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第14章 神奇的分析魔法 (1)

问题并不可怕,只要掌握了分析的魔法,一切都在你的掌握之中。

简化法

在生活中我们会遇到各种各样的问题,有些问题非常简单;有的却非常复杂,让人们无从下手去解决。其实有的问题看似复杂,但是我们只要仔细去分析它们,有些问题是可以被简化的,简化之后就会找到解决的突破口。

有A、B两个考察团,各乘一辆大客车到野外考察。每辆车上坐的都是100人,他们结伴而行。行至途中,停车休息。两个团的人都纷纷下车,彼此相互交谈起来。停车时间虽然不长,但很多人都由生变熟,成了朋友。休息后再上车时,有人就换了车——登上了对方的车。行了一阵,再次休息,队员们又有人换了车。大家坐定后,组织者看到各车仍是100人。请问,此时哪辆车上外单位的人多?

这题看来很乱,很复杂,但如果用简化方法去分析,就会发现它并不复杂。两次混合后,各车仍是100人。那就是说,A到B上去多少人,就会把B上同样多的人挤到A上来。无论A与B怎样混合,交换多少次,只要总保持各是100人,那么各车所“混”进来的另一车的人就总是相等的。“A、B各是100人”这是问题的关键所在,抓住了它,问题就简单了。

懂了这个道理,下面的扑克谜也就不难识破了。

彼德表演扑克游戏,他两手分别握着20张红桃和20张黑桃。把两副扑克牌混在一起之后,又洗了几次,最后,又把牌分成两份——每份20张,分别握在两手之中。彼德问人们:两只手的牌相比,哪只手里掺进不同花的牌多?很多人由于找不出依据,只好随便说一个答案,左手或右手,无论怎样猜也不对。其实,两手掺进不同花的牌一样多。

这种简化的方法适用于对比较难把握的事物进行分析思考,这样更能显示其优越性。

简单的小问题应该是最容易解决的。爱因斯坦将他的问题简化。他先发展出他的特殊相对论(Special Theory of Relativity)。它之所以特殊,在于其适用简单的事例。更精确的名称应该是简单相对论(Simple Theory of Relativity)。爱因斯坦钻研较简单的问题,让他得以发展出更广泛的理论构想与工具。

许多人不愿意将问题简化,因为那似乎在自欺欺人。其实不然,如果你想设法破除让你的问题无法解决的成规,而简化问题就是一个重要的步骤。

将所有使解决问题变得困难重重的包袱抛除——消除先决条件、尚未完成的解决之道、累赘的字句,这样你才能找到突破口。爱因斯坦曾在一次演讲中说:“物理的定律应该简单,如果不简单我就会对它们没有兴趣。”

在分析训练中,首先遇到的问题就是要区分分析模式的简单与复杂和分析训练题的简单与复杂之间的关系。初学者——尤其是有一定经验和知识积累的初学者对简单的分析训练题一般不感兴趣,有些人甚至认为让他们进行这种简单的训练是对其智能的侮辱。在他们看来,只有复杂的问题才能与其头脑相配,简单的训练题无助于分析能力的提高。其实他们错在没有搞清楚分析训练题的简单与复杂并不是训练的关键,关键在于大脑的分析模式是复杂的还是简单的。对于一个分析模式简单的人而言,问题的信息内涵即使再丰富他也看不到,他的分析活动只会止于一个简单的层面上。

有许多人自恃阅历丰富、知识渊博,常常看不起一些小问题或简单的问题,在他们看来,解决这些问题太容易了,简直就像让大学生计算1+1=?那么可笑。情况真的像他们所想像的那样吗?还是因为他们的分析模式太简单,错误地理解了问题的实质?为什么儿童不理解1+1=1呢?为什么二进制的计算法则规定1+1=10呢?如果一个大学生对问题的思维水平仍停留在小学生的层次上,那么即使让他去解决复杂的问题,他也只会以一种简单的思维模式机械照搬复杂的教条去处理,爱迪生和他的助手测量灯泡容积的故事就说明了这一点。

阿普顿是普林斯顿大学数学系毕业的高才生,对和他一起工作但没有大学文凭的爱迪生有点瞧不起。有一次,爱迪生让他测算一只梨形灯泡的容积。于是,他拿起灯泡,测出了它的直径高度,然后加以计算。但是灯泡不具有规则形状,它像球形,又不是球形;像圆柱体,又不完全是圆柱体。计算很复杂,即使是近似处理,也很烦琐。他画了草图,在好几张白纸上写满了密密麻麻的数据和算式,也没算出来。正忙于实验的爱迪生等了很长时间,也不见阿普顿报告结果,他走过来一看,便忍不住笑出了声,说道:“你还是换种方法算吧!”只见爱迪生略一沉思,快步取来一大杯水。轻轻地往阿普顿刚才反复测算的灯泡里倒满了水,然后把水倒进量筒,几秒钟就量出了水的体积,当然也就等于算出了玻璃灯泡的容积。这时羞红了脸的阿普顿傻呆呆地站在一旁,恨不得找条地缝钻下去。从此,他对爱迪生敬佩有加。

同样是测量灯泡容积,分析模式简单的助手只想到套用书本上现成的公式和计算法则,烦琐地进行推算,而没有具体地分析面对的问题,而分析模式复杂的爱迪生却能迅速地找到一个简便的方法。这就是复杂分析模式与简单分析模式分析处理问题的不同之处。前者能从多个角度、多个层次去分析问题(即使是简单的小问题),寻找最佳的解决办法;后者只能从一个角度、一个层次去看问题,其分析活动的复杂程度并不是取决于其分析模式,而是由问题的复杂性决定的。如果用这样的简单分析模式去分析解决复杂问题,那就像用一台低档次电脑处理复杂信息一样,结果只有两种:或是死机,或是将复杂信息简单化分析处理,得出一个简单的结论。

分析训练中简单的问题并不是用来解决的,训练的目的不是为了找到答案,而是为了雕琢分析模式使之复杂化,即培养多角度、多层次看问题的分析习惯。当然,使分析模式复杂化并不意味着将问题的处理烦琐化,去无事生非。恰恰相反,培养复杂的分析模式是为了使头脑有足够的“内存”,当遇到复杂问题时能简便快捷地予以有效处理。所以,许多著名的科学家、艺术家或学者从不轻视小问题、简单的问题,反而认为只有能由小见大,能从简单中看到复杂,才算是具备一流的敏锐头脑。下面来具体谈谈如何使复杂的问题得到简化。

1.简化

在分析训练中经常用到简化的方法。所谓简化,是指首先把问题化成仅仅保留主要观点的简单形式。然后审查在极限情况下解决问题的可能性,对所得到的信息加以分析。其次,利用迄今为止所发现的关系来反驳所得到的结果,并且所得到的结果应当符合极限情况。最后检查所得到的结果是否满足审美的要求。

数学家欧拉解决“七桥问题”就是一个成功简化问题的范例。

“七桥问题”是18世纪提出的一个数学问题。在德国哥尼斯堡(又译柯尼斯堡),有一条布勒尔河,该河有两条支流,在城中心汇合成一条大河,河中间是岛区。河上有7座桥,哥尼斯堡的一个大学生在傍晚散步时,总想一次走过7座桥,而每座桥只走一次。可是试来试去总是办不到。于是便写信给欧拉,请他解决这个问题。

欧拉对这个问题进行了仔细分析。他想,既然岛与半岛都是桥梁的连接地点,两岸陆地也是桥梁通往的地方,那么不妨把4处地点缩小成4个点,并把7座桥简化为7条线。经过如此这般的抽象,欧拉就把一个有着形象因素干扰的难题转换为“一笔画问题”:能否一笔画出该图而每一点只通过一次。简言之就是,能否不重复地一笔画出该图。欧拉用已知的点、线、奇数、偶数等相关知识解决了这个问题,证明了不能由一笔画成。

这种转换虽然并没有改变问题的实质,却简化了问题,使之更加易于用数学方法予以解答。

2.分解

在进行分析时常常需要把一些复杂的问题进行分解。分解问题是指把一个母问题分为几个子问题,或者把一个整体问题分为几个层次问题或局部问题,或者把一个复合系统问题分成若干个子系统问题,然后分别予以解决。如把太阳系的起源问题分解为恒星的起源问题、行星的起源问题以及卫星(如月球)的起源问题等等。

问题的分解包括目标的分解、方法(手段和途径等)的分解。下面这个例子有助于理解这一点。

曾两度荣获世界马拉松冠军的日本选手山田本一在谈到他取胜的秘诀时说:每次比赛前,他都要乘车把比赛的线路仔细看一遍,并把沿途比较醒目的标志画下来,一直画到赛程的终点。比赛开始后,他就以百米的速度奋力地向第一个目标冲去,等达到第一个目标之后,他又以同样的速度向第二个目标冲去。很长的赛程,就被他分解成若干个小目标轻松地跑完了。起初,他并不懂这个道理,而是把目标定在终点线上的那面旗帜,结果他跑十几千米时就疲劳不堪了。

山本田一这种分段实现大目标的方法,实质上就是一种问题分解,虽然它比较简单,但也是一个分析式的分解,并分段实施解决的活动。其基本思路可供其他类型的问题分解借鉴。

对问题进行分解时,要注意诸局部问题之和或诸子系统问题之和并不等于整体问题或系统问题。换言之,解决了各个局部问题(或子系统问题)并不等于一定是有效地解决了整体问题(或系统问题)。比如生态问题、全球经济问题不仅要求局部地有效解决,也需要整体地有效解决。这里主要原因在于局部问题之间有时是不协调的,甚至是严重对立的。有时两个子系统问题各自的最佳解决方案不仅相互对立、相互冲突,而且会妨碍甚至危及其他子系统。

3.化归

化归的方法同样可以运用于分析力的锻炼。化归,又称化约,它是解决复杂问题的一种方法。它要求尽量把一个复杂问题化归为以前解决的问题(或与之非常类似的问题),然后分析和说明采用哪些步骤可以从早先的解法导致对新问题的解决。这种方法在解决技术问题过程中经常使用。

比如,在19世纪末,如果要教一名工人造汽车,那么最简单的方法也许就是教他如何改造一辆马车——去掉车辕,加上一个马达和变速器。

化归的第二层意思是指把复杂问题化归为各种要素。通过对每一个要素的内容、特点和意义进行分析,然后找出解决问题的方法和途径。

前一种化归主要是在问题的亚层次或在问题层次上寻求类比和方法移植;后一种化归则主要是在要素层次上寻求类比和借鉴方法。后一种方法适用于分析基本问题和深层问题。

列举法

列举法就是将事物的特点一一列举出来,然后再进行分析,找出其缺点或特性,使问题最终得到完美答案。这一过程都是本着解决问题,取得成功的目的进行的。在此,笔者将详细介绍两种列举法。

1.缺点列举法

缺点是人们所厌恶和极力避免的,在发现缺点后需要对得到的信息进行分析,对缺点分析可能会找到新的增长点。

从前,日本有个叫鬼冢八郎的人听朋友说:“今后体育大发展,运动鞋是不可缺少的。”于是,他决定加入生产运动鞋这一行业。他想,要在运动鞋制造业中打开局面,一定要做出其他厂家没有的新型运动鞋。然而,他一无研究人员,二又缺乏资金,不可能像大企业那样投入大量的人力和资金去研制新产品。但是他想:任何商品都不会是完美无缺的,如果能抓住哪怕是针眼大的小缺点进行改革,也能研制出新的商品来。所以,他选了一种篮球运动鞋来进行研究。他先访问优秀的篮球运动员,听他们谈目前篮球鞋存在的缺点。几乎所有的篮球运动员都说:“现在的球鞋容易打滑,停步不稳,影响投篮的准确性。”他便和运动员一起打篮球,亲身体验这一缺点,然后就开始围绕篮球运动鞋容易打滑这一缺点进行革新。有一天他在吃鱿鱼时,忽然看到鱿鱼的触足上长着一个个吸盘,他想,如果把运动鞋底做成吸盘状,不就可以防止打滑吗?他就把运动鞋原来的平底改成凹底。试验结果证明:这种凹底篮球鞋比平底的在停步时要稳得多。鬼冢发明的这种新型的凹底篮球鞋问世了,并逐渐排挤了其他厂家生产的平底篮球鞋,成为独树一帜的新产品。

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