*Carliss Y.Baldwin，哈佛商学院企业管理William L.White讲席教授，主要研究设计过程及其对企业战略和商业生态系统结构的影响。她和哈佛商学院金·卡拉克（Kim Clark）教授共同写作了两卷本《设计规则》，第1卷《设计规则：模块化的力量》中文版已由中信出版集团出版，并将于近期再版，第2卷仍在写作之中，中文版也将由中信出版集团出版。原文“Design Rules：Past and Future”发表于Industrial and Corporate Change，2022（00）：1-17。——编者注
*衷心感谢Industrial and Corporate Change特刊的客座编辑Michael Jacobides、Stefano Brusoni、Joachim Henkel、Samina Karim、Alan MacCormack、Phanish Puranam和Melissa Schilling；以及Industrial and Corporate Change的编辑们，他们给了我这个机会，让我反思《设计规则》第1卷的撰写过程，以及它对第2卷的影响。还要感谢特刊的撰稿人：Ron Sanchez、Peter Galvin and Norbert Bach；Christina Fang and Ji-hyun Kim；Marc Alochet、John Paul MacDuffie and Christophe Midler；Nicholas Argyres、Jackson Nickerson and Hakan Ozalp；Peter Murmann and Benedikt Schuler；Jose Arrieta、Roberto Fontana and Stefano Brusoni；Robin Cowan and Nicolas Jonard；Stephan Billinger、Stefano Benincasa、Oliver Baumann、Tobias Kretschmer and Terry Schumacher；Sabine Brunswicker and Satyam Mukherjee；Richard Langlois。感谢大家“过桥”，把第1卷当作你们旅程的起点！特别感谢Alan mcaccormack和Samina Karim对先前手稿的评论，使得本文得到了实质性改进。错误和遗漏之处由作者本人负责。
1.背景
《设计规则》第1卷最初是一个案例、一个难题、一个尚未发表的模型。该案例发生在1987年的升阳公司（Sun Microsystems Inc.，Baldwin and Soll，1990）。1982年成立的升阳公司是个异类：它的许多行为貌似与MBA（工商管理学硕士）和高管们学到的“健全管理原则”（sound management principle）背道而驰。升阳公司在公开资本市场融资的频率远高于表面的谨慎程度。它提供高性能的技术工作站，却似乎没有专利技术。公司用现成的硬件和软件构建了速度惊人的系统；将大部分制造业务外包；并开发了一个网络文件共享协议和一种精简指令集计算机芯片架构，但实际上没有使用这些专有技术，而是放弃了它们。升阳公司的管理者好像做错了每一件事，它的生存仿佛只是镜花水月。然而，升阳公司内部的硬件和软件架构师似乎也以一种崭新的眼光看待技术，将技术视为竞争博弈中的一方竞技场。20世纪80年代中期，金·克拉克和我着手了解升阳公司掌握技术的奥秘及其显著的成功。我们的目标是把他们的“博弈”和“行动”引入正式的经济分析（Baldwin and Clark，1997）。
20世纪80年代末，“模块化”（modularity）一词风行，周身环绕技术魔法的光晕。模块化使升阳公司及其主要竞争对手阿波罗计算机公司（Apollo Computer）得以将各自的系统关键组件外包。后来升阳公司基本上成功地将阿波罗公司逐出了市场，因为它无论如何都比对手“更模块化”。但模块化究竟是什么，如何在正式的经济学分析框架内表述它？
我们发现，模块化系统的优势在于，它的组件可以混合和匹配，从而在特定的环境中实现最高价值的配置（configuration）。混合和匹配之所以可行，是因为设计者不必精确地知道事后模块将如何排布。他们只需大致了解每个模块要做什么、如何装配，以及哪些因素能够构成良好的模块性能。所以我们认为，模块化的本质在于它为设计者提供了推迟并修改关键决策的选择权（option）。期权理论是经济学中一个定义明确的领域，拥有丰富的正式模型。1992年，我和金·克拉克建立了一个基于实物期权理论的模块化成本和收益模型。五年后，几经评审和修订，这个模型仍然未能发表（后来它成为《设计规则》第1卷第10章的基础）。1995年初，鉴于我们在权威期刊上发表论文的希望破灭，我们开始写书。1996年初，我们放弃初稿，重新著述。
无论如何，在那一刻，我们对要做的事情达成了共同愿景。在我们看来，当时（20世纪90年代初）的所有观点，包括我们自己的主张，全都基于间接证据。我们依赖他人对设计的看法。但是二手资料并不可靠：在某些圈子里，每一种设计都被说成是模块化的。模块化可能是相对的。升阳公司和竞争对手阿波罗公司都可以如实宣称采用了模块化的计算机设计，但升阳公司的设计一定程度上更加模块化。因此我们察觉，在技术、战略和管理方面的文献中，有一个巨大的空白日益突显。那就是，设计本身发生了什么？这个问题促使我们撰写了《设计规则》（我们原本并不打算写成两卷）。
我们从两个基本观点切入。首先，模块化系统为设计者和用户创造了选择权。这是我们模型的基本信息。选择权的本质就是允许意外事件发生。在模块化技术系统中，模块设计者可以任意进行实验，然后从众多的测试中挑选最佳设计。开发过程可以择机渐进展开，每个模块都有自己半独立的轨道。整个过程就像生物演化，是渐进、平行的，而非预先确定的。
但是，设计演化与生物演化有三个重要的不同。首先，引起设计变化的过程是基于设计者的远见并受其目标和激励（包括经济激励）制约的搜索过程。其次，设计的生存取决于设计者自己的评估和评价，而这又基于他们对设计进行评级和排名的测试。最后，整个演化序列必定在某个结构框架内产生，而该框架本身就是为充当演化过程的“宿主”而设计的。受卡佛·米德和林恩·康威的启发，我们将这一框架称为系统的“设计规则”（Mead and Conway，1980）。
以下是我们的两个关键见解，它们构成了《设计规则》一书的核心内容：
● 模块化设计创建了多个选项；
● 模块化设计可以演化。
在阿什比（Ashby，1952）、西蒙（Simon，1962）和亚历山大（Alexander，1964）关于设计科学的开创性著作中，可以找到用不同语言表达的类似洞见。我们从这两个主题呼应了20世纪90年代末其他研究人员提出的理论论点，特别是朗格卢瓦和罗伯逊（Langlois and Robertson，1992）、加鲁德和库马拉斯瓦米（Garud and Kumaraswamy，1993，1995）、桑切斯和马奥尼（Sanchez and Mahoney，1996）以及席林（Schilling，2000）的阐述。
探寻“设计本身”促使我们只专注于一个行业，即“更大的”计算机产业。我们知道模块化是复杂系统的一般性质（Simon，1962；Schilling，2000）。因此，几乎在任何产业环境中都会出现某种形式的模块化。然而，为了“看到”设计者看到的设计，我们需要加深对某些特定领域的技术理解。我们必须学习一门或多门工程技术语言，即便不能熟练掌握，也应达到理解的程度。我们还须阅读具体设计的说明和评估，学会识别工程上反复出现的权衡与妥协。这种前景令人望而生畏，以至于我们很长一段时间内都在逃避上述工作。但最终，一切变得避无可避。
那时，我们已经从以前的研究中获得了关于计算机技术的基础知识。我们知道大多数计算机设计都是高度模块化的；我们还知道，由于设计的改变，这个行业经历了巨大的结构性变化（事实上，这些变化至今仍在继续）。因此，1995年，我们选择更大的计算机产业作为研究场所，包括所有进入计算机系统的硬件、软件、组件和服务制造商。然后，我们开始寻找和评估选项，绘制计算机设计的演化图。
在研究中，我们制定了四条规则：第一，只关注设计本身（而不是生产）；第二，不使用任何隐喻；第三，所有的定义和模型都将基于对真实设计和技术的“深刻”理解，以实例作为依据；第四，为了给出统一的阐释，我们只关注一组庞大的、不断演化的技术。我们相信，只有当使用技术创造新产品和新系统的人（主要是工程师）认为我们的论点合理且有说服力时，这些论点才是可信的。
实际上，我们首先研究同时代的技术：个人计算机、技术工作站、微处理器以及操作系统等。然而，在寻找计算机模块化的起源时，我们不得不回到IBM（国际商业机器公司）System/360大型机甚至更远的计算机设计时代。我们发现，虽然计算机的设计和性能发生了极大变化，但是对设计选择权的渴望，以及模块化是打开大门钥匙的观念始终不变。无论我们回到多久远的年代，这都是事实。一些设计人员总是尝试通过模块化来创建选择权，另一些设计人员则希望集成所有组件以实现更高水平的性能。
你能想象，在找到一系列看似无休止的反复争论的源头之后，我们如释重负。我们发现，模块化的起源或可称为计算机设计的第一份“架构文档”，由伟大的数学家约翰·冯·诺依曼在1944年春天二战时期的几周内写成（Burks et al.，1946）。尽管最初的备忘录直至他去世后才出版，但副本和修订稿广为流传，产生了巨大影响。事实上，后来所有的计算机设计都带有这份文档的印迹，因为它提供了一种方法，可以抽象和系统地思考电子计算机这个极其复杂的人工制品。（冯·诺依曼的报告和其他模块化计算机设计先驱的故事请参阅《设计规则》第1卷第5章。）
以1944年和冯·诺依曼的备忘录为起点，我们可以自由地再次向前推进，从这一共同的源头追踪实际设计的谱系。我们尝试记录设计师的认知演变和设计本身的平行演化。
1996年初，我们的努力收获了意想不到的礼物，它来自计算机科学家兼演化理论家约翰·霍兰德（John Holland）的研究。霍兰德（1992，1996）提出了复杂适应系统的统领性理论，包括生物演化过程、神经元和免疫生长、细胞自动机以及重要的复杂博弈，比如跳棋和国际象棋等。由于他的理论涉猎广泛，我们能够在其框架内建立模块化设计演化的理论。在探究了他构建理论的过程后，我们开始思考如何完善自己的理论。受霍兰德启发，我们发掘了“运算符”（operators）的概念，即在结构化的多人博弈中，可以把运算符的基本移动和序列当作策略。
因此，《设计规则》第1卷的第一部分（第2—8章）解释什么是模块化，以及它如何出现在计算机的设计中。第二部分（第9—16章）阐述模块化可以做什么，以及它对周围经济的影响。在后面的章节里，我们对模块化设计实现的“运算符移动”进行了分类。在提出这一分类时，我们的目标是将运算符的抽象理论与实际设计和设计师决策的真实情况联系起来。我们并不试图提出完整的运算符列表。相反，我们的规则是给出“每个运算符的真实示例”。也就是说，我们描述的每个运算符，都必须至少在计算机产业史上的一起重要事件中扮演可记录的角色。
对于运算符的分裂和替换，我们讨论IBM的System/360设计和随后出现的“插件兼容外设”（PCP）（《设计规则》第1卷第10章和第14章）；同时引述了20世纪90年代升阳公司对技术工作站设计的分解（第11章）。对于运算符的排除（excluding），我们探讨数字设备公司（DEC）的计算机架构，它曾经是世界第二大计算机系统制造商（第12章）。（*1998年，DEC被康柏公司收购，康柏公司又于2002年被惠普收购。）对于运算符的扩增（augumenting），我们不仅分析数字设备公司的小型机策略，还阐释了第一个电子表格程序VisiCalc的案例。VisiCalc的功能推动了早期的个人计算机需求增长，但连续几轮替换之后，VisiCalc被Lotus1-2-3、Borland软件公司的Quattro Pro以及Microsoft Excel取代（第12章）。最后，对于运算符的反转（inversion）和移植（porting），我们呈现了Unix和C语言的例子；它们分别是第一个可移植的操作系统和语言，专门用于编写代码（第13章）。
通过叙述模块化如何在计算机设计中出现，并记录模块化架构实现的运算符移动，我们回顾了20世纪70年代计算机设计的历史。我们相信，了解其设计历史，有助于更好地理解70年代这个行业发生的巨大结构性变化。1970—1980年，大型计算机产业从IBM主导的高度集中和垂直整合的寡头垄断，转变为独立公司的更加分散和垂直分解的模块化集群，并由管理各自系统的设计规则连接在一起。
1980年，模块化集群的市场价值超越了IBM的市场价值。因此，用这个年份标识计算机产业新秩序的开始十分简便。升阳公司和阿波罗公司之间的工作站大战，以及个人计算机和操作系统市场上所有错综复杂和饶有趣味的行动与反击，都是新秩序的一环。例子不胜枚举：新的经济活动中心，如硅谷；新的文化体系，如互联网、万维网和电子邮件；经济异常现象，如互联网泡沫和崩溃；通过反垄断和知识产权纠纷建立的新财产规则；新的社会和政治运动，如自由软件运动；乃至新的工程和技术创新理论，如开放标准和开源计划。我们认为，所有这一切都与1980年之后出现的新产业秩序紧密相关。
到1998年，我们发现，我们研究的产业正处在前所未有的发酵、增长和变革时期。我和金·克拉克不知道该如何处理观察到的极其复杂多变的发展态势。因此，在写到1980年的时候，也即IBM革命性个人计算机问世的前一年，我们觉得该停下来并思考发生了什么。于是，1998年12月，我们把《设计规则》第1卷寄给了出版商，同时决心迅速撰写第2卷。
2.《设计规则》第1卷的贡献
《设计规则》第1卷有什么独特贡献？它何以与众不同？
我认为第一项贡献是，它提供了一种新方法，以理解和解释复杂人造系统（任何系统）的架构。这是一套全新的理论，基于对系统结构的可观察的客观事实，而不是主观感知。对于“你怎么知道模块的存在？”（我的财务同事喜欢这么问），我们可以回答：“这是你必须做的事，这是了解系统是否存在模块以及它们包含什么的方法。”
为了开发基于可观察数据的模块化系统理论，我们必须向读者引介新的工具，尤其是任务和决策之间的依赖关系、设计结构矩阵（DSMs）和设计层次结构。所有这些工具都不是全新的：事实上，相关发明人的名单可以写上好几段，包括伟大的设计理论家，如西蒙（1962，1981）和亚历山大（1964）；出色的实证主义者，如埃平格（Eppinger，1991，1994）；杰出的计算机科学家，如帕尔纳斯（Parnas，1972a，b，1985，2001）、贝尔和纽维尔（Bell and Newell，1971）、米德和康威（1980）；以及鲜为人知的马普尔斯（Marples，1961）和斯图尔德（Steward，1981）等。但是，据我们所知，还没有人将这些工具结合起来，并用它们来确定真实系统中的模块化程度和模块边界。有少数学者但几乎没有从业者发现使用这些工具绘制整个系统的好处。
给定一个系统的结构图，人们可以想象它如何改变。这就是“模块化运算符”的作用。借助运算符，技术变革或“演化”，也即熊彼特（1934）所说的“新组合”，不再是一种无定形的过程，而是人们可以通过前后对比图看到和记录的事物。通过运算符实现演化（evolution via operators）是《设计规则》第1卷的第二个贡献。
该书的第三个贡献是将设计结构和演化与实物期权的金融理论联系起来。我们阐明了如何（从理论上）比较两种不同系统架构的价值。人们还可以计算出改进特定模块、在设计的层次结构中上下移动模块，或让模块在多个系统中工作带来的增值（今天，这类模块被称为“跨平台”或“多归属”模块）。
我们的最后一项贡献是，阐释计算机产业结构的历史变迁，它们可以追溯特定计算机系统技术架构中有记载的变化。这一历史变迁就是1965—1980年计算机产业发生的分裂。其技术变革发端于IBM的System/360模块化，当时该公司决定为它所有的市场创建一套“二进制兼容”处理器。二进制兼容性允许用户不必重写软件就能升级硬件。模块化允许新的“插件兼容外设”在无需IBM的许可下连接到System/360计算机。1965—1975年，更大的计算机产业中出现了12个新的子产业。到1980年，超过200家新公司进入该产业：80%的进入者只做模块而不是整个系统（Baldwin and Clark，2000，第7—8页、第376—377页）。
在论证技术架构变革导致产业结构变化时，我们隐含地假设了系统具有技术和组织“镜像”（mirroring）的特性：
组织是有限理性的，因此它们的知识和信息处理结构反映了它们正在设计的产品的内部结构。（Henderson and Clark，1990，第27页）
我们不假思索地做出了这个假设；部分原因显然在于“插件兼容外设”制造商将其设备连接到System/360处理器的方式。“插件兼容外设”制造商没有把产品连接到模块内部，而是连接到IBM为其外围设备设计的连接点上。凭借对机器的所有权（*IBM通常保留其设备的所有权，然后将设备租赁给客户。），IBM声称拥有这些接口。但是，界面设计实在简单，不能申请专利。因此IBM无法阻止附件的连接，只能在事后起诉“插件兼容外设”制造商。（接口状态是几起长期诉讼和反诉讼的主题。这些问题最终的判决大多对IBM有利。可是当法律确定下来时，“插件兼容外设”制造商已经在他们的小众市场站稳了脚跟，于是IBM的客户理所当然地要求开放接口。）
需要解释的是，并非只有我们做出了镜像假设而没有研究其基础。以威廉姆森（Williamson，1985）为首的交易成本经济学家也曾假设，“技术上可分离的接口”存在于所有生产系统的无数个节点上。只要交易成本足够低，交易（因此也是两家公司之间的边界）就可以在任何一个接口处进行。不少学者还认为，模块化导致了制造互补产品的自主企业网络的兴起（Langlois and Robertson，1992；Garud and Kumaraswamy，1993，1995；Sanchez and Mahoney，1996；Schilling，2000）。
3.缺陷与空白
遗憾的是，我们的每一项贡献都有一些主要缺陷，这阻碍了我们推广所倡导的分析工具和方法。本节着重论述实践中运用这一理论的障碍。
3.1模块的客观识别
为此，我们提供的主要工具是所谓的设计结构矩阵，也称为任务结构矩阵（Steward，1981；Eppinger，1991；McCord and Eppinger，1993；Eppinger et al.，1994）。这种方法的主要缺点是成本太高。应用该技术需要编制一个列表，列出设计或制造特定产品所需的所有决策或任务，以及它们之间的依赖关系。在实际系统中，“步骤”列表通常很长，许多列表并不完整。但是，真正的问题在于跟踪任务和决策中的依赖关系。依赖关系一般只有直接参与者知道，而他们可能并不知道自己知道什么。因此，追踪依赖关系往往需要采访参与者，询问“为了采取完成工作所需的行动，你必须获知谁的行动和（或）信息？”。然后，使用这些答案填充方阵（即设计结构矩阵）的非对角单元格。（*我们选择将每个给定决策或任务输入矩阵的相应行中；随后输入的来源就会出现在列中。不过，研究人员的做法各不相同。）
如果这还不够，就要对矩阵进行排序。通过适当的排序，矩阵的主对角线上会呈现离散的决策或任务模块。接着，可以使用系统内的层次结构把离散模块按顺序排列，最依赖的组件将出现在矩阵的顶部。
可惜的是，即使模块存在，一个未排序的矩阵并不必然展示它的模块化结构。有关预期的层次结构和模块化集群的先验信息可以用于初步排序，这或许足以显示模块是否完全分离和（或）按层次排列（Baldwin et al.，2014）。矩阵乘法可以揭示元素之间的联系程度，这一指标有时被称为“传播成本”（MacCormack et al.，2006，2012）。但是，概括性指标并不能反映层次关系或模块边界。
因此，在一个复杂的技术系统中寻找“真正的”模块化结构，既要花费大量的支出，还要承担巨大的风险。支出就是调查任务流程参与者的成本，因为这会分散他们对手头任务的注意力。公司很少能看到了解任务流程带来的好处足以弥补其支出和所受的干扰。风险则在于，被忽视的依赖关系，特别是公司或部门之间形成的依赖关系，可能会导致意外故障、不可预测的行为、延迟、成本超支，在极端情况下，还可能引发系统故障。但是，跟踪依赖关系（可能会随着时间而变化）的费用实在太高，以致大多数公司只是让其系统“自然”生长，坐等其内在的依赖关系以错误、漏洞或瓶颈的形式“自行暴露”（Kim et al.，2014；Goldratt and Cox，2016）。
设计结构矩阵的最后一个缺陷是，必须存在一个正在运行的任务流程，才能追踪依赖关系。在没有详细设计或工作原型的系统中，无法跟踪物质、能量和信息的转移。事实上，电子设计自动化（EDA）和其他计算机辅助设计方法的好处之一是，它们都能揭示和限制潜在的依赖渠道。但设计编码本身需要建立系统及其组件的先验心理模型，了解组件如何协同工作以提供系统层面的价值（Bucciarelli，1994）。新技术的发明者通常很难交流自己“看到”的东西，也不会自然地将他们的思维模型转化成设计结构矩阵。
3.2通过运算符实现设计演化
最初，我对模块化运算符寄予厚望。我曾设想，现实系统的设计者分析他们的模块化结构，然后说：“我们要拆分这组组件，替换这里、这里和这里；我们用这些功能扩充系统并排除其他功能；这个功能可以反转为其他组件的公共资源；可以为这个模块指定新的接口，允许它应用于不同的系统中。”我们还不遗余力找到了每个运算符对应的实例，并为每个潜在变化的金融期权净值提供了公式。
这些运算符和公式很少在实践中使用。（*Woodard et al.（2013）是个例外。）它们催生了一套极富魅力的理论，阐明系统结构的任何变化都可以用有限系列的“一步”修改来表示。但最终，这些概念没能契合任何真实的认知过程，也没有解决任何感知到的需求。实际上，它们将复杂的认知和沟通过程简化为一系列线性步骤，每个步骤都有一个“值”。现在我认为，人类会更全面地处理复杂系统，并将变化视为“涌现”的，而不是将它们视为一系列渐进的“移动”。人类非常清楚技术系统的互补性，因此，直观的“捆绑”修改在认知上既吸引人又有效率。互补性还意味着“一步移动存在明确定义的值”很值得怀疑，因为如果不移动B，那么移动A可能毫无价值（Milgrom and Roberts，1990，1994，1995）。
然而讽刺的是，与运算符极其接近的概念经常被用于制定在更大生态系统中提供产品的策略（Holgersson et al.，2022）。譬如，产品的“商品化”就相当于多重替换（Christensen and Raynor，2003）。创建“跨平台”或“多归属”产品需要移植。“平台”产品为不同类型的用户提供集中的通用功能，因此是反转的例子。可尽管有这些例子，作为统领性设计演化理论的元素，模块化运算符还是失败了。
但是，《设计规则》第1卷的六个模块运算符在整体论证中发挥了重要作用，只不过并非我期望的那样。系统地研究运算符的实例，并将模块化和期权价值的概念应用到每个例子中，促使我们将目光从IBM的System/360转向了其他系统和公司。虽然我们的工具过于形式化且有些不切实际，但这些例子提供了广泛的实证基础。我们证明，我们的理论可以应用于升阳公司和数字设备公司构建的硬件系统、VisiCalc之类的“杀手级应用程序”、Unix等操作系统以及C语言这样的计算机语言。
反过来，这些实证研究让我们在计算机科学家、硬件和软件工程师（有时包括我们所讨论系统的架构师和设计师）中赢得了信誉。他们对基本论点的兴趣和认可，证明本书值得一读。一些人事先审阅了我们的分析，还有一些人在作品出版后阅读了相关章节。我们发现，我们的分析与他们的经历大体相符。不少人很高兴看到来自陌生领域（管理学）的学者尝试用经济学和金融学语言解释他们关注的问题和决策。最后，虽然运算符不是主要的理论贡献，但为我们组织实证分析提供了一个框架，增强了论点的可信度。运算符形同精巧的脚手架，哪怕最后可能会被丢弃。
3.3运用实物期权理论进行估值——难以捉摸的西格玛
我们最根本的贡献在于将实物期权的金融理论应用于复杂设计的变化，特别是模块化。运用期权理论使我们能够形式化地论证模块化增加系统价值的条件，并在特定的假设下，量化将计算机系统拆分成可按不同方式组合和升级的模块的价值。例如，使用基于System/360的思想实验，我们证明，模块化系统的价值比可比集成系统（*“可比”表示“结果的基本分布相同”。）的价值高25倍（！）或更多。这就是“模块化的力量”。在合理假设下，集成系统在激烈的竞争中毫无胜算。
不过，和我们的其他贡献一样，将理论转化为实践也存在问题。评估某个选项需要知道每个模块未来结果的概率分布，以及维持现状的价值。为了实现可追溯性，我们必须假设端点值呈正态分布。这意味着只能用两个参数来描述分布：（1)平均值，可以设置为零而不失一般性；（2)标准差σ，也被称为波动率或“西格玛”。
给定正态分布，集成系统的西格玛是每个模块的西格玛的简单函数。（*σ集成系统=（σ2模块1+…+σ2模块1）1/2。）模块化系统的价值将取决于模块的数量、每个模块端点分布的西格玛，以及为每个模块生成的实验性选项的数量。最优实验数量是一个内生变量，取决于模块的西格玛和每次实验的成本。每次实验的西格玛和成本都可能因模块而异；因此，模块化系统未必是对称的。
估算西格玛是问题所在。人们主要通过查看股票或其他交易资产价格的过去波动来评估金融期权价值。（*基于先前数据的估算可能存在问题，因为该理论指定了期权有效期内占优势的西格玛。如果资产定价分布不是固定的，那么使用基于先前数据的估算将会错误地定价期权。今天，大量资源被投于改进西格玛和其他分布参数的评估，并用来开发基于期权的策略以期预测未来的波动性。）然而，对于大多数设计和技术，并没有交易资产可以揭示过去的西格玛，更不用说揭示未来。不过，严肃的从业者经常会问：“我们从哪里获取西格玛？”
这个问题一针见血，却没人能够回答。与投入适当的数据收集工作来研究不同产品领域的西格玛相比，观察设计结构矩阵的成本微不足道。即使可以找到资源，定义足够同质的设计组从而形成有意义的概率分布似乎也不太可能。
直到《设计规则》第1卷出版了一段时间，从业者开始尝试使用我们的方法之后，我才意识到我们无法估算西格玛。15年来，我一直回避这个问题，希望能找到简单快捷的解决办法，奈何没有成功。
3.4镜像的局限性
在那15年（2000—2015年）里，三种新型组织相继兴起并惊人地发展。较之构成1900—2000年经济支柱的大型跨部门公司，这些新组织，即平台、生态系统和开源社区，更加分散和网络化。新的组织形式让学者和从业者惊讶万分（Grove，1996）；它们很快成为学术研究的对象。（*例如，Gawer and Cusumano（2002），von Hippel and von Krogh（2003），von Krogh and von Hippel（2006），Adner and Kapoor（2010），Gulati et al.（2012），Puranam et al.（2014）。）功能强大的个人计算机和服务器乃至廉价的互联网通信，都是这些新组织的共同核心，但除此之外，它们超越了当时流行的管理、经济和创新理论。
从一开始我就很清楚，模块化是这些新型组织的基础：模块化的技术架构允许组织形式更加分散。但这种镜像背后的理论没有得到很好的理解，更没有被广泛接受。我们在《设计规则》第1卷中提出的证据，即System/360模块化拆解了计算机产业，其实是基于单一样本的“倒果为因式谬误”（post hoc ergo propter hoc）理论。
这一论点也暗含了技术决定论的危险影响。技术决定论认为技术引发社会变革，包括组织结构的改变。在20世纪后期，这个理论遭到了广泛质疑。许多研究表明，技术主要沿着用户决定的路线发展，也就是说，它们是由“社会构建的”。此外，技术“需要”常常被错误地用来证明大规模生产工厂实施过度控制以及公司管理者和所有者胁迫和剥削工人的合理性。（*参见Noble（1979，1984）；Bluestone and Harrison（1982）；Pinch and Bijker（1984）；Piore and Sabel（1984）；Hughes（1987，1993）；Orlikowski（1992）；MacKenzie and Wajcman（1999）；Leonardi and Barley（2008，2010）；MacKenzie（2012）。）
我认为，对镜像假说的“倒果为因式谬误”和“单一样本”的批评很公允。但是，认为特定技术不会影响或约束组织的想法太过偏激，显得愚不可及。金·克拉克与同事们（*William Abernathy、Robert Hayes、Steven Wheelwright、Rebecca Henderson and Taka Fujimoto.）的合作研究详细探讨了组织如何更有效地运用技术，以及成功地“做得对”或未能“做得对”的程度。此外我认为，可以使用《设计规则》第1卷中的工具解释（模块的）技术边界和（企业的）组织边界之间的对应关系。管理者通过产品设计和采购决策来确定其公司的边界，即公司会做什么和不做什么（Porter，1996）。边界则以独立代理人之间的交易为标志。那么，什么样的管理者会将交易或边界置于紧密互联的模块之中？
管理者的确经常这么做。在《设计规则》第1卷出版后的最初几年，不少创新和战略学者开始提出严格镜像的例外证据：模块边界和组织边界没有明确界定，但参与者并未遭受效率或价值损失。一个典型的例子是有一对买方和卖方，其中，参与者自由交流信息，合作设计零件并分享收益。在所有这类例子中，镜像显然不是自然法则，甚至都不算一个普遍的好想法。它只是一种常见模式，是成本与收益之间潜在的、未被观察到的平衡结果。
在《设计规则》第1卷中，我和克拉克认为，随着技术变迁，企业边界可能会改变从而实现更好的镜像，其结果将是产业结构发生明显的变化。我们没有证明这个猜想，也没有解释何时或者为何会出现这种模式。但是，如果模块化概念与大量涌现的关于新组织形式的研究相关，那么我们就必须尽快弥补这一空白。
4.《设计规则》第1卷如何影响第2卷
2016年我开始撰写《设计规则》第2卷时，并没有意识到上文所述的缺陷和空白。相反，我越发坚信，技术和组织之间的关系未曾得到技术或组织研究者的足够重视。新的分布式组织，如生产互补产品的公司生态系统、连接大量不同群体的平台和开源社区，似乎与数字技术的传播有关，但潜在的因果关系尚不明了。经济学家、组织理论家和管理学大师正在构建大量新理论，但他们通常以肤浅的方式对待技术。此外，在解释更大的计算机产业中发生的事件时，一群学者看到了“生态系统”，另一群学者看到了“平台”，还有一群学者看到了“社区”。可“所有这些”都不能令人满意地说明整体情况。
这些令人激动的日常事件背后还隐藏着一个重大的历史谜题。在过去一百年的大部分时间里，纵向一体化的大型跨部门公司一直主导着全球经济（Schumpeter，1942；Drucker，1946，1993；Galbraith，1967；Servan-Schreiber，1968；Chandler，1977，1990）。到20世纪八九十年代，这些公司依然是战略和组织行为学的学术研究重心，而小型创业公司也希望成长为能上市的产业巨头（Grove，1996）。
然而，在股东价值最大化的旗号下，许多大公司被拆分成更小、更集中的企业，这些企业希望通过债券融资而不是成为上市企业。究竟是什么发生了变化？为什么组织一度因其规模、运作能力和内部管理系统而备受推崇，如今却被认为是低效和臃肿的官僚机构，尚未为21世纪做好准备（Jensen，1986，1993）？
因此，我简短地列出了组织上发生的“惊人”变化（生态系统、平台、开源社区），并确定了单一目标，以此开始著述《设计规则》第2卷。本卷的目的是解释技术如何塑造组织，特别是特定的技术如何设定无法回避的要求，从而奖励不同形式的组织。这一解释必须解决上述历史谜题的两个方面：首先是所谓现代公司的崛起及其在20世纪大部分时间里的主导地位；然后是最近的分布式组织，包括生态系统、平台和开源社区令人惊讶的成功。
我没打算纠正第1卷的缺陷。不过，上文论述的缺陷和空白一直困扰着我。所以当阅读第2卷的章节草稿以便撰写本文时，我惊讶地发现我已经尽力解决了每一个缺陷，填补了每一处空白。在本文的最后，我想展望未来，继而解释第1卷的缺陷如何影响第2卷的内容和主题。
5.填补空白：第2卷的目标
5.1镜像假说的基础
《设计规则》第1卷的主要实证论点是，20世纪60年代计算机设计的变化导致了70—90年代计算机产业的拆解。如前所述，这一论点建立在一个极不可靠的基础上，即后来所谓的“镜像假说”。这是我最先想要解决的《设计规则》第1卷的四大缺陷之一。首先，必须建立假说背后的理论，以提供更坚实的基础。其次，需要确定假说的实证范围。最后，需要将文献中发现的越来越多的例外情况置入特定背景并给出解释。
我在2003年撰写的《交易从何而来？》一文中阐述了这个理论，但该文直到2008年才发表（Baldwin，2008）。随后，我和莱拉·柯尔弗扩展了该理论，并在论文《镜像假说：理论、证据和例外》（*Colfer and Baldwin（2016），The Mirroring Hypothesis：Theory, Evidence and Exceptions.）中做了实证研究。这两篇文章为技术塑造组织的理论奠定了基础，也是《设计规则》第2卷的核心。在相关研究中，我和艾伦·麦考马克（Alan MacCormack）、约翰·鲁斯纳克（John Rusnak）通过比较公司内部紧密协调团队与分散式开源社区创建的软件系统的相互依赖程度，检验了镜像假说（MacCormack et al.，2012）。
今天我要教给学生的镜像观点，比《设计规则》第1卷首次出版时我自己和其他人的看法要精细得多。首先，实际生产并非像科斯、威廉姆森等经济学家设想的那样按照一系列定义明确的步骤进行。哪怕是在最小的生产组织里，也会有无数的物质、能量和信息一直朝着不同的方向移动。要把每一次移动都变成具有法律效力的交易纯属天方夜谭；倘若有人想这么做，生产本身就会停止。相比以前只关注步骤序列的理论，设计结构矩阵能够更准确地描绘处于真实设计和生产系统核心的任务网络图像。
在这些复杂的任务网络中，网络“稀疏交叉点”处的交易成本最低，这对应于模块的边界。因此，在其他条件相同的情况下，以交易为标志的组织边界最有可能出现在模块的技术边界上，而不是模块内部。技术和组织边界的镜像节约了企业之间的交易成本和企业内部的协调成本。
但是，镜像经济实惠的事实并不代表它总是最优解。譬如，倘若当事方投资额外的协调机制和互惠信任关系，那么交易就有可能落在“密集交叉点”上（Gibbons and Henderson，2012；Volvosky，2022）。镜像的最优程度在不同的情况下可能是不同的，所以镜像往往会“断开”（Cabigiosu and Camuffo，2012；Cabigiosu et al.，2013）。
从实证角度看，镜像是经济中的主要模式，在我和柯尔弗研究的142个案例中，约有三分之二的案例出现了镜像（Colfer and Baldwin，2016）。不过，局部镜像也很常见（并且通常有利可图），而过于严格的镜像则可能适得其反。此外，长期合同和长期人际关系可以让两个或多个自主公司的团队在同一个模块内相互依赖地工作。相反，公司内部的紧密团队可以创建模块化的技术系统，只要他们认为这样做有好处。
改变技术系统模块化边界的新技术，势必能改变各个点上的交易成本。这样，在新的稀疏交叉点进行交易将变得可行，继而改变公司之间的组织边界。这正是IBM将其System/360模块化后发生的事情。IBM将系统各个组件之间的接口标准化，创建了许多新的稀疏交叉点，第三方制造的设备可以由此连接到IBM的设备。随后，IBM迎来一大批生产插件兼容外设的新进入者（《设计规则》第1卷第14章）。
5.2设计结构矩阵的替代方案：功能组件和价值结构图
尽管我需要用设计结构矩阵来阐释交易发生的位置和组织边界，但它们的缺陷始终令我纠结。事实上，它们包含了太多细节，并非一种适用于所有情况的工具。
然后我想到了卡尔·乌尔里希，他在关于产品架构的开创性论文中，根据功能定义了模块化（Ulrich，1995）。在撰写《设计规则》第1卷的早期，我和克拉克坚决反对以功能作为我们的理论基础。设计结构矩阵是客观的，而功能是主观的：不同的人对相同的组件或过程可能会感知不同的（或多个）功能。而且功能并不稳定，经常随时间改变。
但渐渐地，我意识到可以使用功能组件来规避设计结构矩阵的不足；在不了解基本设计结构矩阵时，人们可以凭借想象将事物分解为组件，并在头脑中将组件组装成更大的系统（Edelman，1992；Bucciarelli，1994）。在解决具体问题时，人们可以将硬度、重量、形状、颜色、可食用性、流动性等物理属性与特定的事物（包括物体、植物、动物和其他人）联系起来，并思考这些属性如何为他们的目标服务。最后，人们可以感知某种品质的缺失和需求，并运用这种感知来定义具有特定属性的组件，从而服务于设计目的。该组件将成为技术方案的一项投入，它提供的理想属性就是它的功能。
功能组件是人类想象力的产物：它们可能存在也可能不存在于物质世界中。但是，要成为真实物体或工序的一部分，功能组件必须变成真实的存在。在真实系统中，每个功能组件背后都有某种获取它的方法。这种方法本质上是一种技术，其步骤和依赖关系可以通过设计结构矩阵表示。因此，真实系统中的每个功能组件都可以“追溯”到相应的设计结构矩阵，后者指定了任务和决策以及它们之间的关联。
从这个意义上讲，功能组件介于具体的技术方案和该技术方案要实现的最终产品之间。最终产品反过来又必须具有期望价值，否则，我们何必要努力组装各种投入并执行技术方案？（*期望价值是指将资源（时间、精力和物质）用于执行技术方案可获得的预期收益。事后实现的价值可以不同于期望价值，甚至可能是负值。给定数值结果的概率分布，期望价值可以简化为一个数字，即平均值或“期望值”。）
因此，功能组件是引用现有或潜在设计结构矩阵的一种快捷方式，并不需要实际构建它们。它们可能表示物质投入（成分）或工序（技术）。它们也可能是指模块或某个相互依赖系统的指定部分。不同的设计者还可以选择以不同方式组合功能组件。
为了更切实地阐述这些观点，我们来看看制作蛋糕的技术。做一个蛋糕，一般需要（1）黄油、（2）糖、（3）鸡蛋和（4）面粉；加上（5）打浆、（6）搅拌以及（7）烘焙工序；还有（8）规定了数量和步骤（包括顺序和时间）的制作方法。这些是蛋糕技术的基本组成部分；在蛋糕制作方法中，每一项都有其独特的功能。（*技术方案制作者和蛋糕制作者并不需要“知道”每个组件的确切功能；例如，鸡蛋到底有何作用？制作者只需知道，在技术方案中加入鸡蛋会让蛋糕更好。）只要掌握了成分、工序和知识，就可以制作蛋糕。如果蛋糕有价值，那么蛋糕制作技术中的每一个组件就都有价值。因此，功能组件是“价值的载体”。
除简单的组件列表外，我还需要找到某种方法来描述系统结构和演变，而无需定义具体行动的序列（我不打算重新启用模块化运算符）。在开始构建我后来所称的价值结构图时，我突然发现，回答关于功能组件的下列问题就能了解我需要知道的大部分事情：组件（1）是必需还是（2）可选择的？
基本组件是不能省略的，否则将会损害整个系统。黄油、糖、鸡蛋和面粉是制作蛋糕的基本原料。（*更高级的技术方案可以提供基本组件的替代品；比如，用油代替黄油，用糖浆代替糖，用坚果粉代替面粉。）因而，蛋糕的价值结构图可以写成：
黄油+糖+鸡蛋+面粉+打浆+搅拌+烘焙+烹制→蛋糕（1）
这里，连接符号“+”表示通过某种技术方案实现的基本功能组件的互补组合。缺少了任何一个成分，方案就会失败，蛋糕就做不出来。（不加面粉，可能做成布丁。不加黄油、面粉和蛋黄，可能做成蛋白酥皮。）
可选组件增加了系统的价值，但如果没有这些组件，该项技术仍将发挥作用。在制作蛋糕的工序中，糖霜是可选组件，水果和蜡烛也是。我们不妨用符号“+”表示一个可选的组合。具有可选糖霜、水果和蜡烛的蛋糕的价值结构图可以写成：
蛋糕+［1+糖霜+水果+蜡烛］→生日蛋糕（2）
括号里前面的“1”表示蛋糕具有独立的价值，即使没有任何新奇的特性。相比之下，在蛋糕制作工序中，括号内的可选特性只在与蛋糕组合时才有价值。（*可选组件可用于其他技术方案，因而在那些技术中具有价值。）这个表达式中的每一项都可以扩展为一组不同的基本功能组件，具有各自的成分和工序列表。
也就是说，在基本组件（或组）之间放置符号“+”，在可选组件（或组）之间放置符号“+”，就可以“映射”任何技术系统的结构。重要的是，可以根据问题选择抽象级别：映射不必包含大量分散注意力的细节。但是，每个组件背后都有一个制作技术方案和一个相应的设计结构矩阵。因此，映射图中的任何组件都可以被“追溯”，从而显示其组件、组件的组件，等等，直至真实状态。
为确定具有战略意义的组件（瓶颈）并显示模块的边界，我进一步扩展了价值结构图。通过扩展，一系列价值结构图可用于描述任何技术系统的演变。
事实证明，功能组件的价值结构映射是一种轻便、通用的方法，可以表征分布在许多组织中的复杂技术系统。这些映射图比设计结构矩阵灵活，也更易于构建，尽管其背后存在设计结构矩阵。在整个《设计规则》第2卷中，我使用价值结构图分析技术系统，并分析技术如何塑造这些系统中的组织。
5.3不含概率的实物期权
在研究价值结构映射的过程中，我逐渐意识到，定量金融方法在指导真实技术的决策时存在局限性。评估金融技术投资的推荐方法是，预测未来时间段的平均现金流，并以适当的资本成本进行贴现。期权理论采用了基本相同的方法，但对未来现金流和贴现率的估计方式做了调整。
乍一看，预测平均现金流好像要运用概率论。然而，由于没有过去可比事件发生频率的数据，概率分布仅仅是主观臆测。对于新技术，相关数据往往并不存在。
2016年时，我发现自己并非第一个对金融模型和概率测度（probability measures）产生强烈怀疑的金融经济学家。2007—2008年金融危机期间，英格兰银行行长默文·金（Mervyn King）描述了随着危机时期全球金融市场的流动性枯竭，央行行长们使用的数学模型如何不再可靠。这些模型根据以前的数据进行校准，而那些数据并未反映危机期间发挥作用的因果关联路径。
默文·金将这类情况描述为“极端不确定性”。“极端不确定性是指不确定性超乎想象，以至于无法用一个可以附加概率分布的已知和详尽的结果列表来表征未来”（King，2016，第9页）。（*默文·金的论点基于奈特（Knight，1921）的早期作品。奈特认为，在“不确定性”下，结果是不可知和无法测量的。“不确定性”不同于“风险”，后者的结果具有可测量的概率分布。今天，由于学者们试图将奈特的论点融入基于主观概率评估的决策理论，“奈特不确定性”的确切定义已经变得模糊不清（Langlois and Cosgel，1993）。King（2016）、Kay and King（2020）拒绝重新引入概率分布，因此，他们的“极端不确定性”概念比“奈特不确定性”更为明确。）
我认为“极端不确定性”一词完美地描述了导致组织发生“惊人”变化的技术，这些技术是《设计规则》第2卷的重点。事实上在1997年，英特尔首席执行官安迪·格鲁夫（Andy Grove）就为默文·金批评金融模型埋下了伏笔。当被问及英特尔电子商务投资的盈利性时，他答道：“我在电子商务上的投资回报率是多少？你疯了吗？这简直是哥伦布和新大陆。他的投资回报率是多少？”（引用格鲁夫在《寻找完美的市场？》中的话，The Economist，1997年5月9日）。
换句话说，对形成于互联网之后的新技术和新组织而言，根据数值预测和概率分布判断投资回报率根本是妄想，是“一种思维幻觉或虚构”。（*Merriam-Webster，https：//www.merriam-webster.com/dictionary/chimera.）
如何在不依赖定量评估或概率分布的情况下构建一个基于实物期权的严谨理论？（对我来说）第一步是认真对待概率，然后再看看还剩下什么工具可用。
认识到自史前时代以来，人类就一直生活在科技和不确定性中，对我大有帮助。石器、农艺、酒精和医药等人类技术（以及魔法和对超自然存在的献祭），被公认为有利于人类影响未来的不确定事件。相较之下，概率论发明于17世纪，数理经济学发明于19世纪80年代，现代金融学发明于20世纪50年代。人类处理技术和不确定性的历史远远超过了我放弃的工具诞生的历史。
我也可以筛选我弃置的工具。我保留了互补性这一概念，米尔格罗姆和罗伯茨（Milgrom and Roberts，1990，1994，1995）对此做了更缜密的解释。我还保留了设计结构矩阵，但使用价值结构图作为方便的简化工具。最后我注意到，不同的技术表现出不同程度的极端不确定性。对于真正的新生技术，如第一代飞行机器或商业互联网，无法想象将来会出现怎样的收入来源或新组织。对于其他技术，如高速机床、集装箱运输或IBM的System/360，如何创造价值是十分清楚的，但如何在不同的潜在利益关系人之间分配价值则不得而知。至于其他情况，例如流水线上机器的故障率，可能有数据，但是对这些情况做出响应将改变基本的频率：换言之，概率分布是内生的和非稳态的。
给定一个价值结构图，有时可以推导出适用所有概率分布（具有有限域）的命题。《设计规则》第1卷“模块化的力量”证明：“期权组合”比“组合中的期权”更具价值，这是一个分布不变的数学命题（Merton，1973，定理7）。
如今我确信，对于许多技术，并没有切实可靠的方法估计其概率分布。西格玛依旧难以捉摸。因此，在《设计规则》第2卷中，我提出并证明了对所有（有限域）概率分布来说都成立的命题。这一做法限制了使用正式模型和统计数据的机会，也缩小了我可以论证的范围。但在我看来，在一个极端不确定的世界，这是真正的现实。
6.结语
《设计规则》第1卷力图结合技术结构理论（当时处于萌芽状态）与金融经济学中的实物期权理论，以此进一步深化对技术和技术变革的理解。金·克拉克参与了一些最早的技术结构研究，他的论点基于克里斯托弗·亚历山大的《形式综合论》（Notes on the Synthesis of Form）和赫伯特·西蒙的《复杂性架构》（Architecture of Complexity，Abernathy and Clark，1985；Clark，1985；Henderson and Clark，1990）。我引入了金融经济学和实物期权理论的观点。在20世纪90年代，这两个领域之间的缺口巨大。打个比方，就像我们在很深的峡谷上架了一座索桥，却发现（两边）都没有人想通过。对于金融学者和技术与创新管理新领域的学者，根本无法从“交易”中感知到任何好处，尤其是假如“交易”意味着学习一种基于双方所集知识的全新混合语言。
搭建桥梁的人不少，包括理查德·朗格卢瓦和保罗·罗伯逊、拉古·加鲁德和阿伦·库马拉斯瓦米、罗恩·桑切斯和乔·马奥尼，以及梅丽莎·席林。但我们分散在各地，几乎不知道彼此的研究。金·克拉克还非常专注于新“技术运营管理”部门的建设，后来担任了哈佛商学院院长。
《设计规则》第1卷之所以成书，是因为我们需要建立一个理论基础，收集足够的实证证据以说服哪怕是少数人“过桥”。我们怀着希望，但不抱太大的期待。蓦然回首，我和金·克拉克都惊讶于竟有那么多的学者和从业者发现，这本书与他们试图解决的问题息息相关。有时，冒险是有回报的。
（颜超凡译）
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