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在“创新”之前,先搞懂解构与重构

特别感谢音乐作者 西皮士© 的支持,从江西小镇走出来的音乐人,靠顽强努力不服输,用音乐深深思考不停步。最近读烧脑长文都能有好听的背景音乐啦~

====我是正文分割线====

“解构与重构是最宝贵,也最容易被忽略的创新思想方法。”

内容提要

我们花了差不多2个多月的时间跟大家分享,怎样通过一些有序的行为,来培养有序的思考方式。这些文章读起来越来越难,也是因为我们的思考工具越来越难掌握。从今天开始,思考工具要又进阶啦,学多点还是带着例子尽量把它们说明白~在这之前,我们先一起简单复习一下:

我们进行全面而细致的观察,从而获得信息

我们引用简约而严谨的描述,从而归纳信息

我们辨识不同,总结相同,从而形成静态的概念

我们感受到了时间,从而感知到了变化,继而能动态的趋势

这一系列的行为,构成了我们认识世界,理解世界的基本思维路径,它不仅适用于数学,也适用任何需要理性思考的领域。人们通过这样的思维路径,逐渐理解了共性、个性、差异、变化,进而构建出了一层层的概念,弄清楚了概念之间的关系,理解了概念的变化和趋势。

这看起来很美好,不是吗?

世界被我们梳理得井井有条,一砖一瓦,一针一线都被装进了它们应该在的“概念”房间中;此起彼伏,绵延不绝的变化都被纳入了时间的轨道,变得有迹可循。

在结构化的思考方法的帮助下,我们认识世界的效率大大提高,认识的深度也不断加深。天性随心的中国人,尤其向往这种状态,以至于2500年前的《礼记·大学》中就谈到:“致知在格物,物格而后知至。”,即所谓的“格物致知”。

然而,世上并没有十全十美的事物。

结构化的思考方式,会束缚我们吗?

我们都知道,人类的文明程度始终是有限的,没人能确保百分之百理解和掌握了宇宙的奥秘。甚至可以说,大多数情况下,人类文明的成果是局部性的阶段性的片面的,甚至是谬误的,而这些文明成果都会成为下一阶段探索和创新的障碍。例如:

当年牛顿建立了经典物理体系,这在当时看来几乎已经能解释世间万物了,但历史证明,它只是人类认知的一个阶段性成果。最终还是在“以太”的寻找、黑体辐射这两个问题面前,暴露了它的局限性。无数物理学家无功而返,最后不得不推翻重来,引发了物理理论的全新构建。

艾萨克·牛顿(戈弗雷·内勒作于1702年)

不仅如此,人类建立文明的过程,本身也是解决旧挑战,同时或多或少引入新问题的过程。很多时候,我们都理所当然地享受新的文明成果,却淡忘了它们诞生时的前提条件必然推论,既定的认知很容易把我们禁锢起来,看下面的这个例子你就会更明白。

自从拥有了十进制计数法,人类享受十进制的便利长达数千年。这种源于人自身经验(手指头)的计数法,在几千年间似乎已经牢固地占据了计数法的中心地位,以至于当人们开始使用机械来设计计算机时,最初的机制也是十进制的,例如莱布尼茨设计的“齿轮机”,就是用不同的齿轮组来代表0到9的不同组合。

这当然符合人们认识的惯性,却忽略了十进制存在的前提条件,是为了方便“人”。如果这个前提不存在了,从方便“人”变成了方便“机器”,那十进制就不见得是最好的选择了。

事实上,计算机的后续发展,也证明了这一点。从方便电子器件运算的二进制,到未来方便量子器件运算的三进制,都是人类不擅长驾驭,但方便“机器”的进制,它们能够更好地完成人类赋予的使命,也就成了更好的选择。

上一次给大家送了一份小礼物——我们这代人尽一切努力理解世界的思维框架 👇

我们利用抽象、模型、推理的思想,经历了观察、描述、辨识、分析的过程,逐渐建立了概念的世界,厘清了关系,理解了变化,这极大地帮助了我们认识了这个世界。

但也必须承认,即使世界是可以被认知的,我们也很难时时、处处,永久性的获得对世界认识的真理;更何况,人类本身也在制造着层出不穷的新问题。这就需要我们随时提醒自己:既定的认知很有可能已经禁锢了我们,它最大的危害就是:妨碍创新和人类的进步。

那有没有破解的办法呢?

既利用结构化思考的优点

又避免被束缚

这有可能吗?

完全不必沮丧。事实上,人类近代以来科学思想和创新理念的发展,已经充分证明:人们既可以充分利用结构化思考的优点,又完全有办法跳脱束缚,实现令人惊讶的创新。

简单来说,关键就在于解构重构,这两个词大家都听说吧~ 我们详细聊聊,先说解构。

可以把解构理解成是一种“破坏”,这种破坏是有目的,有条理,有依据。破坏的对象可能是一个理论体系,一种结构组合,一对因果关系,也可能是一种动态趋势。

为什么要破坏?

要么是它的正确性已经被怀疑,要么它妨碍了我们进行更深层的理解,要么它不能支撑我们追求额外的目标的。总之,解构不是为破坏而破坏,而是为了解决问题、发展升华我们的认知而破坏

重构深层次的理解,是围绕目的的重建解构是破坏,破坏的宝贵价值在于:能让我们看到不易看到,或者不愿看到的事实本质。也能让我们从历史的痕迹中想起被遗忘的前提,前提条件变来,便能够提示我们从新的角度看待事物。

这时的重建,不是简单复原,而是更深刻的理解——对目标的理解,和对重构对象的理解。

听起来是有些玄妙,具体该如何做呢?

总结起来,需要具备三个意识三个思考点

首先,需要有三个意识作为前提条件:

(1)世界可认知:

尽管蜷缩在宇宙不知名的一隅,人类这个小小的物种还是选择相信:无论是宏大到不可思议的银河寰宇,还是充满了奇妙规律的量子世界,都可以被逐渐认识和理解。

(2)事实不转移:

宇宙并不是因人的存在而存在,也不会因人不存在而不存在,无论人类对自身的认知水平有多高的信心,都不会改变“宇宙的事实不会因为人的想法而转移”。

承认这一点需要很大勇气,但也让人们拥有了信念——相信终究会存在以事实为依据的真理的信念。“实其事,而求其是”,我们相信了有“是”的存在,才会继续奋争努力追寻它。

(3)人类可改进:

有了上面的认识,就自然而然可以推导出,人类是可以逐渐改进和优化,并一步步逼近真理的。即便一时、一地、一代不能很好地认识事物,但我们终将有机会改进我们的认识。而我们曾经在那时、那地、那代的认识,都可以被拆解开来,被重新看待,产生更优的认识。

结合上面的三个意识,再用三个思考点去考虑解构、重构,就很可能能获得好的结果:

(1)确认目的:

人类的认识都是有目的的。最基本的目的是为了生存,更高阶的目的是为了生存得更好,体现出人类的价值。因而,在解构之前,都应该问清楚我们的整体目的是什么。

有一些逻辑工具可以帮忙:

“它过去为何成立?它将来还能成立吗?它是否永恒成立?”

“它的存在,服务于我们的什么目的?”

“它是否一直能服务于我们的目的?什么情况下它将不再符合我们的目的?”

“它如何妨碍了我们达到我们的目的?”

“是否有相似或者不相似的事物能够服务于我们的目的”

(2)寻找合理的路径:

一旦确认了目的,就要找寻合理的解构/重构路径。怎么算合理呢?

这些逻辑工具可以帮我们判断:

“重构后的事物,是否让不熟悉,变成熟悉?”

“重构后的事物,是否让繁复,变成简单?”

“重构后的事物,是否让原来受限而不可能完成的事物,变得有可能完成?”

“重构前后的事物,它们的相似性在哪里?一致性在哪里?”

“重构前后的事物,它们的差异性在哪里?”

“重构的过程,可以重复吗?可以倒推吗?”

(3)接受代价,并记住代价:

通常情况下,围绕目的的解构和重构都会带来收益,但几乎不可能避免地也会付出代价。只不过,有时代价相比收益而言微不足道;有时代价发生在未来,当下获得的收益可以用于缓解或纾解长期的代价。

但无论如何,在解构/重构时,我们都要明确将要付出什么代价,这样的代价是否值得,我们如何缓解和偿还这样的代价。

这里也提供一些有用的逻辑工具:

“加上了新的东西,是否带来冗余?冗余是否会改变事物原来的性质?”

“达到目的后,是否能够去除冗余?”

“减去了旧有的东西,是否带来残缺?残缺是否会带来新的问题?”

“达到目的后,是否需要补足残缺?”

“原有的前提条件被拿走后,是不是引入了新的前提条件?”

“新的前提条件,在什么情形下依然成立,什么情形下不再成立?”

这样的思考方式能带来什么?

简单来说,运用解构与重构的思考方式,可以带来2个方面的收获:解决问题时的全新角度,和认识的升华。

1.解决问题时的全新角度

最现实的,也是大家最关心的,就是解答习题了。我们先通过一道习题来演示解构/重构的思考路径。

【题目】

如图所示,已知一个四边形的两条边的长度和三个角的度数,这个四边形的面积是多少平方厘米?(单位:厘米)

解题思路

1. 目的:求面积

2. 困难:图形是不规则形状,没有现成公式,妨碍达成求面积的目的

3. 路径:将不熟悉变熟悉,从不熟悉中,提取出熟悉的属性

4. 方法:割补图形,把不规则图形变为规则图形

若沿四边形对角线割,无论沿哪条对角线割都无法得到两个小三角形的底和高。

如果把四边形补成三角形,有熟悉的45°角和直角,可以知道,补出来的大三角形是一个等腰直角三角形,且直角边为7(厘米),小三角形的直角边长为3(厘米)。

5. 收益:会做了

四边形面积 = 大三角形面积 - 小三角形面积

6. 代价:比起原来的图形多出了一个小等腰直角三角形,并不是题干要求的面积

7. 接受代价:将面积结果还原为两个三角形的面积之差就可以解决,代价很小,容易操作,可以接受


通过计算得出结果。四边形面积=7×7÷2-3×3÷2=20(平方厘米)

把这一思考路径迁移到到现实问题中,可以产生出乎意料的创新。例如,电动车的电池难题。

思考路径

1. 目的:提供大容量,低成本,总体可靠的电池组

2. 困难:

a. 如果只追求单一的大容量,没有现成产品,开发成本高(与b矛盾)

b. 如果只追求低成本,可靠性必然降低(与c矛盾)

c. 如果只追求可靠性,必然要减少组成单元,由此可以推导出单一的大容量是最可行的(必然需要a)

a、b、c变成了死循环

3. 路径:

破坏c,把“追求可靠性”转变为“追求可管理的不可靠性”;

解除对a的要求,这样就可以使用大批成熟的小容量电池组合,从而实现b;

4. 方法:

利用软件和新设计的硬件串联结构,尽最大可能控制单一电池的“不可靠性”。尽最大可能增多电池数量,从而提高总体容量。

5. 收益:使用现有技术,廉价

6. 代价:电池组管理复杂度指数级上升

7.接受代价:开发强大的管理软件,使之足以管理这种复杂度,接受这个代价

2.认识的升华

前面提到,我们经常遗忘过去的前提条件,当类似的情形发生时,我们就很有可能被禁锢在过时的假设和僵化的方法中。而解构重构,可以帮我们找到那些已经改变的前提条件,从而改变我们的认识,实现升华

例如,从铁路网络到计算机网络,二者在设计初期相似性极高。

目的相似:都是运算货物到特定目的地(人 vs 信息)

方法相似:都是使用特定工具运算负载(火车 vs 信息包)

过程相似:都是在A站上货物,在B站下货物(载物卸物 vs 上传下载)

所以人们天然地认为,这两个网络的建设和使用方式,也应该是非常接近的,举几个例子:

为了节省成本,线路应该尽可能多地经过目的地;

为了传送公平,线路应当让所有货物都上来;

为了达到传送的目的,货物应当“完整”、“一次性”地到达目的地

看吧,早期的计算机网络是不是和铁路网络非常像👇

总线型网络

环型网络

然而,随着需求的变化,人们不得不进行更深入的解构,逐渐形成了新的认识。

人们惊心动魄地层层梳理了信息传送的“目的”

“运送信息时,我们真的需要公平吗?可以相互争抢吗?”

“运送信息时,我们真的需要一次性把它们送到目的地吗?可以分批吗?”

“运送信息时,我们真的要完整地把它们运送到目的地吗?可以切割开吗?”(如果是运送人,你断然不敢这么思考的……)

再比如,当人们更深入地考虑“前提条件”,过去受限、不可能的事情突然间变得可能了:

例如,人们重新考虑了许多看似存在的制约:

“我们真的需要考虑线路成本吗?难道不可以建立点到点的线路吗?”

“我们真的担心信息被切割开吗?难道不可以方便地重组起来吗?”

“我们真的需要担心信息运送中的丢失吗?丢失信息的代价是否能接受?”

经历了几代网络的解构、重构,今天的互联网和铁路网,已经有了本质的不同:

互联网基于竞争和重试,可以丢弃货物,丢了再来一遍;实在送不到,货主自己负责;

它切分货物,并且在目的地重组;

它在虚拟的层面,逐渐实现了点到点。

全球互联网拓扑图(来源:亚马逊AWS)

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