附录1 在无结构情况下解决问题的方法
第8章“界定问题”把解决问题描绘为一个不断进行逻辑分析的过程，目的是发现并展示导致非期望结果的内在结构。如果问题是我们不喜欢该结构造成的结果，解决方案就是调整结构。
但是，还存在另一种情况，问题不是我们不喜欢结果，而是无法解释它。无法解释的原因有3个：
- 造成非期望结果的结构根本不存在，比如当你想发明一件新东西，如电话或水底隧道时。
- 结构无形，如存在于大脑或DNA中，只能分析其结果。
- 结构不能解释结果，比如如亚里士多德对力的定义不能解释炮弹的运动轨迹，或者不管你怎么保养，工具都会生锈。
在解决问题的时候，你有可能会遇到以上几种无结构的情况。这时就需要用到比我们前面讨论的层次更高的视觉思维方法，但是它们的推理过程很相似。
这种方法是外展推理的一种形式。“外展推理”一词由查尔斯·桑德斯·皮尔斯于1890年创造，用来描述解决问题的方法。之所以叫外展推理，是为了强调它与演绎推理、归纳推理在解决问题的思维方面的相似性。下面我将解释外展推理的两种形式之间的区别，并着重介绍如何使用第二种形式。
分析性外展推理
皮尔斯认为，任何推理过程都要涉及3个方面：
- 规则（关于世界组成方式的看法）。
- 情况（世界上存在的已知事实）。
- 结果（如果把规则用于该情况，预期将发生的事情）。
何时采取何种推理方法，取决于推理过程的起点和已知的其他事实。下面是3种推理方法的区别：
演绎推理:
规则 如果价格定得太高，销量将下降 如果A，则B情况 价格定得太高 A
结果 所以销量将下降 必然B
归纳推理:
情况 提高价格 A
结果 销量下降 B
规则 销量下降的原因可能是价格太高 如果A，很可能B外展推理:
结果 销量下降 B
规则 销量下降通常由于价格太高 如果A，那么B情况 检查价格是否确实太高 可能A
我们一直在说，分析性的解决问题的方法包括关注现状（R1，非期望结果），了解背景，寻找非期望结果产生的原因（规则），并检验是否已经找到（情况）。这和上文所述的外展推理过程有异曲同工之妙。
尽管外展推理有别于归纳推理和演绎推理，有必要注意其中的区别，但三者之间也有紧密的联系。因此，如果解决问题时要面对复杂的背景，可能就会交替使用以上3种推理形式。应该采用何种推理形式、将会得到何种结果，完全取决于推理过程的起点，如图1-1所示：
科学性外展推理
第8章讨论了分析性的解决问题的方法，这里要讨论的是创造性或科学性的解决问题的方法，二者的主要区别在于，我们知道导致结果的结构，而科学家在运用后者时还不知道，即前者已经有了两个基本要素，由此便能推理出第三个要素，而对于后者，科学家必须创造出第二个要素，才能推理出第三个要素。
在推理第三个要素的过程中，科学家们一般会采用传统的科学方法：
- 设想一个能解释结果的结构。
- 设计一项能证实或排除假设的实验。
- 进行实验，得出明确的是或否的答案。
- 重复这一过程，进行分支假设或后续假设，以界定其他可能性，如此循环往复。
科学方法的特点是构造假设和设计实验。两项活动都对视觉思维能力有很高要求。
提出假设
科学的假设不是凭空得来的，而是仔细研究问题产生背景的构成要素后自然而然引出的。举个例子，如果你的问题是想找到一种让人们不用喊叫也能长距离沟通的方法，你自然会去寻找改变声音或增强听力的各种方法，由此形成假设。
遗憾的是，如何提出假设并没有什么诀窍。通常需要一定的天赋，你才能发现你所了解的问题和所了解的世界之间的相似之处。贝尔发明电话就是最好的例证：
让我吃惊的是，与控制它们的极其细薄的耳膜相比，人类的耳骨其实非常粗大。于是我想到，如果这么细薄的耳膜都能振动这么粗大的耳骨，为什么一片更加厚实的膜不能振动一块铁片呢？
人类目前所掌握的知识只是冰山一角，还没有人能解释为什么猿类似人而不是其他物种。因此，要想彻底了解问题产生的背景，做出所有相关假设并重新检验，这几乎是不可能的。但是，我们确实从运用过这一方法的人那里了解到，他们最后得到的真知灼见总是以视觉图像的形式浮现出来的。
设计实验
提出假设后，下一步就是设计能够肯定或否定假设的实验。这个过程同样需要视觉思维：“如果假设是有效的，接下来必然会发生什么呢？我要设计实验来证明它确实会发生。”用外展推理的方法表述就是：
结果 我观察到非期望结果A。
规则 A的发生可能是因为B。
情况 如果B，那么C必然发生。检查接下来是否发生C。
通过伽利略和炮弹的故事，我们可以更清楚地了解这种方法：
结果 亚里士多德认为，力会产生速度。因此，当力停止作用于物体时，物体就会停止运动。但是大炮发射炮弹时，即使力已经停止作用，炮弹仍然继续运动。就力与运动的关系而言，亚里士多德关于力的概念一定是错误的。
规则 我只要扔下手中的球，就能观察到运动与力之间的关系。此时，我注意到背景包括3个构成要素：
球的重量。
球下落的距离。
球下落的时间。
由此可以提出3种不同的假设：
- 力与其作用的物体的重量成正比。
- 力与其作用时物体通过的距离成正比。
- 力与其作用的时间成正比。
情况 如果假设3是对的，那么通过的距离将与时间的平方成正比。这就意味着如果物体在单位时间内通过单位距离，那么它在2个单位时间内将通过4个单位距离，在3个单位时间内将通过9个单位距离，依此类推。
从斜面的一侧将球滚下，以便有足够的时间测量在不同单位时间内通过的距离，并由此判定距离和时间的关系是否就是假设中提出的关系。
新规则 结果完全一样。因此可以确定，力导致了速度的变化。
设计实验的意义在于，通过实验得到的最终答案一定是明确的“是”或“非”。改变背景中的某一个条件还不足以使你“看清楚发生了什么”，而实验结果却能让你明确地肯定或者否定最初所做的假设。
过去一百多年来，人类在自然科学领域取得的最伟大的进步都严格遵守了这一要求。引用达尔文的一句话：
所有的观察结果，如果有用的话，必须支持或反对某一观点。
奇怪的是，竟然有人看不到这一点。
最后，我们再来对比一下外展推理的两种形式，如表附录1-1所示：
从上表可以看出，两种形式有着相同的模式。这种模式有重要的价值，因为它们能帮助你迅速找到思考和解决问题的突破口，以严谨的方式推进你的思考，尽量减少中间步骤，而且不会被一些不相干的因素绊住或拖延。
每一步都要求产生让人“看见”的结果（即图像思维），每一幅图像都能为进一步的分析指明方向。当问题得到解决时，这些图像将成为指导你讨论和斟酌字句的依据。
赫伯·西蒙曾说，解决问题只不过是通过表述问题使解决方案不言自明。我一直在努力让大家了解最有效的表述方法。我们所有人都可以拥有比过去更具创造性和更有效的思维方式。更清楚地了解思维的过程，也许能鼓励我们切实地运用它们。
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