[閱讀筆記] The Design of Everyday Things - Knowledge in the Head and in the World

 第3章 腦中和外界的知識 (Knowledge in the Head and in the World)

1. 需要用來做精確動作的知識並不完全存在腦中。一部份的知識在頭腦，一部份在外界，一部份是受外界限制，不精確的知識能用來得到精確的動作，是基於下列理由：

理由	說明
①  訊息存在外界	人所需的訊息大都存在於外界，腦中加上外界的訊息決定了我們的行為。
② 極度精確是沒必要的	精確和完整的知識是很少需要的，如果所得的知識足以使人從眾多可能性中選出對的行為，那麼所做的行為便是一個完整的行為。 例如，我們不需要細究硬幣的花紋就會使用。
③ 外界存在著自然的侷限	由於外界的侷限，有些行為就不會發生。一件器具因為其特有的物理性質，限制了人能操作它的方法。 例如，十字螺絲就只能用十字螺絲起子。
④ 文化與傳統知識的限制，存在於腦中	除了自然的局限外，社會也產生了一些傳統，決定哪些行為是可以接受的。社會性的傳統是需經由學習，並且在學到後，會作用到其他很廣的範圍。

2. 我們只須記住足夠的知識，就能完成手上的任務，因為大多數的知識都存在於環境中。這也是為什麼人可以在所處環境運作自得，卻難以說明他們是怎麼做的。例如，人對銅板只需要分辨不同幣額即可，不需要仔細分辨同一面額銅幣之間有何不同，因此這不會造成他們花費銅板方面有任何問題。

3. 人類透過兩種知識進行運作

Knowledge of	Knowledge how
Declarative knowledge (陳述的知識)	Procedural knowledge (程序知識)
此類知識包含事實與規則，容易教導與訴諸文字。	程序知識大都是下意識的，位於處理層級的行為層級，很難訴諸文字來傳授，要教它最好的方法是示範 (demonstration)，要學它最好的方法是練習 (practice)。
例如，在十字路口遇到紅燈要停車、中國人口是印度兩倍。	例如，知道如何彈吉他、知道如何游蛙式、知道如何在網球場上發球
🚥 擁有陳述知識，不代表會遵守，例如，擁有交通規則知識的駕駛，還是會闖紅燈。	🏊‍♂️ 蛙式金牌得主，很難描述他們怎麼游泳，只能實際游給學生看 (demonstration)。
陳述知識未必是事實，例如中國人口僅多印度 10%	🏊‍♂️ 想學習游泳的學生，只能透過練習來學會  (practice)，無法看教科書學會游泳。

4. 這個世界透過旨意 (signifiers)、實體限制 (physical constraints) 與自然對應 (natural mappings) ，提供線索、扮演外部知識的角色，讓我們可以在世界中順利運作，但我們將其視為理所當然，所以沒有察覺。例如，汽車儀錶板的剩餘油量不足會亮燈提醒你趕快去加油站 (siginifier) ⛽。你家裡內部空間的擺設與物品的可視性，都透露出其重要性的資訊，例如，不重要的東西就會收起來、在玄關擺放衣帽架來披掛外出衣物 (natural mappings)。

5. 只要大環境沒有出現重大改變，人類腦中約略的知識加上外部環境知識，就可應付大部分的情況，例如，硬幣透過直徑大小來判斷錢幣金額；透過顏色與數字來判斷大小一致的鈔票。但是若外部環境出現重大改變，現有腦中知識無法應付，就會出現一片混亂。

腦中大致正確的知識 + 外部知識 即可應付大部分情況

以新硬幣 (Susan B. Anthony dollar) 為例

蘇珊·安東尼一美元硬幣 (Susan B. Anthony dollar) 是1979 ~ 1981年間美國出產的一種1美元硬幣，但極易與尺寸和材質都很相近的25美分硬幣混淆，硬幣發行後反響不佳，所以流通幣只生產了兩年就予停產。(Ref: https://reurl.cc/3NprGX )

以日圓 50 元硬幣為例

五十圓一開始中間沒有挖洞，發行後大小與色澤與百圓硬幣太雷同，許多民眾反應使用不便，之後緊急在五十圓硬幣上開了洞，作為與百圓硬幣間的區隔。若是現在手上有沒有開洞的五十圓硬幣的話，雖然已經不能使用，但收藏價值極高！ (https://reurl.cc/R6Nn1g)

6. 透過外部限制或許無法完全避免犯錯，但透過外部限制可以減少選項與記憶力、縮短學習時間、降低犯錯機率。例如，我們要修理家中的電器，有會有許多限制，指引我們如何拆裝。

電器修繕限制	說明
鬆緊轉向	順時針就是鎖緊螺絲、逆時針就是放鬆螺絲
十字螺絲紋路	看到就知道該拿十字起子 (Phillips screwdriver)
一字螺絲紋路	看到就知道該拿一字起子 (flathead screwdriver)

7. 心理學家將人類的記憶分為兩種

memory	說明
Short-term memory (working memory)	常用 STM 縮寫來表示短期記憶，儲存最近／當下的經驗或重要的事件。 資訊被自動儲存於此、取用毫不費力，但容量非常有限，容易因分心而忘記剛剛記住的資訊。通常只能記住 5 ~ 7 的項目；若某個重要的事件重複發生，則上限可以增加到 10 或 12 個。 短期記憶在我們日常工作中扮演很重要的角色，可以讓我們記住重要的交辦事項、人名、電話號碼、郵遞區號等，所以又稱為 working memory。但是當數量太多或因其他導致你分心的事物，就會抹除你剛剛記住的 STM。 如果個人接收到訊息後沒有機會複誦，則其中的短期記憶會隨時間遺忘。反之，透過一些特定方法如背誦、聯想等，可以再將短期記憶轉換成長期記憶。《Unlimited Memory》所提出的記憶技巧，就是在協助你強化 STM，並轉換為 LTM，包含車輛記憶法、身體記憶法、押韻對應記憶法、旅程記憶法等。 👩‍⚕️ 以護士為例，你會看到護士會將病人的重要醫藥資訊寫在手上，避免受到醫生、患者、同事的干擾，導致忘記重要資訊。不要過度仰賴 STM，將重要的資訊白紙黑字寫下來。 因 STM 容易因分心而忘記，為了讓 working memory 效率最佳化，應透過不同的形式來展現不同的資訊，包含視覺、聲音、觸覺、聽覺、空間感與手勢。以駕駛為例，視覺是主要的部分，應善用聽覺與觸覺來將視覺任務 (visual task) 干擾最小化 透過方向盤震動提醒駕駛偏離車道 透過 BB 聲提醒沒放下手剎車
Long-term memory (LTM)	LTM 是過去的記憶，需花費時間與力氣來回想；STM 則是毫不費力且快速。 LTM 是用來回憶過去的事物，因此，需要時間和力氣來提取。LTM 的訊息並非實際事物的正確寫照 (false memories)，而是根據我們對事物的了解後，加以詮釋。這也是法庭上，目擊者的證詞常有問題的原因。

8. 人的記憶其實是存於腦中的知識，是內在的知識。若我們研究人們如何使用他們的記憶與如何找出腦中的知識，可以發現兩個類別的知識：

沒有特殊意義事物的記憶

所儲存的事物沒有特殊意義、彼此間沒有關聯。例如，人名、英文單字、九九乘法表、數學公式、化學元素表等，都是透過死記硬背 (rote learning) 來想辦法記住。 填鴨式學習常遇到兩個問題：① 學習困難、耗時與費力；② 當某個記憶點中斷後，就會腦袋一片空白，難以回想。 這類的事物缺乏結構與關聯性，故會透過「車輛記憶法、身體記憶法、押韻對應記憶法、旅程記憶法」等，使其產生人造結構與關連性 (artificial structure and relationships)，以強化記憶。

有意義事物的記憶

所儲存的事物彼此間擁有有意義的關聯，且有意義、有關連的事物不需要特別去記憶。 好的設計應讓使用者不須特別去記憶，將必要的資訊都提供於外部，讓使用者看到就知道怎麼使用。 透過使用限制、強迫功能 (forcing function)、自然對應、前饋、回饋，讓使用者無需做任何記憶。例如，看到一字螺絲 (i.e forcing function)，就知道該拿一字起子，不用記憶要拆這台機器時，應該拿十字或一字起子。

9. 近似模型 (approximate model) - 真實世界的記憶

Real world

經過勤奮練習，從初學者變成專家的過程 用來簡化思考的方式就是用簡化的模型 (simplified models)，求得近似解 (approximations)。我們需要的是快速且夠好的精確度即可 (quick and good enough)，我們不是需要追求極度精確的科學家。

Example：華氏與攝氏單位轉換

科學家需要的精度：°C ＝（℉-32）5/9 對於一般人，上述精確的公式很難用心算快速地算出結果，會太多過程的數字需儲存在 STM 中。反之，若用這個近似公式，你就可以快速算出結果 ͨC=(℉-30)/2。假設現在是華氏 55 度： 精確公式 (55-32)59=2359=12.8 近似公式 (55-30)2=252=12.5 12.5 與 12.8 的差異不大，我只是想知道換算後的溫度，決定我外出是否需要穿外套，0.3 度的轉換後差異，不會對我的決定有重大影響。近似值對於日常生活的應用，已經 good enough。

Example : STM 模型

假設一個近似的 STM model 上述模型可能不是正確的，醫學上也尚未將人腦研究透徹。 但是對設計師來說，上述的近似 STM model，在實務上非常有用，可以讓增加使用者的產品易用度。

Example : 夠好的算數 (good enough arithmetic)

大部分的人，很難透過心算將兩個很大的數字相乘 (ex. 27 293)，因為過程的數字已讓我們的 STM 爆掉，必須拿出紙筆才能算出結果。 某些專家，運用特殊的技巧，可以快速算出近似值。 分別將 27 與 297，換成 30 與 300；為降低誤差率，再扣掉 3300：(30300)-(3300)=9000-900=8100 正確答案為 7911，誤差率僅有 2.4%。 在日常生活中，快速且不費力地產生 2.4% 的誤差率結果已經夠好，若要追求 0% 誤差率，就用計算機吧。

10. 科學理論 vs. 日常實務

Scientific Theory	Everyday Practice
追求事實、精確。 科學家間彼此爭辯、衝突、推翻對方研究成果。	不需精確的事實，夠好就好 透過簡化的公式運算、模型，在腦中快速且不費力地產生 good enough answers，在日常生活運作已足矣。

11. 外部知識 (external knowledge) 是協助我們記憶的重要工具，但是只有在對的時間、對的地方、對的情境的前提下，才能發揮預期效果。若無法善用外部知識，使用腦中的內部知識的比例就會大增。

12. 備忘 (reminder) 在外部知識扮演重要角色。很多人可能遇過忘記上週前約好今天中午要給某人吃飯的約會，因為人的記憶容量有限，為了減輕你的記憶負擔，應該將重要的約會／會議，從腦中轉換成外部，例如紙本行事曆、iCloud Calender 等，主動提醒你即將來臨的約會／會議。

13. Reminder (備忘) 有兩種，理想的 reminder 須兼具 signal 與 message 兩個功用。若 signal 發生在對的時間與地點，就可喚醒需被記憶的事物；若太早提醒或在不對的地方提醒，則毫無用處。例如，手機行事曆提前 15 分鐘提醒我們下個會議即將開始，這就是將外部知識儲存於科技的例子。

Signal (信號)	Message (訊息)
提醒的動作	要提醒的資訊本身
【例】🥽 將泳具放在家門口，發出今天要游泳記得要帶泳具的信號。	【例】寫下備忘錄提醒自己，若你沒主動去看備忘錄，備忘錄也不會主動提醒你。

14. 提醒(reminders)是一個用來說明腦中和外界知識相對重要性的好例子。內在知識是時而出現時而消失的，因此我們需要透過外界的事物去幫助我們喚起內在的知識。

15. 知識儲存於外部世界與腦中的平衡：偏重運用外部知識，代表失去腦中知識的效率優勢。

知識儲存於外部世界	知識儲存於腦中
扮演 reminder，協助我們恢復原本已忘記的資訊。	是有效率地，不需要搜尋或理解外部環境提供的信號。
每當有察覺到時，可輕易取得資訊。	資訊儲存於 working memory 中，可隨手取得；若儲存於 LTM，則需費力搜尋。
用理解取代學習，理解外部世界資訊的容易程度，需仰賴設計師的功力。	需耗費時間學習，透過記憶技巧給賦予資訊意義或結構，或擁有好的概念模型，以利日後回想或說明。
因為需要搜尋與理解知識，導致過程緩慢。	若精通記憶技巧，搜尋過程很有效率。
初次使用的易用性 (ease of use) 很高。	初次使用的易用性很低。
在需要呈現大量知識的情況下，呈現方式可能雜亂無章。如何美觀的呈現大量資訊，需仰賴圖像與工業設計師 (graphics and industrial designer)。	由於知識記憶在腦中，沒有需要視覺化的設計，產品外觀較整潔、美觀。

16. 知識儲存地點比較

	知識儲存於外部世界	知識儲存於腦中
需要費力儲存與搜尋	否	是
需要花時間學習	否	是
運用效率	低	高 (若有受過訓練，可快速找出想要的資訊)
與外部環境關係	可能難以使用，有可能因外部環境的改變導致知識消失，整體效能仰賴外部環境的設計與穩定性	低

17. 拿走計算機，很多人就喪失計算能力；沒有汽車導航，很多人就不知道如何找路；手機通訊錄消失，你就不知道該如何聯繫朋友。現代人越來越仰賴儲存於外部的資訊與知識，當我們更精通如何 google，就會帶來更好的工作效能，讓我們更加聰明與有智慧。但是，線上的資訊常常錯誤百出，重要的是最後我們採用的資訊品質。

18. 瓦斯爐的爐火與控制器位置，影響人的 natural mapping，C 與 D 的 layout 設計，較為直覺且簡單易懂，降低 mental efforts 與可能的誤解與錯誤。 A 與 B 要在控制器上標示前後，C 與 D 則讓 layout 設計說明一切。

19. Natural mapping 的三個易用等級

等級	說明
優	控制器直接安裝在要被控制的項目上，例如，自動感應給皂機、自動感應水龍頭等。但是，若使用者對 signifier 感到困惑，就會不知如何使用。
次佳	控制器盡可能安裝在靠近要被控制的項目旁。
次次佳	控制器的配置與要被控制的項目的空間配置 (spatial configuration) 一致，例如，上圖的 C 與 D 的爐火控制器的配置。

20. Natural mapping 會與風俗民情、看事情角度而不同：飛行姿態儀 (attitude indicator) 的顯示器用一條水平線來表示地平線，上面有一個從飛機後方看到的飛機圖示。如果翅膀是平的，而且和顯示器的水平線重疊，表示飛機是朝水平方向飛行。假設飛機向左轉、向左傾斜，顯示器應該如何呈現？應該顯示一條固定的地平線和一架向左傾斜的飛機，還是一架固定的飛機和一條向右邊傾斜的地平線？若已習慣某一種顯示方式，若突然去開另外一種顯示方式的飛機，會導致機長感到困惑。

飛行姿態儀 (attitude indicator)

(Ref: https://reurl.cc/3NQOp9) 西方國家：飛機是固定的，水平線會隨著左右轉而變動。從飛行員的角度來看是正確的，因為飛機對飛行員而言永遠是固定的。飛機向左轉時，坐在飛機裡看，是地平線偏了。這種類型的顯示被稱為「內而外」(inside-out)。 俄羅斯：水平線是固定的，飛機會隨著左右轉而變動。如果有人從後面看著這架飛機，前者的觀點是正確的，因為地平線始終是水平的。這種類型被稱為「外而內」(outside-in) 顯示法。

1. 以上兩個觀點都是正確的，一切取決於你認為是飛機或水平線在移動。對設計而言，這又有什麼意義？什麼是自然的？取決於你看的角度和選擇用什麼比喻，因此這是一個文化的問題，設計上的困難源於比喻和相對觀點轉換的時候。