軟件工程辯證法

2019-11-17 04:51:23

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供稿：網友

　　摘要：

　　本文用辯證法思想分析了軟件工程需求和設計中的一些問題、關系、方法，探討了輕量級和重量級軟件開發過程的辯證關系。

　　要害字：

　　辯證法、軟件工程、需求、設計、輕量級、重量級

　　正文：

　　近日某教授所做“智能機器的困境”的專題講座引起了在座熱烈的討論。其中討論得最熱烈的問題就是：“某說法是唯物論，還是唯心論？”

　　其實，“某說法是唯物論，還是唯心論？”這樣的爭論大概是永遠不會有結果的。其主要原因是：不管是唯物論還是唯心論，人們對它的概念即使是專家也不能說就完全清楚了。有些專家自以為清楚，其實并不完全清楚。更不用說普通老百姓了，只是簡單地學了一些名詞而已。

　　上面的觀點讓我們舉個例子就明白了。

　　有些人認為《老子》是唯心論。另一些人認為《老子》是唯物論。有些人可能研究過，而有些人根本不知《老子》之所言為何物，也跟著喊“《老子》是XX論”。因為它確實太博大精深了，本人對他也是一知半解，在此只能談談自己的一些淺見。

　　《老子》的第一句是“道可道，非常道；名可名，非常名?！薄Ｆ渲械谝粋€“道”可以解釋為“自然的規律”，第二第三個“道”可以解釋為“用語言文字描述”；第一個“名”可以解釋為“事物的概念”，第二第三個“名”可以解釋為“用語言文字定義”。因此，“道可道，非常道；名可名，非常名?！?a href="http://www.49028c.com/tools/zaixianfanyi.asp">翻譯成白話文就是“假如一個自然的規律可以被（有限的）文字語言描述，那么這樣的描述就不可能是完整的一成不變的，需要根據條件變化而修正；假如一個事物的概念可以被（有限的）文字語言定義，那么這樣的定義就不可能是完整的一成不變的，需要根據環境變化而調整。”。這句話實際上說明了語言文字相對于宇宙世界的局限性，而這就是《老子》的中心思想。

　　舉個具體例子說明。大家都知道Jack就是某某，某某就是Jack。說起來似乎都知道了，但要唯一地說清楚Jack的全部特征卻不是那么輕易的，說得夠不夠明白也是根據人們各不相同的需求。按姓名，有同名同姓的；加上按出生年月，也有其他同年同月的；再加上按地址，地址也是不斷變化的就是連姓名都有可能變；假如再加上按體型相貌的信息，更是有限的文字（即使是二進制）無法唯一完整描述的，就像指紋信息或照片信息，根據采集的精度要求也有一定的重復率，也會根據精度的提高而增加存儲的size。

　　因此，假設有一天，有個單位需要建設一個信息治理系統，其中一條需求是：要能夠存儲每個人的所有信息。我們能不能滿足這樣的需求呢？

　　答案是否定的，因為這樣我們建立的數據庫的表結構中就必須含有無窮多個字段才能滿足這一需求。即使計算機再怎么發展，其存儲空間也是有限的，也就是說即使把全世界所有的硬盤拿來也裝不下一個Jack的完整信息。不要說一個人了，連一個π都裝不下。

　　所以，老子的中心思想在軟件工程中可以翻譯成“無論什么時候，要使系統能完整地存儲一個π，這樣的需求都是無法滿足的”，或者簡單地說“即使把全世界所有的硬盤拿來也裝不下一個pie”（所以as easy as pie應當改成as impossible as π）。這大概也算是所謂“智能機器的困境”中的一個吧。

　　再舉《老子》中的另一句“大音希聲”為例，這可以從很多角度來解讀。一種可能的解釋是，老子認為世界上有些聲音是人們很難感覺得到的，像次聲波或超聲波，就可能是他所謂的“大音”, “希聲”就是很少有人能夠聽到或感覺到（老子曰：視而不見名曰夷、聽而不聞名曰希。）。假如沒有人發明超聲波儀和次聲波儀，除了蝙蝠、海豚等等動物外，也許人們永遠也無法理解這類“大音”的存在。當然，也許“大音希聲”的真實含義是無法用有限的語言文字來解釋的。例如，我們也可以把“大音希聲”解釋為“真正的大道理是很難用（有限的）文字來說明的”、“真正的大道理，人們只能感覺或發現他的很小一部分”、“擲地有聲的話是不會經常聽到的”或者“上好的東西是很少去用吵吵嚷嚷的方式去宣傳廣告的（酒香不怕巷子深）”。語言文字的能力是有限的，卻給人帶來無限的想象空間。

　　通過以上的例子和分析可以說明，簡單地斷言老子是唯物論還是唯心論是很荒謬的，因為無論唯物論還是唯心論，其概念都是人們根據自己的有限的感覺創造出來，并用人們創造出來的有限的語言文字表達的。
當然，老莊哲學在論述到具體實踐時有不少相對消極的思想，這些思想是不符合時代潮流的，在當代形勢下是不可取的。同時，這些思想都是學術層面上的討論，和封建迷信沒有任何聯系。

　　上面所引用的老子的章句，無非是為了說明了人的感覺能力是有限的，而用來表達這些感覺的語言文字能力是更有限的。所以其弟子莊子說：用有限的語言文字來全面地描述這個浩瀚的宇宙，是MISSION IMPOSSIBLE。假如一味執著地追求，也許一切努力都只帶來更多的痛苦，也許生命會在尋找中徒然逝去。能有那么一天嗎，你終將你的世界占有？也可以用軟件工程的術語說，需求的完整性和有效性是爭對特定的時間和特定的對象而言的，隨著時間和對象的改變而有可能改變。

　　所以，在爭論雙方無法用有限的語言文字全面地描述或解釋什么是“心”、什么是“物”、什么是唯心論、什么是唯物論的情況下，或者在爭論雙方根本還無法完全理解什么是“心”、什么是“物”、什么是唯心論、什么是唯物論的情況下，去爭論“某說法是唯物論，還是唯心論？”，是永遠不會有結果的。
當然，并不是說這些爭論就毫無價值，它可以開拓思路、活躍思維，至少也可以作為PASTIME、SHOW、或者作為謀生手段，創造一個又一個的商業機會和就業機會，使人們的生活豐富多彩。

　　所以，當你在參加一場辯論競賽時，無論你抽到的是多么不可能獲勝的論題，你都不要灰心，認為自己輸定了。因為在辯論雙方還沒有把論題中的概念闡述清楚時，辯論會就已經time’s up了。裁判們主要是按照他們自己的標準，根據對你在場上的表現的印象來評判你的輸贏的。辯論雙方乃至裁判們可能到最后自己都沒有搞清楚那些概念，甚至連剛剛在辯論什么都有可能記不得了，因為那并不重要，重要的是參與和獲獎。

　　唯心論和唯物論，因為對其概念的理解的不同，他們也有不同程度的共性。其實他們都是這個世界眾多觀點中的一部分，是某種世界“系統模型”的從兩個不同角度分析的“視圖”（View）。他們都有可能被一些云霧所籠罩，或者被一些折射現象所扭曲，正所謂“橫看成嶺側成峰，盲人摸象各不同，不知大千真面目，只緣身在紅塵中”。

　　世上的人們各有所愛，厚此薄彼有之，兼收并蓄者有之，一概否定者有之。就像有些人喜歡白天，因為他們看到了白天的價值；有些人喜歡黑夜，因為他們看到了黑夜的價值一樣。有些生物的生命如此短暫，他們上午出生，下午就死了，對這樣的生物，去告訴他黑夜如何如何，不是白費力氣嗎？

　　白天或黑夜、天晴或下雨、炎熱或嚴寒，去掉任何一部分，這個世界都是不完整的。所以，電影《莫斯科不相信眼淚》的主題曲說得好“自然界里沒有壞天氣，任何天氣都是見面禮”；所以，聰明的“黃帝”在《內經》中說“智者察同”。
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　　無論是薩特的《存在與虛無》，還是羅素的《哲學問題》、波普的《科學發現的邏輯》、西蒙娜·德·波芙娃的《第二性》、詹姆斯的《實用主義》等等，他們用語言構造了各種各樣的思想體系，就像克隆羊多利，從無到有，從單個或數個細胞按照一定的基因規則不斷地進行自我分裂、復制，直到死亡，復歸到無。
難怪身陷圍城的趙辛楣說：“從我們干實際工作的人的眼光看來，學哲學跟什么都不學全沒兩樣。”。就似乎軟件行業的某些人心里說，“從我們干實際工作的人的眼光看來，學軟件工程跟什么都不學全沒兩樣?！?。這大概也是“智者察同”吧。

　　在日常人際交往中，我們要把自己的注重力放在彼此共同的愛好、共同的需求、共同的利益、共同的目標上，尋找自己和別人的共同之處，求同存異，這樣才能做到將心比心。當你需要同事對你多關心、多交流時，先想想“己所欲、施于人”，別人也有這方面的需求，那就從我做起，主動去多關心同事、多和同事交流吧；當你心懷不滿，預備貶損別人時，先想想“己所不欲、勿施于人”，別人也不希望受到貶損，那就盡可能多提建設性的方案或者是善意的批評。這樣才能建立共事的基礎——信任。“人與人之間的冷漠往往都是誤會，沒有誰故意傷害誰，只是一棵含羞草碰到了另一顆含羞草?！?br />
　　在軟件需求分析和設計中“智者察同”的思想具有相當的指導意義。例如在十多年前建設的某個信息治理系統中，對某個信息的業務可以分為登記、注銷、延期、遷移、變更等等，我們當然可以把它當成不同的對象把操作日期等存儲在不同的字段，其日志信息存儲在不同的表中。但是，這樣的結果是造成查詢統計的不便、數據抽取的麻煩、更有甚者是業務類型判定的錯誤（當在同一天對同一個人做兩種以上不同的業務時，用哪個業務的日期為最大值來判定其實際的業務類型，電腦也會“霧煞煞”）。因此，發現歸納出這些業務的共同之處非常必要。

　　在面向對象的分析設計中， “面向對象＝對象＋類＋繼續＋通信”。其中“類”是一組具有相同數據結構和相同操作的對象的集合。面向對象的分析設計最基本的任務就是在搞清所有的對象后，根據不同的對象組合抽象出具有類似特性和共同行為的對象的模板，這樣就形成了類。因此分析設計的水平很大程度上與分析設計者的“察同”能力與經驗有關。而一個軟件系統分析設計的水平，影響到這個系統在使用時的各項質量指標。

　　科學發現的過程就是在一些類似的現象中發現并證實這些現象所隱藏的共同規律的過程，就像牛頓從掉落的蘋果中聯想到其他下落的物體具有的共性而發現了萬有引力。這些規律是用有限的語言文字來描述的，觀察的環境條件也是有限的，因此會因為隨著觀察對象的增加、觀察環境的變化、觀察者的不同而需要在語言文字定義描述中加以修正完善。

　　“智者察同”的思想在當今世界企業治理理論中也在產生巨大的影響?！兜谖屙椥逕挕返摹肮餐瑢W習”和“共同愿景”，《自適應軟件開發》的“共享使命價值”，《流程治理》的“整體最優”，《瓶頸治理》中的“物流平衡”，《項目治理》中的“利益共享者”和“團隊一致性”，等等等等。美國人在反省他們那種西部牛仔式的個人英雄主義，而“每個人是條龍，合起來是條蟲”、“一盤散沙”的中國的軟件業又該如何？

　　釋迦說：“人的生命只在于呼吸之間（當下的那種平衡）”。這世界上什么人都有，有的人只喜歡吸氣，有的人只喜歡呼氣，有的人都喜歡，有的人都不喜歡。人在嬰兒狀態下是不需要（常規）呼吸的，人死了也不再需要呼吸，據說還有那些練過一定程度YOGA的是可以在幾天內不需要（常規）呼吸的。但正常的人都是需要（常規）呼吸的，既需要吸氣也需要呼氣。因此，該吸氣時就吸氣，該呼氣時就呼氣。平衡就好，不要進氣時長，出氣時短；也不要進氣時短，出氣時長。

　　這是不是萬事萬物生命的辯證法呢？

　　再回首，看看古人的“智者察同”，其后一句是“愚者察異”。也許古人說的有其道理，但是“察異”者是不是就該被當成“愚者”是值得討論的?！安焱庇胁焱男枰蜁r機，“察異”也有察異的需要和時機。就像前面那個信息系統需求分析的例子，假如不能準確區別不同業務之間的區別，假如不能把系統的功能分解到底，是無法為設計提供準確而有效的依據的。就算“智者察同、愚者察異”吧，智和愚也是相對而言，而且智有智的用武之地，愚有愚的可愛之處。有時要智，有時要愚。該智時智，該愚時愚。

　　有人說，軟件需求是為了說明軟件系統“做什么”，軟件設計是為了說明軟件系統“怎么做”。這種說法本來沒有什么問題，不過假如把它絕對化就有問題了。
假如把一個軟件系統“做什么”分解成并聯和串聯的若干個“做什么”功能，并且一直分解下去的話，就似乎是在告訴大家“怎么做”了。而且在需求中也應當說明，客戶原來“怎么做”，客戶要求或希望“怎么做”。軟件設計在說明軟件系統“怎么做”的同時，也要說明預備創建出來的每一層、每個模塊、每個對象、每一個類“做什么”。

　　曾幾何時PSP、TSP、RUP、ISO、CMM······在中國紅極一時，讓許多公司投入大量人力物力財力；沒過多久ASD、RAD、AP、XP、Crystal······受到眾多程序員和老板的青睞，一些程序員甚至以ASD、RAD······為nickname，仿佛自己就是ASD或RAD······的化身。

　　為前者投入是因為可以提高公司的知名度和客戶感覺上的檔次，當然也有公司真的把它當成提高軟件質量的措施之一而受益，有的公司則是為了獲得某些資質不得已而為之；青睞后者是為了能夠盡快地獲得經濟效益，在開發過程中滿足客戶不斷變更的需求，并且可以減少項目的工作時間、成本和編寫文檔的煩惱。

　　前者說：“把要做的事寫下來，按寫的內容去做，把做的過程記下來；要不斷積累經驗數據，要持續改進。”；后者說：“客戶注重的是可用的系統可執行程序，我們注重的是效率和人性化，要注重溝通，客戶最好跟隨在開發現場，我們做最簡單的事情?！薄６加械览?。

　　前者說：“軟件開發就像建造一艘戰艦，要精心設計，要注重架構的合理與平衡，在施工之前要做好設計圖紙的評審，并且在預備變更時要非常謹慎，不然將來下水航行就有翻覆的危險”；后者說：“這是一個客戶需求和現代技術不斷變化的時代，軟件開發就像攀登一座從未爬過的高山，或像摸著石頭過河，應該走一步看一步，隨時隨著客戶需求的變化而變化”。
　　
　　相對而言，前者是“正規軍”，后者是“游擊隊”。

　　前者是“理想主義”，后者是“現實主義”。

　　前者被劃分到“重量級”，后者被劃分到“輕量級”。

　　對于開發一個小型的軟件系統來說，選擇前者可能造成資源的浪費、時間的延誤、各方的不滿、過于復雜豪華的軟件架構；對于開發一個大型的軟件系統來說，選擇后者可能造成軟件系統架構后期的失衡、代碼與設計風格的前后不一而難以維護，就像建造一座高樓，第一層是磚混式，第二層改成框架式，建到第三層時因客戶需求變更只好再加一部電梯。（注）

　　精心設計的戰艦，也可能因為在設計或施工中某些部分一點小小的不當或疏忽而造成災難；號稱“所見即所得”，邊做、邊提需求、邊改、邊完善的“四邊形”的所謂“快速”軟件開發也可能竟然是周期延續最長的項目，因為無休無止的需求變更而永無止境。

　　“銀彈”在哪里？哪里有“銀彈”？

　　也有人論述說：前者經過適當裁減，也可以與后者相結合。兩者可以在同一個企業存在，視公司條件和具體項目情況而靈活決定，這樣既可以提高公司的知名度和軟件質量，也可以在必要時能夠盡快地獲得經濟效益。

　　確實，成功的軟件過程不但要將軟件的質量效益最大化，將總體成本、總體周期、項目風險最小化，還必須將人們的優點最大化，將他們的缺點最小化，因為毋庸質疑每個人都存在優點和缺點，需要項目治理者揚長避短、才能充分發揮現有各項資源并達到預期目標。兩者的結合不在于當有一個項目時去選擇是使用前者還是后者，而是應該把兩者的思想（規范性與靈活性）和方法有機地結合起來，形成能夠與本公司實際情況相符合的一套軟件開發體系。這是每個軟件企業治理者應當思考的問題。

　　對于那些在為明日的生存而在軟件大海中苦苦掙扎的小舢板來說，選擇前者可能是一種奢望，選擇按前者操作后果可能是要背負沉重的負擔，而生搬硬套地選擇前者更無異于死路一條，但假如不關注前者的趨勢，不學習并且適當地實踐前者的思想，就很難有所發展；而對于已經成長壯大的軟件航空母艦來說，選擇后者似乎有些與身份不符，或者會突破公司的規范，也有軟件質量上的風險，但假如過于笨拙，也可能撞上冰山或擱淺暗礁，也可能因過多的損耗、過少的補給造成在成本、進度甚至市場上的失敗而衰亡。

　　小舢板不必羨慕航空母艦的魁偉，航空母艦也不必羨慕小舢板的輕便，但這是一個不斷發展前進的年代，大家都必須與時俱進，才能走進新時代。

　　什么時候，中國軟件的小舢板干掉外國軟件的航空母艦？

　　什么時候，中國打造出自己的航空母艦！

　　注：這僅僅是個比喻而已。用建筑或制造來比喻軟件系統有其不恰當的地方，因為軟件之“軟”，似乎隨時隨處可以修改。但項目開發當事人可能因為修改的風險、成本或愛好而只做最有關系部分最簡單的修改，而修改的完整性往往考慮不夠周全，造成軟件系統架構、代碼與設計風格前后不一致的痕跡依稀可見。

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