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- 簡單法則(減法設(shè)計)
- 減法設(shè)計是戰(zhàn)略，造形是會贏的戰(zhàn)術(shù)
- EIT軟件造形是什么?
- EIT造形的用途
- EIT造形的特性
- EIT造形的內(nèi)部元素
- 結(jié)語
軟件設(shè)計的復(fù)雜和未來的多變都是本質(zhì)性的、是不可以刪除的(因為刪除了就不再是一個完整的、有生命的系統(tǒng)了)。本文所介紹的減法設(shè)計和簡單造形并不是用來刪除復(fù)雜(多變)，而是用來容納復(fù)雜，讓用戶都掌握主動力量，從簡單中即能享用軟件系統(tǒng)的復(fù)雜功能和服務(wù)。所謂多變，就是易經(jīng)的“易”；而”容”納復(fù)雜多變，就是”容易”。只要善用減法設(shè)計策略和EIT造形戰(zhàn)術(shù)，就能讓一切都很容易了。由于科技只會繼續(xù)變復(fù)雜，采取簡法設(shè)計策略是搭配簡單造形的有效戰(zhàn)術(shù)，是很經(jīng)濟效益的。
一、簡單法則(減法設(shè)計)
沒有簡單，我們就無法理解復(fù)雜；欲面對復(fù)雜，只能簡單。
大畫家畢加索曾說過，繪畫藝術(shù)是減法的過程(process of elimination)，畫出的作品具有<簡單性>。美國麻省理工大學(xué)的工業(yè)設(shè)計教授John Maeda也說道：
“減法設(shè)計可以是一種富有創(chuàng)意的方式，來看待由設(shè)計所推動的世界。簡單可以滿足人們心靈中想解決謎團、追尋正確完形的自然渴望。”
例如，智慧城市等的設(shè)計是復(fù)雜的，在垂直面向，切分為上層、中層和實踐層；在水平面向，切分為不同的業(yè)務(wù)區(qū)塊(Business Area)；然后分而治之。這些都是減法設(shè)計思維的表現(xiàn)。幅員愈廣大的國家，整體設(shè)計規(guī)模就愈大(例如數(shù)據(jù)量，網(wǎng)絡(luò)帶寬等)，其智慧城市的”中層架構(gòu)的減法設(shè)計”(簡稱中層設(shè)計)就愈重要。其如同樹木一般，長得愈高大的樹，其中層的樹干部分就必須簡單而強壯。
二、減法設(shè)計是戰(zhàn)略，造形是會贏的戰(zhàn)術(shù)
基于減法設(shè)計策(戰(zhàn))略，當你無法刪除身外物(如軟件或太陽星系)的復(fù)雜關(guān)系時；不須要難過，因為它能簡化你腦海里的想象，提升你內(nèi)心面對復(fù)雜事物的能力。造形(Form)則是藝術(shù)家、設(shè)計師的減法設(shè)計呈現(xiàn)，它具有簡單特質(zhì)，提升了人們理解和掌握外界復(fù)雜多變的能力。
茲回憶，于十七世紀中，牛頓提出了簡單公式(即造形)：F=ma；讓人們能輕易理解物體運動的復(fù)雜<關(guān)系>。再如，于二十世紀初，愛因斯坦發(fā)表了簡單公式：E=MC平方；讓人們能理解復(fù)雜的質(zhì)量、能量與光速之間的復(fù)雜關(guān)系。同樣地， 著名的信息化軟件專家Fred Brooks(“人月神話”一書作者)在40年前就說道：
”軟件的復(fù)雜性是本質(zhì)性的，并非表像而已?！?/p>
(The complexity of software is an essential property, not an accidental one.)
于是，高煥堂老師提出簡單的EIT軟件造形；讓人們能理解智慧城市幕后信息化軟件體系里的復(fù)雜關(guān)系。有了中層設(shè)計造形的<簡單性>，人們就很容易理解智慧城市的中層架構(gòu)(如同樹干結(jié)構(gòu))的一致性，如何有效支撐上層設(shè)計里的繁雜業(yè)務(wù)功能(如同樹葉)了；又能體現(xiàn)、落實于底層快速演化的信息化(IT)新技術(shù)上。
三、EIT軟件造形是什么?
EIT是一種基本的結(jié)構(gòu)(Structure)，一種概念(Concept)；我們稱它為”EIT造形(Form)”。
同樣地，圓形、橢圓等是基本的幾何結(jié)構(gòu)，都是概念；稱為阿基米得幾何造形。
圖-1 EIT造形
圖-2 幾何造形
同樣地，原子(Atom)是基本的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，也是概念；是物理學(xué)的基本造形。
同樣地，唐詩的七言絕句是基本的文章結(jié)構(gòu)，也是概念；是詩詞的基本造形。
圖-3 原子造形
圖-4 唐詩造形
同樣地，集裝箱(Container)是物流航運的貨物結(jié)構(gòu)，也是概念；是物流的基本造形。
圖-5 集裝箱造形
同樣地，軟件的類別(Class)是基本的軟件結(jié)構(gòu)，也是概念；是軟件的基本造形。
同樣地，楓葉、櫻花都是一種基本結(jié)構(gòu)，也是概念；是賞楓葉、賞花者心中的基本造形。
圖-6 軟件類別造形
圖-7 楓葉造形
四、EIT造形的用途
未來的變化和復(fù)雜性是本質(zhì)性(Essential)的，人們無法刪除它。于是想辦法提升人們管理復(fù)雜的能力。
著名軟件專家Fred Brooks(“人月神話”一書作者)在40年前就說道：”軟件的復(fù)雜性是本質(zhì)性的，并非表象而已?！?The complexity of software is an essential property, not an accidental one.)
于是，也必須想辦法提升人們面對軟件復(fù)雜性的能力。
試想，當你去觀察太陽星系時，如果你腦海里沒有阿基米得(Archimedes)幾何學(xué)的”橢圓”概念或造形，你會覺得各星體運行的軌跡非常復(fù)雜。這個復(fù)雜性是本質(zhì)的，無法刪除，怎么辦呢?
等到你學(xué)了幾何，腦海里有了”橢圓”概念或造形之后，再去看太陽系，你會發(fā)現(xiàn)只不過是9個橢圓形軌道而已，非常簡單。
此時，你并沒有去刪除你身外星球的復(fù)雜關(guān)系；但卻簡化了腦海里的想象，提升你內(nèi)心面對復(fù)雜事物的能力。
同樣地， 當你去觀察Android的多層框架體系時，如果你腦海里沒有”EIT概念或造形”，你會覺得Android平臺軟件非常復(fù)雜。這個復(fù)雜性是本質(zhì)的，無法刪除，怎么辦呢?
等到你學(xué)了EIT造形、腦海里有了EIT概念之后，再去看Android平臺軟件，你會發(fā)現(xiàn)只不過是一堆EIT造形的有機(Organic)組合而已，非常簡單。例如，在
圖-8 復(fù)雜外貌來自于EIT造形的簡單組合
所以，EIT造形的主要用途是：提升內(nèi)在能力、管理外在變化和復(fù)雜。
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五、EIT造形的特性
當我們心懷阿基米得幾合學(xué)的橢圓造形去看待太陽系星球的運行時，就會發(fā)現(xiàn)其單一造形所創(chuàng)造出來的整體之美。
同樣地，當我們心懷楓葉單純造形去看待楓葉樹林時，也立即會發(fā)現(xiàn)其單一造形所創(chuàng)造出來的整體之美。
以此類推，當我們心懷EIT單純造形去看待Android系統(tǒng)框架時，也會發(fā)現(xiàn)其單一造形所創(chuàng)造出來的整體之美。
這項美感來自于自然造物法則。自然界的造形主要來自「信息的有限性」( Information Limitations)。由于這項限制，一個生物形體的造成，是出自一個概括性的計劃：「單純的造形」。隨著生物的成長、與環(huán)境的交互信息愈多，逐漸在細節(jié)上修修補補，就發(fā)展出「不同的內(nèi)涵」。然后，基于單純的造形，不斷進行「重復(fù)地組合」。例如，漂亮的楓葉林，就是合乎「單純造形、不同內(nèi)涵、重復(fù)組合」三項特性。許多造形相同(且不同細節(jié))的楓葉，組合出一遍美麗的樹林。如下圖：
圖-9 楓葉造形的組合
再如人們的手掌的造形也都極為相似，其細節(jié)紋路也各不相同，也滿足上述三項特性。此外，在工業(yè)設(shè)計品中，你常常可以發(fā)現(xiàn)其杰作具有其特色：「簡單造形、內(nèi)涵不同、無限重復(fù)」。集裝箱就是典型的單純造形，它兼具了「簡單造形、內(nèi)涵不同、無限重復(fù)」三項特質(zhì)。更重要的是：它帶來無比巨大的商業(yè)潛力和暴利商機。只要擁有上述三項特質(zhì)的工業(yè)設(shè)計品，都會具有無現(xiàn)活力和巨大商業(yè)潛能。在文學(xué)詩詞上，例如唐詩七言絕句的造形是：4行7字和平仄韻律?；诖嗽煨?，人人都能輕易加入創(chuàng)作，促成鼎盛詩風。在建筑上，四合院造形也是。
六、EIT造形的內(nèi)部元素
造形概念有兩層作用：1)規(guī)范<小>元素組合規(guī)律，讓人們?nèi)菀捉M合出<中>間模塊。2)規(guī)范中間模塊組合規(guī)律；讓人們?nèi)菀捉M合出<大>系統(tǒng)。例如，玫瑰花就是一個造形，規(guī)范了花瓣、花蕊、花襯葉等有限<小>元素的組合規(guī)律。同時它無限重復(fù)也大大影響(和簡化)了整體<大>樹系統(tǒng)的組合規(guī)律。這項造物法則，提升了掌握自然界復(fù)雜多變的能力，唯有熟諳此道，才能創(chuàng)造架構(gòu)和產(chǎn)品的未來性。
于是，樹是一個單一造形(Form)，含葉、枝、干、根等共同元素種類，也有元素之間的簡單組合規(guī)律。然后依循將樹這種造形依循簡單規(guī)律，無限重復(fù)和組合就成為林。再從太陽系有九大行星的運行軌跡而觀之，其單一造形就是橢圓形。每個造形都含有兩個元素：太陽和行星。如果太陽系本身不是一位出色的幾何學(xué)家，那么一定有一位杰出的幾何學(xué)家創(chuàng)造了太陽系。
在軟件上也是把復(fù)雜多變的內(nèi)涵封裝于一個簡單的造形里。例如，面向?qū)ο蟮念悇e(Class)，其內(nèi)部只有兩個元素：函數(shù)(Function)和數(shù)據(jù)項(Data Item)?；谶@簡單造形，人們掌握能力增強了，不再畏懼了，就敢大膽去嘗試各項組合，成為形形色色的應(yīng)用軟件(Application)。
一般而言，造形的組成元素種類，大多為2或3種，并且有簡單的元素組成規(guī)律。例如：
- 太陽系的行星運行軌跡，呈現(xiàn)單純的橢圓造形。每個造形都只含有兩種元素：太陽和行星。
- 政府架構(gòu)，其造形也只有三種元素：行政、立法和司法。
- 軟件的類別，其造形也只有兩種元素：函數(shù)和數(shù)據(jù)項。
- 軟件XML的造形也只有兩種元素：Tag和Content。
- 物理的原子，其造形只有三種元素：質(zhì)子、中子和電子。
等等。
同樣地EIT造形也是基于固定而有限的元素種類(如引擎、接口、輪胎三種元素)，加上簡單的組合規(guī)律(如引擎透過接口來呼叫輪胎)，也形成了「單純造形」。雖然造形的輪廓相同，組成元素種類也相同，然而其內(nèi)部元素，以及元素的不同組合，覆予各個造形不同的內(nèi)涵。
在物理學(xué)上的原子造形也是如此，氫原子(H)和氧原子(O)兩者的都是原子造形。這兩個造形輪廓相同(都是原子造形)，但是內(nèi)涵不同。從EIT 造形與原子造形的對比，很容易理解到造形內(nèi)部元素之間，有其組合與互動的韻律(或規(guī)律)。基于固定而有限的元素種類(如質(zhì)子、中子、電子三種元素)，加上簡單的組合規(guī)律(如電子圍繞質(zhì)子和中子)，形成所謂的「單純造形」。同樣地，EIT造形也是基于固定而有限的元素種類(如引擎、接口、輪胎三種元素)，加上簡單的組合規(guī)律(如引擎透過接口來呼叫輪胎)，也形成了「單純的造形」。
七、EIT造形的外部組合規(guī)律
剛才談到物理上的原子(如上圖-3所示)來看，氫原子(H)和氧原子(O)兩者的都是原子造形，輪廓相同，但是內(nèi)部元素組合不同，形成不同的內(nèi)涵。除了上述的內(nèi)部元素組合規(guī)律之外，還要談?wù)勍獠康慕M合規(guī)律。也就兩個造形、或多個造形之間的組合方式。例如，在某項規(guī)律下，兩個氫原子(H)造形，可以和一個氧原子(O)造形，相互結(jié)合而形成一個水分子(H2O)。
在生物界里，也是如此。例如，每一片樹葉(如楓葉或橄欖樹葉)都是一個輪廓相同而內(nèi)涵不同的造形。它們會依循某種規(guī)律而組合成樹枝，如下圖所示：
圖10、樹葉造形的(外部)組合規(guī)律
從上述的圖-9和圖-10里，很容易看出其組合的規(guī)律性，及其無限的自我類似與重復(fù)。于是，樹葉持續(xù)自我重復(fù)，就組成較大的樹枝(如上圖-9和圖-10)。樹枝再自我重復(fù)，就成為一棵樹。樹再自我重復(fù)，就成為一座森林了。由于無盡的自我重復(fù)，同一棵樹上的眾多葉子皆有共同的結(jié)構(gòu)、一致的型態(tài)。其具有整體的和諧感覺，而且擁有該樹獨特的風味。一致的造形就如同基因(Gene)，決定葉子的巨觀結(jié)構(gòu)，卻也支撐并創(chuàng)造出每片葉子細膩的特殊內(nèi)涵，此外也讓眾多樹葉能和諧地創(chuàng)造出無限的特殊組合體：一顆樹。
以上所述的樹葉是個造形，經(jīng)由簡單重復(fù)組合及修修補補而成為一棵樹，甚至一座森林。當我們反向細觀葉子內(nèi)部的復(fù)雜，也會看到葉子也是一個整體，也是由更小的單位、更簡單的序而形成的。一直小到DNA都是呈現(xiàn)「單純造形、內(nèi)涵不同、重復(fù)組合」的特性。例如，<<貓掌與彈弓>>一書里就寫到：
“一個DNA螺旋形的結(jié)構(gòu)，可以由完全相同的小單位形成(好比一面墻是由相同結(jié)構(gòu)的磚砌成)；再者，每一個小單位所插入的方式，與別的小單位一模一樣。只要你一旦明白一個DNA結(jié)構(gòu)的裝置方式，你便可以掌握全部?！?/p>
DNA的螺旋形式結(jié)構(gòu)如下：
圖-11 DNA造形的螺旋狀組合
DNA的小單位就是造形，內(nèi)涵可簡單也可能復(fù)雜，但輪廓簡單一致，組合規(guī)則也簡單，不過組合出來的DNA螺旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵卻極為復(fù)雜，但結(jié)構(gòu)外形仍是簡單的。生物從DNA開始就是依循「信息局限性」的原則所規(guī)范的，因而創(chuàng)造出生物的有機次序(Organic Order)，帶來和諧而多彩多姿的大自然。
同樣地，在信息化的方面，當你學(xué)會了軟件EIT造形、腦海里有了EIT概念之后，再去看Android平臺軟件，你會發(fā)現(xiàn)只不過是一堆EIT造形的簡單組合而已，非常簡單。例如下圖：
圖-12 EIT造形的組合范例
八、結(jié)語
著名設(shè)計師保羅.蘭德(Paul Rand)曾說，我們會從最復(fù)雜的部分開始著手，最后的成品卻具有簡單性。這個減法過程本身是復(fù)雜的，然而一旦達到簡單了，就能發(fā)揮杠桿作用，讓人們能面對變化、掌握復(fù)雜。蘋果公司前CEO喬布斯(Steve Jobs)也曾說到：
“簡單比復(fù)雜更難，你必須努力讓你的想法變得清晰明了，讓它變得簡單。但終究是值得的，因為只要你獲得其<簡單性>，就能搬動大山了?！?/p>
(Simple can be harder than complex：you have to work hard to get your thinking clean to make it simple. But it’s worth it in the end because once you get there, you can move mountains.)
就像愛因斯坦所提出的公式”E=MC平方”具有簡單性，讓人們能掌握復(fù)雜的質(zhì)、能與光速的關(guān)系。同樣地，減法思維和設(shè)計造形的簡單性，提升了人們掌握軟件復(fù)雜多變的能力；唯有熟諳此道，才能讓城市居民掌握主動力量，從簡單中即能享用智能城市的復(fù)雜功能和服務(wù)。
By:高煥堂《android從程序員到架構(gòu)師之路》
網(wǎng)站名稱：Android架構(gòu):認識簡法設(shè)計與EIT軟件造形
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