语心理学概念谱系学的可能性：以克分子行为概念为例…王波
民国时期中国心理学会与心理学发展…阎书昌
三论心理学的分化与整合现象——中国第一个科学心理学组织成立100周年纪念…张建新
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