自动驾驶来临
2009年2月12日晚上，在呼啸的狂风中，美国大陆连线航空公司的定期航班从新泽西州的纽瓦克市起飞，飞往纽约州的布法罗市。同现在典型的商务航班一样，飞机的两位驾驶员在这一小时的旅程中并没有太多事情需要做。机长马文·伦斯洛是佛罗里达人，待人友善，当时47岁。在起飞期间，机长进行了几项简单的操作，将庞巴迪Q400涡轮螺旋桨飞机送入了天空，随后就开启了自动驾驶模式。副驾驶丽贝卡·肖当时24岁，来自西雅图，刚刚结婚。两人在驾驶舱里留意着5个LCD（液晶显示器）大屏幕上闪动的计算机读数。他们通过无线电波同空中交通管制员交换信息，并进行了几项常规检查。但是大部分的时间里，他们都是在随意地聊家庭、事业、同事和金钱。而此时，涡轮螺旋桨飞机正在16 000英尺 [1] 的高空中沿着西北航线飞行。
Q400顺利进入布法罗飞机场，起落架降下，襟翼展开，但此时，机长的控制杆开始震颤，并发出噪声。飞机的抖杆警告被激活，这表示飞机失去了升力，有失速 [2] 危险。根据预先编写的程序，当出现失速警告后，自动驾驶系统断开，机长将控制飞机飞行。他反应迅速，但犯了一个错误：他猛地往回拉动操纵杆，抬升机鼻，降低空速，而不是向前推杆，使翼尖向下倾，加快飞机的速度。飞机的自动防失速系统启动，尝试向前推杆，但是机长又重复了刚才的动作，向后拉杆。伦斯洛不但没有阻止失速，反而导致飞机失速加剧。Q400失去控制，直线下降。在飞机撞上布法罗郊区的一栋房子前，机长说：“我们正在下降。”
在这场空难中，机上49人全部遇难并造成地面一人丧生，这一切本不应该发生。美国国家运输安全委员会的调查表明，Q400不存在机械故障问题。飞机上虽然有结冰现象，但对冬天的航班来说，这是常有的事。飞机的防冻装置和其他系统皆运转正常。伦斯洛之前两年的飞行记录良好；肖当时患有感冒，但在飞行时两位驾驶员均头脑清醒。他们都接受过良好的训练，虽然飞机突然出现抖杆警告，但两位驾驶员有足够的时间和空域采取必要措施，防止失速。美国国家运输安全委员会将这次事故的原因归为驾驶员操作失误。伦斯洛和肖都没有察觉到一个“明显的线索”——失速警告。这一疏忽表明，“他们在监控飞机飞行时出现了重大失误”。调查员表示，一旦警告响起，机长“应该自动做出反应，但伦斯洛却感到吃惊和困惑，他并没有按照训练的要求进行操作，而是给出了错误的飞行控制指令”。负责大陆连线航空公司航班运营的是地区性运输公司——科尔根航空公司。科尔根航空公司的高管承认，驾驶员在危机情况发生时缺少“态势感知”能力。如果机组人员操作正确，飞机可能就会平安降落。
布法罗空难并不是一个孤立的事件。三个月以后，另一场空难造成了更多人员伤亡，这两起灾难有着惊人的相似性。5月31日晚，法国航空公司的空客A330从里约热内卢起飞，飞往巴黎。飞机起飞三个小时后，在大西洋上空遭遇风暴。飞机的空速传感器结冰，开始传送错误的读数，自动驾驶系统断开。让人感到困惑的是，飞机的副驾驶皮埃尔·塞德里克·博宁向后猛拉操纵杆，拉升A330，导致失速警告响起，但是博宁并没有在意，而是继续向后拉动操纵杆，造成飞机在迅速爬升的过程中出现失速。空速传感器恢复工作，向机组人员传送准确的数据。这个时候，驾驶员本应该很清楚地认识到，飞机的速度已经减慢太多了。但是，博宁仍然坚持他的错误操作，造成空速进一步下降。飞机出现失速，开始坠落。如果博宁能松开操纵杆，A330就能进行自我更正，但他没有这么做。法国的调查员在描述机组人员当时的状态时表示，“完全丧失了对情况的认知控制”。几秒后，另一位驾驶员戴维·罗伯特接过操纵杆，但已经太晚了。飞机已经在3分钟内下降了超过3万英尺。
“怎么会这样？”罗伯特说。
“怎么了？”博宁仍然很困惑。
3秒后，飞机坠入大西洋。机上228名乘客和机组人员全部遇难。
自己飞行的飞机
如果你想了解自动化给人类带来了哪些影响，你应该先朝天上看看。航空公司、飞机制造商、政府机构和美国空军一直在特别积极地寻找用机器取代人工劳动的方式，并进行了许多独创性的尝试。现在，汽车设计者将计算机融入设计，但其实飞机设计者早在几十年前就开始这么做了。因为驾驶舱内一个小小的失误就会导致大量人员伤亡，并造成几百万美元的损失，所以，人们投入了大量的私人资金和公共资金，对自动化的影响进行心理和行为研究。几十年来，科学家和工程师一直在研究自动化对飞机驾驶员的技术、认知、想法和行为所造成的影响。在人类同计算机协作方面，我们所了解的大部分信息都源自这些研究。
飞行自动化的故事大概始于100年前的巴黎。那是1914年6月18日，不同的记载都表明，那天风和日丽，天空湛蓝，用来见证伟大的事件再好不过了。巴黎西北部塞纳河畔的阿让特伊大桥旁聚集了一大群人，他们都是来观看飞机安全大赛的。这场飞行比赛将展示飞行安全方面的最新进展。有近60架飞机及其驾驶员参加了这次比赛，展示了令人称奇的各式各样的技术和设备。当天活动进入尾声时，英俊的美国飞行员劳伦斯·斯佩里驾驶着寇蒂斯C-2双翼飞机进场。在C-2开放的驾驶舱里，坐在斯佩里身旁的是法国机械师埃米尔·加香。当斯佩里驾驶着飞机飞过观众队伍上空，接近评委席时，他松开了飞机的操纵杆，举起双手。观众席爆发出一阵惊呼。飞机在自己飞行！
斯佩里的表演才刚刚开始。飞机转了几圈后，他再次飞过评委席，又将双手举到空中。但这次，加香爬出了驾驶舱，抓着飞机上下机翼之间用于支撑的立柱，在飞机的右下翼上行走。飞机因为这位法国人的体重向右倾斜了一秒，然后立即自动恢复了平衡。在这期间，斯佩里没有进行任何操控。人群的惊呼声更大了。斯佩里又绕了一圈。当飞机第三次接近评委席时，加香和斯佩里都爬出了驾驶室，加香在飞机的右翼，斯佩里在飞机的左翼。C-2飞机仍在平稳飞行，但驾驶室里空无一人。观众和评委都惊呆了。斯佩里获得了特等奖——5万法郎。第二天，他登上了欧洲所有报纸的头版。
斯佩里这架寇蒂斯C-2搭载了世界上第一台自动驾驶设备——“陀螺稳定器装置”。斯佩里和他的父亲，著名的美国工程师及实业家埃尔默·A·斯佩里，在两年前发明了这个装置。陀螺稳定器由两个陀螺组成，分别以水平和垂直的方式安装在飞行员座椅的下面，由螺旋桨下方的风动发电机提供动力。陀螺仪在一分钟内能转数千次，并且根据飞机三个旋转轴——横向倾斜、纵向侧滚以及垂直偏航，精确地感知飞机的飞行方向。一旦飞机偏离了既定方向，陀螺仪上的带电钢丝刷就会连接飞机机架上的接触点，形成回路。电流将流向操纵飞机主控板的引擎——飞机上的副翼以及尾部的升降舵和方向舵，控制板会自动调整升降舵和方向舵的位置，修正飞行错误。水平陀螺仪用于保证飞机机翼及飞机龙骨的平稳性，垂直陀螺仪控制转向。
在美国军方的支持下，经过20年的测试和完善，陀螺自动驾驶仪才最终应用于商业飞行。这项技术一问世，就引起了前所未有的轰动。1930年，《科技新时代》（Popular Science）的一名撰稿人发表了一篇激动人心的文章，他解释了配有自动驾驶仪的飞机——“巨大的三引擎福特汽车”，是如何在“没有人类参与”的情况下飞了三个小时，从俄亥俄州的代顿市到达华盛顿特区的。“四个人惬意地向后靠着，坐在飞机的乘客舱里，”他写道，“但是驾驶舱里却空无一人。一位金属材质的‘飞行员’，只有汽车电池那么大，正在控制着飞机的操纵杆。”三年以后，勇敢的美国飞行员威利·波斯特在斯佩里自动驾驶仪的帮助下（他称之为“机械麦克”），成功实现了第一次世界巡回单人飞行，各大媒体纷纷预测，航空飞行的新时代到来了。《纽约时报》写道：“原来飞行员依靠飞行技术，凭借鸟一样的方向感，在数小时的飞行中努力保持航向，度过没有星星的黑夜，穿过雾气弥漫的天空，当这样的日子结束时，我们就会迎来商业飞行的自动化时代。”
陀螺自动驾驶仪的引进为航空业在战争和交通中地位的大幅提升奠定了基础。自动驾驶仪的应用使得驾驶员不再需要手动保持飞机的平稳性和航向，不必再纠结于操纵杆和脚踏板的配合或是线缆和滑轮的运转问题。这不仅降低了飞机驾驶员因长时间飞行而产生的疲惫感，还解放了他们的双手和双眼，最重要的是，飞机驾驶员有精力去关注更细微的操作。他们可以操纵更多的工具，进行更多的计算，解决更多的问题，总的来说，他们可以深入分析和创造性地思考工作。他们能飞得更高、更远，而且坠机的可能性也降低了。以前有些天气条件不允许飞行员驾飞机飞行，但现在这已经不是问题了。飞行员能进行复杂的操作，在使用自动驾驶仪之前，人们认为进行这些操作绝对是轻率的决定，或者认为飞行员不可能完成这些操作。在自动驾驶仪的帮助下，飞机驾驶员可以运送乘客或是投放炸弹，他们的能力越来越大，职责也越来越重。飞机也发生了变化：它的体积更大，速度更快，内部构造更加复杂。
自动转向及稳定工具的相关技术在20世纪30年代得到了飞速发展，物理学家对空气动力学的认识逐渐增加，工程师将气压计、气动控制、减震器等设备融入自动驾驶机制。这期间最大的突破是在1940年，斯佩里公司推出第一台自动驾驶的电子模型A-5。A-5利用真空管放大陀螺信号，能够更快、更准地做出调整，纠正错误。它还能感知飞机速率及加速的变化情况。电子自动驾驶仪结合最新的轰炸瞄准技术，成了“二战”时期同盟国空军的一大法宝。
战争后不久，1947年9月的一个夜晚，美国空军进行了一次试验性飞行。这次试验展示了自动驾驶技术的发展成果。军队测试飞行员——上尉托马斯·J·威尔斯同7名机组人员一起，驾驶一架C-54空中霸王运输机从纽芬兰出发。在飞行的过程中，他松开了操纵杆，按下按钮，开启了自动驾驶模式。驾驶室里的一名同事回忆：“之后，上尉就向后靠在椅子上，手放在大腿上。”飞机自行起飞，自动调整襟翼改变推力，离开地面后，自动收回起落架。然后，飞机按照之前编写好并输入‘机械脑’里的指令，飞越了大西洋。每一个指令都精确到了特定的高度和英里数。飞机上的人不知道飞行线路，也不清楚目的地是哪儿；飞机通过对地面或是海上船只发送的无线电信标进行监控来维持航线。第二天黎明，C-54到达了英国海岸。依旧是凭借自动驾驶系统，飞机开始降低高度，放下起落架，沿着牛津郡皇家空军基地的跑道完美地降落。上尉威尔斯将双手从大腿上拿开，停好了飞机。
空中霸王完成了这次里程碑式的飞行。几个星期之后，英国航空杂志《班机》（Flight）的一名撰稿人评价了这次飞行的影响。他提到，新一代自动驾驶仪使得“飞机不再需要导航员、无线电话务员或飞机工程师”。机器让一些工作变得多余。他认为飞机驾驶员看起来也不是不可或缺的。至少在最近几年里，飞机驾驶员还会继续待在驾驶舱里，不过他们的任务也就是“观察各个计时器和不同的读数，确保飞行顺利”罢了。
专业飞行员即计算机操作者
1988年，C-54坠入大西洋40年后，欧洲航空公司——空中客车公司推出了A320喷气式客机。这架飞机有150个座位，是空客A300客机的缩小版。但是同之前传统的、死气沉沉的机型不同，A320让人大为惊叹。它是第一台真正意义上由计算机控制的商用飞机，是日后飞机设计参照的样板。A320的驾驶舱发生了很大变化，估计威利·波斯特或劳伦斯·斯佩里都会认不出了。A320没有模拟表盘或仪表电池等原来飞机驾驶舱里常见的设备。取而代之的是6块由CRT（阴极射线管）组成的玻璃屏幕，这6块屏幕整齐地排列在风挡下面。飞机驾驶员可以从显示器上获取机载计算机网络的最新数据和读数。
A320里布满显示器的驾驶舱被飞行员称为“玻璃座舱”，但这并不是A320最突出的特点。NASA兰利研究中心的工程师们早在10年前就尝试使用CRT屏幕传送飞行信息。20世纪70年代末，飞机制造商就已经开始在客机上安装屏幕。让A320真正脱颖而出的——用美国作家兼飞行员威廉姆·朗格维舍的话来说，使A320成为“自怀特兄弟的‘Flyer’以来最具创新性的民用飞机”的——是它的电传操纵系统。在A320出现之前，商用飞机仍然由机械控制。机身和机舱内装配的是电缆、滑轮和齿轮，还有一个由液压管、水泵和阀门组成的微型水厂。控制装置（包括操纵杆、油门杆和脚舵）通过机械系统直接连接控制飞机方位、方向和速度的运动部件。飞行员操作控制装置，飞机做出相应的动作回应。
要让自行车停下来，你需要握手闸。手闸拉动闸线，收紧制动钳，将垫圈紧紧压在轮毂上。实际上，你是在用手发送指令——停下的信号，刹车将这项指令传给车轮。然后，你的手会感受到手闸传回的命令接收信息：制动钳的阻力、垫圈压在轮毂上的压力、车轮在路上滑行。从小的方面来说，这同飞行员驾驶由机械控制的飞机一样。飞机驾驶员是机器的一部分，他们用身体感知机器的运转以及机器对命令的响应，而机器则负责传达驾驶员的意愿。人类同机械装置之间复杂的纠葛是飞行快感的一大来源。著名的诗人飞行员安东尼·德·圣埃克苏佩里一定会认同这种说法的，当他回想起20世纪20年代驾驶邮政飞机的日子时，他写道：“乍一看，飞机好像是帮人类解决了大自然的一个难题，但事实上，是让人陷得更深了。”
A320的电传操纵系统实现了飞机驾驶员和飞机之间的相互感知，在人类控制和机器响应间插入了数字计算机。当飞行员在空客飞机的驾驶舱里移动操纵杆、转动旋钮或按下按钮时，换能器将指令翻译成数字信号，快速传送给计算机，计算机按照软件程序计算出完成飞行员的指令所需的各种机械调整。然后，计算机将自己的指令传送给数字处理器，数字处理器负责控制飞机的各个部件。数字信号替代了机械运动，随之而来的，飞机驾驶舱的控制装置也需要进行重新设计。原来驾驶舱里的操纵杆负责拉动线缆并压缩液压油，特别笨重，需要两只手来操作。而在A320上，操纵杆被小巧的“侧杆”取代，“侧杆”安装在驾驶员的座椅旁边，一只手就能控制。在驾驶舱前方的操作台上安装着配有LED（发光二极管）数字显示器的旋钮，飞行员可以将空速、高度以及方向的设定信息输入计算机。
A320问世以后，飞机的发展和计算机的进步相互融合。制造商和航空公司不断突破自动化的极限，将硬件和软件、电子传感器和控制器、显示技术等方面的进步同商用飞机设计紧密地结合在一起。现在的喷气式飞机搭载了多个计算机化系统，用于保证飞机按航线平稳飞行的自动驾驶仪只是其中之一。还有控制发动机功率的自动油门。飞行管理系统从GPS接收器和其他传感器那里搜集定位数据，通过这些信息设置或调整飞行线路。防碰撞系统扫描附近空域的飞机。电子飞行包存储图表和其他文件的数字拷贝供飞行员使用。此外，飞机上还有其他计算机设备，用于收放起落架，操控制动器，调整座舱压力或执行其他功能，这些任务原来都是机组人员负责的。为了设计计算机程序并监控计算机输出的信息，飞行员现在使用彩色纯平大屏幕，屏幕上以图像的形式显示出电子飞行仪表系统产生的数据。除了屏幕，飞行员还要使用键盘、数字键盘、滚轮等其他输入设备。航空学教授、人体工程学专家唐·哈里斯表示，在现在的飞机上，计算机自动化技术真是“无孔不入”，可以把驾驶舱“看作一个大的飞行着的计算机接口”。
现代的飞行员舒适地坐在高科技玻璃座舱里，快速飞过天空，从斯佩里、波斯特和圣埃克苏佩里的灵魂旁擦肩而过，这种感觉怎么样？不用说，商业飞行员的工作已经失去了原有的浪漫与冒险色彩。故事里的人手握控制杆和方向舵凭感觉飞行，现在看来就像个传说。在现在最常见的客机上，飞行员操纵控制杆的时间不超过三分钟——其中一到两分钟是在起飞的时候，另外一到两分钟是降落的时候。在整个飞行过程中，飞行员大多数时间是在检查屏幕，输入数据。飞行安全基金会主席比尔·沃斯曾表示：“在过去，自动化技术还只是用于辅助飞行员操控飞机；而现在我们进入了一个新的时代，自动化变成了控制飞机飞行的主要系统。”飞行研究员及美国联邦航空管理局顾问赫曼特·巴纳（Hemant Bhana）写道：“自动化的功能越来越强大，飞行员的角色转变为自动化系统的监督者或管理者。”商业飞行员变成了计算机操作者，许多航空领域和自动化技术方面的专家开始认为这样下去会出问题。
新型坠机事故
1923年，斯佩里在飞跃英吉利海峡时坠机身亡。
1935年，波斯特随飞机一同坠毁在阿拉斯加。1944年，圣埃克苏佩里驾驶着飞机在地中海上空消失。在飞行史早期，早逝是一种常见的职业风险。浪漫和冒险要付出高昂的代价。乘客的死亡率也高得惊人。20世纪20年代，航空业初具规模，一家美国航空杂志的出版商要求政府提高飞行安全率，指出“每天都有飞行员因缺乏经验造成致命的飞行事故，给乘客的生命安全带来威胁”。
很幸运，那些致命的飞行旅途已经一去不返了，现在，乘坐飞机很安全。在航空业内，几乎所有人都认为自动化技术的发展是飞行安全问题得以解决的原因之一。正是得益于机械化和计算机化的发展，以及飞机设计、航空公司安全程序、飞行员训练以及空管的进步，在过去几十年间，飞行事故发生率和伤亡数量大幅下降。在美国和其他西方国家，机毁人亡的情况已经很少见了。2002~2011年，乘坐美国商用航班的乘客超过70亿人次，其中只有153人因坠机事故丧生，也就是说每100万名乘客有0.02人死于空难。1962~1971年这10年间，有13亿人乘坐飞机，却有1 696人丧生，也就是说每100万名乘客中就有133人死于空难。
这个充满光明的故事背后也有一些灰暗的数据。乔治·梅森大学心理学教授、全球自动化专家拉嘉·帕拉休拉曼表示，坠机事故总次数的下降掩盖了最近出现的“严重的新型事故”。当机载计算机系统出现一些预期内的故障，或是飞行中出现其他意料之外的问题，飞行员就必须采用手动飞行。突然担当一个陌生角色，飞行员通常会犯错误，这些错误可能造成灾难性的后果，正如大陆连线和法航的事故一样。在过去的30年间，许多心理学家、工程师及人体工程学家（或“人因工程”专家）展开调查，研究飞行员和软件共同执行飞行任务所带来的得与失。他们发现高度依赖计算机自动化技术会造成飞行员专业技能的退化，飞行员变得迟钝，注意力下降，正如英国布里斯托大学人因工程专家简·诺伊斯所说的：“飞行员丧失了飞行技能。”
人们对飞行自动化负面影响的关注并不是最近才有，早在玻璃座舱和电传操纵系统发展之初就已经存在。1989年，NASA（美国国家航空航天局）艾姆斯研究中心的一份报告显示，在未来10年，随着飞机上的计算机设备越来越多，行业及政府研究者“感到越来越不安，驾驶舱会变得过于自动化，设备替代人类操作的平稳过渡可能会祸福参半”。虽然大部分人对计算机化的飞行充满热情，但许多航空业人士却颇感担忧：“飞行员过于依赖自动化技术，他们手动飞行的能力会退化，态势感知能力也会下降。”
随后的研究发现，许多意外事故或潜在事故都同自动系统的故障有关，或者同“自动化所导致的飞行员的失误”有关。2010年，美国联邦航空管理局公布，在过去10年间，该局曾对航空公司的航班进行过专业调查，调查显示，有2/3的坠机事故同飞行员的失误有关。美国联邦航空管理局的科学家凯西·阿博特表示，这项调查进一步表明，自动化提高了飞行员出现失误的可能性。阿博特认为，操作机载计算机会分散飞行员的注意力，飞行员也会“将过多的任务分配给自动化系统”。2013年，专家小组根据一组FAA提供的数据撰写了一份报告，报告指出，在最近发生的事故中，有一半以上都同自动化有关，自动化带来了一些问题，例如态势意识退化和手动飞行技能退化等。
英国顶尖的工程学院——克兰菲尔德大学的人因研究员马修·艾柏森进行了一项缜密的研究，其研究结果为从事故报告和调查中搜集到的实例证据提供了实证支持。“在自动化程度较高的航空公司，飞行员会丧失手动飞行技能”这一论断缺乏确实的、客观的数据，艾柏森为此感到失望，但他想要填补这片空白。他从英国航空公司招募了66名经验丰富的飞行员，让他们进入飞行模拟器，进行高难度的操作——驾驶爆缸的波音737客机，在恶劣的天气条件下完成降落。模拟器内没有自动驾驶系统，这迫使驾驶员必须采用手动飞行。艾柏森在报告中指出，一些飞行员在测试中的表现出乎意料地好，但是许多人表现很差，勉强达到“可接受的程度”。艾柏森将每名飞行员在模拟器中的操作——施加在操纵杆上的力量、空速稳定度、航线变化程度，同他们的历史飞行记录进行比较。他发现，飞行员的控制能力同手动飞行时间，特别是试验前两个月里的手动飞行时间，存在着直接的联系。分析表明“如果没有相对频繁的训练，飞行员的手动飞行技能很快会退化到‘过得去’的边缘”。艾柏森表示，飞行员控制“空速”的能力特别“容易退化”，而这项技能是识别、避免和应对失速或其他危险情况的关键。
自动化造成飞行员技能退步的原因并不难解释。同许多挑战性较高的工作一样，飞机驾驶融合了心理运动技能和认知技能——需要飞行员在行动前进行仔细且积极的思考。飞行员需要准确操纵工具和设备，同时在脑中快速准确地做出计算、预测和评估。在经历复杂的思维过程并进行手动操作时，飞行员需要保持警惕，留意周边发生的事情，并能够分辨重要信号和非重要信号。他要时刻集中注意力，保证视野开阔。要掌握这些技能，只能通过严格的训练。初级飞行员在控制上表现得较为笨拙，会出现推拉操纵杆力量过大的情况。他们必须停下来去思考下一步该干什么，一步一步地回想之前的操作。初级飞行员很难做到手动操作和思维的无缝转换。当情况危急时，他很可能就会不知所措或者无法集中注意力，最终忽视环境的重大变化。
最终，通过充分训练，初级飞行员会树立起自信，工作的时候不再犹豫，动作也更加精准，但这种训练可能有点浪费。随着飞行员经验的积累，大脑会形成所谓的心智模式，这是一种有专门用途的神经元集合。在心智模式下，飞行员能够识别周围的图像，能够理解并靠直觉对刺激做出反应，而不必受困于认知分析。最终，思维和行为实现无缝连接，飞行成为第二本能。在研究人员开始对飞行员的大脑进行研究之前，威利·波斯特就曾用简洁而准确的语言描述过他的专业飞行经历。在1935年，波斯特表示，他驾驶飞机时“没有思考，完全是通过下意识来控制自己的行为”。这种能力并不是与生俱来的，而是波斯特辛苦训练的结果。
当计算机进入航空业，飞行员工作的本质、艰苦程度和学习内容都发生了变化。正如我们看到的，软件程序接管了飞行过程中的所有控制，飞行员摆脱了手动操作。这种任务的重新分配带来了巨大的好处，它减少了飞行员的工作量，使他们更多地关注飞行过程中思维认知层面的问题。但是，这需要付出代价。飞行员的心理认知能力会退化，当需要飞行员手动操作时，他们会对某些关键场景感到陌生而无法正确操作。更多的证据表明，近来自动化的不断发展，也会威胁飞行员的认知能力。越来越多先进的计算机取代了人类，开始参与计划和分析工作，例如设计和调整飞行计划。不只是在手动操作方面，在心理认知上，飞行员的参与度也在下降。图像识别的准确性和速度需要规律的训练。面对快速变化的情况，飞行员的理解能力和反应速度变慢了。在思维和手动技能方面，飞行员都出现了艾柏森说的技能退化。
飞行员并不是没有意识到自动化带来的负面影响。他们对让渡责任给机器一直持谨慎态度。“一战”期间，飞行员对自己在空战中操纵飞机的能力颇为自豪，对斯佩里花哨的自动驾驶技术丝毫没有兴趣。1959年，最初的水星航天员对NASA将手动控制器从太空飞船上移除的计划表示抗议。但是现在，飞行员的关注更加急切。虽然他们对飞行技术的巨大成果表示赞赏，也承认自动飞行技术在安全和效率上具有优势，但他们担心自己的能力会被削弱。作为研究的一部分，艾柏森对商业飞行员进行了调查，询问他们是否“感觉他们的飞行能力因飞机高度自动化而受到了影响”。超过3/4的受访者表示“他们的技能已经退化了”；只有少数几个人觉得他们的技能得到了提升。2012年，欧洲航空安全局对飞行员进行了一次调查，发现确实有许多飞行员存在类似的担忧，95%的飞行员表示自动化会影响“基本的手动飞行能力和认知技能”。联合航空公司的资深机长罗里·凯，最近才卸任飞行员协会首席安全官一职，他对航空业正在经历“自动化依赖症”表示担忧。在2011年接受美联社采访时，他直言不讳：“我们忘记了如何飞行。”
走出飞机驾驶舱的人们
愤世嫉俗的人马上就会把这种恐惧归咎于自私。他们认为，飞行员之所以抱怨自动化技术，是因为他们害怕丢掉工作或是收入下降。在某种程度上，这些犬儒派的观点是正确的。1947年，《班机》杂志的一名撰稿人预测，自动化技术会削减飞行员的数量。60年前，一家航空公司的驾驶舱里一般有5个技术熟练的专业人士：导航员、无线电报务员、飞行工程师及两名驾驶员，他们都享受着较高的待遇。20世纪50年代，报务员失业了，因为通信系统更可靠，操作更简单。20世纪60年代，导航员走出了驾驶舱，惯性导航系统取代了他们的工作。飞行工程师的任务是监控飞机的仪表装置，将重要信息传达给飞行员。在经历了1978年的飞行自由化之后，美国航空公司甩掉了飞行工程师，仅留下机长和副驾驶。为了保住工程师的工作，飞行员联盟集结起来，同航空公司展开了艰难的斗争。1981年，美国总统委员会宣布客机的安全飞行不再需要工程师，这场斗争才告一段落。自那时起，两人机组成了常态，至少现在还是这样。一些专家列举了军用无人机的成功案例，认为到头来，两名飞行员也是多余的。波音公司高管詹姆斯·安波杰在2011年的航空会议上表示：“无人驾驶飞机的时代终将到来，现在只是时间问题。”
自动化的普及已经造成了商用飞行员的工资下降。经验丰富的喷气式飞机机长能拿到20万美元的薪水，而年轻飞行员的年工资仅为2万美元，有时甚至更少。在大型航空公司，有经验的飞行员的平均起薪在36 000美元左右，《华尔街日报》的记者表示：“对已经进入职业生涯中期的专业人士来说，这点儿工资太低了。”虽然飞行员的工资很低，但人们还是普遍认为，飞行员享受着过度补偿。Salary.com网站上的一篇文章指出，在现在的经济中，商业喷气式飞机飞行员应属于“最名不副实的”的职位，他们的“许多任务都是依靠自动设备完成的”，并且他们的工作“很无聊”。
但是当遇到自动化问题时，相比于职业安全、薪酬和自身安全，飞行员更在意自身利益。每次技术的革新都会改变工作内容和人类的角色，但反过来，也会改变我们看待自己的方式，以及别人对我们的看法。飞行员的社会地位，甚至他们的自我认知都会起到作用。所以，当飞行员讲到自动化，他们说的并不只是技术上的问题，而是他们的亲身体验。我是机器的主人还是仆人？我在这个世界上是表演者还是观众？我是一家机构还是一个个体？麻省理工学院技术史历史学家戴维·明德尔在他的书《数码阿波罗》（Digital Apollo）中提到，“从本质上来说，人们对飞机控制及自动化的讨论，其实就是在讨论人类和机器的相对重要性”。在航空业或其他需要借助工具才能完成的工作中也出现了类似情况，“技术革新和社会变革交织在一起”。
飞行员一直用他们同飞机的关系来定义自己。1900年，威尔伯·莱特在写给另一位航空飞行先锋奥克塔夫·沙尼特的信中提到，飞行员“最需要的是技术而不是机器”。他的话并不是老生常谈。莱特指出，在人类飞行伊始，飞机能力和飞行员能力之间最重要的冲突是什么？是技术。在制造第一架飞机时，设计师们就飞机内部的稳定性应该达到何种程度展开了辩论——飞机应该能够垂直地或朝着平面内的所有方向飞行。似乎飞机总是应该具有高度的稳定性，但其实并不是这样，我们需要在稳定性和机动性上寻找一个平衡点。飞机越稳定，飞行员越难对其进行控制。明德尔解释说：“飞机越稳定，就需要施加更多的力使它偏离均衡点，因此，就越难控制它。相反，如果飞机越容易控制或操作，就不会稳定。”在1910年出版的一本关于航空学的书中，作者提到均衡的问题已经成为争论的焦点，“将飞行员分成了两派”。一方认为应该“尽可能地实现自动化”，应该在飞机内部实现自动化；另一方则认为，应该“关注飞行员的技术”。
莱特兄弟属于后一阵营。他们相信，从根本上来说，飞机应该是不稳定的，就像自行车，或者像威尔伯曾经提到的“难以驯服的马”。这样，飞行员应该尽可能多地享有自治权和自由。莱特兄弟将他们的观点融入飞机制造中来，认为机动性高于稳定性。明德尔认为，莱特兄弟在20世纪初发明的“不仅仅是一架能飞的飞机，他们提出了一种想法，即飞机是人类飞行员控制之下的动力机器”。在工程决定成为道德选择之前，应该使设备屈从于人类的控制，成为人类技术和意志的工具。
莱特兄弟在这场有关“均衡”的辩论中败下阵来。随着飞机运载乘客和贵重货物飞行的距离越来越长，飞行员的自由和精湛技巧退居次要地位。最重要的是飞行的安全性和效率，为了这两点，很明显，飞行员的能力范围必然要受到限制，机器自身获得更多权限。控制的转换是逐步完成的，但是每次技术获得一点儿权力，飞行员就感到被抽空了一点儿。1957年有一篇不切实际的文章，该文章反对进行自动化飞行的相关尝试。喷气式战斗机的顶级试飞员J·O·罗伯特在文中表示，他感到很焦虑，自动飞行将驾驶舱内的飞行员变成了“监视员”。除此之外，飞行员真的一无是处了。罗伯特表示，飞行员必须想想“他们自己是否还有存在的价值”。
人们在陀螺、机电、器械和液压方面的创新仅仅暗示了数字化的成就。计算机不只改变了飞行的特点，还改变了自动化的特点。它限制了飞行员的角色，告诉我们“人工控制”的概念已经落伍了。计算机控制着飞机的部件并选择飞行航线，而飞行员工作的核心是将数字输送给计算机，并监控计算机的数字输出，那么到底什么是人工控制？虽然飞行员在计算机化的飞机里可以拉动控制杆，但他们经常参与的其实是模拟的人工飞行。所有操作都是间接的，通过微处理器进行控制。然而，并不是说这其中没有重要的技术。确实存在某些重要技术，但它们已经发生了变化，躲在软件程序的帷幕后面，以远程应用的形式出现。现在许多商用飞机上，飞行软件甚至可以在某些极端的操控中推翻飞行员输入的数据。计算机掌有最终的控制权。与威利·波斯特同一个时期的一位飞行员曾经说过：“波斯特不只驾驶飞机，他还是飞机的主人。”现在，飞行员不是驾驶飞机，而是操作飞机上的计算机——或者可能是计算机在控制驾驶员。
在过去的几十年间，飞行经历了某些转变——从机械系统到数字系统，软件及显示屏的蔓延，人类思维和手动工作的自动化，飞行员概念的模糊化，所有这些都为社会进行更大范围的转变提供了方向。唐·哈里斯曾经指出，玻璃座舱就像是世界的原型，在这里，“计算机无处不在”。飞行员的经历也反映出，自动化系统的设计方式和人们使用系统时的工作方式之间存在着微妙而紧密的联系。越来越多的证据表明，飞行员的技能受到侵蚀，感知能力变得迟钝，反应速度下降，我们应该放慢自动化的脚步。随着我们开始在玻璃座舱里度日，我们注定会发现飞行员已经认识到的问题：玻璃座舱也是个玻璃笼子。
[1] 1英尺≈0.3米。——编者注
[2] 人们提到“失速”时，通常是指发动机熄火。在航空业，失速是指机翼失去升力。——译者注
