Теоретические основы инженерной психологии

Введение к книге "Человек и техника" (Б. Ф. Ломов)

...В связи с успехами техники иногда говорят о замене человеческого труда "трудом" машин. Однако это утверждение не более чем метафора. В строгом смысле слова ни одна машина, даже самая совершенная, не трудится и не может трудиться. Она является лишь орудием труда, с помощью которого человек воздействует на природу, изменяя последнюю сообразно заранее поставленной цели.

Каких бы замечательных успехов ни достигала техника, какие бы удивительные автоматы ни создавались, труд всегда был и остается сознательной деятельностью человека, а человек - субъектом труда.

Возможности человека как главного элемента производительных сил расширяются за счет развития орудий труда. Но создание новых орудий приводит к изменению роли и места человека в производственных процессах. Отдельные операции, которые он должен был выполнять раньше, постепенно передаются машинам. Главными функциями человека в производстве становятся программирование, управление и контроль. На этой основе возникают новые формы взаимосвязи физического и умственного труда.

Для дальнейшего развития производительных сил важно знать, как изменяются требования к субъекту труда, обусловленные ходом технического прогресса, важно изучить особенности и возможности человека с точки зрения этих требований.

Можно отметить по крайней мере три главные тенденции изменения условий трудовой деятельности человека.

Во-первых, в связи с развитием механизации и автоматизации перед человеком ставится задача одновременного управления все большим и большим количеством объектов (и их параметров). Это, естественно, усложняет анализ и оценку Их состояний, а следовательно, операции программирования, управления и контроля.

Во-вторых, человек все более отдаляется от управляемых объектов. В условиях дистанционного управления он уже не может воспринимать их состояния непосредственно. Между органами чувств человека и объектом управления "вклинивается" целая система технических устройств, передающих необходимую информацию. При этом обычно информация, поступающая к человеку, оказывается закодированной, и перед ним возникает новая задача - декодирование, которой не было при непосредственном восприятии хода управляемого процесса. Воздействие оператора на этот процесс также опосредствуется системой технических устройств, что изменяет требования к рабочим движениям.

Наконец, в условиях современной техники значительно возрастают требования к скорости действий работника, обусловленные повышением скоростей управляемых процессов.

Таким образом, развитие техники приводит к изменению условий трудовой деятельности, что в свою очередь изменяет требования к субъекту труда.

В связи с отмеченными тенденциями изменения условий труда возникает ряд специальных вопросов. Например, сколько сигналов может человек воспринять одновременно? Какова предельная скорость его реакций? Насколько быстро и точно и каким образом он выполняет операции декодирования? и т. д. Ответы на подобные вопросы предполагают изучение процессов восприятия, внимания, памяти, воображения, мышления, способностей и т. п., т. е. психических процессов и качеств человека.

Ясно, что эффективность трудовой деятельности человека зависит от того, насколько результаты этого изучения будут учтены при разработке и конструировании машин, которыми он должен управлять. Важно подчеркнуть необходимость знаний оптимальных условий деятельности человека, а также его предельных возможностей.

Сейчас человеку нередко приходится работать в условиях таких скоростей, которые превосходят возможности его воспринимающих аппаратов. Так, при полете со скоростью, в три раза превышающей скорость звука, у пилота возникает своеобразная иллюзия. Она выражается в том, что пилот видит те предметы, которые находятся на расстоянии 100 м позади самолета, как бы находящимися на уровне самолета. Понятно, что нельзя эффективно решить задачу конструирования системы управления "сверхскоростным" самолетом, не учитывая временных границ зрительного восприятия. Если же иметь в виду, что при полете на таких самолетах изменяются условия не только зрительного восприятия, но и других психических процессов, то необходимость учета данных психологии при конструировании самолетов станет несомненной.

Еще большая необходимость в знаниях психических процессов и особенностей их изменения под влиянием тех или иных условий испытывается при конструировании космических кораблей. Условия деятельности космонавта существенно отличаются от условий, в которых человек находится на Земле. Возникают вопросы о том, что может и чего не может сделать человек в космическом полете, какова его роль в управлении кораблем, какие задачи целесообразно ему поручить и т. д. Чтобы ответить на них, необходимо знать, как изменяются психические функции человека при перегрузках, невесомости, длительном пребывании в замкнутом пространстве. На основе этих знаний решаются многие вопросы - от организации рабочего места оператора до системы его подготовки к полету. В конечном счете от успешности психологических исследований деятельности космонавта и их учета при конструировании корабля зависит и успешность космического полета.

Знания психических процессов и свойств человека необходимы также при разработке и конструировании железнодорожного, автомобильного, подводного и надводного транспорта, электростанций, заводских цехов и т. д. Инженерная психология выступает в этой связи как составная часть научной организации труда. Следует отметить, что она является также одной из основ (наряду с теорией архитектурной композиции) так называемой технической эстетики.

Не менее острая потребность в знаниях закономерностей психических процессов возникает при решении задач автоматизации производства.

Современная автоматика создает такие технические устройства, которые моделируют некоторые стороны работы человеческого мозга. Многие трудности, возникающие при этом, определяются тем, что мы еще недостаточно знаем природу психических процессов, являющихся функцией мозга. За последние годы достигнуты большие успехи в моделировании логических операций. Но задача создания автоматов, моделирующих сенсорные процессы (ощущения, восприятия, представления), еще не решена. Между тем автоматизация многих процессов нуждается в моделировании именно ощущения и восприятия. Так, создание "машин-стенографисток", работающих под диктовку, упирается в проблему речевого слуха. Известно, что человек прекрасно понимает речь, произносимую голосом любого тембра, с любой эмоциональной окраской, в любом темпе. Для машины это пока непосильная задача. Но она может быть решена на основе точного знания законов речевого слуха.

При создании хлопкоуборочных, чаеуборочных, фруктоуборочных машин, при автоматизации некоторых ткацких операций возникает задача моделирования осязательного восприятия. Мы уже не говорим о том, что во многих отраслях производства есть потребность в автоматах, моделирующих зрительное восприятие.

Большой круг вопросов возникает в связи с задачей обучения современного рабочего. В некоторых отраслях труда уже сейчас применяются специальные машины, предназначенные для обучения и тренировки человека. Надо полагать, что с развитием техники роль обучающих машин будет возрастать. Но чтобы конструировать их, необходимо знать закономерности формирования знаний, умений и навыков, закономерности формирования и развития способностей человека. Именно эти знания должны составить научную основу теории тренажеров и обучающих машин.

С развитием техники все более острой становится потребность в детальном и всестороннем изучении особенностей человека. Отсюда вытекает необходимость совместной работы тех, кто конструирует машины, и тех, кто изучает человека. Самим ходом технического прогресса диктуется союз технических и антропологических наук¹.

¹ (Термин "антропологический" употребляется здесь в самом широком смысле. К антропологическим относятся все те науки, предметом исследования которых является человек.)

Проблема "человек и техника" - одна из основных проблем современной науки. Ее решение предполагает совместную работу инженеров, математиков, психологов, физиологов, анатомов и представителей многих других научных дисциплин, ибо по существу своему эта проблема требует комплексного исследования.

На стыках антропологических, биологических и технических наук в последнее время сформировался ряд новых научных направлений, изучающих разные аспекты этой сложной проблемы. Одним из них является инженерная психология.

Как техническая наука инженерная психология изучает орудия труда и технологические процессы, но лишь под определенным углом зрения: выясняя, какие требования предъявляются конструкцией инструментов, машин, приборов и особенностями производственных операций к психическим свойствам человека.

Как психологическая наука она изучает психические процессы и свойства человека, но также лишь под определенным углом зрения: выясняя, какие требования к орудиям труда и к технологии вытекают из характеристики этих процессов и свойств.

На основе инженерно-психологических исследований решаются задачи приспособления конструкции машин к характеристикам человека и тем самым обеспечиваются оптимальные условия труда.

В течение ряда лет инженерно-психологические исследования выступали как один из разделов психологии и физиологии труда. Проблемы, которые сейчас составляют предмет самостоятельной науки, разрабатывались в связи с задачами организации условий труда и рационализации приемов трудовой деятельности человека.

Возможность поворота психологии к проблемам технического прогресса подготовлена развитием ее специальных областей: общей психологии, экспериментальной психологии, психологии труда. Данные, представляющие определенный интерес для решения новых проблем, накоплены в детской, педагогической, авиационной и военной психологии, в психологии спорта и других областях.

Предпосылки инженерной психологии формировались в ходе развития не только психологических (более широко антропологических), но также и технических наук. В этой связи прежде всего нужно упомянуть технологию, телемеханику, теорию автоматического регулирования, радиотехнику, электронику, теорию надежности. Инженерная психология обязана им постановкой вопросов, формированием некоторых понятий и разработкой способов исследования.

Связь между психологией и техникой взаимная. С одной стороны, психологическая теория проверяется в процессе конструирования и эксплуатации новых машин. С другой - прогресс в изучении психических явлений открывает новые возможности для решения технических задач.

Однако ни науки о человеке, ни технические науки не располагали такими методами и теорией, которые позволили бы изучать человека и машину как звенья единой системы с некоторой общей точки зрения. Совместная работа психологов и инженеров была затруднена отсутствием единой теоретической позиции.

Решающую роль в создании такой позиции сыграла кибернетика, возникшая как синтез многих научных достижений.

Изучая процессы управления в машинах и живых организмах, кибернетика сформулировала некоторые общие принципы управления и строения управляющих систем и разработала методы математического описания процессов передачи, переработки и хранения информации, играющих фундаментальную роль в управляющих системах. Это позволило подойти к решению проблемы согласования характеристик машин с характеристиками человека с единой теоретической позиции, рассматривать качественно различные по своей природе звенья систем управления в одних и тех же терминах и пользоваться общими методами исследования этих звеньев.

Классическим объектом инженерной психологии является деятельность человека в системах контроля и управления (труд диспетчера, оператора у пульта управления и т. п.), точнее, взаимодействие человека и машины в этих системах. Однако область ее исследований более широка. Она охватывает все виды техники. Инженерно-психологические исследования необходимы всюду, где речь идет о создании тех или иных устройств, рассчитанных на восприятие, представление, мышление человека, на его действия.

Вопросы инженерной психологии неизбежно возникают при разработке средств коммуникации, телевизионных систем, исследовательских приборов при проектировании кинотеатров, заводских цехов, при оформлении автомобильных трасс и т. д. Достижения инженерной психологии могут и должны быть использованы во всех областях народного хозяйства.

Ломов Б. Ф. Человек и техника. М., 1967. С. 15-25.