创造性约束的力量 - 布兰登·罗德里格斯

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试想一下假如有人让你发明一样东西，它可以是任何你想要的东西，你可以用任何材料去制作，可以把它做成任何形状或大小。这种创造自由听起来很让人感觉到解放，不是吗？但真的是这样吗？如果你像大部分人那样，你或许会对这任务感到无所适从。为什么呢？布兰登·罗德里格斯将向我们解释创造性约束是怎样驱动探索和发明的诞生的。

课程讲授：布兰登·罗德里格斯，动画制作：CUB动画室。

试想一下假如有人让你发明一样东西。

它可以是任何你想要的东西，

你可以用任何材料去制作，

可以把它做成任何形状或大小。

这种创造自由听起来很让人感觉到解放，不是吗？

但真的是这样吗？

如果你像大部分人那样，
你或许会对这任务感到无所适从。

在没有更多指引的情况下，
你知道从哪里开始着手吗？

事实证明，无限的自由并不总是有用的。

在现实生活中，
任何设计都会受到诸多因素的限制，

比如说成本，

手头上有什么材料可供你自由支配，

还有不会被打破的物理定律。

这些因素都被称为创造性约束，

这些因素都是要求和限制条件，

要想完成目标我们就必须面对它们。

创造性约束适用于各类职业，

如建筑家和艺术家，

作家，

工程师，

和科学家。

在许多领域中，约束作为探索和发明的驱动因素，

都扮演着一个特别的角色。

尤其是在科学进程中，

约束条件是实验设计中必不可少的一部分。

例如，一位正在研究一种新病毒的科学家会思考，

“我应该怎样利用手中现有的工具和技术，

去进行一个能够告诉我
这个病毒是怎样感染人体细胞的实验呢？

我现有的知识中有哪些局限性会阻碍我，

去理解这个新型病毒性路径？”

在工程领域中，约束条件能让我们把科学发现

应用到新颖有用的事物的创造中。

举一个例子，着陆器维京1号和2号，

它们需要依靠推进器才能安全着落于火星表面。

问题是？

那些推进器会在火星表面留下外来的化学物质，

污染土壤样本。

一个新的约束条件因而产生。

我们怎样使探测器在登陆火星的同时，

又不会把地球的化学物质带到火星上呢？

在下一个探路者任务中就用到一个气囊系统，

这个系统可以让探测车弹跳和停止行驶，

同时不需要燃烧污染性燃料。

多年后，我们想要发射
一个更大的探测车：好奇号。

但对于气囊设计而言，好奇号实在太大了，

因而另一个约束条件也得以明确。

我们怎么让一个大型探测车
着落的同时，火箭燃料又能

远离火星土壤呢？

作为回应，工程师们有一个疯狂的想法。

他们设计出一个空中起重机。

它跟玩具店里的抓娃娃机很相像，

可以让位于星球表面高空中的探测车降落。

每一个发明，工程师们都展示出一种

科学思维的必要习惯——

就是解决方法要意识到现有技术的限制，

这样才可以促使技术的发展。

有时候这样的过程需要重复多次，

就像，“我怎样做出一个更好的
降落伞让探测车着陆？”

有时候，这样的过程是革新性的，

像是在现有最好的降落伞

都起不了作用的情况下，
怎样实现我们的目标。

在这两种情况下，约束条件指导决策，

确保我们达成每一个目标。

这里还有一个尚待解决的火星问题。

那就是我们想把需要水
维系生命的宇航员送到火星上。

他们需要依赖一个可以让水保持纯净的过滤系统，

而且这个系统能让水100%回收利用。

这些都是相当严苛的约束条件，

现在我们的技术也许还不能实现上述情况。

但在尝试实现这些目标的过程中，

我们可能会发现这些发明的其他用途。

建造一个创新性的水过滤系统

可以为工作在干旱地区的农民们服务，

或者为水污染城市过滤干净城市用水。

实际上，很多科技发展

都是在一个领域的偶然失败下，

需要解决另一个约束条件中产生的。

科学家亚历山大·弗莱明正是因为不小心污染了

实验室里的一个培养皿，

才会发现世界上第一种抗生素，即青霉素。

同样的情况发生在合成染料，

塑料，

还有火药的发明过程中。

它们都是在偶然情况下被发明出来的，

但同时是因解决其他问题的
约束条件而发展下去的。

理解约束能引导科技进程，

这不但适用于科学还适用于很多其他领域。

约束不是创造的障碍，而是创造的源泉。