Когда ВВС США осознали изъян со средними числами

14 апреля, 11:37
В начале 1950-х американцы измерили тела более 4000 пилотов по 140 характеристикам, чтобы спроектировать идеальную кабину для среднего пилота

В начале 1950-х американцы измерили тела более 4000 пилотов по 140 характеристикам, чтобы спроектировать идеальную кабину для среднего пилота

В конце 1940-х у американских военно-воздушных сил была серьёзная проблема: пилоты теряли контроль над самолётами. Тогда наступала эпоха реактивных двигателей, так что самолёты стали более быстрыми и сложными в управлении. Но катастрофы случались так часто и на таком количестве разнообразных самолётов, что ВВС США столкнулись с реальной проблемой спасения жизней. В худшее время разбивалось до 17 пилотов за день.

Для таких небоевых аварий существовала два официальных обозначения: происшествия (incidents) и несчастные случаи (accidents), и они варьировались от непреднамеренного пикирования и плохого приземления до аварий со смертельным исходом и уничтожением самолёта. Поначалу авиационное начальство сваливало вину на людей в кокпитах, называя ошибку пилота главной причиной в отчётах об авариях. Такая оценка казалась обоснованной, поскольку в самих самолётах технические сбои были редкими.

Инженеры подтверждали это снова и снова, тестируя механику и электронику, где не находили никаких дефектов. Пилоты тоже были сбиты с толку. Одно они знали наверняка: что их способности пилотирования не являются причиной. Если это не человеческая и не механическая ошибка, то что это?

После многочисленных расследований без ответов чиновники обратили внимания на сам дизайн кабины. В далёком 1926 году, когда армия проектировала самый первый кокпит, инженеры замерили физические параметры сотен мужчин-пилотов (возможность управления самолётом женщиной никто всерьёз не рассматривал), и использовали эти данные для стандартизации размеров кабины. В течение следующих трёх десятилетий размер и форма кресла, расстояние до педалей и штурвала, высота ветрового стекла, даже форма шлема соответствовали средним параметрам лётчика 1926 года.

Теперь военные инженеры начали задаваться вопросом, выросли ли пилоты с 1926 года. Чтобы получить новые значения физических параметров лётчиков, военно-воздушные силы инициировали крупнейшее исследование пилотов из когда либо проведённых. В 1950 году на авиабазе Райт-Паттерсон в Огайо подверглись тщательному измерению более 4000 пилотов по 140 параметрам размера, включая длину большого пальца, высоту до промежности и расстояние от глаза до уха.

В результате они вычислили среднее значение каждого параметра. Все верили, что более тщательное вычисление параметров среднего пилота приведёт к созданию более удобного кокпита и уменьшит количество аварий. Или почти все. У одного недавно поступившего на службу 23-летнего учёного были сомнения.

Лейтенант Гилберт С. Дэниэлс (Gilbert S. Daniels) не был похож на кипящего от тестостерона типичного персонажа воздушных боёв. Он был худощавый и носил очки. Ему нравились цветы и ландшафтный дизайн, а в старших классах Гилберт возглавлял клуб ботанического сада. Прежде чем его распределили в аэромедицинскую лабораторию на авиабазе Райт-Паттерсон сразу после университета, он никогда не летал на самолёте. Но это не имело значения. Как новичку-исследователю, ему поручили замерять конечности пилотов с помощью рулетки.

Для Гилберта это было не впервой. Аэромедицинская лаборатория взяла его, потому что в Гарварде студент специализировался на физической антропологии, которая изучала анатомию людей. В первой половине 20 века эта область науки в значительной степени сосредоточилась на классификации человеческих личностей по типам групп в соответствии с их средними формами тела практика, известная как типирование . Например, многие физические антропологи полагали, что низкая и грузная фигура соответствует весёлым и смешливым людям, а высокая линия роста волос и пухлые губы отражают криминальный тип личности .

Впрочем, Дэниэлс не интересовался типированием. Вместо этого, его дипломная работа содержала достаточно трудоёмкое и кропотливое сравнение формы рук 250 гарвардских студентов мужского пола. Все студенты были схожи по этническому и социокультурному статусу (то есть белые и богатые), но неожиданно для антропологов в их руках вообще не было никакого сходства. Что ещё более удивительно, обнаружил Дэниэлс, средняя рука по результатам не соответствовала ни одному из индивидуальных измерений! Не существовало такого понятия как рука среднего размера. Когда я покинул Гарвард, мне было ясно, что для проектирования чего-либо для конкретного человеческого существа средние параметры полностью бесполезны , сказал мне Дэниэлс.

Так что когда армия посадила молодого Гилберта измерять пилотов, он затаил тайное убеждение о средних размерах, которое противоречило почти столетию военной философии дизайна. Сидя в аэромедицинской лаборатории, измеряя руки, ноги, талии и лбы, он продолжал задавать себе один и тот же вопрос: Сколько пилотов действительно имеют средний размер?

Гилберт решил выяснить это. Используя данные замеров с 4063 пилотов, Дэниэлс вычислил среднее значение по 10 физическим характеристикам, которые считались самыми важными для дизайна, включая рост, окружность грудной клетки и длину рукава.

Так он получил размеры среднего пилота , каким исследователь считал такого, чьи параметры входят в средние 30% диапазона значений по каждому параметру. Так что, например, когда после вычисления получился точный средний рост 175 см, Дэниэлс определил для среднего пилота рост от 170 до 180 см. Затем он тщательно, одного за другим, сравнил каждого отдельного пилота со средними значениями.

До этого момента общепринятым мнением среди коллег-исследователей из ВВС было, что абсолютное большинство пилотов впишутся в средний диапазон по большинству параметров. В конце концов, лётчики изначально проходили предварительный отбор, чтобы соответствовать средним параметрам. (Например, если ваш рост 200 см, то вас никогда не возьмут в лётчики в первую очередь). Учёные предполагали, что значительное число пилотов будут соответствовать среднему диапазону по всем 10 параметрам. Но Гилберт Дэниэлс был поражён, когда определил истинное число таких пилотов.

Ноль.

Из 4063 пилотов ни один человек не соответствовал среднему диапазону по всем 10 параметрам. У одного были руки длиннее среднего и ноги короче среднего, у другого могла быть широкая грудь, но маленькие бёдра. Что ещё более поразительно, Дэниэлс выяснил, что если взять всего три из десяти параметров размера например, окружность шеи, окружность бедра и окружность запястья менее 3,5% лётчиков соответствовали средним параметрам по всем трём показателям. Выводы Дэниэлса были ясными и неопровержимыми. не существовало такого понятия как средний пилот. Если вы проектируете кабину для среднего пилота, то в реальности она не будет подходить ни для кого.

Откровение Дэниэлса было таким значительным, что могло покончить с эпохой базовых допущений об индивидуальных чертах и начать новую эпоху. Но даже самые важные идеи требуют правильной интерпретации. Нам нравится думать, что факты говорят за себя, но на самом деле это не так. В конце концов, Гилберт Дэниэлс был не первым, кто обнаружил отсутствие среднего человека.

 Норма была спроектирована для демонстрации идеальных женских форм по результатам измерения 15 000 молодых взрослых женщин. Статую, установленную в медицинском музее Кливленда, создали гинеколог д-р Роберт Л. Дикинсон (Robert L. Dickinson) и его помощник Абрам Белски (Abram Belskie) 

Неправильный идеал

Семью годами ранее газета Cleveland Plain Dealer объявила конкурс на иллюстрацию для первой полосы, спонсорами выступили также медицинский музей Кливленда, медицинская академия Кливленда, медицинская школа и совет по образованию Кливленда. Победителям конкурса обещали военные облигации на $100, $50 и $25, а ещё десять удачливых девушек могли претендовать на военные марки номиналом $10. Конкурс? Девушкам предлагалось прислать параметры своего тела, которые ближе всего к параметрам типичной женщины, Нормы, которая увековечена в статуе из медицинского музея Кливленда.

Норма была созданием известного гинеколога Роберта Л. Дикинсона и его помощника Абрама Белски, которые слепили фигуру по результатам измерения 15 000 молодых взрослых женщин. Д-р Дикинсон был влиятельной фигурой для своего времени: начальник отделения акушерства и гинекологии в Бруклинском госпитале, президент Американского общества гинекологов и председатель по акушерству в Американской медицинской ассоциации. Он был ещё и художник Роден от акушерства, как назвал его один коллега и всю свою карьеру делал эскизы женщин, их различных форм и размеров, изучая связь типов тел и поведения.

Как многие учёные тех дней, Дикинсон верил, что истину можно определить путём сбора и усреднения большого количества данных. Норма олицетворяет собой такую истину. Для Дикинсона сбор тысяч показателей размеров женского тела и вычисление среднего значения давало понимание типичного женского телосложения кого-то нормального.

Одновременно с показом статуи, медицинский музей Кливленда начал продавать миниатюрные репродукции Нормы, рекламируя её как Идеальную девушку , дав старт настоящей мании вокруг Нормы. Один известный физический антрополог сказал, что телосложение Нормы представляет собой своего рода совершенство телесной формы , художники провозгласили её красоту великолепным стандартом , а учителя физкультуры показывали её в качестве демонстрации, как молодая девушка должна выглядеть.

Они предписывали выполнять индивидуальные упражнения на основании конкретных расхождений отдельной студентки от идеала. Норму напечатали в журнале Time, она была в газетных карикатурах, а в документальном сериале на CBS (This American Look) её параметры зачитывали вслух, чтобы каждая девушка могла проверить, что у неё тоже нормальное тело.

23 ноября 1945 года Cleveland Plain Dealer объявил победителя: стройную брюнетку, кассира театра по имени Марта Скидмор (Martha Skidmore). Газета писала, что Скидмор любит танцевать, плавать и играть в боулинг другими словами, её вкусы такие же нормальные, как и её фигура, которая считалась идеалом женских форм.

До соревнования судьи предполагали, что параметры большинства конкурсанток окажется довольно близкими к средним, и что для выявления победителя придётся считать миллиметры. В реальности ничего такого не было и близко. Менее 40 из 3864 конкурсанток попадали в средний размер всего по 5 из 9 параметров, и ни одна конкурсантка даже Марта Скидмор не была близкой к среднему по всем 9 параметрам. Также как исследование Дэниэлса определило отсутствие такого понятия как средний пилот, конкурс на роль Нормы показал, что средней по размерам женщины тоже не существует.

Но хотя Дэниэлс и организаторы конкурса получили одинаковый результат, они сделали совершенно разные выводы из этого. Большинство врачей и учёных того времени вовсе не посчитали, что Норма неправильный идеал. Совсем наоборот: они сделали вывод, что большинство американских женщин нездоровы и не поддерживают нормальную форму. Одним из таких был доктор Бруно Гебхард (Bruno Gebhard), директор медицинского музея Кливленда: он сокрушался, что послевоенные женщины в значительной степени непригодны к службе в армии, и упрекал их, упоминая плохую физическую форму, что делает их плохими производителями и плохими потребителями .

Интерпретация Дэниэлса была в точности противоположной. Склонность думать в терминах среднего мужчины это ловушка, которая многих приводит к просчётам, писал он в 1952 году. Практически невозможно найти среднего лётчика не из-за каких-то индивидуальных черт его группы, а из-за большого разброса параметров в размерах тела у всех людей .

Вместо того, чтобы предложить пилотам прилагать усилия для соответствия искусственному идеалу нормальности, анализ Дэниэлса привёл его к выводу, который вроде бы противоречит здравому смыслу и является краеугольным камнем его книги: любая система, рассчитанная на среднего человека, обречена на провал .

Дэниэлс опубликовал свои результаты в 1952 году в технической записке ВВС под названием The Average Man ? В ней он утверждал, что если армия хочет повысить эффективность своих солдат, в том числе лётчиков, то должна изменить дизайн любого окружения, в котором предполагается работать солдатам. Рекомендуются радикальные изменения: окружение должно соответствовать индивидуальным параметрам, а не средним.

Удивительно, но к чести военно-воздушных сил, они прислушались к аргументам учёного. Старые дизайны ВВС все были основаны на поиске пилотов, похожих на среднего пилота, объяснил мне Дэниэлс. Но когда мы показали им, что средний пилот это бесполезная концепция, они нашли силы сфокусироваться на проектировании кокпитов индивидуально под каждого пилота. Вот когда ситуация начала меняться к лучшему .

Отбросив ориентировку на средние значения, ВВС инициировала революцию в философии военного дизайна, основанную на главном принципе: индивидуальная подгонка. Вместо подгонки человека под нормы системы, армия начала подгонять систему под отдельного человека. Немедленно ВВС США выдвинули новые требования, чтобы кабины соответствовали всем пилотам, чьи размеры укладываются в диапазон распределения между 5% и 95% по каждой характеристике.

Когда производители самолётов узнали о новых требованиях, то начали упираться, настаивая, что изменения обойдутся слишком дорого и займут годы для решения связанных инженерных проблем. Но военные отказались от компромисса, и тогда ко всеобщему удивлению авиационные инженеры очень быстро предложили довольно дешёвые и простые в реализации решения. Они спроектировали регулируемые кресла технологию, которая теперь является стандартом во всех автомобилях. Они спроектировали регулируемые педали. Они разработали регулируемые ремни шлемов и лётные костюмы.

После того, как эти и другие конструктивные решения были реализованы, эффективность пилотов выросла. Вскоре аналогичные требования были выдвинуты для каждого рода войск в американской армии, что экипировка и оборудование должны соответствовать большому диапазону параметров тела, а не средним.

Почему военные хотели сделать такое радикальное изменение так быстро? Потому что изменение системы было не интеллектуальным упражнением это было практическое решение срочной проблемы. Когда пилотам на сверхзвуковой скорости требуется выполнить трудный манёвр, используя сложный массив элементов управления, нельзя допустить, чтобы какой-нибудь датчик оказался вне поля зрения или до переключателя с трудом можно было дотянуться. Когда жизненно важные решения принимаются за доли секунды, пилоты были вынуждены принимать их в окружении, уже настроенном против них.