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

1、摘要:設(shè)計活動是個復(fù)雜的過程，特別是在生態(tài)時代背景的要求下，在資源和環(huán)境的承載能力 有限的情況下，更需要設(shè)計活動的可持續(xù)。系統(tǒng)論的觀點對設(shè)計有著重要的指導(dǎo)作用，能夠 從全局的視角審視設(shè)計活動。復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)理論就是系統(tǒng)論的一個分支，可以解釋設(shè)計活 動的復(fù)雜性。通過對復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)理論的分析，可以提煉出設(shè)計活動的主體對環(huán)境的適應(yīng) 與反適應(yīng)。從而能夠?qū)θ祟愒O(shè)計活動的可持續(xù)有所啟示。關(guān)鍵詞：設(shè)計可持續(xù) 復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)設(shè)計過程系統(tǒng)設(shè)計可持續(xù)設(shè)計理念的提出及發(fā)展在資源和環(huán)境危機對我們的現(xiàn)實世界展現(xiàn)出了強大破壞力的同時，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烈。我們中華民族流傳的思

2、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全球可持續(xù)發(fā)展的二十一 世紀議程?？沙掷m(xù)設(shè)計就是以可持續(xù)發(fā)展思想作為主導(dǎo)而產(chǎn)生的設(shè)計方式。目前，設(shè)計行業(yè) 已廣泛認同“可持續(xù)設(shè)計”這一理念，同時也把實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展作為人類共同追求的目標之一。復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)理論的含義適應(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是適應(yīng)性 主體通過與外界持續(xù)的交互活動，不斷發(fā)

3、生作用，通過“學(xué)習(xí)”和“積累經(jīng)驗,”改變自身的 結(jié)構(gòu)和行為方式，促進整個系統(tǒng)的不斷演化，使系統(tǒng)不斷復(fù)雜并具有與時俱進的先進性?；籼m在其著作隱秩序中認為，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，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化而引起的創(chuàng)新行為。適

4、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，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)

5、性，具有自己的目標、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。”主體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”，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，從而促進整個系統(tǒng)的不斷演化。對于設(shè)計而言，從事設(shè)計活動的人可以是設(shè)計這個復(fù)雜系統(tǒng)的主體，根據(jù)不同的情況， 設(shè)計師、消費者、甚至是某些具有人工生命的設(shè)計產(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

6、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行 的。系統(tǒng)主體對環(huán)境的適應(yīng)與反

7、適應(yīng)盡管人類社會發(fā)展進程迅速，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 能力都保持著相對穩(wěn)定，這是由于作為設(shè)計系統(tǒng)的主體具有適應(yīng)性的原因。設(shè)計活動的進行 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)計活動的系統(tǒng)運行過程中，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)計活動的進行，產(chǎn)生相應(yīng)的設(shè) 計成果，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)計的過程。但是，隨著社會發(fā)展的進程，設(shè)計活動也顯示出越來越 大的影響力，我們的設(shè)計成

8、果，包括產(chǎn)品、設(shè)計思想、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)計相作用的環(huán)境中。環(huán)境也因為設(shè)計活動發(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)計產(chǎn)生一定的積 極啟示。4.對可持續(xù)設(shè)計的啟示4.1充分的前期設(shè)

9、計考量在設(shè)計實施的前期階段，主要是設(shè)計系統(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)計開始后可能 會對環(huán)境因素造成的影響，以及在系統(tǒng)運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，要進行充分的調(diào)研，以 評估事后對設(shè)計造成的影響，從而提前布置。如在交通工具的設(shè)計時，根據(jù)項目要求的不同， 可以選用清潔能源或傳統(tǒng)能源。在設(shè)計家居用品時，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)計理念。4.2設(shè)計過程的合理性在從主體到產(chǎn)出設(shè)計成

10、果的這一階段，是傳統(tǒng)可持續(xù)設(shè)計研究強調(diào)的重點，那就是如何 產(chǎn)出符合可持續(xù)設(shè)計理念的產(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)計人員完成設(shè)計的過程，包括設(shè)計管理人 員的工作，其實質(zhì)都是物質(zhì)流、能量流和信息流傳遞實現(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)進行，而不用花費大量的人力物力，從而 減少成本。另外，可以采用多方協(xié)同設(shè)計的方式，使方案的質(zhì)量達到更高的效果，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，

11、設(shè)計成果中能夠體現(xiàn)主體所要表達的相關(guān)可持續(xù)思想。在這一階段，優(yōu) 良的設(shè)計可以一讓蘊含其中的思想更快速地傳遞給主體。由于設(shè)計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)計活動產(chǎn)生的成果的反饋。好的設(shè)計一方面應(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)計而言，除了使用功能 外，還要有更深層的對主體