四种约束因素：物理、文化、语义和逻辑

物理的约束

物理结构上的局限将可能的操作方法限定在一定的范围内。一根大木栓不可能插到一个小洞里；乐高摩托车的挡风玻璃只能安装在一个地方，并且只有一个方向。物理结构约束因素的价值在于物品的外部特性决定了它的操作方法，用户不需要经过专门的培训。如果设计人员恰当利用这种约束因素，就能有效地掌握可能的操作方法——或者，至少可以将正确的操作方法突显出来。

如果用户能够很容易地看出并理解物理约束因素，就可大大增强这些因素的效用，因为在实施之前有些操作就已经被限制了。否则，只有尝试过出错之后，一些物理上的约束因素才会防止后继的差错。

就像传统的圆柱形电池，如图4.2A所示，缺乏足够的物理结构上的约束。它可以按照两个方向放入电池盒：一个方向是正确的，另一个方向则可能会损坏设备。图4.2B表明电池的极性非常重要，然而，印在电池盒底面的标识，很难让人确定正确的电池放置方向。

为什么不设计一种电池，不论如何放置都不会出错呢：我们使用物理约束设计电池盒，使电池只能以正确的方向放进去。抑或，重新设计电池或极性接触点，不需要考虑电池的方向。

图4.3显示了一种新设计的电池，其放置方向已经无关紧要了。电池的两端完全相同，正极和负极端被分别设计为电池的中心点和中间环。据此设计电池正极的接触点，让它只能接触中心点。同样，负极接触点只能接触中间环。我只见过一个这种电池的例子，虽然这样设计似乎可以解决电池放置方向的问题，但它并没有普及，也没有广泛使用。

图4.2 圆柱形电池：需要约束的物品。

图A是传统的圆柱形电池，需要以正确的极性放在电池盒里，否则不能工作（还要避免损坏设备）。观察图B的设备，需要安装两个电池。使用手册上的说明就显示在图片上。它们看起来很简单，但你能从隐蔽的暗处看到如何正确地安装每个电池吗？不能。电池盒上的标识黑之又黑：需要将黑色塑料上的模片轻轻地抬起来。

图4.3 让电池的极性与方向无关。

图示的电池，其极性方向无关紧要，可以按照任何一个可能的方向插入到设备里。怎么样？电池的两端都有三个同心圆圈，中心圆点都是正极，中间的一圈都是负极。

另一种方案，发明一种新的电池连接方式，使现有的圆柱形电池以任何方向插入仍然可以正常工作：微软发明了这种触点，叫作InstaLoad（安装），正试图说服设备制造商使用新的设计。

第三种方案是重新设计电池的外形，使它只能从一个方向放进去。现在大多数插件做得很好，利用形状、缺口和突起来约束，让插头只能从单一方向插入。为什么日常使用的电池不能这样设计呢？

为什么不优雅的设计还是坚持了那么久？这就是所谓的遗留问题，它们将会在本书中出现好几次。使用现有标准设计和生产的很多设备——都是遗产。如果对称的圆柱形电池改变，会要求使用这些电池的其他大量产品进行重大改变。新电池将不能在旧设备上工作，同样旧电池也不能用于新设备。微软对电池的触点所做的设计，让我们可以继续使用曾经用过的同一款电池，但应用电池的设备必须切换到新的触点设计。在微软推出InstaLoad两年后，尽管有积极的新闻报道，我还是找不出任何使用这种新触点的产品——甚至连微软自己的产品也没有使用。

锁和钥匙也遭遇了类似的问题。通常很容易将钥匙平坦的顶部与锯齿状的底部区分开来，但很难从锁的角度判断钥匙需要插入的方向，尤其在黑暗的环境中。许多电器和电子设备的插头和插座也有同样的问题。虽然它们有物理约束，以防止错误的插入，但往往猜测正确的插入方向非常困难，尤其是当钥匙孔和电子插座安装在不能被接触到的光线昏暗的位置。一些设备，如USB插头，是有物理约束设计的，但约束是如此微妙，需要用户手忙脚乱地摸索出正确的方向。为什么不将所有这些设备的连接方向设计得不那么敏感？

设计出不用担心插入方向的钥匙及插头，并不难。譬如对插入方向不敏感的汽车钥匙已经存在了很久，但不是所有的制造商使用这种方式。同样，许多电器连接件对方向不敏感，但是，只有少数厂家在使用它们。为什么抵制？有些来自遗留问题，担心较大的改动会需要高昂的费用。更多的似乎是一种典型的企业主导思维：“这是我们一直做事情的方式。我们不关心顾客。”当然，确实像插入钥匙、电池或者插头之类的困难算不上严重问题，不会影响用户是否购买产品，但是，在简单的事情上面缺乏对客户需求的关注，往往会引起更严重的问题，是产生更大影响的前兆。

请注意，更重要的解决方案就是解决最基础的需求——需要解决最根本的需求。毕竟，我们真的不在乎钥匙和锁：我们需要的只是一些方法，确保只有被授权的人才能够接近任何被锁定的东西。不是重新设计钥匙的物理形状，而是让它们不再相关。一旦认识到这一点，一整套的解决方案就浮上水面：密码锁不需要钥匙，无钥匙的锁只能由授权的人操作。一种方法是通过持有一个无线电子装置，例如可以辨识身份的证件卡，当接近传感器时就能打开门，或者平时装在口袋或公文包里的