基於軟硬整合觀點

By By 高煥堂高煥堂 misoo.tw@gmail.com misoo.tw@gmail.com

海峽兩岸海峽兩岸智慧電視智慧電視&&家庭商業策略與技術論壇家庭商業策略與技術論壇http://home-cloud.blogspot.tw/http://home-cloud.blogspot.tw/

A段架構師：創新思維

內容內容

1. 溯因推理與創造性2. 溯因推理基本觀念3. 孔明的溯因推理範例4. A段架構設計5. ”假定-否證”= 刪除法6. 麥肯錫公司的商業應用

基於軟硬整合觀點

11、、溯因推理與創造性溯因推理與創造性

★ 溯因(Abductive)推理是去猜測現象的可能原因，具有高度靈活性，是具創造性的推理方法。

溯因推理是除了演繹推理、歸納推理之外的第三種邏輯推理方法

★ 溯因邏輯是<假定-否證>的邏輯，透過檢 驗方式，發現走不通的路，就刪除之(減

法) 。 ★ 熟悉溯因思考，就能擁有諸葛亮(孔明)的 高度創意(如三分天下和空城計) 。★ 熟悉溯因思考，就像麥肯錫公司一樣，展 現高度的商業價值。

演繹邏輯

命題

結論

溯因邏輯

命題

結論

假定

高老師的創新

基於軟硬整合觀點

22、、溯因推理基本觀念

• 溯因推理是由觀察現象(結果)到原因的猜測推導過程，沿著現象的特徵往回追溯產生該現象之原因。

• 運用這種方法去猜測現象的可能原因，受邏輯規則制約的程度較小，具有高度的靈活性，是一種頗具創造性的推理方法。

創造性的推理

演繹推理

• 推理R：停在斑馬線上的車子都會被開罰單 P：這些車子停在斑馬線 (已知) Q：這些車子都會被開罰單 (結論)

• 推理R：敏捷(Agile)開發將細節設計轉移到開發階段，開發者都要做設計

P：A公司採取敏捷開發 (已知) Q：A公司的開發者都做設計 (結論)

• A公司的開發者都需要設計思維和技能• A公司的開發者都需要看設計的書籍

延伸性推論

P：這些車子都停在斑馬線上 Q：這些車子都被開了罰單

• (可能性)推理R：停在斑馬線上的車子都會被開罰單

歸納推理

P：農夫天天挑水澆花， 又捨不得傷害花(摘花去賣)

Q：農夫成為大富翁 • (可能性)推理R：心境好的人(農夫)可成為 大富翁

P：許多廠商生產智慧手機配件 Q：這些廠商都賺錢 • (可能性)推理R：智慧手機的配件市場 生意熱絡

• 智慧電視的配件市場將蓬勃發展 • 小米公司可以靠STB配件市場取勝

延伸性推論

Q：這些車子都被開了罰單• (假定性)推理H：停在斑馬線上的車子都會

被開罰單• (可能性)P：這些車子都停在斑馬線上

溯因推理

Q：許多病人得天花 • (假定性)推理H：感染A病毒會得天花• (可能性)P：這些病人都感染A病毒

溯因邏輯

得天花 感染A病毒會得天花

A病毒感染

Q：養乳牛的村莊裡許多人沒得天花

• (假定性)推理H：擠牛乳的人一旦感染了 牛痘，就會對天花產生免疫性。 • (可能性)P：感染過牛痘的人，不會再感染 天花。

• 在這個溯因推理方法中，假定性推理(Hypothesis)的內容就是：若P(車子停在斑馬線上)，則Q(車子會被開罰單)。

• 一般而言，要去正面性實證這項假定性推理，可能大費周章；然而，卻能輕易地從反面去”否證”它。

否證

• 剛才說過，這個假定性推理的內容就是：<若P則Q>。當這個<若P則Q>是真時，就表示<若~Q則~P>的推理也是真。

• 基於Q是已知的事實，我們可以觀察~Q的現象，然後從中尋覓其中之一是P原因所產生的結果。只要找到其中之一，就足以否證了這項假定性推理。這也就是俗稱的”假定-否證”思維方法。

溯因邏輯

得天花 感染A病毒會得天花

A病毒感染

非A病毒感染

• 從得天花病人發現是非A病毒感染，• 或醫生給A病毒的藥而發現無效。

• 例如，P: 停在斑馬線上的車子，發現了其中一輛或多輛車子沒被罰(~Q)，就否定掉該項假定性推理了。

• 為了更通俗易懂起見，剛才的溯因推理範例，可以簡化如下：

(假定性)推理H：車子停在斑馬線上都會被開罰單。

否證：停在斑馬線上的車子，發現了其中一輛或多輛車子沒被罰，這可以更簡單地表現出”假定-否證”的思維。

基於軟硬整合觀點

33、、孔明的溯因推理範例孔明的溯因推理範例

前言

• 在這個溯因推理方法中，假定性推理(Hypothesis)的內容就是：若P(車子停在斑馬線上)，則Q(車子會被開罰單)。

• 一般而言，要去正面性實證這項假定性推理，可能大費周章；然而，卻能輕易地從反面去”否證”它。

否證

• 剛才說過，這個假定性推理的內容就是：<若P則Q>。當這個<若P則Q>是真時，就表示<若~Q則~P>的推理也是真。

• 基於Q是已知的事實，我們可以觀察~Q的現象，然後從中尋覓其中之一是P原因所產生的結果。只要找到其中之一，就足以否證了這項假定性推理。這也就是俗稱的”假定-否證”思維方法。

Q：養乳牛的村莊裡許多人沒得天花

舉例

• (假定性)推理H：擠牛乳的人一旦感染了 牛痘，就會對天花產生免疫性。 • (可能性)P：感染過牛痘的人，不會再感染 天花。

溯因邏輯

天花免疫 得過牛痘有天花免疫力

得牛痘

Q

P

• 觀察~Q的現象，然後從中尋覓其中之一是P原因所產生的結果。

輕易地去”否證”它

溯因邏輯

天花免疫 得過牛痘有天花免疫力

得牛痘

~Q

P

得天花

天花免疫

Q

得過牛痘有天花免疫力

天花免疫

Q H

溯因邏輯

得牛痘

P

得過牛痘有天花免疫力

天花免疫

Q H

溯因邏輯

得牛痘

P

得過牛痘有天花免疫力

得天花

~Q H

• 例如，P: 停在斑馬線上的車子，發現了其中一輛或多輛車子沒被罰(~Q)，就否定掉該項假定性推理了。

• 為了更通俗易懂起見，剛才的溯因推理範例，可以簡化如下：

”假定-否證”

(假定性)推理H：車子停在斑馬線(P)上都會被開罰單(Q)。

否證：停在斑馬線上的車子(P)，發現了其中一輛或多輛車子沒被罰(~Q)，這可以更簡單地表現出”假定-否證”的思維。

得過牛痘有天花免疫力

H

種牛痘P

得過牛痘有天花免疫力

H

否證

種牛痘

P

種過牛痘有天花免疫力

得天花

~Q H

孔明的溯因推理

• 目標：劉備想當皇帝

(假定性)推理H_1：直接北伐曹操(一分天下)是可行的手段

否證：”今操已擁百萬之眾，挾天子而令諸侯，此誠不可與爭鋒”(<<隆中對>>原文)

(假定性)推理H_2：先取孫權(二分天下)是可行的手段

否證：”孫權據有江東，已曆三世，國險而民附，賢能為之用，此可以為援而不可圖也”(<<隆中對>>原文)

(假定性)推理H_3：先取益州劉璋(三分天下)是可行的手段

否證：(沒有足以否定的證據)

軟體的敏捷(Agile)開發

也是基於溯因推理溯因推理

• 在傳統的Waterfall軟體發展裡，屬於演繹邏輯(左圖)：從需求可演繹出來代碼和架構。

• 敏捷開發，屬於朔因邏輯(右圖)：架構和代碼都不是純然從需求演繹出來，而是假定-否證的邏輯。

• 所以，敏捷的TDD主要任務不是來證實你的架構和代碼，而是來否證，並將被否定的部分回饋回去給架構師和開發者，而帶動一次新的反覆運算。

願景

軟件(代碼)

• 造形&樣式• 足夠好架構

設計

(回應&引領)

需求(測試)

願景

軟體(程式)

(測試反饋)(回饋&修正)

• 造形&樣式• 代碼重構• 持續整合

設計

基於軟硬整合觀點

44、、AA段架構設計段架構設計Mapping from Vision to Reality

• 管理學大師 比得.杜拉克(Peter F. Drucker)指出，決策往往不是從真相開始的，而是從想法開始。

• Hypothesis是不依賴事實根據或邏輯推理的假想，做為驗證的命題，為了驗證才去進行分析、搜集事實。

摘自： http://apple4.us/2011/10/jobs-begin-end.html

此文章裡，寫道：此文章裡，寫道：

• “你不可能在眺望未來時把生活中的每個點連接起來，只有回顧時能才連點成線。所以你必須相信今日所做的會影響你的未來。”Apple的賈伯斯(Jobs)說。

• <從未來回顧今日>就是：

Mapping from Vision to Reality

• 對架構師而言，尋找Vision並非最關鍵之事。反而，透過 Mapping from vision to reality的動作來找到Vision --> Reality之間的<連線>才是架構師最關鍵的本事。

• 一位架構師的vision，並不是看到別人所沒看到的景象。而是別人都從現在遙望未來，看到reality(現實)----> problem X 的密切關聯；而有效架構師則從未來看回來，看到problem Y --> vision的密切關聯。

• 彼眾人陷入problem X泥糟之際，他解了problem Y並實現vision。

• 架構師洞悉自己團隊開發者的思維陷阱，還能看清敵對方開發者可能的思維漏洞。愈是大型、激烈競爭，勢均力敵的競賽，一來一往決定勝負。

洞悉與創造洞悉與創造

Vision(夢) Reality(真實)

Mapping(想) EIT from vision to reality Pattern(形成)

Architecture (架構)

Requirement (需求)

Vision (願景)

三個主要元素：

A(架構)R(需求&事實)

(基於願景)

(支持願景)

V (願景)

(實證刪除)

(引領實證、萃取需求)

架構設計也

需要敏捷過程

聆聽Fred George怎麼說

◎ “As an architect, I will implement the most difficult parts of a system.”

(身為架構師， 我先實現系統裡最艱難的部分。)

◎ “I call it "pioneering", the process where I see if an idea in my head actually is a good idea.”

(我稱它為”先驗過程”，這過程檢視我的設計理念是否足夠好。)

◎ “I will always refine the idea in that first implementation. Then I feel comfortable letting the rest of the programming team follow that pattern. That is the architecture.”

(在這先驗過程的實踐中，我會不斷修正設計裡念，直到有了感覺足夠好的設計模式。然後才讓開發團隊跟進；這項設計模式就是系統架構了。)

◎ Simple solution是足夠好的架構，它也是來自反覆過程(“Always refine …”)。

◎ 架構師在設計出simple solution時，已經進行了無數次心智內的敏捷反覆過程了。

啟示!!

基於軟硬整合觀點

55、、 ”假定-否證”= 刪除法

否證(刪除)

• 一位架構師的vision，並不是看到別人所沒看到的景象。而是別人都從現在遙望未來，看到reality(現實)----> problem X 的密切關聯；而有效架構師則從未來看回來，看到problem Y --> vision的密切關聯。

• 彼眾人陷入problem X泥糟之際，他解了problem Y並實現vision。

◎刪除法。例如，孔明軍事架構設計的經典之作<<隆中對>>寫道：<今操已擁百萬之眾，挾天子而令諸侯，此誠不可與爭鋒。>分析兩件事實，就足以刪除一統天下的路徑。而且，<孫權據有江東，已曆三世，國險而民附，賢能為之用，此可以為援而不可圖也。>這也刪除了二分天下的路徑。

孔明的否證(刪除)

Subissue:可以

安全撤退嗎?

Subissue:可以

正面迎戰?

Subissue:可以

固守城內嗎?

Subissue:可以

採空城計嗎?

Issue:孔明如何

化解危機?

◎例如，基於事實分析，可知道已經來不及撤退了，所以「可以安全撤退嗎?」議題的答案是『否』，該假設被推翻了。

◎ 同樣地，事實也顯示兵力太懸殊，無法正面迎敵，所以「可以正面迎敵嗎?」議題的答案是『否』，該假設被推翻了。

◎如果所提的假設無法被否定(刪除)，就進行更細膩的分析事實，直到有信心認定自己的假設絕對不會錯，或錯誤的可能性微乎其微為止。

◎ 例如孔明的空城計，其議題樹狀圖如下分析一下問題，可知道已經沒有足夠糧食了，所以「糧食足夠嗎?」議題的答案是『否』，也連帶推翻「可以固守城內嗎?」議題之假設了。如下圖：

Subissue:可以

安全撤退嗎?

Subissue:可以

正面迎戰?

Subissue:可以

固守城內嗎?

Subissue:可以

採空城計嗎?

Issue:孔明如何

化解危機?

Subissue:糧食

足夠嗎?

Subissue:兵力

足夠防守嗎?

◎ 剩下「可以采空城計嗎?」的議題假設無法被否定(刪除)，就繼續進行更細膩的分析下去了。

◎許多未來的事物常常不容易找到強有力的正面支持的reality。架構師倒過來，尋找強有力的反面否定的reality就簡單多了。架構師對於無法被否定的命題，要有信心<敢>去相信。

基於軟硬整合觀點

66、、麥肯錫公司的商業應用麥肯錫公司的商業應用

麥肯錫公司的<MECE + FBA>思維

◎ MECE是建立一個樹狀的議題架構。◎ FBA是在架構引領下的現實(Reality)收集和

分析，以便核對總和刪除不現實的議題。

麥肯錫：著名的McKinsey顧問公司MECE ：mutually exclusive, collectively exhaustiveFBA ：Fact-based analysis

• 基於MECE原則來擬定扎實的議題起始假定(Initial Hypothesis) 。

• 然後展開探索更細節的議題假定，逐漸建立出扎實而完整的樹狀議題架構(又稱議題樹) 。

從創意到 實現計畫之 能力不足

創意和 想像能力不足

因(亦是果)

實現計畫之 執行能力不足

創新能力

薄弱

果

思考技術能

力沒有發揮

的環境

不知道有此 思考技術

沒有去學習

及練習思考

技術

因(亦是果)

因

思考的 技術能力不足

• 議題樹包含一系列有待檢驗(否證)其假定(Hypothesis)的議題。

• 依循溯因的<假定-否證>邏輯，透過檢驗方式，發現走不通的路，就指示不必去探索該議題了 。

◎ 建立一個合乎MECE條件的邏輯樹，已經證明是極為有效的問題解決方法，可掌握問題的整體架構，有脈絡地思考問題的核心。藉由「因-果」之邏輯關係，或是「目的-手段」之邏輯關係而把重要的議題(Issue)連結起來，形成一個樹狀結構，稱為議題樹。

◎ 除了<因-果>議題樹和<目的-手段>議題樹之外，還有一種常見的議題樹就是：<結論-理由>議題樹。此議題樹連結了結論與理由之間的邏輯關係，可協助我們掌握問題的整體面貌，有脈絡地思考問題的核心。

高煥堂 misoo.tw@gmail.com

Thanks…