Ø介绍

认知工程的概念并非是固定不变的，但是一些特定的共有点却在不同的表述中都出现过。自从这个概念近年提出以来，观点总发生着变化，当然这并不令人惊奇。而和其他学科一样，概念的完善需要相关实验的不断验证。关于“认知是有什么构成”或“认知行为包含如推理，记忆，计划等”似乎已经有了共识。然而，对工程的理解，特别是认知和认知行为的理解却并无直接共识。一方面是对工程和科学关系的理解不够明确，也有可能是对两者的含义理解不明确造成的。因而，对认知工程的理解就是理解什么是工程本身以及其与认知行为的关系。目前对这类观点的介绍可以参考两个人的意见：Simon（1969）和Norman（1981）

Ø起源

虽然Simon最初并没有把工程的概念放在他的“虚拟科学”中，但他很多的观点都认为，通常有两种有所区分的学科--纯粹学术和系统设计，传统工程的缺点逐渐凸显因而需要将设计的思想考虑其中。他认为认知科学在一定程度上依赖于认知设计（如对计算模型的使用--设计它们--去阐明认知方面）。在人工智能方面，他后来写到我们应该分辨清楚有两个学科“认知工程和认知科学”，对人工智能的研究“从应用的角度是有趣的，不仅在理解上更在如何去改进上”。如果我们能分辨他们的话，他希望我们也能意识到他们之间的关系。在他的想法中，无论如何，系统的认知设计是一个崭新的独立的知识门类，而且与科学之间有种有意思的联系。

Norman（1987），认知工效学更典型的代表，他提出了“认知工程”的概念--“去强调人机交互中的认知方面。认知工程的目的是将与应用有关的方面联系起来而并非去取代什么”，Norman认为这是“新的途径，不只是心理学或心理工程学。我们需要与认知科学有关的全部学科和工程”。对于Norman来说，采纳这个内涵可以帮助扩大涉及HCI工作的眼界。更重要的是，他会引导我们走向有原则的设计。Norman似乎比Simon对采纳认知工程的观点更有兴趣。虽然他想建立一个可以提供更大保证的新思路来使得从一个项目中获得的设计知识直接应用于设计相似的问题，但他认为学术和工程知识间的联系很少。

Ø实践

由于工程更加精准、有方法可循等特点，它被广泛的认为是一种更加负责的，因而被社会更大程度认可的设计模型。它由实施操作的设计联系起来并有更大的可行性。因而，“认知系统工程”概念在一定程度上发展起来，至少被部分采纳，并随着相关工作的日益成熟，凭借其能够提出更好的设计理念吸引了更多地注意。Ｒasmussen的工作尤其显著。体现一般特性的展示模型的提出使得概括跨多个设计问题成为可能。例如，不同层面的行为的正式表达（从任务到物理操作）与不同层面的知识描述相一致（从符号到标示），这些进而都被经验性（empirical）的工作巩固起来。虽然还没有过“这些模型或展示的起源是什么”的问题，但是一些细节却证实认知工程系统可能更加的准确和实用。认知工程方法的描述根据Woods和Roth（1988）提出的HCI和认知工效学有特别的联系。

对于认知工效学和HCI来说，认知工程部分是对设计想法的描述，并严格准确的构建。因而其准确性和公开性成为可能。工程的目的是为了实现用户需求，例如安全性或经济效益，而这将投入到商业设计中去。这类知识的原则和其他类别知识的区别在于他特殊的属性，否则我们可能就迫于科学事实来考虑它的精准度而非设计性了。

Ø原则

科学和工程的分别，可能是认知学科实践开端的激励之一（涵盖于例如人因（HF）、HCI、CSCW等学科中）。认知科学已经从传统的工程学科例如电力、航空学，分离出来，他们存在的独立性依据在于解决特定技术难题时，不能参考全局性的概念理论，而要从设计的特定模型中解决问题。

人们已经不断发现阐述设计问题也需要把注意力从心理学，计算机学和社会学中涵盖的科学性内容分离，而是聚焦于目标问题上（如满足现有需求的诸多限制有哪些等）。对于Dowell和Long来说，“HF（人因工程）绝大多数是技术，它要么从实践经验中获得启发，要么间接地从心理学的相关理论中受到启示。”后者代表科学的应用，例如或多或少会简单依赖科学样板解决设计的问题。

然而，虽然HF应用了科学的理论但却与纯粹学术不同，这种应用要与技术、方法和实践相关。需要足智多谋和严格地执行。换句话说，一个学科的实践必须取决于他的总体特征，这也是阐述新问题的平台，否则这就不是一个完整的体系类型。所以系统的设计工程不仅仅要发展特定模型解决特定问题，还要有开发人工制品的构想--创造新的东西或一定程度改变现有的物质世界以引领一些领域的表现的提升与改善。最终，出现的将是纯学术与应用科学和工程三位一体的结合---工程的原则定位于标准的或者是指定的知识，而科学研究聚焦于确定性和描述性知识。两者的区别已经被Simon解释过了，其他人也经常无意间谈及。

Ø从定义到学科

Whiteside（1988）阐述：“工程几乎总是与建造（construction）相关，但他又与仅仅‘建筑’（building）不一样，在这个过程中的设计往往是最本质的。”而且“工程总是在缺乏资源比如材料、时间、金钱的背景下进行。”

Whiteside对“工程可用性”有特别的兴趣，提出合理的定义需要我们对认知工程的学科特征有更全面的了解---像认知论的方法提供的那样，要从内而外去理解而非从外而内去理解。资源的稀少--既有物质又有认知资源的意味着解决设计问题要通过实现效率手段的目标指导完成。设计者不需要追求无谓的最优目标或者是与需求无关的经济效应最大化，而是基于完成工程的目标去严格和明确的实现。

特别地，根据上述内容可见，效率取决于对认知资源和物质资源的谨慎使用，而这两者也都与需求并存。因而，为了针对（1）执行任务的最好方法（2）最经济的应用认知资源的目标，要将设计问题分配成两个部分：要完成的工作与完成工作的认知系统。这种对全局设计问题的表述可以参见Dowell和Long（1998）年的论述：二元构成、相对性、工作范围和交互系统。设计过程是为了确定工作范围和设计反映工作范围的交互工作系统（IWS）。更进一步讲，设计过程要与认知工程的定义以及其与科学知识的特殊关系保持一致。这个范围应该被定义为尽可能应用非科学化的手段，也应该被定位为生态化（Woods和Roth 1988）。例如，设计者需要检验在正常设定中的工作效果，而不是检验没有代表性的工作模型。当然，这并不排除有时要诉诸科学的知识，但是这种输入必须要与其他任何的激励一样是可推测的。应用的知识也都要通过设计问题的实践最终变成工程性的知识。

Ø当前的和未来的想法

无论是从实践的或是原则性的角度还是从专有名词的角度，关于认知工程多种版本的介绍都有着显著的相似性，并且绝大部分关于该学科的重要方面都被Woods和Roth总结（1988），并被Rasmussen/Norman/Dowell/LonG等人发展。然而，Woods和Roth的分析并没有详述哪些工程的知识是与科学知识相关的，因而这是需要特别阐明的部分。

毋庸置疑的一个问题是与设计相关知识的不够清楚的地位。如果设计知识与科学知识的联系较松散，那么了解这种松散的程度是十分重要的，目的是为了监控这种联系。而一旦我们能够了解到这一点，那么一种有独立原则和实践的应用科学就会产生。如果这种转换（从科学到应用科学）是公认的，那么我们就可以很容易类比出从应用科学到工程上的转换，而这种转换却面临着可靠性下降的风险。阐释科学应用知识和相关的工程学之间的联系就导致了一个新定义的产生--认知工程。通过整合不同方面观点的许多共有特征我们很可能从分析的角度建立起公共属性从而来描述这个学科，以便将认知科学和HCI领域的各种知识碎片联合起来。

认知工程学是面对技术不断增加的复杂性的自然产物，其目的是控制这种复杂性。我们通常认为科学的意义在于呈现给我们客观世界包含的知识，而对客观世界的理解也要借助各种手段，而这些过程涉及的技术也需要建立他自己的原则。Simon担忧一点，即认知工程会从认知科学中分离，并建议认知工程分离的意义是捍卫和巩固认知科学的地位。然而，也许与他这种无忧虑的态度相反，这种独立其实需要持续分辨认知开发过程中涉及的种种知识间的关联。

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