比赛输给四岁小孩？工程师的反思

在许多工程工作场所，经常会看到新进的工程毕业生以及年长有经验的工程师之间代沟。然而，根据心理学期刊《认知》(Cognition)最近发布的一项研究显示，两个不同时代的工程师可能从“另一个族群”──4岁的孩子身上学习更多。

这项研究是由英国爱丁堡大学(University of Edinburgh)的Christopher Luca、美国加州大学柏克莱分校(UC-Berkeley)的Sophie Bridgers、Thomas Griffiths与Alison Gopnik等人共同进行，重点在于了解成人与儿童如何学习事物之间的不同关系类型。

在这项研究中，研究人员分别为大学年龄的成人以及4岁的儿童提供一套不同形状的积木：有三角形、圆形以及正方形。这些积木可以单独或成对放进盒中，如果放对了积木组合，盒子就会自动亮灯并且播放音乐。

在其中的一项实验，三角形或正方形都能让盒子亮灯，这包括三角形、正方形或任意二者的组合均可。基本上，三角形和正方形都可独立运作，只要有其中的一种或二种积木即可启动盒子亮灯。成人组和儿童组对于认知这一类型的关系都表现得相当好。这项研究的作者把这种认知称为“区隔”(disjunctive)关系。熟悉数字逻辑的工程师可以把它称为“OR-gate”。

在另一项实验中，只有三角形结合正方形的组合才能让盒子亮灯，不管是只用三角形或正方形的组合都起不了作用，只有二者互相搭配的组合才能启动盒子。作者把这种关系称为“结合”(conjunctive)。以数字逻辑理论来看，它可被称为“AND-gate”。心理学家发现，儿童组在认知这种关系时表现得比成人组更好。

研究显示在思考小装置如何运作时，儿童的表现往往比成人更好，因为他们通常不会对因果关系存在偏见。

下一页：我曾经应急处理的降低热处理组件翘曲量的事件

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为什么儿童能比成人更轻松解决第二个问题？根据研究人员表示，这是因为儿童在看待对象关系时较少有先入为主的偏见。在学习建立因果关系的过程中，儿童比成人更具有开放的思想。成人则习惯用过去的经验来解决问题。然而，在面对新问题时，过去的经验有时反而会误导我们。

这对于工程师又意味着什么？它至少表示我们应该注意统计学家所说的“互动效应”(interaction effects)。一般来说，如果两项参数分别以某种方式影响系统性能，那么同时改变两项参数的结果将只是两种效应的总和。成人们已经习惯以这种方式存在的系统，而且往往认为这种行为就是标准。然而，在某些情况下，同时改变两项参数的结果，并不一定等于分别改变两项参数的结果。在此情况下，互动效应就出现了。

例如，几年前，我曾经进行一项降低热处理组件翘曲量的工作。经热处理的组件从热炉淬火后必须进行硬化程序。在此过程中可增加组件的硬度，但也使其扭曲变形。为了让组件恢复原来的形状，必须放在液压机中拉直。然而，由于组件的硬度高，硬要拉直弯曲部分的话，往往只会导致破裂。因此，限制热处理过程所导致的翘曲量是必要的。

当时的情况十分紧急。整个过程中已经经生产约20%的废料了。龟裂部分越来越多，每一家参与厂商已经开始争辨由谁来负担损失了。我知道自已必须尽快展开应急措施。

首先，我试着降低热炉温度。但可惜这没什么效果，废品率基本上维持不变。接下来，我试着提高油温。但同样的，这对于废品率也没什么明显的效果。最后，我只好同时降低炉温以及提高油温。这一次，效果就很明显了──废品率降低至零。事实上，大多数的组件都不需要再拉直了。

这是一个良性互动效应的例子。然而，互动效应也可能是负面的──两件事情本身各自表现不错，但结合在一起却造成负面效果。例如，黑色氧化物涂层可为钢提供有限的抗腐蚀性，而不?钢本身则具有优良的抗腐蚀性，所以在不?钢上施加黑色氧化物应该能再进一步提高抗腐蚀性，对吧？答案是错的。黑色氧化物实际上只会减少不?钢的抗腐蚀性能。原因在于为了施加黑色氧化物涂层(它其实是一层氧化铁)，必须要先移除铬氧化物层，但这却是使得不?钢得以抗腐蚀的关键。

这篇文章的目的并不是说工程部门应该要开始雇用更多4岁的儿童。首先，这将会违反童工保护法。相反地，我们在此学到的一课是：先入为主的偏见可能会妨碍我们找到问题的解决之道。不过，由于工程师在试图解决设计问题时，经常承受的压力是必须立即改变许多事情。然而，进行多次设计变更而不考虑可能的互动效应，可能会导致意想不到的结果。这时，像四岁儿童那样地思考，可能有助于避免问题的发生。

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翻译：Susan Hong

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