顾客思维模型商量与利用,化学家成功观测到希

原标题:详细阐述:用户心理模型探究与运用

原标题:机遇号:终于等来一个晴天

原标题:捕捉“上帝”的秘密,科学家成功观测到希格斯玻色子的最常见衰变

产品设计的出发点有很多,但是当今最为流行的便是以用户为中心的设计路径,我们在表达自己的设计作品时,往往会被问到为什么这么设计,设计的依据是什么,用户凭什么会喜爱你的设计?

等一个晴天

欧洲核子研究中心(CERN)28日宣布,在发现“上帝粒子”——希格斯玻色子6年后,研究人员终于观测到它衰变为一对底夸克。这一“常见衰变”的捕获被研究人员看作是探索希格斯玻色子的里程碑。

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5月30日,一场沙尘暴吞噬了整个火星,机遇号火星车也被困其中,中断了与地球的联系。如今,这场沙尘暴正在不断消退。机遇号,你还好吗?)

希格斯玻色子的产生的条件非常苛刻,需要在大型强子对撞机进行约10亿次碰撞,才能观测,而且它的寿命极为短暂,假设希子质量为126 GeV,则标准模型预测平均寿命大约为1.6×10−22 秒。由于不可能直接看到希格斯玻色子,科学家们使用这些次级粒子衰变产物来研究它的特性。自从2012年发现希格斯玻色子以来,在其衰变物中,科学家们按照现有理论只能识别出约30%。美国能源部布鲁克海文国家实验室ATLAS物理学家卡瓦莉尔(Viviana Cavaliere)表示,过去几年,由于希格斯玻色子的衰变速度非常快,抓住它一直是人们的首要任务。

最近看到一句话:

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根据粒子物理学标准模型预测,约60%的希格斯玻色子都会衰变成一对底夸克,也就是6种夸克中第二重的夸克(第一为顶夸克)。新的观测结果支持了标准模型对这一“常见衰变”的预测。研究人员说,如果观测结果与标准模型的预测不符,则会动摇标准模型的基础并指出新的物理学方向(还有其他粒子有待发现?)。

“一个产品对于用户的意义存在于他对这个产品所产生的反应之中,即一个产品可以引起一个使用者产生某种态度或行为方式。”

沙尘暴示意图 图片来源:NASA.com

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而要用户对产品产生良好的反应则是品牌方需要考虑的重点,也是产品的最终目的。

身处火星毅力谷(**Perseverance Valley**)的机遇号,其上方的天空已经开始放晴,NASA的JPL工程师们认为这一辆服役近15年的太阳能火星车,在情况良好的情况下,将会吸收到足够的阳光并自主启动修复程序。对此,机遇号团队已经准备了两部计划,确保最大可能与机遇号获得联系,并让它苏醒过来

图1 希格斯玻色子衰变为两个底夸克(蓝圈),伴有一个W玻色子衰变为一个μ子(红线)和一个中微子(白线)的ATLAS候选事件

每一个产品的使用者对于新产品的认知通常需要一个消化和接受过程,通过必要的操作和行为方式来对一个产品的外观,感觉和功能进行调整适应,需要花费一定的时间和精力。

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来源:ATLAS/CERN

所以我们会看到很多新品类产品在上市宣传的时候与后期更新迭代之后的宣传方式是不一样的,比如:小米第一代手机发布的时候普及了大量的手机配置知识,以前的用户哪会关注cpu,成像技术这些问题。

Perseverance Valley by Oppy

40多年前,科学家们建立起一套名叫“标准模型”的粒子物理学理论,但这一理论一直缺少最后一块拼图,即希格斯玻色子。这一难以寻觅又极为重要的“上帝粒子”被认为是解释其他粒子如何获取质量的关键。2012年7月,欧洲核子研究中心大型强子对撞机(LHC)研究人员宣布发现希格斯玻色子,这是LHC最为显赫的成绩。

产品经理或设计师的工作就是通过设计手法,缩短或改良使用者对产品的认知过程,使其更加直接有效的被用户识别,典型的案例就是apple watch第一代上市时的包装引导设计了,稍后会进行解释。这也是我一直喜欢的关于科技产品的引导设计的一个案例。

图片来源:NASA.com

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通过设计工作缩短用户对产品的的认知过程,则首先需要了解所谓的“用户心理模型”,了解用户的思考方式和行为方式背后的根本原因。

持续地联络

图2 希格斯玻色子衰变为两个底夸克(蓝),伴有一个Z玻色子衰变为一对正负电子(红)的CMS候选事件。

用户心理模型涉及到大量的认知心理学和社会心理学概念,比如:我们熟知的认知心理学领域中关于典型表象研究的“杯子大会”,通过不同地区的人画一只杯子,结果几乎都是从透视角度着手,而甚少有顶视或是俯视去描述的。

“太阳正穿透毅力峡谷上空的蒙尘,不久那里就会有充足的阳光以恢复电池的电量,”JPL机遇号项目主管John Callas表示。只要大气不透明度tau值降到1.5我们就通过NASA深空网络天线发送指令,采取一系列措施联系机遇号。假设我们听到了机遇号的回应,我们将着手分析机遇号目前所处的状态。”

来源:CMS/CERN

这启发我们在选择视觉设计表达角度的时候,是倾向于平视角度的剪影来塑造神秘感,还是透视角度来准确表达视觉意图,这便是一个典型的利用用户认知心理模型转化到设计的手法。

机遇号与地球进行的最后一次联系早已是6月10日,因此机遇号此刻的状态是未知的。机遇号工程师正通过以往的专业经验分析NASA火星侦察轨道器(MRO)上的火星彩色成像仪(MARCI)的数据,以估算机遇号位置附近的tau值。

研究人员介绍,希格斯玻色子有多个衰变道,此次观测到其常见的衰变道(衰变为底夸克)绝非易事,主要困难在于质子和质子的碰撞中存在许多产生底夸克的途径,因此很难将希格斯玻色子衰变信号与噪声干扰隔离开。相比而言,当年发现希格斯玻色子时观察到它不太常见的衰变道(衰变为一对光子)则更容易从背景中提取。

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为提取信号,大型强子对撞机两个实验项目组ATLAS(超环面仪器)和CMS(紧凑μ子线圈)各自组合了大型强子对撞机的两次运行数据进行分析。结果检测到希格斯玻色子衰变为一对底夸克。此外,两个项目组还在当前的测量精度范围内测量到与标准模型预测相一致的衰减速率。

那什么是用户心理模型?

图中小蓝点即机遇号的大致位置

标准模型中的基本粒子

打个比方(如下图):当你看到旋钮开关时,你会选择顺时针旋转,还是逆时针旋转?

图片来源:NASA.com

到目前为止,标准模型是物理学对于物质世界最深刻和最客观的认识,是描述物质基本组成和运行最成功的理论。标准模型认为,物理真空并不是一无所有,真空中充满场,场的激发态是粒子。粒子分为组成子和媒介子,组成子即构成现有物质世界的“基本”粒子,媒介子是传递相互作用的粒子。

借鉴于以往对待产品的经验和习惯,用户一般都会选择顺时针旋转,因为生活中我们看到的产品很多都是以顺时针在运转。这是一种认识心理学中的模式识别。

“2018年这场火星全球性沙尘暴所产生的尘霾是有记录以来影响范围最广的,但所有迹象都表明,这场风暴正在接近尾声。”MPL项目科学家Rich Zurek谈到。目前,从机遇号位置的彩色图像(MARCI images)来看,未来一段时间内,机遇号附近3000公里范围内不再会有强烈的沙尘暴发生。

组成子(物质子)的自旋为半奇数,是费米子,分为夸克和轻子。夸克有三代,分别为:(u,d),(c,s),(t,b)[英文名称为:(up quark, down quark),(charm quark, strange quark),(top quark or truth quark,bottom quark or beauty quark);中文名称为:(上夸克,下夸克),(粲夸克,奇异夸克),(顶夸克又叫真理夸克,底夸克又叫美丽夸克)];轻子也有三代,分别为,(e,ve),(μ,vμ),(τ,vτ)[英文名称为:(electron, electron neutrino),(muon, muon neutrino),(tau,tau neutrino);中文名称为(电子,电子中微子),(μ子,μ子中微子),(τ子, τ子中微子)],不同代的中微子之间可以互相转变的,即所谓的中微子振荡,这种现象要求中微子具有质量,超出了标准模型。媒介子(传播子)的自旋为整数,是玻色子,分为:中间玻色子,W±和Z0,传递弱相互作用;光子,传递电磁相互作用;胶子,传递强相互作用;希格斯子,使得物质拥有质量。传递引力相互作用的引力子至今还没有发现。

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被动地聆听

另外,玻色子遵循玻色-爱因斯坦统计,不遵守泡利不相容原理(电子简并压是由泡利不相容原理产生的,在天体演化中,它导致了白矮星的形成),在低温时可以发生玻色-爱因斯坦凝聚。费米子服从费米-狄拉克统计,遵守泡利不相容原理。

当然用户心理模型不仅仅只是认知层面的模式识别,还涉及到用户的情感层面的需求,两方面的集合统称为“用户心理模型”。

随着天空的放晴,任务管理人员都期盼着机遇号会试图“打电话回家”(Call home),但他们也做好了应对机遇号杳无音讯的准备。

标准模型中的费米子有六种是夸克(以紫色表示),有六种是轻子(以绿色表示),在这两类粒子右边有四种规范玻色子(以红色表示),最右边是希格斯玻色子(以黄色表示)。

其实我们从一些经典的设计作品中经常看到设计师对用户心理模型的运用,例如:日本设计大师:深泽直人与小野直树Naoki Ono和山本由纪Yuki Yamamot这对设计师组合。

“如果我们45天内没有收到回复,团队将不得不判定阻挡太阳(Sun-blocking)的积尘以及火星的极寒环境是否已经同时对机遇号造成了一些极有可能难以修复的损伤,”Callas表示,“那时,我们对于机遇号积极式的联络将会结束。另一方面来看,太阳能板上几乎不会存在着大量尘埃阻碍着太阳能,在之后的几个月里,我们将被动式地聆听(passive listening)信号。”

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当然,产品设计中运用心理模型的设计也衍生了一个新的设计方向——无意识设计,了解无意识设计的前提就是先了解什么是意识与无意识以及潜意识的差别,这方面广州美术学院的张剑教授作了详细的解释,有兴趣的可以翻阅无意识设计。

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图3 标准模型中的基本粒子

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正在工作的Oppy

来源:科普中国

上面的作品是设计师正向利用心理模型创造的“适应感”和反向利用心理模型创造的“惊奇感”,从而表达自己的设计理念,带给用户截然不同的产品体验。设计目标不同,采用的手法也不同,当然这种手法也经常被运用在移动产品中。

图片来源:NASA.com

如表所示,总计共有61种基本粒子。色(color)是一种内部自由度。值得注意的是,由于色禁闭和渐进自由,至今还没能观察到自由夸克,观察到的只是由两个夸克构成的介子、三个夸克构成的重子、四个夸克或者五个夸克构成的奇特态粒子。现代粒子物理学的各种理论模型是在标准模型的框架下,对粒子的各种性质进行更为详细和精确地描述。

用户心理模型从模式识别和情感需求可以大致分为两个方面:外显心理模型和内隐心理模型。

火星幽灵

粒子的内秉性质包括:质量,电荷,自旋,宇称性等;相互作用性质包括:产生道的截面,衰变道的分支比等。

为什么会这么区分呢?

随后聆听信号的那段时间,实质是在为另一种可能性提供时机:即一个红色星球沙尘幽灵(Red Plane dust devil)的出现便能清理机遇号太阳能板上的尘埃。

标准模型中的希格斯机制

因为在实际的操作过程中,我们会发现:通过一系列测量工具对用户的心理模型,并不能够进行完整测量,而这时我们就需要考虑用户的心理模型,有哪些部分是可以通过工具进行测量,哪些是无法短时间进行测量的,需要进行单独观察,从而构建完整的用户心理模型。

这样的“清洁事件”(Cleaning events)曾首次于2004年被火星探索车团队发现,有好几次,勇气号与机遇号预计中将会持续下降的电池电量竟在一个火星之夜后增加了几个百分点

在粒子物理学里,标准模型是一种被广泛接受的框架,可以描述强力、弱力及电磁力这三种基本力及组成所有物质的基本粒子。除了引力以外,标准模型可以合理解释这世界中的大多数物理现象。

(1)外显心理模型

地面上的好奇号和轨道上的航天器已经捕捉到了这些幽灵的样子:

早期的标准模型所倚赖的规范场论阐明,基本力是源自于规范不变性,是由规范玻色子来传递。规范场论严格规定,规范玻色子必须不带有质量,因此,传递电磁相互作用的规范玻色子(光子)不带有质量。光子的质量的确经实验证实为零。

基本上是以产品的造型、材质以及色彩为手段,使用户能够通过产品外形,材质和颜色等构成元素的组合表达迅速理解产品“是什么”,“有什么用”以及“怎么正确使用”。

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借此类推,传递弱相互作用的规范玻色子(W玻色子、Z玻色子)应该不带有质量,可是实验证实W玻色子与Z玻色子的质量不为零,这显示出早期模型不够完善,因此须要建立特别机制来赋予W玻色子、Z玻色子它们所带有的质量。

这里我举几个实体产品和互联网产品的例子:

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由此在1960年代,几位物理学者研究出一种机制,其能够利用自发对称性破缺来赋予基本粒子质量,同时又不会抵触到规范场论。这机制被称为希格斯机制,希格斯机制已被实验证实。但是,物理学者仍旧不清楚关于希格斯机制的诸多细节。

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“沙尘幽灵”(视频链接:

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剪刀的设计使用坚硬的金属材料和锋利的边缘,以及两个镂空部位,帮助用户识别该产品的功能和如何使用,奶嘴则是直接模拟了乳头的形状和质感,就算是认知能力较弱的婴儿也能够准确的识别,而ios初代系统的滑动解锁则是利用了实际生活中的门栓,这个大家都是耳熟能详的。

积尘( Dust accumulation)其实是阻碍机遇号交流的小概率因素。尽管如此,聆听阶段的每一天,JPL的无线电科学小组将努力搜寻来那些来自火星的,由一个十分敏感的无线电频率宽带接收器(broadband receiver of radio frequencies)所发送的信号记录,寻找任何一个机遇号试图求救的迹象。

图4 英国物理学家彼得•希格斯

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