系统新模块增加需要哪些步骤_人工智能之父的问题解决策略：模块化
最近主題閱讀馬文·明斯基(Marvin Minsky) 和西摩·佩珀特(Seymour Papert)兩位人工智能大師，關于思維，關于教育的書籍。其中馬文被稱為「人工智能之父」。兩人都非常重視過程模塊化。
復雜問題的解決需要系統性，也很少一次做對，要通過調試改進。調試就是捉蟲（蟲是程序沒有按期望運行的部分）。對于捉蟲這種事來說，最糟糕的情況就是有好幾個蟲同時存在。
因此捉蟲最有效的方法就是讓每個單元小到不可能有超過一個的蟲（西摩·佩珀特，2019）。
那么，把過程打碎成自然的，功能性的單元，為這些單元之間劃定界限越明確，就越容易找到蟲（西摩·佩珀特，2019）。這是我們為什么要模塊化，以及模塊化的核心。
在我的《直面不確定性》一書中，第一個模型就是「模塊化思維」，我將全文放到公眾號，六千余字，當我們碰到復雜問題時，進行模塊化處理，問題就比原來簡單數倍。
屏幕閱讀長文太累，可以購買紙質書，各電商平臺和書店都能買到。
小時候家里有一臺雙桶洗衣機，雙桶顧名思義就是有兩個桶，一個桶負責洗滌，另一個桶負責脫水，脫水時得將衣服從洗衣桶中撈出放到脫水桶中。雖需人工介入，但比照現在的全自動洗衣機，操作相當簡單。這臺洗衣機只有兩個按鈕，一個是洗衣定時開關，另一個是脫水定時開關。
這樣將一個任務用兩個獨立單元實現不但界面簡單，還有其他很多好處，我會在后面詳細介紹。如果你仔細觀察，這樣的處理方式在生活中特別常見，我再舉一個例子。
有小孩的家庭會選購輔食機，輔食機有兩個功能，一是蒸熟食物，另一個是攪拌食物。（建議你在電商網站搜索“輔食機”三個字，找到輔食機的圖片獲得直觀感受。）要實現這兩個功能，對應著兩種方案，一種是在一個缸中完成蒸熟和攪拌，這是一體機。還有一種是分體式的， 和雙桶洗衣機原理相似，用兩個缸，一個缸中裝水，另一個缸中放食物，兩缸之間有個氣孔，裝水的缸有加熱功能，加熱時蒸汽跑到第二個缸中蒸熟食物。此外，給第二個缸底安裝一個攪拌器就能將食物攪碎。
第二種方案將一個任務分解成兩個不同的步驟，用兩套不同的裝置合作完成。就是模塊化的解決方式（跟玩積木很像，所以模塊化又叫積木化），這種對復雜任務分解成不同模塊，既能降低制造難度和生產成本，還提高了穩定性和生產效率（像雙桶洗衣機兩個桶就可以同時工作，一邊洗一邊脫水）。
為什么將一個整體分成多個單元可以提高效率、降低成本呢？
我們來看兩個鐘表匠的故事：
在古代有兩個鐘表匠，一個叫王二，另一個叫李三，他們兩人手藝都非常棒，能制作出由1000多個零件組成的手表。王二在做手表時，如果放下手中的活，比如去接客戶的訂貨電話，手表就會散架，以前的工作全白費了，他就得從頭開始組裝手表。
越多的顧客喜歡王二做的手表，就會給他打越多的電話，生意忙不過來本是好事，可手表匠王二卻高興不起來，因為他的工作不斷被打斷，也越難找到整塊不間斷的時間組裝好一只手表。
組裝工作被打斷這種情況李三同樣也遇到了，但李三提前對手表組裝工作做了規劃。他的方法是：先將十幾個零件組裝成一個構件，然后再用這些構件去組合成一只完整的手表。
因此當李三放下手中的活去接電話后，他不需要從頭開始組裝1000多個零件才能完成一只手表，他只需要重新組裝剛才沒有完成的那個構件。
假如這兩個鐘表匠在組裝零件時，每10次有一次被打斷，那么平均下來，王二完成一只手表花費的時間是李三所需時間的4000倍。
—— 本故事改編自西蒙的著名論文《復雜性的架構》
這個故事里是說的是獨立一個人，用這種先組裝構件，再合成整體的方式就能充分利用間斷時間提高效率。它更適合多人合作的情境，在明確的社會分工體系下，不同的人制作不同的構件，能在短時間內制作出復雜的產品。
可以說，要解決一個復雜的系統或復雜的過程，必然的也是唯一的方法就是對復雜系統或復雜過程進行分解，它是人類處理復雜性的原始努力。但是光分解還不行，還得有本事把他們整合在一起，保證功能的一體化，這個分解再整合的過程就是模塊化（Modularization）。
在模塊化系統中，每個模塊是系統的一個獨立單元，模塊內部各要素緊密相連，而與其他單元要素的聯系相對較弱。
比如上面我們說的輔食機就有兩個模塊，一個模塊加熱產生蒸汽，另一個模塊攪拌蒸熟后的食物，兩者之間靠一個通氣孔連接實現我們的需求。
由上面的幾個例子我們發現：
? 模塊化能幫助我們處理復雜的事情；
? 模塊化讓并行操作成為一種可能；
? 模塊化有利于我們應對不確定性。
這是模塊化帶給我們的三個好處。
模塊化既是分解又是整合
既然模塊化有這樣大的好處，那對一個系統或過程該如何模塊化呢？
前面我們說在模塊的過程中，首先要將一個復雜的任務分解為多個關聯較弱的單獨模塊，最后為實現整個系統的功能要求，還要將不同的模塊整合到一起。這就意味著你不但要制造出火車頭，火車的車廂，還得把它們連接起來組成能運輸東西的完整火車。請思考一下，如果你要設計一列火車，會怎么做？先設計什么，后設計什么，花點時間思考這個問題并寫下你的答案。
我們來看專家是如何思考這個問題的，現代模塊化理論的提出者，哈佛大學商學院鮑德溫教授認為模塊化系統應由下面三個要素組成：
? 設計規則：每個模塊間的相互依賴性形成一定的規則；
? 模塊：每個模塊都要遵循統一的設計規則，而內部可以獨立設計；
? 系統集成與檢測： 監測并協調各個模塊組件集合成整體后的不適合部分。
這里需注意一點，模塊是可以遞歸的，即能夠“大盒套小盒”，也就是說模塊還可以分解為多個子模塊，如有必要，子模塊仍然可以進一步分解。將復雜事物分層是幫助我們認清它的一個有效努力，但也不應分太多層，層數太多，設計規則會變復雜，最后整合時發生矛盾的可能性就成倍增加。
依據這個思路，我們嘗試回答前面設計火車的問題，首先從整體上規劃，明確火車功能，確定風格，接著考慮火車頭和車廂之間的連接方式。然后設計每個模塊（車頭和車廂），車頭在保證滿足功能的前提下有一定的靈活性，車廂內部風格也不一定要與車頭的一致。于是在統一的規則指導下，火車頭和車廂就可以交給不同的單位或個人設計。最后有了模塊細節后，還需要各方在一起碰方案，這就是開協調會，預先檢測和評估系統集成的效果。我們逐個分析這三個步驟：
第一步，設計規則
首先來看設計規則，在模塊化過程中，設計規則是綱領，是指導方針，鮑德溫教授說明確的規則有三種：
? 結構：確定系統有哪些模塊構成，即怎樣將模塊分解，分類，以及他們如何發揮各自作用；
? 界面：定義模塊的邊界，模塊排序方式，空間、時間的安排，模塊間的關系以及信息傳遞方式；
? 標準：檢驗模塊是否符合設計規則，對模塊性能測驗和評定。
除明確的規則外，還有一種“隱形的設計規則”，這種規則只在模塊內部有效，而對設計其他模塊沒有影響。而模塊內部的決策，可被代替或者事后再定，因此也就沒有必要與同它平行的模塊知道，我們選擇將它“隱藏起來”。
那可以通過什么方式獲得明確規定的規則呢，這其實是一個博弈的結果，而最好的博弈規則應是正和博弈，即參與雙方都能獲益，有三種方法：
一種是自上而下的制定，有點像計劃經濟，比如網友線下聚會，每個人可以看成是一個模塊，組織人員不問會員意見，規定會員按照地域坐在一起，山東的坐一桌，北京的坐一桌，河北的坐一桌。這就是典型的自上而下制定規則的方式。“”
還有一種就是自下而上，有點像自由的市場經濟，成員間相互協商，共同協調達成一致。比如有人提議大家根據愛好坐到一塊，喜歡騎車的在一塊，喜歡攝影的在一塊，喜歡閱讀的在一塊，大家有共同的興趣，有了共同話題。
第三種方式就是先規定一種方式，比如用第一種按地域的方式，主辦方觀察到相同地域沒有共同話題，大家很無聊，于是就迅速調整，按照愛好坐。這是先制定一種規則，然后根據反饋主動調整的方式，有點像軟件設計中的迭代。
三種規則的形成方式各有特色，不能簡單的判斷哪一種方式好，哪一種方式不好。可以根據系統的復雜程度，可控程度和所處階段靈活運用。規則設計的目標是追求最理想的模塊化結構，使整個系統做到最優。這里我再引入一個編程中的概念。學過編程的可能聽說過“高內聚低耦合”這個概念。即在編程中考慮模塊化時需盡量滿足：”高內聚”,模塊內部緊密聯系，功能完備，只要求實現一個主要功能；“低耦合”,與外部連接應盡量簡單，接口要少且標準統一，提高模塊的獨立性和復用性。
我們可以借鑒編程中的這個概念，在設計規則和分解模塊時，盡量做到“高內聚低耦合”。
第二步，操作模塊
規則有了，那具體如何操作模塊呢？鮑德溫教授的《設計規則》一書總結了六種不同的模塊操作程序：
1.分解：將任務或系統分解為多個模塊；
2.替代：用某個模塊去替代另一模塊；
3.排除：去除某個模塊；
4.擴展：增加某個模塊；
5.歸納：將多個模塊中相同要素歸納合并到一起，組成一個新的模塊，這意味將原來的隱藏信息移動到設計層級，使之對其他模塊組可見；有點像一個公司中，原來每個項目組都有一個人負責營銷，現在將各項目組營銷人員整合起來，組成一個新的營銷部門，負責所有項目組的營銷任務。
6.移植：系統中的某個模塊還負責其他同級模塊的一些功能，有掙脫該層級的需求，于是就將它升級到上一層。這就像在企業中，一個小組長是多面手，既管營銷，又管生產，都干的很好，小組長這個職位已經不能充分發揮它的才能，領導就升遷他做了副經理。
其中分解和替代是互補的，排除和擴展也是互補的，具體操作中還要滿足MECE（相互獨立，完全窮盡）原則。怎樣形象的理解和記憶這六個模塊操作程序呢，你可以假想擺積木。比如你將一個完整的形狀拆解為不同的積木塊（分解），找到新的積木來替換舊的積木（替代），將一個不好用的積木扔到一邊（排除），增加一個積木塊（擴展），將多個積木塊組合成一個新的形狀（歸納），讓這個剛組成的形狀成為另一個更大的形狀的一部分（移植）。
第三步，系統集成與檢測
模塊化系統中最后一個要素是系統集成與檢測。如果高質量的完成了規則設計和模塊操作，那么系統集成會很順利。但結果總跟預想的不一樣，因此需要對各模塊檢查驗收，以及協調和消除各模塊間的摩擦。一般來說，系統集成與檢測是平行于其他模塊的一個實現特殊功能的模塊。這有點像建筑施工中監理單位的工作，監理和施工單位是平行的，負責檢查各單位工作的完成質量和進度，也協調過程中遇到的問題，保證項目既快又好地竣工。
成為規則設計還是模塊供應者
由上面我們對模塊的分析就可以看出，在一個模塊化系統中，主要有兩種角色，一種是規則的設計者，還有一種是模塊的供應者。選擇做哪一種呢？有一句在管理界很流行的話：
一流的企業做標準，二流的企業做品牌，三流的企業做產品。
因此一流企業做標準，就是設計規則，但設計規則不是想設計就能設計的，它需要從更廣更高的維度看待整個系統，也需要更強的實力。如果實力不夠，就只能做品牌，做產品，做一個模塊供應者。
在合作中，設計規則的人有更大的話語權，成功后也能獲得更多的利益，同時也要承擔巨大的失敗風險。模塊供應者雖然在整個系統中話語權不及規則設計者。但如果你提供的是一個關鍵模塊，也能直接影響設計規則使其對自身有利。更重要的是，你面臨的不確定性要小，比較安全。
這有點像創業者和打工者的區別，創業者是一個規則設計者，有很大的自由度，但需要應對更多的不確定性，承擔更大的風險。而打工者在一個企業中是模塊的供應者，自由度小，但無需承擔大的風險，收入比較穩定。當然，從另一個角度或者更大的尺度來看，我們每個人既是模塊供應者，也是規則的設計者。
模塊化思維在生活中的體現
模塊化在生活中隨處可見，我們來看幾個具體例子：
一、韓信的模塊化帶兵
孫子兵法中《兵勢篇》中第一句:
凡治眾如治寡，分數是也。
什么意思呢，就是說如果你想率領大部隊和帶一個班一樣容易，憑借的是“分數”，分數就是對部隊編制，對人員進行模塊化，比如十個人組成一個班，三個班組成一個排，三個排再組成一個連……這樣就能在戰斗中讓每個模塊執行不同的作戰任務。
“韓信點兵，多多益善”為什么韓信帶兵多多益善，而劉邦說他最多能帶十萬兵，就是因為韓信善于“分數”，能將人員模塊化，給每個模塊安排不同的作戰任務。
二、星巴克門店的模塊化設計
星巴克是一個非常知名的咖啡餐飲品牌，門店數量僅次于麥當勞，是世界第二多連鎖門店的餐飲企業。1994年，星巴克在快速擴張過程中遇到了門店裝修難題，首先是速度，門店裝修進度太慢，跟不上開店速度，還有一個是風格，就是怎樣保證在品牌調性不變的基礎上，讓各門店看上去有些變化，沒那么單調。
怎么解決這個問題呢？困難的事要找專業的人來做。當時的星巴克的老總花150萬美元請來了門店設計專家萊特·馬西，馬西很有經驗，他也主持設計過迪士尼的各種門店。馬西根據星巴克的要求，同團隊合作獲得了一個方案，就是根據咖啡生產歷程，分為種植、烘焙、調制、飲用四個階段，每個階段對應一個主題色，比如生長種植階段對應著綠色，這樣就有四種主題色。另外，星巴克有三類不同樣式的家具，這樣就有四種主題顏色，三種家具樣式，排列組合后，門店裝修風格就有12種。
有了這12種風格后，星巴克門店裝修就很簡單了，只需要從倉庫中取用提前制作好的模塊，現場搭配。在使用了這種模塊化裝修方案后，單個門店的裝修時長從原來24周縮短到只需8周，裝修金額也從35萬美元減少到29萬美元。別看每家門店只省了6萬美元，但裝修時間卻縮短到原來的三分之一，店早開一天，就能早一天有銷售。而由于星巴克門店特別多，從1995年——2000年這5年間，就為星巴克省下了一億多美元。只花了150萬美金的設計費用，卻節約了一億多美金。這就是模塊化的力量。
三、模塊化寫作
再舉一個例子，這本書其實也是模塊化的產物。寫一本書并不是一個容易的工作，如果一開始我就想著要寫十幾萬字，就會被嚇到，可能就放棄了。
這本書怎么完成的呢？是我操作模塊的成果。在寫書稿前，我在微信公眾號行為設計學已經更新了幾十個模型，平時我還做筆記。有了這些基礎材料后，我再制定一個規則，也就是本書的主題，然后再設計結構，整本書的框架，章節安排等。有了這個總體設計規則后，具體寫作過程就相對容易了，每天抽出一點時間整理思路，尋找合適的素材，對素材模塊進行增加刪除，排列組合等操作，就形成了一本書。你看，一個本來很復雜，很難完成的任務，采用模塊化的方式后，完成起來好像簡單了許多。
這種模塊化的寫作方式也不是我創造的，很多大師級作家都用這種寫作方式。他們會積累很多知識卡片，而每個卡片就是一個模塊。
英國學者赫伯特·斯賓塞就很善于利用卡片，在他去世后，大家發現他花心血積累了幾十萬張卡片，這些卡片用了科學方法編排，能方便地查找。二十世紀著名的俄裔美籍作家納博科夫也異常熱愛卡片寫作，《納博科夫傳》開卷就展示了他用卡片寫作的場景照片，在一次BBC的采訪中，記者問他怎樣寫作，有什么創作方法時，納博科夫這樣回答：
我現在發現索引卡片真的是進行寫作的絕佳紙張，我并不從開頭寫起，一章接一章地寫到結尾。我只是對畫面上的空白進行填充，完成我腦海中相當清晰的拼圖玩具，這兒取出一塊，那兒取出一塊，拼出一角天空，再拼出山水景物，再拼出 —— 我不知道，也許是喝得醉醺醺的獵手。
中文世界里，錢鐘書也是卡片寫作的踐行者，與錢同時代的夏承熹曾有這樣一段話：“閱錢鐘書《談藝錄》，博文強記，殊堪愛佩。但疑其書乃積卡片而成，取證稠疊，無優游不迫之致。近人著書每多此病。”
他是在批評錢鐘書的文章“乃積卡片而成，取證稠疊”，也從側面印證了錢對卡片的嫻熟和喜愛。夏承熹雖批評錢的卡片寫作法，但錢的書籍廣受大眾喜愛，而夏的文章幾乎無人可知。
這也就是模塊化寫作的好處，它通過積累豐富的素材，以靈活的結構激發和促進作者遠距離聯想，創作出有新意有特色密度大的作品。如果你想要寫一本書，或一篇高質量的文章，請嘗試模塊化寫作，在平時有感想時就寫幾句，碰到相關的素材也收集下來，日積月累有了一定的卡片后，你發現寫作并沒有那么難。以前只能使用紙質卡片，整理查找都不太容易，我們現在有各種手機App，能隨時隨地方便的記錄，一張照片，一個想法，看到想到后馬上記錄下來，并打上標簽，以后查找也輕松。
模塊化是我們解決復雜問題的基本方法
模塊化是我們解決復雜問題的基本方法，它跟我們熟悉的拆解有些相似，但也不僅僅是簡單的拆解。模塊化不是將問題拆分 為若干獨立個體逐一解決， 而是在保持問題整體性的同時著手處理各部分。在模塊化過程中，首先要定一個規則，然后再根據規則，進行分解、替代、排除、擴展、歸納、移植等方式操作。最后還要對各模塊做檢測，以便于它們能系統性整合在一起。
模塊化只是解決問題的方法，我們不應為了模塊化而模塊化，我們的最終目標不是想要一列火車，而是為了將東西從一個地方運輸到另一個地方。
√ 公眾號「行為設計學」
非常理想，特別現實。產品化自己，建立睡覺時也能賺錢的認知財富系統，過一種幸福完整的人生。
感謝你的閱讀，你的點贊是對我的最大鼓勵。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的系统新模块增加需要哪些步骤_人工智能之父的问题解决策略：模块化的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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