復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)理論對可持續(xù)設(shè)計(jì)過程的啟示

1 可持續(xù)設(shè)計(jì)理念的提出及發(fā)展

    在資源和環(huán)境危機(jī)對我們的現(xiàn)實(shí)世界展現(xiàn)出了強(qiáng)大破壞力的同時，有關(guān)可持續(xù)發(fā)展理念的討論也逐漸增多，對生態(tài)時代的呼聲也更加強(qiáng)烈。我們中華民族流傳的思想中就有諸多如何與大自然悠然共處的持續(xù)之道。如今的可持續(xù)發(fā)展（Sustainable development）理念是1972年在斯德哥爾摩舉行的聯(lián)合國人類環(huán)境研討會上正式討論的。1992年6月14日，在巴西里約熱內(nèi)盧的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會上，會議通過了旨在保護(hù)全球可持續(xù)發(fā)展的《二十一世紀(jì)議程》 。可持續(xù)設(shè)計(jì)就是以可持續(xù)發(fā)展思想作為主導(dǎo)而產(chǎn)生的設(shè)計(jì)方式。目前，設(shè)計(jì)行業(yè)已廣泛認(rèn)同“可持續(xù)設(shè)計(jì)”這一理念，同時也把實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展作為人類共同追求的目標(biāo)之一。

2 復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)理論的含義

    復(fù)雜性科學(xué)被稱作是“21世紀(jì)的科學(xué)”。它有著廣泛的研究領(lǐng)域，且已擴(kuò)展到生活的各個方面。我國古代哲人們的“五行”相生相克理論、“陰陽二氣”相互牽制的關(guān)系，都是復(fù)雜性思想的體現(xiàn)。以美籍奧地利學(xué)者貝塔朗菲（Ludwig Von Bertalanffy）的一般系統(tǒng)論（General SystemTheory）的提出為標(biāo)志,系統(tǒng)科學(xué)步入科學(xué)的殿堂，登上人類文化的歷史舞臺。70年代以后，關(guān)于簡單系統(tǒng)的理論日趨成熟，系統(tǒng)科學(xué)才真正轉(zhuǎn)向以復(fù)雜性為主要對象，試圖建立關(guān)于復(fù)雜系統(tǒng)的一般理論研究。

    美國圣塔菲研究所（Santa Fe Institute）的復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)理論（CAS） 是較為合理地解釋復(fù)雜性系統(tǒng)維生、發(fā)展的理論。適應(yīng)性系統(tǒng)理論（CAS）最早是由霍蘭于1984年提出的，其理論的最基本觀點(diǎn)是適應(yīng)性主體通過與外界持續(xù)的交互活動，不斷發(fā)生作用，通過“學(xué)習(xí)”和“積累經(jīng)驗(yàn)”，改變自身的結(jié)構(gòu)和行為方式，促進(jìn)整個系統(tǒng)的不斷演化，使系統(tǒng)不斷復(fù)雜并具有與時俱進(jìn)的先進(jìn)性?；籼m在其著作《隱秩序》中認(rèn)為，適應(yīng)性系統(tǒng)是由用規(guī)則描述的、相互作用的適應(yīng)性主體組成的系統(tǒng)。

    這個系統(tǒng)是開放的系統(tǒng)，是與其環(huán)境相作用的系統(tǒng)，系統(tǒng)能適應(yīng)環(huán)境中的變化，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也受到外部條件的影響，并做出相應(yīng)的適應(yīng)。在系統(tǒng)與外部環(huán)境交互作用的過程中，通過自適應(yīng)改變系統(tǒng)本身的組織結(jié)構(gòu)和行為特點(diǎn)，從而不斷向前發(fā)展和演化。根據(jù)復(fù)雜性科學(xué)的理論，一個適應(yīng)性系統(tǒng)，通常能夠表現(xiàn)出兩種突發(fā)的特性：一個是由于系統(tǒng)要素間的相互作用而引起的自發(fā)秩序；另一個特性是不斷進(jìn)化而引起的創(chuàng)新行為。

    適應(yīng)性系統(tǒng)理論（CAS） 主要研究具有學(xué)習(xí)能力系統(tǒng)的變化，系統(tǒng)在對外部環(huán)境的適應(yīng)過程中，自身內(nèi)部的行為和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而對外部環(huán)境產(chǎn)生反饋行為以適應(yīng)環(huán)境。系統(tǒng)能夠主動并積極地收集和處理信息，且在此過程中積累經(jīng)驗(yàn)，并從中掌握外部客觀世界的規(guī)律，指導(dǎo)自己    未來的行為，因此會更好地適應(yīng)環(huán)境，并在一定程度上影響環(huán)境。在復(fù)雜性科學(xué)的研究中，適應(yīng)性系統(tǒng)理論（CAS）是探討系統(tǒng)誕生后，如何來面對復(fù)雜多變的內(nèi)、外環(huán)境，并且維持系統(tǒng)的穩(wěn)定，從而逐步發(fā)展的一種理論，也就是解釋系統(tǒng)適應(yīng)環(huán)境從而發(fā)展自身的理論。

2.1 適應(yīng)性主體

（Adaptive Agent）系統(tǒng)的主體是具有一定生命特征的構(gòu)件，具有主動性和適應(yīng)性，具有自己的目標(biāo)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生存動力。適應(yīng)性是指“生物體隨外界環(huán)境條件的改變而改變自身特性或生活方式的能力?！敝黧w可以通過與外界持續(xù)的交互活動，不斷地與外界發(fā)生作用，通過“學(xué)習(xí)”和“積累經(jīng)驗(yàn)”，改變自身的結(jié)構(gòu)和行為方式，以適應(yīng)外界大環(huán)境的變化，并且與其他主體保持協(xié)調(diào)一致，從而促進(jìn)整個系統(tǒng)的不斷演化。

    對于設(shè)計(jì)而言，從事設(shè)計(jì)活動的人可以是設(shè)計(jì)這個復(fù)雜系統(tǒng)的主體，根據(jù)不同的情況，設(shè)計(jì)師、消費(fèi)者、甚至是某些具有人工生命的設(shè)計(jì)產(chǎn)品都可以是系統(tǒng)的主體。這些主體，都具有統(tǒng)一的特性，就是具有主動性和適應(yīng)性，主動地適應(yīng)外界大環(huán)境的變化，同時對自身內(nèi)部系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。

2.2 主體的適應(yīng)性框架 

   在適應(yīng)性系統(tǒng)理論（CAS） 中，最為核心的就是適應(yīng)性主體，正是由于主體具有適應(yīng)性，可以不斷學(xué)習(xí)，才使得這些系統(tǒng)變得有復(fù)雜，得以不斷向前發(fā)展。主體的適應(yīng)性，可以從三個方面來解釋，根據(jù)霍蘭的理論，主體的適應(yīng)性框架由三部分組成：執(zhí)行系統(tǒng)、信用分派和新規(guī)則發(fā)現(xiàn)。首先，主體在面對簡單的外界環(huán)境時，通過簡單的規(guī)則產(chǎn)生簡單的行為。其次，在多條規(guī)則下，主體通過某種途徑選擇與環(huán)境情況相適應(yīng)的規(guī)則，從而產(chǎn)生行為。第三是新規(guī)則的發(fā)現(xiàn)和使用的過程。一個復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)化過程，是通過簡單的數(shù)學(xué)規(guī)則或物理原理的方式，表現(xiàn)出復(fù)雜的、不可預(yù)知的行為。主體的適應(yīng)性學(xué)習(xí)能力，也是通過這三個步驟進(jìn)行的。

3 系統(tǒng)主體對環(huán)境的適應(yīng)與反適應(yīng)

    盡管人類社會發(fā)展進(jìn)程迅速，技術(shù)、文化、理念等因素不斷發(fā)生著變化，但人類的設(shè)計(jì)能力都保持著相對穩(wěn)定，這是由于作為設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主體具有適應(yīng)性的原因。設(shè)計(jì)活動的進(jìn)行是在外界大環(huán)境的影響下開展的，外界環(huán)境的復(fù)雜多變帶來了設(shè)計(jì)活動的不確定性。根據(jù)適應(yīng)性系統(tǒng)的相關(guān)理論，在設(shè)計(jì)活動的系統(tǒng)運(yùn)行過程中，適應(yīng)性主體要不斷地適應(yīng)環(huán)境的變化，從而改變自身，通過物質(zhì)流、能量流和信息流的輸入，通過設(shè)計(jì)活動的進(jìn)行，產(chǎn)生相應(yīng)的設(shè)計(jì)成果，并且使其產(chǎn)物符合環(huán)境的要求。這個過程是系統(tǒng)主體對環(huán)境的適應(yīng)性過程，也是通常情況下人們研究較多設(shè)計(jì)的過程。但是，隨著社會發(fā)展的進(jìn)程，設(shè)計(jì)活動也顯示出越來越大的影響力，我們的設(shè)計(jì)成果，包括產(chǎn)品、設(shè)計(jì)思想、流派、創(chuàng)新方法等多方面，也在潛移默化中影響改變著人類的生活，在一定程度上甚改變了人的行為，使思想觀念發(fā)生了翻天覆地的變化，而這些變化，直接體現(xiàn)在與設(shè)計(jì)相作用的環(huán)境中。環(huán)境也因?yàn)樵O(shè)計(jì)活動發(fā)生了改變，通過多種方式，影響著主體的各個方面，從而導(dǎo)致主體能力發(fā)生改變，進(jìn)而又會對環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。這是系統(tǒng)主體對環(huán)境的反適應(yīng)性。因此，這兩個過程，就組成了一個循環(huán)，也就是主體對環(huán)境的適應(yīng)與反適應(yīng)的循環(huán)過程。這樣的一個反復(fù)復(fù)雜系統(tǒng)的循環(huán)過程，就是設(shè)計(jì)活動具有適應(yīng)性，不斷繼承而又向前發(fā)展的過程。因此可以對可持續(xù)設(shè)計(jì)產(chǎn)生一定的積極啟示。

4 對可持續(xù)設(shè)計(jì)的啟示

4.1 充分的前期設(shè)計(jì)考量

    在設(shè)計(jì)實(shí)施的前期階段，主要是設(shè)計(jì)系統(tǒng)適應(yīng)環(huán)境系統(tǒng)的階段。這一時期，從傳統(tǒng)的角度來講，要對整體設(shè)計(jì)系統(tǒng)中復(fù)雜多變的因素做出充分的評估，事先考慮好設(shè)計(jì)開始后可能會對環(huán)境因素造成的影響，以及在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中可能會發(fā)生的物質(zhì)流、能量流及信息流的傳遞情況。在環(huán)境中的因素，如資源、信息、思想、人文等方面，要進(jìn)行充分的調(diào)研，以評估事后對設(shè)計(jì)造成的影響，從而提前布置。如在交通工具的設(shè)計(jì)時，根據(jù)項(xiàng)目要求的不同，可以選用清潔能源或傳統(tǒng)能源。在設(shè)計(jì)家居用品時，能否更多考慮一下受眾人群通用性的問題，以便可以滿足多數(shù)使用者的需求，同時也滿足了可持續(xù)設(shè)計(jì)理念。

4.2 設(shè)計(jì)過程的合理性

    在從主體到產(chǎn)出設(shè)計(jì)成果的這一階段，是傳統(tǒng)可持續(xù)設(shè)計(jì)研究強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)，那就是如何產(chǎn)出符合可持續(xù)設(shè)計(jì)理念的產(chǎn)品。比如從產(chǎn)品的材料出發(fā)，從加工工藝著手，通過技術(shù)手段減少廢棄物的排放等。但是還有一部分過程往往被研究者忽略，那就是從設(shè)計(jì)活動的流程中加入可持續(xù)理念，從而讓可持續(xù)思想貫穿始終。設(shè)計(jì)人員完成設(shè)計(jì)的過程，包括設(shè)計(jì)管理人員的工作，其實(shí)質(zhì)都是物質(zhì)流、能量流和信息流傳遞實(shí)現(xiàn)的，因此將可持續(xù)理念注入其中。例如在方案評審的時候，完全可以采用網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)進(jìn)行，而不用花費(fèi)大量的人力物力，從而減少成本。另外，可以采用多方協(xié)同設(shè)計(jì)的方式，使方案的質(zhì)量達(dá)到更高的效果，從而縮減日程，提高質(zhì)量。

4.3 積極的成果反饋

    在反適應(yīng)階段，設(shè)計(jì)成果中能夠體現(xiàn)主體所要表達(dá)的相關(guān)可持續(xù)思想。在這一階段，優(yōu)良的設(shè)計(jì)可以－讓蘊(yùn)含其中的思想更快速地傳遞給主體。由于設(shè)計(jì)活動所輻射的范圍和廣度非常大，所以主體在生活中隨處可以感受到設(shè)計(jì)活動產(chǎn)生的成果的反饋。好的設(shè)計(jì)一方面應(yīng)該滿足使用者自己都未意識到的潛在的合理需求，另一方面還應(yīng)該從思想、意識方面給予使用者積極方面的啟迪。

4.4 主體的可持續(xù)作用

    這一階段的可持續(xù)性主要分為兩個方面。其一是主體通過產(chǎn)品的使用，直接對環(huán)境產(chǎn)生影響。我們?nèi)祟惖脑煳锘顒娱_始之時，就在不斷地改造著第一自然，從而形成了人們生活其中的第二自然。環(huán)境隨著人們的活動而發(fā)生改變，而在可持續(xù)性設(shè)計(jì)產(chǎn)品的使用過程中，人們試圖用另一種方式改變環(huán)境，使環(huán)境達(dá)到綠色可持續(xù)。這是主體對環(huán)境可持續(xù)的第一方面。另外，除了產(chǎn)品本身的使用功能之外，設(shè)計(jì)還會在思想、意識等方面影響著主體，而主體又基于這些思想，指導(dǎo)著活動，從而影響環(huán)境。所以說，對于可持續(xù)設(shè)計(jì)而言，除了使用功能外，還要有更深層的對主體的引導(dǎo)，才能更深遠(yuǎn)地，長久地改變環(huán)境。只有這樣的循環(huán)過程，每一個過程都符合可持續(xù)設(shè)計(jì)的要求和標(biāo)準(zhǔn)，才是真正全面的可持續(xù)設(shè)計(jì)。

5 結(jié)語

    不管從宏觀還是微觀來看，設(shè)計(jì)都是不斷變化發(fā)展的，適應(yīng)性系統(tǒng)理論能合理地解釋設(shè)計(jì)過程的復(fù)雜變化性。因此，通過對設(shè)計(jì)過程四個階段的分析，能夠?qū)沙掷m(xù)設(shè)計(jì)有所啟示，特別是對這樣一個要用長久眼光去放眼審視的人類行為而言，更加重要。 

本文來源：http://m.xwlcp.cn/w/wy/14380.html《設(shè)計(jì)》