如何避免马拉松的作弊行为?透过工程师的思维找到解答!

2020-07-02 作者 : 浏览量:935

如何避免马拉松的作弊行为?透过工程师的思维找到解答!

没人晓得她是从哪儿冒出来的。

一九八○年四月的某个下午,在湛蓝的天空下,波士顿马拉松比赛正热闹地举行。街道两侧,布满了许多骑警队员和数百名医疗救护人员;一架小型飞机则用喷出来的白烟在空中写着:「开心享受比赛的乐趣吧!」

波士顿马拉松的跑道全程共有二十六英里,包含四个相当陡峭的斜坡,但最令人闻之丧胆的是「心碎坡」(Heartbreak Hill),大概位于十九英里处。五千多名参赛的跑者中,通常会有几百人撑不过这个关卡而结束比赛。

大约两点半时,波士顿马拉松传奇人物罗杰斯(Bill Rodgers)率先穿越终点线,成绩为两小时十二分。罗杰斯已连续三年夺冠。过了几分钟后,在一片欢呼声和喧闹声中,一名约莫二十五、六岁的年轻女子,身穿黄白相间的爱迪达慢跑服,用百米冲刺的速度完成赛事,以两小时三十一分的成绩,在所有女子选手中排名第一。

她的芳名是鲁伊斯(Rosie Ruiz)。

她为波士顿马拉松创下新纪录,并且成为马拉松史上第三快的女跑者。当领先的其他选手陆续抵达终点时,现场欢呼声仍持续不断。一名电视台记者立即宣布两小时三十一分的成绩是「美国的新纪录」,随即访问了鲁伊斯。

记 者:妳有史以来第一次参加马拉松比赛的成绩是多少?在哪里?
鲁伊斯:第一次参赛是去年的纽约马拉松,成绩为两小时五十六分三十三秒。
记 者:妳从两小时五十六分进步到两小时三十一分?
鲁伊斯:我猜是吧。
记 者:妳的马拉松成绩进步了,妳会归功于什幺原因?
鲁伊斯:我不知道。
记 者:妳有做过大量而剧烈的间歇跑(intervals)训练吗?
鲁伊斯:其他人也问过我这个问题,我不确定什幺是间歇跑。到底间歇跑是什幺意思?
记 者:间歇跑是一种锻鍊跑步的方式,可以使妳的速度明显提升。假如妳从两小时五十六分进步到两小时三十一分,大家通常会认为妳做了很多速度训练。是否有人教导妳或建议妳这样做?
鲁伊斯:没有,只有我教导我自己。
记 者:鲁伊斯,妳的表现实在是太棒了。恭喜妳,鲁伊斯,神祕的女子冠军出炉!

然而,赛事官员却抱持怀疑的态度。鲁伊斯看起来既不疲惫,也没有汗流浃背,更没有马拉松选手的体格。在整个赛道的六个检查哨中,没有人见过鲁伊斯。更重要的是,记录全程比赛的录影画面中,都没有发现她的身影,而且现场还有一百五十万名观众,以及六百多位记者观看比赛。

一位目击者说:「我只看到眼前有一个人,从人群中踉跄地跑了出来,就在联邦大道对面的街上,距离终点大概还有半英里左右。她穿着慢跑服,身上挂着号码布,我还以为是有人跌跌撞撞地晃进了赛道,也许是有点发神经之类的人。」

其他几个人也都深表同意。

经快速进行背景调查后,结果显示鲁伊斯是古巴移民,在曼哈顿的一家金属商品公司担任行政助理。波士顿马拉松赛事官员也很快地发现,鲁伊斯在此之前只参加过一次马拉松赛事,那就是一九七九年的纽约马拉松,是波士顿马拉松的资格赛。一位新闻摄影记者后来回忆,鲁伊斯在纽约马拉松中曾经作弊,搭地铁到哥伦布圆环(Columbus Circle),再从那里跑向位于中央公园的终点线。

一九七九年,鲁伊斯令人叹为观止的造假,让她「赢得」波士顿马拉松的参赛资格。但在波士顿马拉松中,她同样只跑了最后一英里左右。鲁伊斯的立场不变,看起来就像修女一样诚恳,而且準备好接受大量的测谎。经过将近一星期的调查,波士顿体育协会(Boston Athletic Association)判定鲁伊斯作弊,不採信她的成绩,并且取消她的参赛资格。

结果,鲁伊斯遭到逮捕。

鲁伊斯丑闻提供了充足的素材给媒体。美国广播公司(ABC)深夜现场喜剧节目《星期五》(Fridays)就如此嘲笑:「当她穿着露趾凉鞋、叼着一根菸,穿越全程二十六.二英里马拉松的终点线时,赛事官员就起了疑心。」

私下熟识鲁伊斯的人告诉媒体:「如果你要求她流下五滴眼泪,她真的会滴下五滴眼泪。」鲁伊斯很可能是马拉松违纪事件中,恶名昭彰的代表人物之一。正如某位《纽约时报》(The New York Times)记者所说:「她的名字就像脆弱的瓷器娃娃般,破损之后又再重新修复。」

对于马拉松主办单位来说,鲁伊斯事件彰显出一个难题:她的作弊显而易见,却也暴露出一项事实:要监督一场多达数千人的比赛,是一项艰鉅的挑战。他们要如何防止未来可能发生的造假行为?工程学从原先用来处理两个不同问题的发明组合中,提供了解决方案。

一九五九年,美国的铁路公司面临一个棘手的问题。铁道系统包含将近一百六十万辆货运列车,铁路公司官员需要知道每辆列车在每天午夜时的确切位置。这些火车的行蹤意味着公司的营收,但却缺乏方法追蹤它们的下落。现在需要的是一套能辨识和定位这些货运列车的自动装置。

大约此时,柯林斯(David Collins)加入了电子产品公司西尔韦尼亚(Sylvania)的营运研究部门。拥有麻省理工学院硕士学位的他,热爱当一名工程师。柯林斯非常喜欢工程师的身分,以至于有时候会跟妻子开玩笑说,下辈子他想要创作电视和电影剧本,把工程师写成超级大英雄。

从一名同事口中,柯林斯得知铁道公司的难题。大学时代,他曾经在宾州铁路公司(Pennsylvania Railroad)实习,对铁路系统有大略的了解。「这个挑战令我着迷,」他回忆,「我开始在实验室里讨论对这个计画的想法。」

每一节火车车厢都标有水平序列编号,由六位数的公司码及四位数的车厢码组成。就像西部牧场主人为牛只烙上印记一样,这些编码都有不同的反光颜色,如红色、蓝色和白色,印在不反光的黑底上。另外,这些编码还有不同的宽度、字体,在车厢上也没有标準的位置。

火车本身则有不同的尺寸,包括:罐车、篷车、平车等;最后一种有时候是九英尺高的半拖车。这些不一致性,都使得尝试读取车厢编号更加困难。列车的行驶速度也不一样,最快的列车每小时达六十英里,有的列车则缓慢前进,以接近地磅秤。因此,显而易见的是,需要有动态扫描技术,才能克服这些问题。

「也就是说,你有一套编码系统,早已準备就绪长达五十年之久,但却没办法获取你要的资讯,也无法以机器可读的形式,取得所要的讯息。」柯林斯说,他开始利用私人时间,研究这项专案计画,最终赢得老闆的支持。总的来说,他表示:「这有点像是用已无人谈论的牧场为基础,所做出的判断。」

柯林斯的想法是,研发一套光学感应系统,能够发出白色光束到远处的编码上,然后将反射回来的信号加以解码。他专注于基本的设计元素,例如编码的圆点大小(光束可投射和反射的特定区域)、扫描速率(要达到準确读取,编码每一秒需要读取多少次),以及範围深度(扫描仪器最远可读取的範围)。

初步的实验结果令人很火大。柯林斯的同僚史地蒂斯(Frank Stites),也是一位工程师,对于这个难题也深感挫折。然而,让他们灵光乍现的机缘,就这幺诞生了。史地蒂斯激发柯林斯开始去想:「为什幺不把编码标籤贴到侧边一点?」这真是个聪明的点子。

垂直扫描代码,也就是把原本类似栅栏的排列方式,转换成梯级的样式,结果显示这是一种技术上非常优异的替代方案。柯林斯设计出一种附有旋转镜子的行动光源,取代以稳定的白色光束瞄準通过的列车,后者的做法通常只能碰碰运气。柯林斯的扫描仪器现在能够从有颜色的编码里,持续接收读取到的样式,并且破解列车的讯息。

接着,其他问题也一一浮现:在面对变化莫测的列车速度时,扫描仪器能否确实可靠地运作?当下雪、下雨和起雾时,是否能完成感应?假如编码表面有髒汙,扫描是否仍会準确无误?

「你没办法在实验室里测试,」柯林斯说,「必须要到户外用真正的列车车厢实验,但我们连铁路也没有。」

柯林斯在专用的铁路线附近设立测试基地,这条火车路线用来搬运材料,把建材从新罕布夏州拖运到波士顿地区,作为州际扩建工程之用。这条路线的火车通常一天会穿越测试基地一次,柯林斯可以利用这个机会,在数百辆货运列车上,勤奋地测试扫描仪器和发条装置的精準度。他把这台扫描仪器取名为「白光条码系统」(KarTrak)。在随后的几年中,柯林斯用氦氖雷射取代白光,藉以提升这套条码系统的性能。到了一九六七年,这套条码系统的实际应用,已经开始扩展到整个铁路业。

最终的结果是?柯林斯的条码系统,已成为一种可以从远处读取条码的多用途技术。

一九七○年代,某一天早上,劳勒(George Laurer)驾着他的雪佛兰 Nova 金属绿色轿车,沿着罗利.贝尔特莱恩(Raleigh Beltline)公路行驶。他回想起大学毕业后,曾和大学好友沿着东海岸一起免费搭车旅行的时光。他们当时身无分文,亟需一份工作。对工程师来说,一九五○年代初期的就业市场,即使不能说严峻,也是相当萧瑟。劳勒已经準备好接下能付给他每小时超过一.五美元的工作。在面试之前,他会到当地派出所,询问是否能帮忙刷洗厕所。数月后,劳勒在IBM找到一份不错的差事,并且在IBM度过整个职业生涯。

劳勒现已退休,神情安祥宁静,长得有点像好莱坞老牌明星霍尔布鲁克(Hal Holbrook),看起来皮肤苍白、满头银髮,而且眉毛浓密。在他乡下房子里的书房,有如文艺复兴时期工作坊的现代版,里面包含他的各种收藏,有机械工具、电子零件、技术手册,以及各式各样的书籍,如《焊接完全手册》(Complete Book of Welding)、《户外工程》(Outdoor Projects)、《美国邮票册》(American Stamp Album)、《车身维修与烤漆基础》(Basic Bodywork and Painting)、《TurboCAD参考手册》(TurboCAD Reference Manual)、《从零开始製作模型飞机》(Building Model Airplanes from Scratch)。天花板上则悬挂了一架用轻质木材製成的飞机模型。

一九七○年代初期,库存管理效率不彰,使整个食品杂货业陷入瘫痪。许多公司都需要一套能省钱的方法。有一个想法是使用条码系统,追蹤食品杂货产品。由亨氏食品、通用食品、克罗格公司、通用磨坊、联合食品、费尔蒙特食品、必治妥施贵宝等公司高层主管所组成的委员会,广发英雄帖,希望徵集设计追蹤条码的提案。一九七一年,IBM接受了这项挑战。

劳勒被指派负责这项专案计画,并在他的上司指示下,支援同心圆环形码,俗称「公牛眼码」(bull’s-eye code),这种编码是由另一位工程师在几年前所开发。「我努力实验了一、两天。」劳勒回忆,他很快就确信,这种设计无法满足食品杂货业的需求。

条码的大小必须是不超过一英寸半的正方形,而且要让人类和电子仪器容易读取。接着,这种条码本身必须能印製在各种怪异尺寸的产品上,像是香皂、早餐穀片盒、咖啡罐等。十位数的条码必须是全向性的,并具有至少九九.九九五%的精确度,这意味着每卖出两万个物品,只能有一个错误。此外,符合这些标準的过程中,不能增加食品的生产成本。在种种严格的限制下,劳勒开始研究解决方案。

冒着丢饭碗的风险,劳勒违反主管的指令,开始着手打造一种更好的方法。他设计的条码,包含十个垂直的黑色与白色条纹,而且宽度不同。深黑色的条码会吸收光线,而白色条码则会反射光线。光学感应器可以接收这种反射光,并转换成电脉冲,再由电脑来处理。

为了展示劳勒设计的条码原型如何运作,一名王牌垒球投手以他最快的速度,把贴有条码标籤的豆袋菸灰缸,抛过读取机的上空。结果,每一个豆袋菸灰缸都能被完美读取。事实上,劳勒团队的表现远超过食品杂货业的期待,错误率低至二十万分之一。他的产品已準备就绪。条码评选委员会为劳勒的发明兴奋不已,称之为统一商品代码(Universal Product Code),并在一九七三年时成为整个产业的标準。

几个星期后,「黄金鸡」的问题浮出檯面。杂货店的肉品部门缺乏机制,验证产品的计费价格是否与店经理资料夹内的实际价格相符。缺乏二次确认,意味着电脑也许偶尔会少收客人几毛钱,也有可能会多收一千元。「我们了解到的另一个事实与人性有关,」劳勒说明他的观察,「大部分的人愿意谅解年轻甜美的柜檯小姐,把一.八九美元的商品,算成一.九八美元;却不会原谅一台机器把一磅的鸡肉算成九九.九九美元,即使如此严重的错误从来未被发现。人们就是无法原谅机器犯的错。」

透过把确认价格的数字加入统一商品代码中,劳勒解决了这个问题。随着时间推移,更多的测试,加上标籤印刷技术的进步以及详细的收据,基本上,已经消除了种种难题。因此,库存管理和结帐过程获得大幅改善。

「这就只是坐下来思考每个可能的解决方案,一步接一步,一个又一个,而且要有信心,肯定有一个解决方案就在那里,而你一定可以找到,而不是说,哦,我没办法解决。」劳勒说道。

柯林斯的扫描技术与劳勒的统一商品代码,诞生于不同的情况,并在不同的压力下独立设计出来。最终,这两者汇集在一起,而创造出条码。这种机会主义的组合,使商品销售发生革命性的剧变,并建立了现代供应链体系。随着条码的实施,大量新颖且令人兴奋的应用,以往被认为无法预期,现在却已成为事实,而且我们都视为理所当然。

从加州酪梨到厄瓜多尔的香蕉,每个容易腐烂的商品现在都有一个永垂不朽的条码。这是因为工程师如柯林斯与劳勒,有条理地将问题转化为机遇,才使这一切变得可能。他们的发明是经过深思熟虑、训练有素、能接受新的想法,但也以现实生活为基础。从错误和运作不良中学习,并予以修正的过程,与创见本身同样重要。