组合与解决方案

所有这些都解释了为什么在难度谱系更具挑战性的那端，工程的主要任务是解决问题，以及为什么工程师会不断地遇到问题。

但是这里又有了一个新问题。如果工程是关于问题的，那么是什么构成了一个或一套针对问题的解决方案呢？我曾经说过，一个解决方案就是能完成一项给定任务的恰适组合。工程中的任何创造都是一次为达成特定目标的建构，这是一个将众多元素组合起来的过程。所以我们可以这样重新发问：一个解决方案是如何被建构的？这种建构又是如何与组合关联起来的？

实际上，对我们来说，这才是议题的核心。这本书通篇思考的是作为组合的技术——假使设计也能成为一个组合的过程，组合是如何在设计中发挥作用的呢？当然，工程师会选择适宜的组件并把它们放置在一起，他们组合它们，让它们共同工作。但是这并不意味着他们一开始就明确地知道如何组装所有的东西，知道他们将组合出什么。工程师只是简单地将自己投身于完成某个目标、满足某些技术条件或人，以及解决那些连带问题的过程之中。其中，精神劳动的部分包括了选择，即选定哪些部分共同组合成一个组件。组合不是工程创造过程的目的，而是选择的结果，是为了产生技术的一个新实例而完成要素聚集的结果。这样看来，组合实际上是工程的一项副产品。

这类似于思想表达的过程。现代心理学和哲学都告诉我们，思维在一开始都不会产生于语言之中。我们从无意识层面拔升出我们的理念——思想，然后用词语的组合去表达它们。思维存在了，它的语言表达随后才会到来。

如果会说几种语言，你就能明白，或者应该说能感受到这点。假设你的公司正在莫斯科做生意，和你一起谈判的人都只会说俄语，或者只会说英语。你想要说点什么，于是你用俄语说了。片刻后，你又用英语表达了同样的想法。这个“想法”某种程度上是独立于你如何将它说出来的。你有了一种想说什么的意向，然后经由某种潜意识的过程找到话语进行表达，其结果是你最终呈现出什么样的说话方式：它可能简短而自然，比如在一场对话中；也可能显得冗长，类似你在准备一个演讲时需要将内容一点一点拼接起来。无论哪种，它都是一个与某个目的相联系的想法或概念的组合，然后需要用句子、短语，或只用基本的单词进行表达。你在创造这种组合时并非刻意为之，但实际上你确实在“组合”。

这个过程和技术是一样的。设计师先对某事产生意向（intends something），为了表达这个意向而去挑选一个工具箱或语言，为了将这个存在于“想象”（mind’s eye）中的意向呈现出来而去预想出概念和功能⁴，然后找出合适的组件去组合，从而最终达成那个想法。预想常常会同时产生，或者也可能会在修正之后出现。我们会在第6章更详细地探讨这样的创造过程是如何进行的，但是现在，我们要关注的是它和语言的关系，先有意向，然后是完成的方法——组件的恰当组合。所以，设计即表达。

这暗示着工程及其寓所是一个创造性的领域。工程通常被认为比那些更重视设计的领域，如建筑或音乐，更缺少创造性。当然，可以说工程是日常性的，但是我们也可以说建筑同样是日常性的。因为从原则上看，工程中的设计，与建筑、时尚或者音乐中的设计，以及所有我们能想到的创造性的方式其实并没有什么不同，它们都是某种组合、某种表达。

与其他创造性领域相比，工程创造性被低估的一个原因是，与建筑和音乐不同，公众没有被训练如何去欣赏一个具体的、制作精良的技术。计算机科学家霍尔（C.A.R. Hoare）在1960年创造了快速排序法⁵，这是一种真正优美的创造，但是他不能到卡耐基大厅去表演快速排序从而赢得欢呼和掌声。还有另外一个原因，技术工作大部分都隐藏起来了，它们倾向于深藏不露，罩在某个罩子下面，藏在某个程序里，或者躲在某个工业流程中。谁能看见一位手机设计师是如何解决一个具体问题的？总之，这些工作对外行来说完全是不可见的。

创造偶尔还是可以被看见的。20世纪的前10年，瑞士工程师罗伯特·马亚尔（Robert Maillart）创造了一系列桥⁶，作为通用技术，它们根本不新鲜，但是却和勒·柯布西耶（Le Corbusier）或者密斯·凡·德·罗（Mies van der Rohe）的创造一样具有创新性。在桥梁被用繁复的雕饰和厚重的石墙建成的年代，马亚尔的大桥显得优雅轻盈。直至今天，他的作品也显得非常现代。土木工程师大卫·比林顿（David Billington）在描述马亚尔1933年位于瑞士伯尔尼附近的Schwandbach大桥时，曾说它是“有史以来最美丽的两三座混凝土大桥之一”。它看起来与其说是要跨越沟壑还不如说是漂浮在那里，它那样纤细，却有着无可比拟的创新性。

作为建筑，Schwandbach大桥并没有采用什么新形式：它依然是由固定在拱上的竖向构件来支撑桥面。这是马亚尔时代广为接受的结构形式，它根本没用什么新材料，也没用什么新的结构构件——钢筋混凝土在19世纪90年代中期就已经被应用了。马亚尔完成他如此优雅的表达时，所用的却几乎都是最普通的技术手段。经过大量的几何学分析之后——尽管他不是天才的数学家，他明白了需要大大加强桥面的刚度，这有利于把重力荷载（假如桥的一端有一辆卡车）均匀地分散在大桥的结构上。设想一个桥的实体模型，其支撑拱是一条金属带，其两端被牢牢地固定在桥墩上，但是中间部分是弯曲的。现在将桥面，一个平板，置于拱的顶部，两端也固定在桥墩上，由固定在拱上的竖向构件来支撑。在桥面的一端施加荷载会使这端向下，而另一端则会翘起。如果桥面是软的，这个重力荷载就只能作用在施力端，而这是他们不希望看到的。但如果桥面是坚硬的，桥面的硬度将使反作用力作用在未加载端，从而产生一个向上的推力，这样一来，荷载将被更均匀地分散在整个结构上。

正是这个“解决方案”使得桥拱和桥面的重量可以很轻，而同时也有足够的强度——而且其中又蕴藏着优雅。而重量轻也使得建桥时可以使用很迷你的脚手架。马亚尔还学会了熟练地运用新型的钢筋混凝土，从而把自己从厚重的砖石建筑中解放出来。他摒弃了几乎所有的装饰，这也是他的建筑直到现在看起来还很现代的一个重要原因。这种形式既有效又经济，而且具有创新性。但是它成功的原因却远不止这些。零部件和材料组合在一起，在整体上呈现了一种流动与和谐。这里完成的当然是一个技术产品，但毋宁说，它更是一件艺术品。

我并不想将标准工程及其主要的实践者们浪漫化。你在马亚尔的大桥中所发现的技巧并不来自于“天才”，而是来自于知识和技能的经年累月的积累，这正是马亚尔拥有并为之着迷的东西。并不是所有的标准技术的例子都和马亚尔的一样。大多数的项目依然坚持为标准问题提供标准的解决方案。需要的尺寸或规格可能会有一些变化，但是重新计算和设计不外乎还是依据一些必要的标准模板。即使最具日常性的项目也是针对一个问题或一组问题的一个或一组解决方案，同时一定也具有创造性。

这里有了一个结论。设计就是关于解决方案的选择。因此，设计与选择有关。如果一项技术的所有部分都被诸如重量、绩效和成本严格限定的话，选择看起来就可能很严格。但是限定经常使得问题的解决更加复杂，继而需要调集更多的部件来完成。关于一个复杂表达的选择的工作量，即解决方案和解决方案的解决方案（次级解决方案），它的数量是巨大的。技术的任何新版本都可能成为后来大量不同建构方式的潜在要素。

实践中的建构方式比理论上的要少，因为工程师倾向于重复使用以前曾经用过的解决方案——短语和表达，并且他们倾向于使用可获得的现成的组件。所以，由同一从业者完成的新项目通常少有新奇的解决方案。但是由许多不同设计者同时参与的项目则会产生许多新颖的解决方式，它们会出现在诸如实现目标的概念设定方面，在域的选择上，在组件的组合过程中，在材料、建构方式以及生产技法方面。所有这些创新聚集起来，推动现存技术及其领域的进步。不同解决方案或次解决方案的经验以这种方式被牢固地聚集在一起，促使技术随着时间而变化和进步，其结果就是创新。

经济史学家内森·罗森伯格在谈到微小进步的聚集现象时说：“改进是通过不为人注意的设计和工程活动而获得的，但是它们构成了巨变的基本内容，并且在经济生活中为消费者带来了福利。”⁷从这个意义上说，标准工程对创新贡献良多。

标准工程就是一个认识过程。