设计的本质是存在与演化_关于设计本质的探讨
自然辩证法研究 Vol.13,No.7,1997
设计的本质是存在与演化
——关于设计本质的探讨
高一平
摘 要 设计是一种认知活动,设计对象本身就是设计者的认知对象。这种认知活动的基础就是已经存在并被设计者掌握了的有关知识。设计是一个过程,这个过程就是了解现实并使之向设计目标演化的过程。
根据内部设计的结果可以对技术系统进行样品的试
1 设计的概念
设计是人类生产活动的一个重要环节,是对设计目标进行构思、计划并把设计目标变为现实的技术实践活动。设计的目的是建立新的具有特定功能桥梁、车辆、艺术品或者一份工作计划等都是设计的结果。这里的“新”是相对已有的现实存在而言。因此,设计活动的基本特征之一就是“革新和创造”。没有任何创新,不能称为设计。
设计是一个过程,这个过程就是了解现实存在并使之向设计目标演化的过程,这里所说的“现实存在”不仅指那些与设计目标相似的事物,(例如已有的技术方案),而且包括所有对实现设计目标有影响的事物,例如:社会需求,已有技术及其优缺点,那些可能被应用于技术系统中去的新技术、新材料、新工艺,以及该技术系统的工作环境等等。这些事物构成了新技术系统的生存环境。
一切事物者是发展和变化着的,技术系统的生存环境也是发展和变化着的,也是可以改造的。因此现代设计的工作对象并不局限于技术系统本身,还包括技术系统的生存环境。对这个生存环境进行了解、改进和创新将有利于技术系统的实现、生存和发展。这个工作过程称为技术系统的外部设计。
在外部设计的基础上,对技术系统进行功能设
制和试验。经过对样品的试验发现其不足之处并加以改进称为改进设计。综上所述,设计是一个从了解现实存在入手,逐步深入,从已有知识出发去探求创新结果的劳动过程。
设计是一种认知活动,从思维科学的角度来看,哲学明确指出:“物质不是精神的产物,而精神确是物质的最高产物。”即存在第一性,思维第二性,二者有同一性。自人类诞生以来,人们在长期的生产实践中不断积累利用自然物的经验,从而创造出种种劳动工具和劳动方法,为后人留下珍贵的知识遗产。正是这种不断积累的知识遗产使得后人能够创造出越来越复杂、越来越先进的技术系统。
设计者之所以能够最终拿出具有改进或创新的成果,根本上还是对已存在的那些有关知识有了一定的认识并且以此为基础进行综合创新,从而认知其设计对象。从这个意义上说,设计者掌握的东西越多,经验越丰富,则其设计效果就越好。事实上,到目前为止,几乎所有的设计工作的确都要依靠经验丰富的设计师来完成。因此可以毫无疑问地说,已存在并被设计者掌握的那些知识是设计者进行设计这一认知活动的基础,也就是说设计过程就是存在的知识向设计目标演化的过程。
自行车是一种比较方便的人力驱动交通工具,从它首次出现到现在已经历了大约170年的发展和
的技术系统。各种人类创造的事物例如:房屋、道路、设计对象本身就是设计者的认知对象。马克思主义
计、方案设计和结构设计称为技术系统的内部设计。变革,从最初由骑行者两脚蹬地来驱动的自行车到
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目前流行的变速链传动自行车,中间经过了无数次的改进和创新,现在仍有众多的研究人员在探索更新式的自行车。例如:有人在探索采用椭圆形链轮来驱动,据称这样的传动装置可以提高传效率。还有人在探索用齿轮来代替链传动可以使结构更紧凑等等。现在我们提出这样一个问题:为什么100多年前的设计师不能设计出现代这样的自行车?我们还可以提出另外一个问题:未来的自行车是什么样子的?要回答这两个问题,只需承认这样一个事实:认知某一事物必须以与该事物有关的已有事物为基础,或者说存在是演化的基础。100多年前的设计师受当时知识积累和生产力的局限,不可能凭空产生一种灵感而设计出现代的自行车,现代的设计师也不可能将未来设计师的工作全部完成,后人永远可以在前人知识的基础上创造出更新颖、更完善的产品来。
第13卷 第7期
的制造过程都纳入设计过程来系统地加以考虑,这样的设计由于考虑不够全面不够周密,往往导致设计效果不佳甚至失败。例如:埃及70年代建成的阿斯旺水坝,它有效地控制了尼罗河流域的水旱灾害,且能供应电力,对于国民经济的发展起了一定的作用。但水坝设计时由于对环境因素分析不够,没有考虑对自然生态平衡的影响而采取相应的措施,从而引起一系列严重问题。例如:大量泥沙和有机物沉于水库底部致使泥罗河下游缺乏肥源,土地变得瘠薄,泥罗河入海口处沙丁鱼由于食物不足而数量急剧减少,河口三角洲洼地退缩,影响沿河的工业及军事建筑的安全,下游一些地方的河水变为死水,血吸虫大量繁殖,对居民健康造成很大威胁。
进入80年代,人们将系统科学的理论引入到设计领域,建立起系统化的设计模式,对于设计这一认知活动来说,这是一种全新的认知模式。根据这种模式,不仅技术系统本身是设计对象,而且技术系统的生存环境和实现技术系统的制造条件也是设计对象,它们之间具有有机的联系,相互影响,相互制约,需要统筹兼顾。这种认知模式大大地开扩了设计的思路,使设计者有可能运用看起来与原来的设计任务无关的技术知识解决所面临的问题,并有可能省略多次的改进和创新而获得最佳设计效果。从这个意义上说,系统化的设计模式可以充分利用已有的知识来加速演化的速度。我国的三峡工程就是运用系统工程原理进行设计的典型实例。在这个设计中详细研究了大坝对环境的影响和环境对大坝的影响,对储水、发电、航运、野生资源的生态平衡、泥沙淤积、旅游资源的变迁等统筹兼顾、避免了重蹈阿斯旺水坝的复辙。
在上个世纪末,恩格斯指出:“我们现在不仅能够指出自然界中各个领域内的过程之间的联系,而且总的来说也能指出各个领域之间的联系了,这样,我们就能依靠经验自然科学本身提供的事实,以近似系统的形式描绘出一幅自然界联系的清晰图画”。系统科学以及由此产生的系统设计方法的确提供了这样一种认知模式,使得人们有可能在一个较大的视野中清晰地了解设计对象和与之相联系的生存环境之间的种种有机联系,更全面、更深刻地认识问题的本质,从而找到解决问题的最佳方法。
2 设计的发展过程
从人类生产的发展过程来看,在最初很长的一个时期内产品的制造只是根据制造者本人的经验或其头脑中的构思来完成的。设计与生产无法分开,当然这时的产品简单,生产率低下。随着生产的发展,产品逐渐复杂起来,对产品的需求量也开始增大,单个手工艺人的经验或其头脑中的构思已难于满足生产要求,于是逐渐出现了利用图纸进行设计。一部分经验丰富的人将自己的经验或构思用图纸表达出来,然后根据图纸组织生产。早在1000多年前就出现了建筑宫殿、桥梁的图纸。图纸的出现使得人们有可能将自己的经验或构思计录下来,传于他人,便于设计的改进和提高。利用图纸可以进行较为复杂的设计。按照图纸组织施工可以允许有较多的人参与生产。利用图纸进行设计是设计这一认知活动的一大进步,即使是现代多数设计构思仍然用图纸来表示。当然从现代化和系统设计的观点来看,将构思表达在图纸上只是设计这一认知过程中的一个组成环节,并且随着科学技术的不断发展,图纸的作用最终将被计算机完全取代,这也只是时间的问题了。
在系统科学理论尚未被引入设计领域之前,人们一直认为设计就是利用图纸来表达构思,以致于将设计定义为:“在一种传递信息的媒介(例如纸)上造物的脑力劳动”。设计者关心的只是技术系统本身,而不能将技术系统的生存环境和实现技术系统
设计的本质是存在与演化
经验来进行设计已不能适应工程技术发展的需要
3 设计中的灵感思维
在工程设计中,由其是对于创新程度较大的设计,灵感思维是极其重要的。灵感思维是什么?灵感思维是人类思维发展到高级阶段的产物,是认识上的突变式飞跃,是最重要的创造思维形式。唯物辩证法认为:事物的发展过程遵循着量变引起质变的规律,由渐进过程的中断而出现突变。用唯物辩证法来解释灵感思维,就是思维过程由量变到质变的飞跃式变化。
人们常有这样的体会:对某个问题瞑思苦想了很久仍无解决办法,忽然思如潮涌,顿时想出了解决办法,正如所谓灵机一动,计上心来。这种灵感正是长久的瞑思苦想的结果。每当人在长时间思考一个问题时,大脑中就会建立起许多暂时的联系,架起许多临时线路,把有关的信息保存起来,同时大脑还把过去的有关全部知识紧急动员起来,使有关的“游离态”“知识单元”不断加速“运动”,灵感思维处于一触即发的激发状态,一旦得到某种启示就会迅速作出反应而产生解决问题的方案。
灵感思维是以形象思维和抽象思维为基础的,但又不同于形象思维和抽象思维。灵感思维是一种短暂的顿悟性思维,高潮为时很短,瞬息即过,而形象思维和抽象思维则可以持续相当长的时间。灵感思维不可能凭空而来,是有其知识基础的。也就是说灵感是在已存在的知识的基础之上经过一段时间的演化而产生的思维结果。头脑中储存的信息越多,越容易受到启发而产生灵感。这也就是“科学只偏爱有准备的头脑”。
了。这是因为已经存在的知识多如汪洋大海,而设计者个人能够掌握并加以运用的只是其中的滴水而已,人的学习时间、记忆能力、工作精力均十分有限,这就严重地限制了对人类已有知识的利用,造成人类最大的浪费。怎样才能解决这个问题呢?答案是利用计算机!计算机可以代替人记忆数量繁多的现有研究成果和技术方案,可以按设计者的要求在众多的技术方案中挑选合适的方案,以供设计者选用或给设计者以宝贵的提示。计算机还可以代替人进行繁琐的设计计算,进行方案的评价和优选,指挥绘图机画出所有的工作图纸。计算机还有一个绝妙的用途就是代替人进行某种程度的形象思维,将运动的画面逼真地显示在屏幕上,进行技术过程的模拟和仿真。
计算机作为人们进行设计的得力助手已不是科学幻想,这个时代的初级阶段已经到来。CAD(COMPUTERAIDDESIGN)已经开始实用化。I-CAD(INTELLECTUALCOMPUTERAIDDE-SIGN)也开始进入实验研究阶段,各种各样面向问题的专家系统可以视为智能化CAD的初级产物。下一个目标应该是建立具有较强联想思维和自学习能力的通用CAD系统,储存有足够多的现有成果和设计方案、具有完备的设计和计算知识,配备功能强大的图象表达系统和完善的人机联系系统。这样的CAD系统必将极大地提高人类的设计能力,使设计工作发生彻底的改变。
参考文献
〔1〕董仲元、蒋克铸:《设计方法学》,高等教育出版社,
4 设计的未来展望
设计的精华部分是改革和创新,这种改革和创新是以现实存在为基础的。因此,作为一名设计者应掌握足够的知识和经验。但是工程技术发展到现阶段,技术系统的知识含量越来越高,要求设计者掌握的信息量也越来越多,甚至要求设计者具有跨专业、跨学科的知识结构。一个大学毕业生只是具备了一点设计的基础知识,甚至一个有几十年工作经验的设计师在设计一个新装置、新结构时也会显得毫无经验。这个事实表明:单纯依靠设计者个人的知识和
1991.10。
〔2〕李贵轩:《设计方法学》,世界图书出版公司,1989.
6。
〔3〕林德宏、陈文林:《现代科学技术革命与马克思主
义》,南京大学出版社,1988.7。
〔4〕简召全:《工业设计方法学》,北京理工大学出版社,
1993.5。
【作者简介】高一平,吉林工业大学社科系讲
师。
邮编:长春 130025(本文责任编辑 范勤宇)