設計是發明的具體呈現。不管發明物是迴紋針或電腦晶片,設計都是將它催生出來的創意構想之具體呈現。設計是一種過程,讓某種堅實確切的東西從創意的迴旋迷霧浮現出來。如果設計是發明的具體呈現,那麼,簡單、優雅與耐用就是優良設計的目標。我在第一章介紹過這些原理,現在將更深入地再次探討。我發現這些原理運用在發明上時,常常會以問題而非陳述的型式出現:「我的設計是否以絕對的簡單性,反應出我構想的精髓?」「我是否以最優雅的層次解決了這個問題?」「我的解答夠不夠耐用,能否承受預料不到的考驗?」

我們來仔細探索這些原理,看看如何應用在發明上。

深刻的簡單
隨著我們居住的世界變得愈來愈複雜,針對「簡單」(simplicity)的優點已經多有著墨。今日,全世界有許多企業都把簡單當成企業的引導信條。我們都曾經體驗過度複雜帶來的挫折:令人昏頭的路標、功能過多的新產品、讓人滿頭霧水的政府表格,以及為了娛樂系統而設的無所不在的遙控器。人們曾經認為複雜可以藉由提供更多選項或資訊,來增添產品或系統的價值。不過,人類無法在心靈前側保留過多資訊,於是目的的清晰度常常因此遭到犧牲。在充滿可能性的茫茫大海中,失去了完成簡單任務的能力。

不過,在發明與設計裡,「簡單」的意義稍有不同。我把簡單當成觸及事物的精髓。簡單從問題陳述開始。在第一章,我提及我們一定要先檢視問題,確定它是我們必須解決的,而不是我們主要焦點之外的次要事物。

我們常常必須檢視某個問題,並仔細剖析它的組成元素,然後以最簡單的呈現方式將它重組起來。我們需要自問:「我是否把自己需要解決的問題精髓表達出來了?我是否已經把它逐漸縮減到核心?」一旦問題以呈現本質又明確的方式陳述出來,隨之而來的解答就能直接又簡單地呼應這個問題。

問題不是各個都簡單,解答也不是。回想愛因斯坦的勸誡:

所有的事情都該是盡可能的簡單,但不是過度簡化。

我們應該盡可能地簡化,但不能損及需要達成的事情。簡單的意思不是愚鈍。簡單意指直接與效率——沒有無關的東西。簡單就是專業運動員的優雅動作,看來如此自在與自然,但實則耗費多年的受訓與練習。簡單既是終點,也是開端。

心理學家威爾‧舒茲博士(Will Schutz)在著作《深刻的簡單》裡描述從簡單到簡單之間的旅程。他說這趟旅程必須先穿越複雜的地域,才能重返基本或深刻的簡單。他寫道:

理解會經過三個階段的演化:過度簡化、複雜,然後是深刻的簡單。

他說「發現」就是從簡單到複雜,再到深刻的簡單。關於深刻的簡單,一個有力的例子(就是讓我意識到這個概念的)就是羅素(Bertrand Russell)與懷海德(Alfred North Whitehead)在一九一二年的著作《數學原理》。在那本書裡,作者們思索數學的龐大複雜性,並證明數學可以歸約成五種簡單又符合邏輯的操作。所有的數學都可以從這些觀察推演出來。

這個構想對舒茲產生很大的影響。複雜可以歸約成涵蓋一切的公理,這就表示,許多看似擴散的問題,最終都能以直搗問題本質的解答將之歸納在一起。我認識的一位科學研究員談及尋找深刻的簡單,因為那正適合他的研究:「我們從簡單的假設開始,然後實驗會導向愈來愈複雜的假設,最後我們就會有所發現,而那種發現就具有深刻的簡單性。」

發明者尋找解答時,也會依循同樣的路徑。他常常從簡單的構想開始,然後在追求最佳解答的時候層層添加複雜度。為了找出解答,仍不滿足的他持續增加複雜度。最後,深刻的簡單解答會自我呈現(常常出於他潛意識的反芻),而這就是他發明的髓。 

發明?
「我的解答已經達到最簡單的地步了嗎?」發明者形塑自己的構想時,必須反覆自問。我們來看看幾個深刻簡單的例子:

迴紋針
迴紋針似乎是發明裡簡單的縮影。基本上它是個一段彎曲的鐵絲,運用內含於鐵絲裡的扭轉特性,以做為夾子之用。這種裝置的簡單就在於,它運用結構材料的基本特質來執行任務。它的結構材料(一小段鐵絲)本身並不會讓人聯想到夾鉗的功能。給予它這個原創功能的,是深刻簡單的發明:在鐵絲上做出幾個彎折。

我們如果需要暫時把幾張紙固定在一起,想得出這個簡單得驚人的發明嗎?也許想不出來。運用鐵絲內在的扭轉力來施加鉗夾的壓力,這個簡單性只有在見識過以後才會變得顯而易見。有趣的是,這種扭轉原理現在常應用於各式各樣的面向,從汽車懸吊系統到雷射唱機。在發明裡,迴紋針是簡單的奇蹟,也是我們自己在發明時可以加以效仿的模範。

雷射印表機
有時,發明者有個構想,一旦透過設計讓它成形時,就從構想的簡單進入了複雜的疆域,進而持續增生與混淆。雷射印表機的發明者蓋瑞‧斯塔克維(Gary Starkweather)發現自己正處於那種情境。他的構想看似簡單。他覺得自己可以運用雷射而非一般白光,來照亮即將複製到複印鼓上的頁面影像,藉此徹底改善複印術。原始的影像不一定要來自紙張,而可以是電腦電子資料。斯塔克維打造出這樣的裝置之後,卻很快領悟到,為了達到光學校準的精確性,會讓他的發明物變得極度複雜而且昂貴到離譜的地步。他與逐漸攀升的複雜度纏鬥不已,對於自己的進度愈來愈挫折與氣餒。幾週的時光流轉成數月,他仍然無法超越自己的問題。某日,在沒有更好的辦法之下,他終於返回最基本的面向——回到他研讀光學頭一年時所學習的簡單事物。結果突破就來自簡單事物,引領他邁向成功。邁可‧西爾吉克(Michael Hiltzik)在他的著作《創新未酬》裡描述這項突破:

不過,最棘手的問題……正落在傳統光學的領域裡。西爾吉克心知肚明,鏡像的切面只要微微偏離校準,掃瞄線就會移位,最後的影像就會扭曲或模糊不清……以視覺的用語來說,從一英里之外的距離看過來,鏡子偏離的距離不能超過五分錢銅板的直徑。

兩個多月以來,他與這個謎題掙扎不已……某天,他悶悶不樂坐在光學實驗室裡。那裡的牆壁早已漆成黑色,而且因為考慮到附近架高的感光鼓還調暗了燈光;感光鼓與感光板一樣對過度曝光很敏感。西爾吉克在拍紙簿上隨意塗鴉,重新思索他在大一在密西根州立大學學過的光學基本原理。折射光線的傳統方法是什麼?當然是三稜鏡了。他草繪了好幾面三稜鏡彼此互疊而搭成的金字塔,每個都比底下的更小,以便適應更加尖銳的偏斜角度。他把那張紙拿離一隻手臂的距離,這才領悟到那些三稜鏡讓他想起從前教科書裡的某個東西:中間寬大、頂端與底部皆窄小的一般圓柱透鏡。「我記得我自言自語:『小心點,這可能行不通。未免太簡單了吧。』我把它拿給實驗室助理看,他說:『不會有點太簡單了嗎?』

是簡單沒錯。但效用也高得讓人咂舌。西爾吉克的腦力激盪就是,介於圓盤與感光鼓之間,在適當的距離插入圓柱透鏡,鏡片就能捕捉過高或過低的光線,將之轉回感光鼓面上的恰當地方,就像眼鏡鏡片會把風景的影像重新聚焦於某人失準的視網膜上。

即使雷射印表機很複雜(我確定,它最初的指令執行還要更複雜),從複雜之地回到簡單之地,確實是讓這裝置成為具商業競爭力的科技的關鍵所在。複雜的裝置仰賴精密公差(tight tolerances),動輒就可能失敗;對複雜的裝置來說,簡單也許反倒是最重要的事。

iPod與隨身聽
消費者電器的複雜度常常讓人覺得麻木乏味,而在這樣的時代裡,大家常常以蘋果iPod作為簡單設計的範例。iPod的設計不是意外,而是仔細研究人們如何與機器互動(現今稱為互動式設計)的成果。設計上來說,iPod主打直覺式的使用,不用經過密集研究即可操作,同時還可進行其他活動,比方說運動。設計既簡單又符合直覺,焦點也很集中。運用拇指或指頭的畫圓動作,即可拉動捲軸,而只要按下按鍵就能選擇,如此簡單又符合直覺,於是多數人很快就學會如何運用這套裝置。你通過層層選項時,同樣也很簡單。拉動捲軸與選擇。拉動捲軸與選擇。只有在你選了一首歌而開始播放時,才會因為選項而增加複雜度,有多重的選擇或箭頭按鍵需要撳下。只要按下清單按鈕,總是可以返回上一層,而清單按鈕可以把你帶回你當初所來之處。功能的簡單性也在設計上反應出來,沒有多餘或造成混淆的東西。這個設計框架經過精進,被帶進更加複雜的商品裡,像是蘋果的iPhone與最近推出的iPad。

現在,拿iPhone那類的較新產品,來跟上一代的典型手機比較,看看操作起來的簡單度如何。iPhone之前的多數手機都是設計來進行很多事情的,但除了撥電話以外,如果沒有參考使用手冊,要操作其他功能都很困難。這些裝置裡,大多都具有不必要的複雜度。它們缺乏iPod與後代產品的直覺式簡單。

麻省理工學院教授約翰‧前田(John Maeda)在他的著作《簡單的法則》裡,描述iPod旋鈕在設計上的演化。

前田把反覆執行指令的順序描述為:「從簡單起步,逐漸變得複雜,最後以盡可能簡單為上」。這個過程讓人想起威爾‧舒茲在本章稍早所描述的,從簡單到複雜,再到深刻簡單的旅程。

iPod的簡單與使用上的便利性,在小型消費者電子裝置的大海裡相當突出。iPod設計者為了讓他們的產品成為人類可以與電腦化配件輕鬆互動的典範,於是把目標放在簡單的原理上。

亞馬遜的一次點擊

相較起來,網路是相當新穎的現象,而網站設計的領域與時俱進。最久也最成功的網站之一就是亞馬遜(Amazon.com)。

亞馬遜從書商起家,逐漸擴增成為其他無數產品的經銷商。亞馬遜精彩的地方就是介面的簡單。要在網站上周遊與購買商品都極為簡單。亞馬遜的設計者創造這個網站時,肯定一直把簡單的原理放在心上。購物者可以輕易與直接發揮瀏覽商品、找出欲購商品與下手購買的基本功能,背後似乎就是以這個原理為指引的力量。我可以想像亞馬遜網站的開發:隨著每次設計的反覆執行,他們會問這個問題:「我要怎麼讓這個過程更加簡單?」亞馬遜的設計者在追求簡單的時候,想出了他們擁有專利的「單次點擊系統」(1-click system)。事後回顧,單次點擊似乎是顯而易見的概念;不過當時所有的網路零售商都用虛擬的購物車系統,來進行網路購物。也許他們覺得,把信用卡那類的專屬資訊儲存在線上,會把顧客嚇走。亞馬遜努力想把選擇商品到購買的途徑加以簡化,也領悟到最簡單的方式就是「點擊」產品本身。

亞馬遜執行長傑夫‧貝佐斯(Jeff Bezos)在某次訪談中,捕捉了單次點擊背後的思考:「當初他(貝佐斯)提出單次點擊購物時,人人都困在以購物車為隱喻的心態裡。他卻領悟到,在網路上你只需要用游標指出並點擊某個物件,它就是你的了。」

我確定,單次點擊的簡單性,替亞馬遜帶來了幾百萬元的銷售佳績;如果當初只用購物車的概念,可能就不會有這番榮景。購物車比較複雜而且需要時間、打字與思索。工業研究顯示,結帳離開以前,有百分之六十到六十五的網路購物籃會被捨棄。

這裡的發明思考的天才之處,就是如此簡單到顯而易見的東西。如果購物起來較為便利,人們就會消費更多。我在零售商店排隊時,常常會想到這點。讓顧客排隊等候會讓他們減低購物的興致。零售商抱怨網路傷害他們的生意,可是他們卻不去看看有何方法可以簡化購物過程,來鼓勵更多的購買。

簡單與複雜
簡單之美只能在複雜的鏡像中反映出來。事實上,這兩者需要共生並存。約翰‧前田在他的著作《簡單的法則》裡,描述這個弔詭:

簡單與複雜彼此需要。市場上有越多複雜,越簡單的東西就更為突出。因為科技只會繼續在複雜度上發展,而採用簡單的策略反倒能幫忙你將自己的產品區隔開來,繼而帶來明顯的經濟利益。既然如此,在設計上奠定簡單感,需要刻意以某種型式讓複雜唾手可得。這樣的關係可以在同樣物品或經驗上,或與同一範疇的其他產品對比時,顯現出來——就像在MP3播放器的市場裡,iPod的簡單與更為複雜的競爭者互相比較對照。

簡單的巧妙程度是與複雜相較下衡量出來的。做事的方法眾多,但找到簡單的解答時(減輕任務裡暗含的複雜度),它就會脫穎而出。事情原本可以用什麼樣的複雜度來完成,就隱含在背景裡任憑人人去想像。

有些機器或裝置不得不複雜——比方說,飛機、汽車或電腦。回溯愛因斯坦講過的話:「所有的事情都該是盡可能的簡單,但不是過度簡化。」這些系統即使最終還是很複雜,但可以看出當初的設計也是追求愈簡單愈好。如果想看看簡單的原理在哪裡得到最明顯的運用,那麼就在這些複雜機器裡的人性化介面。在這裡,簡單必須掌控複雜。要掌控汽車,並不需要事先瞭解那架機器的複雜度。要駕駛車輛,也不用先瞭解電腦化燃油噴射系統的細微差異。我們是以最簡單的方式來控制機器的複雜度。

零質設計(Zero Mass Design)
想像一下,假設汽車的複雜度就反映在它的控制系統裡。比方說,儀表板上佈滿了電腦螢幕,各個呈現了車內每個微型控制器的數據資料(多數的現代車款裡都有六十幾個微型電腦),而駕駛時的部分工作就得要時時掃視那些螢幕,以便監控車上所有系統的狀態。如此一來,駕駛汽車將會呈現了新一層次的複雜度,而有資格取得駕駛執照的個人就不多了。當然,這種複雜度的添加是不必要的。這些系統可以自我監控,萬一有故障狀況會自行警告駕駛。我很驚奇,汽車竟能演化成這樣的機器(即使力大無窮並具有造成破壞的潛在能耐):不管大眾的教育程度,只要經過最低限的訓練,都能安全又可靠地操作。

任何需要人類手動操作的複雜系統,都必須清楚明白、毫不含糊。就這點來說,簡單不一定是低限主義的意思。試想典型的數字腕錶。我兒子就有一支,他常常要我幫忙重設時間。這支錶的側面有幾顆按鈕,還有一個大液晶旋鈕。我要是不看使用手冊,根本就沒辦法替這支錶重設時間。錶上三個未標示的按鈕,控制著許多不同的功能。必須要以正確的順序與方式來操作,才能發揮其中一個功能。由這麼少來控制這麼多的簡單性,可能會讓人感到驚奇,可是這種低限主義的呈現很拙劣,要是不讀詳盡又複雜的指示,就搞不清楚該如何操作這支錶。

另一種極端就是擁有過多控制器的裝置,特別是看來相同卻負責不同事情的控制器。在此,我們面臨了模糊與複雜。三哩島核子電廠就是一例。遇上緊急事故時,操作者無法有效率地運用控制器來抑制逐漸惡化的問題。

設計人們用來互動的東西時,就要以清晰與直覺為追求簡單的依據。控制器用來必須是直覺式的,而運用它們之後會產生什麼效果,也該讓操作者立即明白。如果可能的話,要透過來自控制器的反饋,讓一種或更多種感官參與其中。比方說,當你在鍵盤上打字,你壓下一鍵的時間有多長?你壓鍵時要多用力?最初為電腦創造的電子鍵盤時,鍵盤不會發出聲音,因為就技術面來說,聲音是沒有必要的。事實上,在機械打字機的時代裡,敲鍵的聲音被當成老派復古風。不過,身為使用者的我們,打字時就需要按鍵發出喀嗒聲作為聽覺的反饋,這樣我們才曉得自己真的敲到了那個鍵。因此,製造商不久就在鍵盤上添進電子的喀嗒聲,作為打字時的聽覺輔助。今日大多數的鍵盤也有觸覺反饋,壓下按鍵時,起初一定要先克服機械阻力。一旦壓下,按鍵會以最小阻力回到停留的地方,克服了這種最初的阻力時,讓我們曉得自己已經按下了鍵。

關於人因工程(human-factors engineering)與互動式設計,人們已有諸多學習與著作。我只提供了幾個用來解說的範例。創造由單人來操作的東西時,簡單可以提升清晰度與使用的便利性。我認識的一位製造工程師曾以這句話作為總結:「把做對變得比做錯還容易。」

簡單作為發明的權宜之計,可以用「成本低、效益高」(bang for the buck)來衡量。這裡的「bang」就是功能性。我講功能性的意思,就是我們可以用這項發明物來做多少種不同的事情。逐年往一般軟體程式所添加的特點,無疑地增加了它們的功能性。可是它們變得如此複雜,使用者必須耗費很多時間與力氣才能從這些特點當中得到好處。我們知道,藉由增加設計的複雜度,可以獲取更多的功能性,可是我們可以從簡單的東西裡得到什麼呢?我們的迴紋針相當簡單,而且如同之前所提,具有極大的功能性。無論透過複雜或簡單,都能獲取功能性,這樣的構想是由大衛‧桑伯克博士在他的書稿《零質設計》裡所提出的。桑伯克博士把取得功能性的動力,描述為U型的曲線,也就是說可以從增加的複雜或極端的簡單中得到功能性。他把透過極端簡單得到的功能性,看成發明設計;把透過增加複雜而得到的功能性,當作工程設計。

在傳統的設計裡,一旦增加複雜度,功能性也隨之增加。不過,在零質設計裡,功能性會隨著簡單化而增加。迴紋針就是零質設計的一例。它非常簡單,但功能性卻超越了原本的使用目的。

桑伯克博士描述零質設計的原理:「零質設計的原理是從極盡簡單的設計開始,即使最後行不通也是,最後的設計就會是從那個點演化而來的精進成果。」簡單會增加功能性,這個概念相當深奧。發明者與設計者常常會發現,一旦捕捉到他們試著完成的事物的絕對精髓時,創造出來的東西就不只簡單,也會有超越原始目標的功能性。(摘錄整理自第五章)


像發明家一樣思考(The Art of Invention)
史蒂芬.裴利(Steven J. Paley)/著;謝靜雯/譯
時報出版
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《作者簡介》
史蒂芬 裴利(Steven J. Paley)

發明家、創業家與老師,在商業與科技界累積了超過二十五年的經驗。他曾在Texwipe公司擔任行政總裁與技術執行長,這家公司製造專門化的污染控制產品。裴利握有無數的美國與國際專利,畢業自史丹佛大學的產品設計科系。近來他創立了Arise Technologies,教導具有特殊需求與天賦的孩童有關機器人學與工程學的知識。

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