创新居然是可以有算法的？
最近读了一本有趣又枯燥的书：前苏联的根里奇·阿奇舒勒写的《创新算法》，是在同事的桌上拿起来的，看到标题觉得是个神话，创新怎么能变成算法呢？像设计思维更多是一套方法论，也远未到算法的层级。
书封上的介绍是：
一部被前苏联雪藏50年的技术创新专著，一部被翻译成多种语言的TRIZ经典之作。
根里奇·阿奇舒勒的《创新算法》是发明性问题解决理论（TRIZ）发展史上的一个里程碑，是历经20多年研究和分析的结晶。书中，阿奇舒勒详细地描述了ARIZ这个TRIZ解决问题的算法，通过ARIZ可以实现最高级别的发明创造。本书具有深刻的思想见解和令人信服的案例，许多人认为是阿奇舒勒的一部不朽巨著，是任何创造性和技术性变革的必备手册。
这本书是一位杰出的思想家、科学家和作家站在思想的高峰看到的壮丽景象。
第一感觉是套路，出版商深深的宣传套路，但后来看到豆瓣评分8.6以及阳志平老师的推荐语：
天才之作。人类二十世纪最重要的著作，没有之一。从接触到这本书开始，那种透彻人类创新行为本质，感受人类智慧大门在你眼前，慢慢打开的感觉真爽。
这让我提起了兴趣，在每天中午抽时间断断续续看完。严格意义说并没有都看完，因为很多案例是工程机械方面的，吃不消看，也是我所说的枯燥部分。但又认为确实是一本好书，一本有趣的书，使得对创新有了不同的理解。记得以前在单位曾经对IT系统架构进行分级，然后对不同系统架构进行不同维度的抽象和评估，希望找出一个合理的评估算法（如果能说是算法的话），当时尝试觉得很难，在设计诸多表格后也没有能持续下去，现在看来或许还是分析案例不够，抽象能力不足。
回到本书，核心的观点我想一个概念图来表示。
作者提出了创新有5个等级，分别是：
1.使用一个已有的物体，不考虑其他物体；
2.在几个物体之间选择一个；
3.对选出的物体做部分改变；
4.开发一个新物体，或者完全改变选择的物体；
5.开发一套全新的复杂系统。
在书中举了大量的前苏联的专利案例，比如用塑料盖代替金属盖，塑料盖是已有的物体，这是1级发明；而制造金属粉末、合金粉末和其他导电物质粉末。这个方法开启了电极放电加工材料的技术之门，是5级发明。虽然我没看懂它什么意思，但感觉很厉害的样子。
传统创新的方法基本思路就是采用试错法，像大海捞针。作者和同伴花了4年时间研究了14类发明250万份专利，得出了5个创新等级的分布数据，以及不同级别在搜寻过程中采用试错法的次数。大致如下：
也就是随着创新等级增加，创新难度越大，数量越少，需要试错的次数也越多。
原始的试错法需要改进，一个方法是采用头脑风暴法，不过头脑风暴法并没有减少试错次数，它的主要作用是把人们产生想法和分析想法分开，在头脑风暴过程中不做评判是最重要的，起到的效果是帮助人们克服惯性思维。
而想要达到减少试错次数的目的，作者提出了ARIZ算法，其中有两个核心概念：理想机器和技术矛盾，前者给出方向，后者解决障碍。也就是以一个理想机器作为目标，以目标为导向进行启发，每一个创新都是要解决矛盾，比如有的是增加了成本，有的是稳定性下降等等。
书中有一个破冰船的例子，是我唯一一个看的比较详细的例子。
破冰船一般采用楔形原理，在冰上开辟通道。因此破冰船的速度和破冰的厚度，取决于破冰船的功率。破冰船的进化方向是增加引擎的功率。……由于破冰船的两段是锥形，破冰船完全被“引擎系统”占满。……引擎船过于庞大，留给大型货物的空间就不够了。因此，破冰船的后面通常会跟随着一条船队，有三四只运输船。
从中我们可以看到矛盾，需要解决速度和功率、生产率和功率之间的矛盾。
按照作者提出的ARIZ算法（迭代了很多版本），以ARIZ-71算法为例，分六个阶段：
- 选择问题
- 重新定义问题
- 分析阶段
- 初步分析选定的概念
- 实施阶段
- 综合阶段
一开始选择是原问题还是变通问题，原问题是从传统思路着手，比如提高破冰船功率和船队的速度等；而变通问题则是取消掉破冰船。通过专利分析重新定义了问题，破冰的传统方法都是碎冰、切冰、炸冰等，而船从未改变过。破碎冰需要巨大的能量，但把船弄碎要容易的多（逆向思维）。那再到分析阶段来描述理想破冰的船是什么样子的呢？尽量地减少冰和船体相互作用部分，同样减小冰的厚度很难，但可以减小船的宽度，让切冰的刀片越薄越好，最理想的是刀片的宽度为0。
简单分析下，改变和冰相互作用的一部分船体，把船的这一部分完全去掉，船通过冰就没有问题了。但很不幸，这样船的底部会沉到海底去，所以为了防止这种情况，需要将船的上部和下部用两个薄的刀片连接起来，刀片切割冰层容易很多。于是变成上下两部分结构，船的底部留在冰层下面，还可以装载货物用。货船可以取消了，破冰船直接当货船用。
我在网上搜到了几个有趣的图，是关于有争议的“巴铁”的，这种大巴在轨道上行驶，但车身下方有很大的空间，可以容纳两条车道让车通过，其设计理念和上面的破冰船类似。
设计人员还不断基于这个思想在思考和设计，比如未来的消防车也采用了减少作用部分的思路。
或许你还会认为这点子不也还是奇思妙想，意外得到的吗？
答案是“否”。作者设计了一个39x39的矛盾矩阵，给出当出现什么样的技术矛盾时，可以采用相应的建议原理，明确给出一个思考的方向。比如破冰船的问题，在前面我们提到问题需要解决速度和功率、生产率和功率之间的矛盾，根据表格查询，两个矛盾中的建议原理都有一条是“物理状态改变”，这就大大减少了试错的方向。
现在是不是你也觉得这是一本有意思的书了，创新也能有算法，或许不远的将来1级、2级创新都可以由AI来自动实现，到时人类需要思考更高级别的创新了。
本文首发于微信公众号“父愚女乐”。
