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泛科選書/電腦該承擔多少任務,人類才能達成最佳工作效能?

2016 年 05 月 29 日

編按:關注科技發展與人類生活型態的尼可拉斯.卡爾(Nicholas Carr),不斷呼籲世人對科技與人性進行反思與辯論。但卡爾並非一昧反對科技,而是希望人們拿捏「自動化」的角色,科技橫亙在我們和世界之間,可以是提升工作效能的捷徑,也可能成為曲折撲朔的迷宮。

以下篇幅摘自《被科技綁架的世界》(The Glass Cage: How Our Computers Are Changing Us)一書,其中第四章〈耶基斯-多德森的倒 U 曲線〉以心理學家羅伯特.M.耶基斯(Robert M. Yerkes)的發現「耶基斯多德森法則」為例,說明自動化絕非萬靈丹,對科技的追逐必須適可而止。

1907 年,哈佛大學心理學家羅伯特.M.耶基斯(Robert M. Yerkes)出版了《跳舞的老鼠》(The Dancing Mouse),在書的開篇,他這樣寫道:「自 1903 年以來,我一直在觀察跳舞的老鼠,數量從兩隻到一百隻不等。」這本書共有兩百九十頁,是一首齧齒動物的讚歌。

並不是所有的齧齒類動物都能獲得如此殊榮。耶基斯預測,跳舞的老鼠之於行為學家就像青蛙之於解剖學家一樣重要。劍橋當地醫生將一對跳舞的日本老鼠作為禮物,送給哈佛心理學實驗室時,起初耶基斯並不感興趣,那就像「研究工作過程中平常的事件一樣」。但是很快,他就對這兩隻小生物以及他們「繞著同一個點以驚人的速度飛快轉圈」的行為著了迷。他給這兩隻小老鼠打分,分別編上編號,並詳細記錄斑紋、種別、出生日期和宗源等資訊。「這種動物太棒了!」他寫道,同一般老鼠相比,跳舞的老鼠體型小、能力弱 — 牠們幾乎不能支撐自己的身體,也無法「依附在物體上」。但是「對於許多動物的行為難題來說,這類老鼠卻是絕佳實驗物件」。這個品種的老鼠「好飼養、易訓練,沒有害處,一直處於活躍狀態,並且非常適合進行大量實驗,這讓人非常滿意」。

當時,利用動物進行心理學研究還是件新鮮事。19 世紀 90 年代,伊萬.巴普洛夫(Ivan Pavlov)才開始以流口水的狗為實驗對象進行研究。直到 1900 年,美國一名研究生威拉德.斯莫爾(Willard Small)才將一隻老鼠丟進迷宮,觀察老鼠四處亂跑的現象。借助跳舞的老鼠,耶基斯極大地拓寬了動物研究的範疇。他在《跳舞的老鼠》中寫道,他用齧齒動物作為實驗主體,探索平衡和均衡、視覺和感知、學習和記憶,以及行為特徵的遺傳性等問題。耶基斯稱,老鼠具有「實驗推動性」,「我觀察和實驗的時間越長,老鼠表現出來的需要解決的問題就越多」。

耶基斯關於老鼠進行了一系列實驗,其中最重要也最具影響力的一項實驗早在 1906 年就已經開展了。耶基斯和他的學生約翰.迪林海姆.多德森(John Dillingham Dodson)將 40 隻老鼠一隻一隻地放進一個木盒子裡。盒子較遠的一端有一白一黑兩個通道。耶基斯和多德森後來寫道,如果老鼠試圖通過黑色通道,就會受到「討厭的電擊」。老鼠受到的電擊強度不同,分為弱電擊、強電擊和中等電擊。

研究人員想要觀察刺激的強度是否會影響老鼠的認知速度,讓牠們避開黑色通道,轉投白色通道。觀察結果令他們大吃一驚。雖然同他們預想的一樣,受到弱電擊的老鼠分辨黑白通道的速度相對較慢。但是,受到強電擊的老鼠的學習速度也很慢。而受到中等強度電擊的老鼠,能最快地認清情況並調整自己的行動。科學家們表示:

「這同我們預想的情況相反。實驗表明,雖然電擊強度會一直增加,最大時會對實驗對象造成傷害,但是習慣養成的速度並沒有隨之加快。相反,中等強度的刺激最有利於習慣的養成。」

耶基斯又進行了一系列後續實驗,結果更令人驚訝。科學家用另一組老鼠進行了同樣的訓練,不同的是,這次增加了白色通道內燈光的亮度,調暗了黑色通道的光線,增強了兩個通道的視覺對比度。在這種情況下,所受電擊強度最大的老鼠最快避開黑色通道。老鼠的學習能力並沒有像第一輪實驗那樣出現下降。

耶基斯和多德森對老鼠的行為差異進行了追蹤研究,他們發現,第二組實驗對動物來說更容易。得益於較大的視覺對比,老鼠在分辨通道的時候並不需要太多思考,直接把電擊和較暗的通道連繫了起來。「電流刺激強度和學習速度或養成習慣之間的連繫取決於習慣的難度。」他們解釋說。隨著任務難度的加深,所需要的刺激強度也在下降。換句話說,當老鼠面對真正困難的挑戰時,特別弱或特別強的刺激都會阻礙牠的學習能力。在金髮女孩效應(Goldilocks effect)中,中等刺激會激發出最好的表現。

1908 年,耶基斯和多德森在發表了實驗論文,自那時起,「刺激強度和習慣養成速度之間的關係」就成了心理學歷史上的標誌性事件。他們將這一發現稱之為耶基斯多德森法則,該法則不僅侷限於跳舞的老鼠和顏色不同的通道,還適用於許多其他類型的事件,它不僅影響齧齒動物的行為,也對人類產生了影響。對人類來說,耶基斯多德森法則通常為倒「U」型曲線,勾畫了面對困難任務時人類的表現同心理刺激程度之間的關係。

刺激度特別低時,人處於空閒狀態,沒有受到刺激,停止不動,表現呈平緩停滯狀態。隨著刺激的加強,表現增強,倒「U」型曲線頂點的左側呈上升趨勢。而後,刺激進一步增強,但表現下降,曲線頂點的右側呈下降態勢。當刺激強度達到最大值時,壓力麻痹了人的行動,表現再次呈停滯狀態。

同跳舞的老鼠一樣,當處於耶基斯 — 多德森曲線頂點的時候,人類的學習和表現處於最佳狀態,因為在這一刻,我們受到了挑戰,但沒有被擊垮。當曲線到達頂點時,人類進入了一種心流狀態。

耶基斯 — 多德森定律與自動化研究已被證明具有某種特殊的關聯。該定律能解釋電腦進入人類工作場所和工作過程以後所帶來的諸多意外影響。在自動化發展的早期階段,人們認為軟體可以處理日常瑣事,減少人類的工作量,提升工作表現。人們猜測,工作量和表現具有負相關性:心理緊張程度降低,工作時就會表現得更聰明、更積極。現實更為複雜。

某些情況下,電腦成功減少了工作量,人們工作起來更加得心應手,可以將全部注意力轉向那些更為緊迫的任務。但在其他情況下,自動化承擔的任務過多,導致工人的表現只能處於耶基斯 — 多德森曲線的左側。

 

被科技綁架的世界:無人駕駛、人工智慧、穿戴式裝置將帶你去哪裡?

封面圖片來源:Pixabay

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