人机交互技术的哲学讨论硕士学位论文.docx
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1、学校代码:10255 学 号:2101386 硕 士 学 位 论 文DONGHUA UNIVERSITY MASTER DISSERTATION论文题目:人机交互技术的哲学讨论A PHILOSOPHY DISCUSSION OF THE HUMAN-COMPUTER INTERACTION东华大学硕士学位论文附件一:东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明:我恪守学术道德,崇尚严谨学风。所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写,我对所写的内容负责,并完
2、全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名: 日期: 年 月 日附件二:东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密 ,在 年解密后适用本版权书。本学位论文属于 不保密 。学位论文作者签名: 指导教师签名:日期: 年 月 日 日期: 年 月 日II学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研
3、究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名:日期: 年 月 日导师签名: 日期: 年 月
4、日人机交互技术的哲学讨论摘 要计算机技术经过半个多世纪的发展,其在计算能力、软硬件设计方面已经取得了辉煌的成绩,制造成本也大幅下降。如何让高性能的计算机更好的为人服务将是未来计算机技术发展的主要方向。人机交互技术直接关注计算机的使用者,是计算机的终端技术,其理论及理念的发展最终将计算机技术未来的走向。近几年普适计算、虚拟现实、智慧城市等技术潮流中,传统的人机交互理论在很多方面出现危机。本文认为,传统人机交互理论危机的根源在于,旧的理论范式与新的人机交互的设计理念存在根本的冲突。因而,解决这一危机的首要步骤就是抽取出旧范式和新理论背后最核心的理论预设。本文梳理了人机交互技术的发展路径以及作为其理
5、论基础的认知科学的基本假设理论,挖掘研究了经典人机交互理论背后的理论假设。通过借鉴塞尔行动哲学的理论,探讨了传统交互理论所遇到的困难与困难背后的本质。通过借鉴胡塞尔和伊德的现象学理论,本文力图从一个全新的视角定义人与智能设备在互动时的关系,以期为新的人机交互设计理念建立适合的理论基础。第一部分,主要从人交互的技术发展史角度切入,梳理了从人们用穿孔纸带与计算机交流到今天虚拟现实和普适计算技术下的可穿戴交互设备与基于手势的人机交互方式。本文提出,未来一段时间,人机交互技术将主要沿着虚拟现实和普适计算两大技术理念的轨迹发展。这两种技术理念对人机交互技术提出的最大问题就是,如何使人们更自然的与计算机互
6、动,使界面消隐在我们的行动中。第二部分,主要从认知科学和行动哲学的角度分析了传统人机交互理论的理论预设。并且提出传统人机交互理论之所以不适应新的设计理念,其根源在于其背后隐藏的笛卡尔主客二分的认识论模式。在这一认识论背景下,我们与智能设备互为主客,我们都是彼此的认识对象。第三部分以胡塞尔和伊德的现象学为依托,重新审视了交互理论背后的行动理论,并且提出从人、计算机、行动对像三者的关系角度理解人机交互的本质。文章末尾提出,在未来普适计算的技术背景下,智能技术将不再是我们的行动对象,而是或者成为我们认识的延伸,或者成为我们认识对象的延伸关键词:人机交互技术 行动哲学 现象学 A PHILOSOPHY
7、 DISCUSSION OF THE HUMAN-COMPUTER INTERACTIONAbstractAfter a half century development, both software and hardware of computer has been made amazing achievements. On the other hand, the cost has been declined substantially. Now, the main direction of the computer technology is to make the computer se
8、rve the user well. Human-Computer Interaction technique is a terminal technology, which is interested in the users of the computer. For this reason, the direction of the Human-Computer Interaction technology will influence the future of computer technology both in theory and engineering practice. Bu
9、t in recent years, the traditional theory of human-computer interaction faced a lot of challenges, such as, Ubiquitous Computing, Virtual Reality, Smart City Technology etc.This paper argues that, the root of the crisis of the traditional theory of human-computer interaction is that, there is a fund
10、amental conflict between the old theoretical paradigm and the new design philosophy. Thus, the first step to solve this crisis is to explore the hypothesis behind the old paradigm and the new philosophy.In this paper, we reviewed the history of the human-computer interaction technology as well as th
11、e basic theory of cognitive science, which is the basis of the human-computer interaction theory. We taked the J. R. Sales philosophical of action as instrument and explored the crisis and difficulties encountered by traditional interactive theory. Learn from the phenomenology theory of Husserl and
12、Idhe, we tried to establish a new viewpoint for the human-computer interaction design philosophy, what is more, we tried to establish a new basis for human-computer interaction design interactions from a whole new perspective on the definition of people with smart device.In the first part, mainly fr
13、om the point of view of the history of the interaction ways form which is from punched tape to virtual reality and ubiquitous computing technology. We argued that, nowadays, the direction of the human-computer interaction technology will be closely connection with the virtual reality and ubiquitous
14、computing technology. And the main problem is how to make the interaction more human nature and how to hide the interface. In the second part, we discussed the hypothesis of the human-computer interection theory with the perspective of cognitive science and the philosophy of the action. We argued th
15、at, the reason of the crisis is that, Cartesian subject-object dichotomy epistemological mode is behind the traditional human-computer interaction theory. With this mode, what we interact with is the computer but not the task.In the third part, we rely on the phenomenology of Husserl and Idhe, and r
16、e-examine the interaction theory behind the action theory. We argue that, we should examine the nature of human-computer interaction with the respect of the relationship of human, computer and the object of the action. We believe that, in the future, the intelligent computer will be an extension of
17、our cognitive system or an extension of the object of our cognition, but not the object itself.Xiaowen Wang ( Philosophy of Science and Technology) Supervised by ZhangyiKEYWORDS: human-computer interaction the philosophy of action phenomenology 目录1 人机交互技术的历史和现状71.1从图灵机到图形用户界面71.2交互技术发展方向81.21 虚拟现实技术
18、81.22 普适计算91.23 新技术背景下的人机交互102认知范式下的人机交互理论112.1 心智的计算理论122.2 关于行动的哲学讨论122.3 行动的意向性视角142.31 行为与行动142.32 行动与意向152.4 认知范式下的人机交互理论162.5 Plan Modal182.51 认知范式下的行动观和plan 模型182.52 从计划模型到互动模型192.6 传统交互模型的困难202.61 Situated Action 问题202.62 语境困难202.63 非任务导向的交互212.64 积极外在主义212.65 心理内容232.66 积极外在主义引起的问题233现象学视角下
19、人交互理论的再审视243.1 人与计算机的关系253.2 再论行动与意向性253.21 行动与行动的对象263.22 内时间意识与计划的意识273.23 行动与动感293.3 伊德的技术哲学293.4 人与智能设备的关系313.41 认识功能(Epistemic Functions)323.42 本体(Ontic)功能333.5 从现象学视角看人机关系333.51 强的替代关系343.52 加强关系、弱的替代关系、补充关系343.52 人的延伸的技术363.54 本体功能与物的延伸37参考文献381 人机交互技术的历史和现状1.1 从图灵机到图形用户界面人机交互(Human-Computer
20、Interavtion),顾名思义,指的是人与计算机的互动关系。因此,无论人机交互技术,还是人机交互理论,都是与基于通用图灵机模型的通用计算机技术同时产生的。通用图灵机的有三个核心部分:一条带子,一个读写头,一个控制装置。带子分成许多小格,每小格存一位数,读写头受制于控制装置,以一小格为移动量相对于带子左右移动或读小格内的数,或写符号于其上,可以把程序和数据都以数码的形式存贮在带子上。与之前为解决特定问题而设计的专用计算机不同,通用计算机是建立在通用图灵机的数学模型上的。在图灵机模型上的通用计算机包含了硬件设备和软件程序两部分,一台硬件设备就可以对意义世界进行普适化的计算。50年代,世界相继制
21、造出了多台真实的通用计算机,比如位于费城的“EDVAC”(Ecker and Mauchley)、位于曼彻斯特外号“Baby”的“SmallScale Experimental Machine”等。通用计算机的出现直接带来了人与计算机的交流问题:如果一台通用计算机能够完成多种不同的任务,那么如何让它知道此刻该做什么呢?在当时,这个问题仅仅是一个技术问题,在理论上没有困难。按照图灵机的设想,我们只需将用二进制数字表示的计算程序打印在纸带上,通过更换不同的程序纸带就可以命令计算机完成特定的任务。第一代交互技术就是建立在计算机语言之上的手工作业输入,人机交互主要通过穿孔纸带进行。虽然在理论上,我们可
22、以通过程序纸带完全地控制计算机,但这种方式的交互效率和直观性都非常低,并且基本上是以用户的输入为主,并非是人机间真正的互动。复杂的机器语言大大降低了人们使用计算机的效率,为了提高计算机的使用效率,人们改用“符号”(symbol)这一更易于人类理解的方式与计算机交流,在此基础上出现了汇编语言。在汇编语言中,每一个特定符号都代表计算机一组特定动作,编程人员用符号代替了二进制代码进行编程。人机交互下一次重大变革是文本(textual)交互方式的出现,以及键盘和CRT显示器广泛应用。由之,带来了两方面的变革:首先,在交互语言上,朝着人类日常的语言方式更进一步;更重要的,它们的出现实现了人与计算机间真正
23、意义上的互动。在文本交互方式下,我们不仅仅向计算机输入信息,并且能够即时得到计算机的反馈细腻。美国人机交互技术专家保罗多罗希(Paul. Dourish)认为,文本方式是交互技术的真正开端,因为在这一模式下,人与计算机间形成了一个完整的信息环,这样一个信息环使得人机间的命令与反馈可以持续的进行下去。随后,由于图形用户界面(GUI)和鼠标的出现,使得人机交互变得更加的直观,交互效率进一步提高。用户图形界面以其所见即所得的特性大大减少了用户记忆信息和输入信息的负担。另外,视窗式的交互界面不仅将人与计算机交互的区域从一维提高到二维,大幅增加了界面的信息容量,而且使得计算机的信息输出方式由串行改为并行
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