第5章 重构问题

如何重构问题并产生更合理答案

清晰定义问题,问题便解决了一半。
——佚名

登陆火星就好比在宇宙中编排一支完美的舞蹈。NASA工程师汤姆·里弗利尼(Tom Rivellini)解释道:“只要有任何一件事情出错,那就完蛋了。”

首先,火星是一个快速移动的目标。根据火星与地球的相对位置,这颗红色行星距离地球0.54亿~4亿千米,以每小时8万多千米的速度绕太阳运行。要在一个特定地点、特定时间登陆火星,无异于在行星间来个高尔夫球的“一杆进洞”。

当地球和火星相互距离最近时,两颗行星之间的旅行时间通常也要6个月。但星际旅行最危险的环节并不来自这6个月,而是来自旅行结束时航天器进入火星、下降和在火星表面着陆(如果运气好的话)那6分钟造成的恐惧感。

在旅程中,火星着陆器装在一个由两部分组成的减速伞里。这是一种类似蚕茧的减速伞,正面有一个隔热罩,另一面有一个背壳。当航天器接触到火星大气时,它以超过音速16倍的速度在太空中飞行。大约6分钟内,它必须将速度从每小时1.9万千米降为0,安全地在火星表面着陆。当航天器穿越大气层时,其外部温度上升到1400摄氏度以上。隔热罩保护航天器不着火,而大气摩擦使其速度降到每小时1600千米左右。

这个速度仍然很快。在距离火星表面大约10千米的地方,航天器打开一顶超音速降落伞,并扔掉隔热罩。但是,降落伞本身不足以降低航天器的速度。火星大气层很稀薄,它的密度不到地球大气层密度的1%,而降落伞是通过空气分子产生阻力的,空气分子越少,阻力就越小。因此,降落伞只能使航天器的速度降到每小时大约300千米左右。我们需要别的东西来减速,这样航天器就不会以赛车的速度撞击火星表面。

1999年,当我开始为后来成为“火星探测漫游者”计划的运营小组工作时,“别的东西”就是一台三条腿的着陆器。降落伞使航天器的速度降低后,着陆器伸出三条减震腿——这三条腿在旅途中是紧紧叠在一起的。然后,着陆器点燃火箭发动机,并借助雷达向下飞行,用它的三条腿轻轻地、稳稳地接触火星表面。

理论是这样的,但实际上存在一个问题。1999年,“火星极地着陆者”号便采用了这种着陆系统,结果着陆失败。NASA的一个审查委员会得出结论:“火星极地着陆者”号可能过早关闭火箭发动机,垂直跌落到火星表面了。

在我们看来,这次事故带来了一个巨大挑战。我们当时正计划使用与“火星极地着陆者”号相同的着陆机制,而该机制刚刚铩羽。我们的项目陷入僵局。

起初,我们提出了一些显而易见的问题,例如,我们如何在“火星极地登陆者”号存在缺陷的设计上进行创新?我们如何才能设计一款更好的三脚着陆器,以确保顺利着陆?但我们发现,这些都不是我们应该问的正确问题。

我们要寻找更好的问题,而不是更好的答案。本章将探讨这一做法的重要性。在本书的第一部分中,你学会了根据第一性原理进行推论,并通过思想实验和探月思维来点燃思路,产生一些激进的方案来解决棘手的问题。但在通常情况下,我们最初构思出来的问题并不是最好的问题,而且我们发现的第一个难题往往也不是最应该解决的难题。

在这一章中,我们将探讨如何忍耐住提问的冲动,并了解找到正确问题而不是解决正确问题的重要性。你会了解到,两个看似简单的问题挽救了2003年“火星探测漫游者”计划,以及亚马逊采用的策略催生出该公司最赚钱的部门。我会阐述你能从大多数斯坦福大学学生都无法应对的挑战中学到什么,以及国际象棋高手看到棋盘上熟悉的局面时为什么会表现不佳。你还会发现,同样的问题如何带给我们一种每天都使用的突破性技术,如何使奥运会赛事发生了革命性变化,以及如何形成一场变革性的营销活动。

先宣判,后裁决

大多数人解决问题的方式让我想起《爱丽丝梦游仙境》(Alice’s Adventures in Wonderland)的一幕:红心骑士因被怀疑偷了馅饼而接受审判,在证据提交之后,主持审判的红心国王说:“让陪审团考虑作何裁决吧。”不耐烦的红心王后打断国王的话,并反驳道:“不,不!先宣判,再裁决。”

在解决问题的过程中,我们本能地想找出答案。我们非但没有谨慎假设,反而大胆做结论;我们不承认问题有诸多成因,反而坚持第一个映入脑海的原因。医生们自以为做出了正确诊断,而这些诊断其实是以他们过去看到的症状为基础的。美国企业的管理层迫切地想表现出果断的决心,争先恐后地为一个尚未有定论的问题提供答案。

但是,这种方法本末倒置了。或者说,这就是先宣判、后裁决的做法。当我们不假思索地启动应答模式时,最终会去追寻那些错误的问题当我们急于找出解决方案时,就会倾向于自己的判断,相信最初的答案,而更好的答案却被视而不见。倘若先宣判、后裁决的话,裁决结果总是相同的,那就是嫌疑人有罪。正如约翰·梅纳德·凯恩斯(John Maynard Keynes)所说的那样:“产生新想法并不难,难的是摆脱旧想法。” :::info 旧知识对新知识的阻碍作用;你的感觉,很可能是错觉 ::: 每当我们熟悉一个难题,以为自己拥有正确答案时,就不再看到其他选项。这种倾向被称为“定势效应”(einstellung effect)。在德语中,“einstellung”的意思是“固定”,此处指一种固定的心态或态度,坚持问题的最初框架和最初的答案。

定势效应是我们教育系统遗留的部分产物。在学校里,老师教我们回答问题,而不是重构问题。老师们把这些问题以习题集的形式交给学生——其实更像是塞给学生。“集”字说明了这种方法的弊端所在,即问题是固定的,学生要做的是解决问题,而非改变或质疑它们。一位高中老师丹·迈耶(Dan Meyer)说,一道典型的习题会包含“所有限制条件和已知信息,而且这些条件和信息都是全面预先设定好的”。然后,学生去剖析这个预先包装好、且预先验证过的问题,把它套入到记忆中的公式里,从而得出正确的答案。 :::info 应试教育的缺点之一,已知“确定性”的环境条件锻炼人,缺乏实战的演练 ::: 这种做法与现实完全脱节。在我们成年人的生活中,问题交到我们手里时,往往是没有完全成型的,我们必须亲自去发现、定义和重新定义它们。但是一旦我们发现了问题,传统教育就开始条件反射地让我们进入回答问题的模式,而不是问自己:是否有更好的问题需要解决?尽管我们嘴上说得好听——寻找正确问题很重要,但在行动上却更倾向于采用过去失败过的策略。 :::info 内涵就是如此 ::: 就这样,随着时间的推移,我们变成了一把铁锤,每个难题都像一颗钉子。有人做过一项调研,在来自17个国家的91家公司的106名高管人员中,85%的人同意或强烈赞同一点:他们的企业不擅长定义问题,而这个弱点反过来造成企业成本过高。管理学学者保罗·纳特(Paul Nutt)的另一项研究发现,企业之所以倒闭,部分原因在于它们没有正确定义问题。举个例子,当企业发现广告存在问题时,它们会寻找广告的解决方案,却人为地排除了其他所有可能性。在这项研究中,管理者们只在不到20%的决策中考虑了一种以上的替代方案,这种环境非常不利于创新。“先入为主的解决方案,没有对其他选项做太多探求,是企业失败的根源。”纳特总结道。

以另一项研究为例。研究人员将象棋高手分成两组,让他们解决一个关于象棋的难题。棋手们要使用尽可能少的步数来赢棋。对于第一组棋手来说,他们有两种方案可以赢棋:(1)任何熟练棋手都熟悉的解决方案,能够在5步内将死对手;(2)不那么熟悉、但更好的解决方案,可以在3步内将死对手。

第一组中的很多象棋高手没有找到第二种解决方案。研究人员监测了棋手的眼球转动情况,发现他们花很多时间在棋盘上探求熟悉的解决方案;即使棋手声称自己在寻找替代方案,他们也无法把眼神从自己熟悉的东西上移开。当他们看到熟悉的解决方案时(“锤子”看到了“钉子”),他们的表现立刻降低了3个标准差值。

对第二组研究参与者,研究人员改变了棋局,棋手所熟悉的解决方案不再是一个可用选项。相反,只有最优解决方案才能将死对手。第二组象棋高手没有熟悉的解决方案来分散他们的注意力,于是他们都找到了最佳解决方案。这项研究验证了一句话:“当你看到一步好棋时,不要轻举妄动,而是去寻找更好的一步棋。”多位象棋世界冠军对这句话深以为然。 :::info 如果你自己没有选择呢?!高目标 ::: 当定势效应成为阻碍,让我们看不清下一步动作时,我们可以通过质疑问题来改变我们对问题的定义。

质疑问题

马克·阿德勒(Mark Adler)打破了人们对工程师的所有成见。他英俊潇洒,富有魅力,脖子上经常挂着一副太阳眼镜——这是他在阳光明媚的佛罗里达州成长所留下的印迹;他经常笑,但也常表现出一些强烈的情感倾向;在业余时间,他驾驶小型飞机去潜水;他说话的语速不亚于他思维的敏捷度。我对他的采访持续了1个多小时,而这期间我最多只能见缝插针地问他3个问题。

1999年“火星极地着陆者”号坠毁时,阿德勒是NASA喷气推进实验室的工程师。记得上文提过,我们的火星项目被搁置了,因为我们计划采用与“火星极地着陆者”号相同的三腿式着陆系统。当时除了阿德勒,参与项目的所有人都受到了定势效应的影响。就像象棋高手一样,我们把注意力集中在熟悉的棋局解决方案上,而在我们的案例中,这个解决方案就是三条腿的着陆器。

但阿德勒想出了一个更值得解决的问题。我问他是怎么想到这个法子的,他告诉我,这“真的真的很简单”。阿德勒认为,我们的问题不是出在着陆器上,而是火星的重力上。我们太过关注一个显而易见的问题,即我们如何才能设计一款更好的三条腿着陆器。阿德勒退后一步,问自己:“我们如何才能克服重力,让我们的探测器安全着陆?”使苹果从树上掉下来的那股力量,也会导致航天器与火星表面发生不愉快的相遇,除非你采取措施来缓冲下坠的航天器。

阿德勒的解决方案是放弃三条腿的着陆器设计。相反,他建议使用巨型安全气囊将我们的探测器裹在着陆器里面。着陆器撞击火星表面之前,这些气囊会膨胀起来。在这些白色“大葡萄”的缓冲下,我们的探测器将从大约10米的高度被释放出来,撞击地表,弹跳大约30~40次,最后停下来。

没错,气囊外形很简陋;没错,它们丑得要命——但它们起作用了。1997年,安全气囊成功地将“火星探路者”号(Pathfinder)航天器降落在火星上。阿德勒知道,“它们会起作用的,因为它们以前就发挥过作用”。

阿德勒向喷气推进实验室的火星探险首席科学家丹·麦克利斯(Dan McCleese)提出建议,并问后者此前为什么没有考虑到这样做。麦克利斯说:“因为没人支持这样做。”于是阿德勒决定支持该方案。他向喷气推进实验室一些最优秀的人提出了这个想法,并说服他们加入这个计划。在不到4周的时间内,他们借助“火星探路者”号的着陆系统整理了任务理念,如此短的时间创下了任务设计时间的新纪录。这项建议最终成为现实。NASA之所以选择阿德勒的设计,很大程度上是因为它最有可能将航天器安全送上火星。

“每个答案都有一个能够回溯的问题。”哈佛商学院教授克莱顿·克里斯滕森(Clayton Christensen)说。答案通常嵌在问题本身当中,所以构建问题就成为找到解决方案的关键所在。查尔斯·达尔文会赞同这点,他在给一位朋友的信中写道:“回头想想,我认为看清问题本质比解决问题要困难得多。” :::info 问答的连锁,双链 ::: 把问题想象成各种不同的摄像机镜头。装上广角镜头,你就能捕捉到整个场景;装上变焦镜头,你就能拍到一只蝴蝶的特写镜头。 :::success “我们不是观察到大自然本身,而是大自然暴露在我们的提问方式中。” ::: 量子力学不确定性原理的提出者沃纳·海森堡说道。当我们重构一个问题(也就是改变提问的方式)时,我们就拥有了改变答案的力量。 :::info 问题是可以被改写重构的,比如人生意义? ::: 研究证实了这一结论。有人对多学科发现问题的方式进行了长达55年的汇总分析,发现:问题构建与创造性之间存在显著的正相关。在一项著名研究中,雅各布·盖泽尔斯(Jacob Getzels)和米哈利·契克森米哈莱(Mihaly Csikszentmihalyi)发现,与创造力较低的同学相比,最具创造性的艺术专业学生在准备和探索发现阶段所花的时间更多。根据这些研究人员的说法,对问题的探索并不会随着准备阶段的结束而结束。即使已经花时间从不同的角度来研究问题,更具创造性的人也会带着开放心态进入解决方案阶段,并随时准备对问题的最初定义进行修改。

在我们的火星登陆项目中,阿德勒就像一位更具创造力的艺术专业学生,他会花更多时间来构想问题,并且能够发现其他人都忽略的问题。但是,对那些就连阿德勒都无法预见的问题,又该怎么办呢?

分身

在许多方面,火星是地球的姐妹星。它们是太阳系两颗相邻的行星;火星的季节、转动周期及其轴线倾斜度都与地球相似;虽然火星现在又冷又荒凉,但它过去曾是温暖而潮湿的星球,有证据表明,火星表面曾经存在过液态水。

这些特征使得火星成为太阳系中为数不多的可能出现过外星生命的地方之一,这些生命甚至还可能非常繁荣。1972年,阿波罗登月计划完成最后一次登月之后,火星自然而然地成为人类下一个有待探索的疆域。1962~1973年,NASA发射了一系列“水手”号(Mariner)探测器,从火星轨道上拍摄这颗红色行星的照片。是时候到火星表面一探究竟了。如果NASA的宇航员能像阿姆斯特朗和奥尔德林那样,穿上太空服,带着锤子、铲子和耙子去火星采集样本,那他们早就这么做了。但是在NASA看来,这个选项在财政上是不可行的。因此,NASA退而求其次,被派往火星的不是人类地质学家,而是机器人。

1975年,NASA启动了“海盗”号项目,首次尝试登陆火星。此次任务向火星发射了两个相同的太空探测器,名字起得毫无想象力,分别叫“海盗1”号和“海盗2”号。每个探测器都包含一个轨道飞行器,用于从火星轨道分析火星;还有一个用于研究火星表面的着陆器。到达火星后,轨道飞行器在适当的着陆地点附近侦察一段时间。发现着陆点后,着陆器与轨道飞行器分离,并下降到地面。

“海盗1”号着陆器于1976年7月20日降落火星表面,此时距离“鹰”号着陆静海基地那天刚好7年。同年9月,“海盗2”号登陆火星。两台着陆器的设计寿命为90天,但它们的实际使用时间大大超过了“保修”期。“海盗1”号进行了6年多的科学研究,“海盗2”号则进行了将近4年的科学研究,向地球发回了数万张火星图像。

其中一些图像散布于康奈尔大学空间科学大楼的入口处,我大部分本科求学生涯都是在那里度过的。每天,当我前往大楼四楼的“火星房间”工作室时,都会路过那些图像。每次看到这些图像,我的脸上顿时不自觉地露出大大的微笑。如果用蒙太奇手法把我的大学生活拍成电影,“海盗”号发回的火星图像将成为重要角色。

2000年的某个时候,我正忙着在“火星房间”设计行动方案,模拟我们的探测器登陆火星后所发生的事情——此时,阿德勒关于安全气囊的高明观点刚让我们绝处逢生。我听到走廊里传来史蒂夫·斯奎尔斯靴子的独特声音,他正向我和我的同事走来。我的上司斯奎尔斯带着我们项目的首席调查员走进房间,并宣布他刚和NASA总部的斯科特·哈伯德(Scott Hubbard)通过电话。

在设想最坏情形方面,我的想象力特别活跃。一些悲观的想法立刻出现在我的脑海中。这次出了什么问题?我们又被抛弃了?

但这次并不是坏消息。“火星极地着陆者”号事故发生后,哈伯德负责修正NASA的火星探测项目。他刚刚与时任NASA局长丹·戈尔丁(Dan Goldin)见过面,后者请哈伯德向斯奎尔斯转达一个简单的问题。

“你能造两套吗?”哈伯德在电话里问斯奎尔斯。
斯奎尔斯回答说:“两套什么?”
哈伯德说:“两套有效载荷。”
斯奎尔斯惊得目瞪口呆,问道:“你为什么要两套有效载荷?”
“因为要装两台探测器。”哈伯德答道。

这是一个没有人想过要问的简单问题:我们能否把两个而不是一个探测器送上火星?“火星极地着陆者”号坠毁后,我们的目光太过狭隘,只关注着陆器的问题,一心想用阿德勒的安全气囊设计取代它。但是,风险并不仅仅存在于着陆系统。我们的航天器要穿越6400多万千米的外层空间,而且火星表面上到处怪石嶙峋,强风肆虐,任何随机出现的事物都可能让我们的航天器遭受打击。

戈尔丁这种应对不确定性的解决方案采用了我们早些时候在本书中探讨过的策略——引入冗余。我们不能把所有鸡蛋放在一个篮子里(即一个航天器),寄希望于沿途不会发生意外;相反,我们决定发射两台探测器。即使一台探测器着陆失败了,另一台也有可能成功。更重要的是,根据规模经济理论,第二台探测器的成本会很低。戈尔丁想出这个主意之后,给了阿德勒和喷气推进实验室的另一位工程师巴里·戈德斯坦(Barry Goldstein)45分钟时间来估算第二台探测器的成本。他们计算出两台探测器共需要6.65亿美元,比4.4亿美元的单台价格高出了大约50%。NASA想办法筹到了多出来的2.25亿美元,批准我们造第二台探测器。 :::info 基因,引入冗余,为什么有很多基因并没有被表达出来,还是存在其中呢?任何的多余,都有其意义 ::: 就这样,我们的探测器有了一个分身。

这一次,NASA决定给探测器起两个更有创意的名字,并举办了一场“火星探测器起名大赛”,邀请美国的学生提交带有起名建议的文章。在一万多名参赛者中,来自亚利桑那州的大学三年级学生索菲·柯林斯(Sofi Collins)脱颖而出。索菲出生在西伯利亚,是个孤儿,后来被一户美国家庭收养。“那里阴暗寒冷,孤单寂寞。”她在建议书中这样描述她住过的孤儿院,“晚上,我抬头望着星光闪耀的天空,感觉就好多了。我梦见自己在天空飞翔。在美国,我可以让自己所有的梦想成真。谢谢你给我的‘勇气’和‘机遇’。”

新命名的“勇气”号和“机遇”号探测器的主要科学目标,就是确定火星是否曾经有生命存在的痕迹。我们知道,水是维持生命的关键物质,所以我们想找到水曾经流过的地方。两台探测器也意味着科学考察有了双倍保障。两台探测器可以探索两个截然不同的着陆地点。如果其中一个着陆点被证明不具有科考价值,那另一个着陆点可能会挽救局面。

我们为“机遇”号选择了火星赤道附近的梅里迪亚尼平原(Meridiani Planum)。这个地区看起来很有希望,因为它的化学成分、尤其是一种叫作赤铁矿的矿物质,表明该区域曾存在液态水。更重要的是,梅里迪亚尼平原是这颗红色星球上“最光滑、最平坦、风最少的地方”之一,相当于火星上的一个巨大停车场。就着陆地点而言,恐怕很难找到比它更安全的地方了。

随着“机遇”号前往一个富含化学物质的地点,我们为“勇气”号选择了一个包含丰富地形的着陆点——“古谢夫”(Gusev)。古谢夫位于火星的另一面,与梅里迪亚尼平原相对,是一个巨大的陨石坑,有一条清晰可见的水道。科学家们怀疑,这条水道是在过去某个时候被水流蚀刻而成的,而陨石坑曾是一个湖泊。就着陆点来说,古谢夫的风险有点高,那里的风力和岩石密度都比梅里迪亚尼高。但有了两台探测器,我们可以用其中一台去冒更高风险。

“勇气”号首先到达火星。航天器接触火星大气层后,一切都按计划进行。降落伞打开,隔热罩被丢弃,安全气囊开始充气,然后在火星表面弹跳和翻滚,直至着陆器完全静止下来。随着火星首批照片开始传回地球,任何关于阿德勒的安全气囊设计是否可行的疑问都烟消云散了。多年来,我们只能从火星轨道上拍摄的照片中观察古谢夫陨石坑;而现在,我们终于可以根据火星表面发回的高清图片观察陨石坑内部的壮丽景象了。这是有史以来的第一次,给人以超现实的感觉。

但是,当团队开始详细地分析火星图像时,探测器着陆时我们的那种兴奋心情开始减退。没错,我们安全地降落在火星上;没错,这项成就使我们变成了与众不同的少数人,我们成功地在火星表面着陆了。但是,除了正在观察火星这一事实,我们所看到的东西并没有那么震撼人心。从火星探测器传回的图像看起来很像那些由“海盗”号拍摄的、悬挂在空间科学大楼作为装饰画的图像。相似的岩石、相似的远景、相似的结构,一切都很相似。

当“勇气”号开始探索陨石坑周围地形并到达离最初着陆点大约3千米的“哥伦比亚山脉”(Columbia Hills)时,科研人员平静的心情又变得无比激动起来。在“勇气”号和“机遇”号登陆火星前一年,“哥伦比亚”号航天飞机失事,7名宇航员在事故中丧生。为了纪念他们,人们将火星上的这条山脉取名为“哥伦比亚山脉”。在这些山上,“勇气”号最终发现了针铁矿。这是一种只在水中形成的矿物质,充分说明火星表面曾经有过水流活动。

3周后,“勇气”号的孪生姐妹“机遇”号在火星上着陆。“机遇”号的着陆点梅里迪亚尼平原和我们以前所见过的任何景象都不一样。此前,每张火星的照片都有大块岩石散落在地表,但在“机遇”号着陆的地方,周围没有任何岩石。当探测器开始向地球传送其着陆区域的第一批照片时,喷气推进实验室的任务支持团队开始大笑、欢呼和哭泣。时任飞行主任克里斯·列维奇(Chris Lewicki)要求斯奎尔斯就他们在屏幕上看到的东西做一次简要的科学概述。但斯奎尔斯的喉咙发紧,他缓缓打开耳机上的开关,说:“天哪!对不起,我看到的东西太震撼了。”

他们看到的是,探测器面前有一块露出地面的基岩。为什么像基岩这样普通的东西会让科学家说不出话来?因为裸露的层状基岩是最接近于时光旅行的事物。基岩就像一本史书,向我们展示了这个距离地球极其遥远的星球上很久以前发生的事情。“勇气”号必须爬上一高座山,才能发现有趣的科学现象;“机遇”号则不同,它可以毫不费劲地获取科学的秘密,因为秘密就藏在基岩里。“机遇”号的所有重大发现都发生在登陆任务的前6周时间里,这要归功于它的幸运着陆。而正是因为我们决定将两台探测器送上火星,我们才会选择这个着陆点。

斯奎尔斯当时并没有意识到这点,但他所说的话已经向全球直播,包括那句“天哪”(holy smoke)。他的话引起了韩国首尔一名为《文化日报》(Munhwa Ilbo)撰稿的记者的兴趣,这名记者写下了“机遇”号登陆火星这一历史时刻的故事,并以以下标题作为概括——“第二台火星探测器着陆,发现神秘烟雾”。另一名韩国记者评论称,幸亏斯奎尔斯没有说“我的天哪”(holy cow)。[12]

就像“海盗”号前辈一样,我们的探测器设计运行寿命为90天,但它们的实际寿命远远超过“海盗”号着陆器。“勇气”号持续工作了6年多,直至陷在软土里动弹不得。冬天到来后,它最终与地球失去了联系,太阳能电池板也失去了能源。我们为“勇气”号举行了一次正式的告别仪式,为这台翻山越岭(当初设计时没有把爬山功能考虑在内)、经历过强烈沙尘暴的探测器祝酒和致以热情洋溢的悼词。

我们给“机遇”号起了个昵称,叫作“欧比”(Oppy)。它一直工作到2018年6月,当时一场巨大的沙尘暴覆盖了探测器的太阳能电池板,使其能源枯竭。NASA官员发出数百条指令,要求“欧比”与地球联系,但没有成功。2019年2月,“机遇”号正式宣告“死亡”。它比90天的预期寿命多活了14年,并在这颗红色星球破纪录地漫游了45千米多。

真令人叹为观止。

两个问题重构了所有难题,并最终催生了有史以来最成功的星际飞行任务之一。这两个问题就是:如果我们用安全气囊取代三条腿的着陆器,会有什么效果?如果我们向火星发射两台探测器,而不是一台,是否会更好?

这些问题也许看起来很明显,但它们只是在事后看来才明显。你如何才会做阿德勒和戈尔丁所做的事情,并从别人错过的视角看待问题?策略之一就是区分“战略”和“战术”这两个概念,因为它们经常被混为一谈。为了理解两者的区别,让我们暂时告别火星,前往尼泊尔。

战略与战术

在某些关键器官发育之前过早出生的婴儿,被称为早产儿。在世界范围内,每年大约有100万名早产儿死于体温过低。由于这些婴儿出生时身体脂肪很少,所以他们很难控制自己的体温。对于他们来说,室温可能就像冰冷的水。

在发达国家,解决方案就是把婴儿放在恒温箱里。恒温箱的大小和一张标准婴儿床差不多,在婴儿身体完成发育的过程中,它可以保持婴儿的体温。恒温箱起初是一种相当简单的设备,但随着时间的推移,里面又添加了一些花哨的装置。如今的恒温箱有触摸婴儿的手臂端口,呼吸机等生命维持装置,还有调节湿度的设备等。科技升级也带来了成本的提升。一台现代化的恒温箱价格在2万~4万美元之间,这个价格还不包括它工作所需的电力。因此,恒温箱在许多发展中国家很少见,结果就是大量早产儿死亡,而这种情况本来是可以避免的。

2008年,斯坦福大学的4名研究生开始应对这项挑战,决心打造价格更低廉的恒温箱。他们参加了一门名为“极端经济适用性设计”的课程,学习“设计能改变世界上最贫困民众生活的产品和服务”。

该团队没有在舒适的硅谷进行创新,而是决定到尼泊尔首都加德满都进行实地考察,一头扎进新生儿科。他们想观察医院如何使用恒温箱,以便设计出能在当地条件下工作的廉价设备。

不过,有一件事让他们感到惊讶。医院里的恒温箱积满了灰尘,被束之高阁。造成该问题的部分原因是医院缺乏专业技术人员。恒温箱通常很难操作;而更重要的是,尼泊尔绝大多数早产儿出生在农村地区,其中大部分还没到医院就夭折了。

因此,问题的关键不在于医院缺乏恒温箱,而是没有医院的农村地区缺少可用的婴儿恒温箱,或者电力供应不够稳定。传统的解决方案是将更多的恒温箱送往医院或降低恒温箱成本,但两种方法都无法带来明显变化。

根据实地考察总结出来的经验,斯坦福团队重构了这个问题——早产儿不需要恒温箱,他们需要的是温暖。当然,现代恒温箱的其他功能是很有用的,比如说心率监测器,但最具挑战性的难题是在婴儿器官发育期间给他们保温,这个因素的影响最大。保温设备必须价格便宜且直观好用,便于电力供应不稳定的农村地区的文盲父母使用。

“拥抱”(Embrace)牌婴儿保温袋应运而生。它是一种轻质小型睡袋,可以把婴儿整个包裹起来。保温袋由相变材料(一种新型的蜡)制成,能够连续4小时给婴儿提供适宜温度。只要把保温袋放在沸水中几分钟,就可以给它“充电”。与传统恒温箱动辄2万~4万美元的价格相比,“拥抱”牌保温袋的价格只有25美元。到2019年为止,这款廉价可靠的产品已经“拥抱”过20多个国家的数十万早产儿。

一般情况下,我们会爱上我们最喜欢的解决方案,然后把问题归咎于没有采用这个解决方案。我们会说:“问题是,我们需要一台更好的三腿着陆器。”或者:“问题是,我们没有足够的恒温箱。”在上述两种情况下,我们只是为了技术而追求技术,为了树木失去了森林,为了方法失去了目的,为了形式失去了功能。 :::info 更快的马→更快的交通工具,汽车;事理学方法论 ::: 这种方法错把战术当作了战略。虽然这两个术语经常被交替使用,但它们指的是不同概念。战略是实现某个目标的计划;相比之下,战术是为实施战略而采取的行动。

我们往往忽略了战略,专注于战术和工具,并且很依赖它们。但正如作家尼尔·盖曼提醒我们的那样,工具“有可能成为最不显眼的陷阱”。你面前摆着一把锤子,可这并不意味着它是完成这项工作最合适的工具。只有当你把视野放宽点,并确定更广泛的战略时,你才能放弃一个有缺陷的战术。

想要找到战略,不妨问问自己:这个战术要解决什么难题?为此,你不要追寻方式方法,而要专注于原因。三条腿的着陆器是一种战术,而在火星上安全着陆是战略;恒温箱是一种战术,拯救早产儿才是战略。如果你无法跳脱出来,那就让局外人加入到谈话中来。那些不经常使用锤子的人,不太可能被面前的锤子分散注意力。 :::info 你的战略是什么,你的真需求是什么?她的陪伴真的是你需要吗? ::: 一旦你确定了战略,就会更容易使用不同战术。如果你把登陆火星的难题更宽泛地定义为重力问题,而不是一台有缺陷的三腿着陆器,那么气囊就可以成为一种更好的选择;如果你把这个问题更宽泛地定义为登陆火星所涉及的风险,而不仅仅是一台有缺陷的着陆器,那么发射两台而不是一台探测器就会降低风险并增加回报。

彼得·阿蒂亚既是一名医生,也是著名的人类寿命方面的专家,他非常擅长区分战略和战术。我问他,当病人来找“正确答案”时,他会怎么做?比方说,病人问他“我应该遵循什么样的饮食规定?如果我胆固醇过高,我应该服用他汀类药物吗”时,他会怎么回答。他告诉我:“我通常不会让病人把注意力集中在战术上,而是让他们重新关注战略。每当人们来寻找‘正确答案’时,他们总是问一些战术性的问题。通过关注战略,你在战术上会更具可塑性。”在阿蒂亚看来,是否使用他汀类药物属于“一种战术性的问题,应服务于更广泛的战略”,即减少因动脉粥样硬化造成的死亡。

为了让自己的学生了解战略和战术的区别,斯坦福科技创业计划(Stanford Technology Ventures Program)的教务主任蒂娜·塞利格(Tina Seelig)采用了她所谓的“5美元挑战法”。学生分成几个小组,每组得到5美元资金。他们的目标是在两小时内尽可能多赚钱,然后给全班同学做一个关于赚钱的3分钟报告。

如果你是班上的学生,你会怎么做?

人们一般会回答,用5美元购买创业物资比如临时洗车材料,或者摆摊卖柠檬水,买彩票等。但是,遵循这些传统做法的小组的成绩,往往在班里殿后。

赚钱最多的小组根本不使用这5美元。他们意识到,这5美元是一种分散他们注意力、毫无价值的资源。

所以他们忽略了这5美元,从更广泛的角度重构这个问题:“如果我们从一无所有起步,能够做些什么来赚钱呢?”一个小组的做法特别成功。组员在当地很有人气的几家餐馆预订座位,然后把预订就餐时间卖给那些不想排队等候的人。不到两小时,这些学生就赚了几百美元。

但是,赚钱最多的那个小组以完全不同的方式解决该难题。学生们明白,5美元启动资金和两个小时的时间并不是他们可支配的最有价值资产;相反,最有价值的资源是他们在斯坦福课堂上的3分钟演示时间。他们把3分钟时间卖给了一家想招聘斯坦福学生的公司,净赚650美元。

你在自己的生活中,采用了哪种“5美元战术”?你怎么样才能忽视那5美元,找到两个小时的赚钱机会?甚至更进一步,如何在你的时间里找到最有价值的3分钟?不要去想“做什么”,而要思考“为什么”,也就是从更广泛的角度构建问题,不纠结于自己最喜欢的解决方案,而是去尝试其他事物。一旦做到这一点,你就会发现周围还存在其他可能性。 :::info 之所以why很重要,是因为why是从战略的角度先来思考问题,发现核心的真需求,真问题 ::: 你不仅可以重构问题以生成更好的答案,还可以重构目标、产品、技能和其他资源,将它们用于更富创造性的用途。这需要打破常规,发挥创造性思维。下面我就要讲一个打破常规的故事。

打破常规

气压计可以用来做什么?

如果你认为它的唯一用途就是测量气压,那就再想想看。

理科教授亚历山大·卡兰德拉(Alexander Calandra)是非正统教学法的倡导者,他曾写过一篇名为《针尖上的天使》(Angels on a Pin)的短篇小说,讲述了他的同事和学生之间关于一次物理考试的争论。那位物理老师认为学生应得零分,但学生要求满分,他请卡兰德拉评评理。

以下就是物理考试的问题:“请说明如何用气压计来确定一座高楼的高度。”传统的答案很清楚:用气压计先在楼顶测量气压,然后在一楼测量气压,用两个气压的差值计算大楼高度。

但这不是那名学生给出的答案。相反,该学生写道:“把气压计拿到楼顶,用一根长长的绳子系在气压计上,把气压计降到地面,然后收上来,测量绳子的长度。绳子的长度就是大楼的高度。”

这个答案当然是正确的,但与标准答案相去甚远,不是老师在课堂上教的东西,没有按老师预期的方式得出预期的结果。气压计应该是用来测量气压的,而不是临时用来做拉直绳子的重物。

气压计的故事是“功能固着”的一个绝佳例子。心理学家卡尔·邓克(Karl Duncker)称,“功能固着”指一种“反对以新方式解决问题的心理障碍”。我们不仅认为难题和问题都是固定的,还认为工具也是固定的。我们知道气压计可以用来测量气压之后,就看不到它的其他用途了。我们的思维固定在自己知道的功能上,就像国际象棋棋手的眼睛盯着棋盘,心里一直想着熟悉的走法。

“功能固着”最著名的例子也许就是邓克所设计的蜡烛实验。在这个实验中,他让实验对象坐在靠墙的桌子旁,给他们一支蜡烛、几根火柴,还有一盒图钉。他让实验对象想办法把蜡烛挂在墙上,而且蜡不会滴到下面的桌子上。大多数实验对象尝试了以下两种方法中的一种:他们要么用图钉把蜡烛钉在墙上,要么用火柴把蜡烛的侧面熔化,然后把它贴在墙上。 :::info 心理学导论 ::: 但两种方法都不起作用。这些实验对象之所以失败,部分因为在于他们专注于物体的传统功能,即图钉就是用来钉东西的,盒子就是用来存放东西的。

成功的试验者忽略了盒子的传统功能。相反,他们改造图钉盒的结构,把它做成一个可以放蜡烛的平台。然后,他们用图钉把盒子钉在墙上。

在日常生活和职场生涯中,我们都会遇到不同版本的蜡烛问题。一般情况下,我们会做那些不成功的实验对象所做的事情,把盒子视为容器而非平台。那么,我们如何训练自己打破常规思维呢?如何才能从不同视角看待我们提供的产品或服务呢?如何才能掌握某个领域的技能,并发现它们在另一个领域的价值呢?

在为军方进行的一项研究中,罗伯特·亚当森(Robert Adamson)试图回答这个问题。他复制了邓克的蜡烛实验,但做了一点改变。他把实验对象分成两组,稍微改变了每组的设置。结果,第二组的成绩远远超过第一组。第一组里只有41%的实验对象解决了这个谜题,而第二组完成的比例高达86%。

是什么造成结果相差如此明显?针对第一组,蜡烛、火柴和图钉这三种类型材料被放置在三个盒子里。于是第一组往往把盒子视为容器,它面临严重的“功能固着”问题。除了储存东西,组员很难用盒子来做其他事情。

但对第二组,这些物品被放在桌子旁而不是盒子里,盒子都是空的。物品被拿出盒子之后,实验对象更容易将这些盒子视为潜在的烛台。实验结果与前文对国际象棋高手的研究所得结论相似,在这两项实验中,当熟悉的解决方案被排除时,实验对象的表现都有所提升。

我们总是假设一个盒子或一只气压计应该怎么用,由此便产生了“功能固着”。你可以拿出我们此前探讨过的“奥卡姆剃刀”来削减“功能固着”,把我们对工具的假设用途切割掉——如果你不了解这个东西,那你还能做什么?这就像限制工具的明显用途一样简单,即把盒子里的材料倒出来(亚当森的研究就是这样做的),把熟悉的解决方案从棋盘上移除掉,或者用气压计来做测量气压之外的任何事情。 :::info 一支笔的20种用途 ::: 组合游戏也能帮上忙。你可以观察物品在其他领域的用途,从中获取灵感。例如,那些让探测器在火星上安全着陆的安全气囊所采用的缓冲机制,与车祸中方向盘安全气囊的缓冲机制相同;用来制作宇航员太空服的织物,也被应用于“拥抱”牌恒温襁褓包。乔治·德·梅斯特拉尔(George de Mestral)是钩毛搭扣的发明者。在一次散步后,梅斯特拉尔看到自己的裤子上沾满了苍耳。他用显微镜查看了苍耳,发现一种类似钩子的形状。于是他模仿其结构,发明了由钩子和毛圈组成的维可牢搭扣。搭扣的一边像苍耳般坚硬,另一边则像他的裤子一样光滑。

把功能与形式分离也是有帮助的。当我们看着某个物体时,往往看到的是它的功能。我们认为气压计是用来测量气压的,锤子是用来钉钉子的,盒子是用来存储物体的。然而,这种对功能的天生惯性思维也阻碍了创新。如果我们忽略功能,注重形式,就可以发现产品、服务或技术的其他使用方式。举个例子:如果你只把普通气压计视为一种圆形物体,那它也可以被当作重物;如果你把盒子视为一个带边沿的平台,那它也可以被用作烛台。

在一项研究中,研究人员将实验对象分为两组,要求他们解决8个与洞察力相关的问题,这些问题要求他们克服功能固着思维,其中也包括蜡烛问题。对照组的实验对象没有接受过培训,另一组实验对象则在研究人员的教导下对物体进行非功能描述,例如,他们不说“电源插头的插子”,而是将插子描述为“一种薄薄的、长方形金属片”。接受过培训的小组比对照组多解决67%的问题。

从功能向形式的转换,也有助于重新规划可供使用的资源,亚马逊网络服务(Amazon Web Service,简称AWS)的研发就是这样一个例子。随着亚马逊从在线书店成长为一家包罗万象的商店,它建立起了庞大的电子基础设施,其中包括存储设施和数据库。该公司意识到,它的基础设施不仅是一种内部资源,还可以作为云计算服务,出售给其他公司,用于存储、联网和作为数据库。亚马逊网络服务最终成为亚马逊的摇钱树,2017年为亚马逊带来大约170亿美元的收入,超过其零售部门。

通过收购全食超市(Whole Foods Market),亚马逊重构了“图钉盒”。此次收购使许多观察家感到迷惑不解:为什么这家互联网巨头要收购一家挣扎求生的实体杂货店?答案之一就是亚马逊要重构全食超市的实体店。亚马逊并没有把全食超市简单地看作杂货店,而是要把它们重新打造为人口密集地区的配送中心。这些中心可以确保产品快速交付到亚马逊金牌会员的手中。

在上述两个例子中,亚马逊都是重形式、轻功能。全食超市的职能是售卖食品杂货,但这些店铺的面积非常大,且具备仓储和冷冻能力,可以被赋予“配送中心”这个新用途。亚马逊云计算基础设施的功能是给公司内部提供支持,但它的形式是一个庞大的数据中心,可以向奈飞和爱彼迎等公司提供高利润服务。

如果你很难从功能向形式切换,且无法将“图钉盒”看成蜡烛台,那么还有另一种方法可以尝试——把“盒子”翻转过来。

如果反其道而行之

1957年10月4日,星期五,苏联发射了人造卫星“伴侣”号(Sputnik),这是第一颗绕地球轨道运行的人造卫星。在俄语中,“Sputnik”有“旅伴”之意,它大约每98分钟绕地球轨道运行一圈。如果你怀疑人类是否真的为自己创造了一个月亮,不妨在日落后拿一副双筒望远镜走到户外,看它在你在头顶上飞翔。

你不仅能看到人造卫星,而且还能听到它的声音。两名年轻的物理学家威廉·吉尔(William Guier)和乔治·魏芬巴赫(George Weiffenbach)在位于美国马里兰州的约翰霍普金斯大学应用物理实验室(Johns Hopkins Applied Physics Laboratory)工作。他们对一件事感到好奇:在地球上是否可以接收到人造卫星发出的微波信号?几个小时之内,吉尔和魏芬巴赫就锁定了从那颗卫星上发出的一系列信号。
“哔、哔、哔。”

苏联人擅长宣传,所以他们故意让“伴侣”号发出一个信号,地球上的任何人只要有短波收音机,都可以轻易接收到该信号。
“哔、哔、哔。”

当吉尔和魏芬巴赫听着这个信号时,他们意识到可以用它来计算“伴侣”号的速度和运行轨迹。当救护车路过你身边时,警报声的音高会逐渐减弱;同理,当“伴侣”号卫星离开这两位科学家的所在方位时,它的“哔哔”声也会发生变化,这就是所谓的“多普勒效应”(Doppler effect)。利用这一现象,他们画出了“伴侣”号的整个运行轨迹。

“伴侣”号的发射激起世人对苏联的敬畏,但也把美国人推向了疯狂的境地。《芝加哥每日新闻》(Chicago Daily News)的一篇社论写道:“如果俄国人能将80多千克的‘月球’送入900千米外的预定轨道,那不久以后,他们就可以将一枚致命的核弹头扔向地球表面几乎任何一个地方的预定目标。”

“伴侣”号也让弗兰克·麦克卢尔(Frank McClure)大为震惊,但是出于不同原因。麦克卢尔当时是约翰霍普金斯大学应用物理实验室的副主任,他把吉尔和魏芬巴赫叫到办公室,问了他们一个简单的问题:“你们能做相反的事情吗?”如果能从地球的已知位置计算出卫星的未知轨道,那他们能用已知的卫星位置,找到地球上的一处未知位置吗?

这个问题听起来像是一个理论上的难解之谜,但麦克卢尔已经想到了一个非常实用的方法。当时,美国军方正在研制能够从潜艇发射的核导弹,可这项技术存在一个难题:为了用核导弹精确打击目标,军方必须知道发射场的精确位置。可是由于核潜艇在太平洋海底游弋,他们的精确位置是未知的。那么问题来了:我们即将发射卫星到太空中,你能否通过卫星的已知位置来发现我们潜艇的未知位置?

答案是肯定的。在“伴侣”号人造卫星发射仅仅3年后,美国就进行了这一思想实验,并发射了5颗卫星进入地球轨道,为核潜艇提供指引。当时,该系统被称为“海军导航卫星系统”,但到了20世纪80年代,它被改名为如今大家耳熟能详的称呼——全球定位系统,简称GPS。

麦克卢尔的方法表明,我们可以采用一种极其有效的方法重构问题,即接受一个想法,然后把它倒过来想。这种方法至少可以追溯到19世纪,当时德国的数学卡尔·雅可比(Carl Jacobi)用一句强有力的格言介绍了这一想法:“倒过来想,一定要倒过来想。”

法拉第运用这一原则,获得了有史以来最伟大的科学发现之一。1820年,发明了“思想实验”一词的汉斯·克里斯蒂安·奥斯特(Hans Christian Ørsted)发现了电力和磁力之间的关系。他注意到,当有电流穿过电线时,附近罗盘的指针就会发生偏转。

法拉第对奥斯特的实验进行了反向操作。他没有让一根带电流的电线经过磁铁,而是用磁铁穿过电线线圈,产生电流。磁铁运动越快,电流就越大。法拉第的反向实验催生了现代的水力发电厂和核电站,它们都使用磁轮机,通过转动线圈产生电力。

达尔文也将同样的逆向思维方式应用于生物学的各个学科中。当其他领域的生物学家寻找物种之间的差异时,达尔文却在寻找相似之处。例如,他将一只鸟的翅膀和人的手进行了对比,探索截然不同的物种之间的相似之处,最终到达了进化理论的巅峰。

逆向思维的力量远远超出科学领域,以一家企业为例。2011年的一次广告促销活动中,巴塔哥尼亚服装公司(Patagonia)对行业的最佳实践法进行反向操作。该公司提出了一个问题:“与其劝说消费者购买我们的产品,倒不如叫他们不要购买。如果这样做的话,会有什么效果?”于是在“黑色星期五”这天,巴塔哥尼亚公司在《纽约时报》上刊登了一篇整版广告。“黑色星期五”即感恩节之后的第一个周五,美国人会在这天蜂拥到商店,抓住节假日购物季商家大幅打折的机会购物。广告中有一件巴塔哥尼亚的夹克,配以“不要买这件夹克”的标题。靠着这个广告,巴塔哥尼亚成为“全美国唯一一家要求人们在‘黑色星期五’减少购物量的零售商”。这则广告促销效果明显,部分原因在于它捍卫了公司“减少消费活动,降低消费主义对环境的影响”这一使命。不过,这则逆向思维广告也吸引了同样心态的客户,最终帮助该公司实现盈利。 :::info 比如 不要看短视频,注重自我阅读思考 ::: 在田径运动中,逆向思维曾帮助迪克·福斯贝里(Dick Fosbury)获得奥运金牌。那时候,如果你与福斯贝里见过面,根本不会觉得他是个运动员。他行动笨拙,又高又瘦,满脸痤疮。在福斯贝里接受跳高训练的那个年代,运动员们采用俯卧式跳高技术,也就是脸朝下越过横杆。人们认为俯卧式跳高技术无须改进,既没有必要做实验,也没有必要思考新技术。

但对于福斯贝里来说,俯卧式很不好用。作为一名高中二年级学生,他的运动表现只是初中水平。有一次,在坐公交车去参加田径运动会时,福斯贝里决定提高他平庸的跳高技术。当时的规则规定,运动员可以用任何想要的方式跨过横杆,前提是单脚离地。俯卧式仅仅是一种战术,越杆才是战略。所以福斯贝里没有面朝下越过横杆,而是反其道而行之,他选择脸朝上越杆。

他的方法起初引起了人们的嘲笑。一家报纸称他为“世界上最懒惰的跳高运动员”。许多体育迷嘲笑他,说他越杆的时候就像一条鱼在船上扑腾。

嘲笑声最终变成了欢呼声,因为福斯贝里证明了批评他的人是错的,并从1968年夏季奥运会上带回了金牌。他靠的正是与众不同的做法。“福斯贝里跳”逐渐为人们所知,它现在已经成为奥运会跳高项目的标准姿势。福斯贝里回到家乡,迎接他的是彩带纷飞的欢迎仪式,他还在《今夜秀》(Tonight Show)节目亮相,教主持人约翰尼·卡森(Johnny Carson)做“福斯贝里跳”的动作。

连续创业家罗德·德鲁里(Rod Drury)将这种方法称为“科斯坦萨管理理论”(George Costanza theory of management)。在《宋飞正传》(Seinfeld)的一集中,剧中人物科斯坦萨用与以前截然相反的方式来改善自己的生活。德鲁里是西罗(Xero)会计软件公司的创始人和管理者,2005年,他问自己:“现有竞争对手最不希望我们做什么?”正是通过这个问题,他战胜了规模比西罗大得多的竞争对手。他全力以赴,打造了一个云数据平台,而他的竞争对手当时仍然停留于桌面应用程序服务。

德鲁里知道一个许多商业领袖都忽略了的秘密:容易摘的果子早就被人采摘完了。你无法通过抄袭来击败比你强大的竞争对手,但你可以做截然相反的事情来打败他们。

不要采用惯常的最佳做法或行业标准,而要重构问题。问问自己:“如果我反着来呢?”即使你不付诸行动,逆向思考这个过程也会让你质疑自己的假设,摆脱当前视角的束缚。

下一次,当你忍不住要去解决问题时,千万别冲动;相反,你要试着去发现问题。问问你自己:我问的问题是对的吗?如果我改变自己的观点,问题会发生什么变化?我如何才能站在战略角度而不是战术角度,来表述这个问题?我如何才能把图钉盒翻过来,从形式角度而非功能角度,来看待这一资源?如果我们反其道而行之呢?

突破性思维与普通常识截然相反,它并不是从一个聪明的答案开始的,而是始于一个聪明的问题。

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