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第1章 小元素架构大世界:最小原子构件的自由组合
半面创新思想用编程语言概述,即
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不妨从IT学科的初始设计出发进行推演,即软件与计算机是如何定义并架构出了多元的现实世界?然后再由此推广到适合各行各业的一般的创新创造方法。
架构或仿真世界的过程,一般而言,是先由若干大师发明了编程语言,如尼古拉斯·沃思的Pascal语言,丹尼斯·里奇的C语言,比雅尼·斯特劳斯特鲁普的C++,詹姆斯·高斯林的Java等,而编程语言仅提供最小的原子构件,如赋值、条件判断、循环迭代等基础语句。工程师运用原子构件“编程”,即按一定的逻辑进行设计、架构、排列、组合,即可仿真或创造出多姿多彩的世界。这就是原子构件的最小性、简单性与大千世界的多样性、复杂性的对立统一。
编程语言一般有三十多条语句,最小原子构件是三句,即赋值、条件判断(if-then)和循环迭代(do-while),Java新增了反射(reflection),从而能动态地感知环境并自我调整。自序所引《组诗·青春赋值Debug World》之《七律·“Hello World”》,是将宇宙人生以上述四大原子构件进行仿真,将自由意志赋初值去修正这个尚未达到至真、至善、至美的世界。
操作系统与各类平台亦然。最初微软DOS通过int 21、视窗通过Win 32应用编程接口(Application Programming Interface,API),各类互联网平台如App Store、安卓系统、Facebook、微信小程序等公开自己的API/SD K[3]等原子构件或组合操作接口,工程师则在此之上架构自己的生态世界,创造出各式各样的新物种。
这个思想就是冯·诺依曼最初的设计理想[1]:
从系统论视角而言,世界就是“系统—子系统—要素”的三层架构,其中:“要素”为“基本操作”;“子系统”为“复杂操作”;“系统”则是待解问题域,通过架构或仿真来模拟逼近。
语言是世界的边界,计算机语言如此,人类语言也是如此。虽然汉字有八万多个,但拆解成“原子构件”只有六个:点、横、竖、撇、捺、折,这六个“原子构件”就是“基本操作”,而偏旁部首是由“基本操作”构造出来的“复杂操作”,于是整个汉语世界就通过“组合”偏旁部首被构造出来,“反馈”机制则是通过几千年读写实践筛选出了6000多个常用字。英文亦然,26个字母的“原子构件”为“基本操作”,通过字根的“复杂操作”,最后构造出了整个英语世界。
这种软件定义世界的思想,源于古希腊哲学家德谟克利特的原子论,即世界万物是由不可再分的原子组成的。近代道尔顿基于该理论率先创立了原子说。此后,门捷列夫总结出包含100多种化学元素的元素周期表,这些元素正是整个物质世界的原子构件,原子构件这些“基本操作”通过化合、混合、复合、综合、叠加、重组等“复杂操作”形成分子,再由分子构成缤纷万物。
同理,有机生命亦然。基因是生命的“原子构件”,它组合成器官、组织等“复杂操作”的子系统,最后多彩的生命系统得以在组合与反馈中涌现。反馈相当于进化论中环境的自然选择,即由基因组合而生成的生命这款“产品”通过现实环境的反馈机制实现优胜劣汰。
如同生命进化的“自然选择”,创新创造亦然。创新出的产品或产品属性之所以在市场上获得成功,是因为反馈机制即商业环境的“社会选择”。
总之,计算学科、人类语言、宇宙万物、智能生命,其底层逻辑是同源的,都是由一组最小集合的原子构件通过组合拼装以实现复杂性,如此方能达到最小性、简单性与多样性、复杂性的对立统一,见表1-1中的总结。
表1-1 大道至简:“半面创新”思想与宇宙人生
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简言之,半面创新思想就是由最小原子构件的自由组合,并在环境中通过试错、反馈修改得以实现。
本章参考文献
[1]〔美〕冯·诺依曼.计算机与人脑[M].北京:北京大学出版社,2010:4-5.