混沌边缘理论与当代设计的演进和创新——论跳跃发展与交叉融合对创新的价值

廖树林

（中国美术学院上海设计学院，上海201203）

创新，是当下设计行业和设计教育行业最重要的关键词之一。在这个几乎人人都把创新放在嘴边的时代，我们该如何理解设计创新、我们该如何去参悟设计创新的本质？

绝大多数人看来，设计作品是静止不动的。建筑、产品、珠宝、招贴乃至服装，没有人为触碰，没有人为操作，没有人为破坏，它们只会慢慢蒙尘和旧化，基本上不会发生明显的变化。但是人类历史上的创造性行为和设计活动，却是不断运动和向前演进的。

在人类发展的最早期，我们为了能够生存下来而进行设计活动。然后人类逐渐进入到以自然崇拜和宗教崇拜为核心的漫长的创造阶段，随后借着黑死病的契机我们迎来了资产阶级和人文精神崛起带来的复兴设计时代。紧随其后的，是希望恪守传统的手工艺匠人们同工业化生产相竞争所带来的美学与创意空前繁盛和多样化的时期。在世界大战和工业化大生产之后，人们的创作思潮进入了反思、差异化和极度细分的阶段。直到当代，计算机和人工智能带来的参数化设计和虚拟现实技术把设计的形态推向了新的极致。

从设计与创新的历史演变，我们能够总结出来，创新与设计行为，是不断跳跃着向前演进的，而不是一成不变或线性发展的。不过，创新作为个体特征的行为，本身很难被恰当地分析，但如果我们把创新视为一种自然系统，把创新和设计行为与自然系统的演进节奏来进行横向比较，就会更容易进行解读和剖析。

1 自然系统的演进是跳跃性发展和交叉融合的结果

我们从1871年刘易斯·卡罗尔Lewis Carroll的《爱丽丝梦游仙境》说起。这一小说直接提出了后期对整个生物演进理论影响深远的概念。小说里，Red Queen红桃皇后对Alice爱丽丝说：“你即便费尽全力奔跑，也只能留在原地；如果你想改变局面前进到别的地方，你必须比之前至少快一倍才行。[1]”

1973年，著名生物学家Leigh Van Valen据此提出了“红桃皇后假说”。这一假说的核心观点，表述了自然界整体的生存与灭绝是恒定的，生命必须选择灭绝与突破。这带来两个演进的结果，努力奔跑却最终留在原地等待灭绝，或者跳跃前进突破现状获得生存机会[2]。

这一假说在自然界表现得非常直白。我们可以用植物与食草动物之间的竞争方式这一案例来思考自然演进的关键是什么。

植物在进化过程中为了生存而适应环境，选择进化生长高度躲避食草动物，而食草动物为了生存演化出更长的脖子作为应对策略。在动植物有限的进化能力阶段中，竞争的下一过程，植物进化出尖刺促使食草动物演化出新的进食方式。随着新的竞争方式出现，植物演化出分泌毒素促使食草动物选择缩短进食时间的方式来适应生存。最终，植物演化出释放信息素来警告所有下风植物进行群体性防御，而动物学会了选择只往上风处进食这样的新的行为方式。这一个自然演进与竞争的案例，足以说明单一方向的线性奔跑式的发展从来都不是自然的最佳选择，如同“红桃皇后假说”的概念，演进的努力奔跑，只能让竞争双方保持在原地等待灭绝而已。

因此，自然演进的要诀，永远在于跳跃式的前进，而不是线性发展。自然系统演进历史上观察到的寒武纪生物大爆发或者多次发生生物大灭绝，都是对地球历史上的物种演进至关重要的戏剧化的跳跃时刻。从下图所示的生物发展的时间轴可以看到，新物种出现的路径呈现非常明显的断层式的阶梯状，而并非代表线性发展的平滑曲线（图1）。

图1 生物演进的时间图轴

回顾人类自身，在短短数十万年从古人类演进到当下的时间里，也不是简单的一帆风顺的线性发展（图2）。人类数量在几千年前，也就是人类演进的最后一刻才开始出现爆发式增长，而不是以平滑的线性增长。和智人外貌上接近的绝大多数旁系古人类，其实血缘上并不亲近，基因层面的差异其实远比外观上要巨大。不管是最终灭绝的北京人或是尼安德特人，在生存过程中都和我们的祖先智人进行了基因交换[3]。在古人类学家斯万特·帕博看来，现代人是古人类最终基因交叉融合结果。

从植物与动物的自然演进规律和人类进化过程中分析，单一方向的线性发展是不能促进生物进化的，只有跳跃性发展和融合才能创造出新的生存机能来适应环境。交叉融合是一种能够混合各个单一领域特征的发展方式。它也是现代人类能够保持不断更新的发展过程应对外界变化，从生存到繁盛的重要基础。单一的、无交叉的线性发展只会走向淘汰。

2 身处混沌边缘系统是高效率的自然演进的要素

不断跳跃发展和交叉融合的自然系统，从本质上都属于混沌系统。混沌系统是指在一个确定性系统中，存在着随机的不规则运动，导致其行为表现为不确定、不重复、不可测。因此混沌系统也被称为“不可测系统”[4]。混沌现象是非线性动力系统的固有特性，是在非线性系统中普遍存在的。几乎所有集合多个影响因素互相作用的复杂系统，都是混沌系统，典型的混沌系统包含有天气、洋流、鸟类迁徙等等。

在以动物行为学为核心的生物演进学者的学术世界里，混沌理论有一个很重要的分支理论，叫做混沌边缘理论。在复杂系统中会同时具有秩序和混沌，而这两种行为会交替出现，其结果会造成“混沌边缘”(edge of chaos)，这是一种介于有序与无序、现状与创新、稳定与转型之间的状态。高效的复杂系统，往往处在既有能够使事物产生新形式的震荡，又有使它不至于陷入无序状态的稳定因素的狭窄区域。这个处在多个系统交界处的特定区域会被称作“混沌边缘”。复杂系统只有处在“混沌边缘”才能兴旺[5]。

图2 古人类分支与人口的非线性增长

在自然系统中，最典型的就是哥斯达黎加的生物系统。哥斯达黎加的蝴蝶种类占世界总数10%，比整个非洲还多，但国土面积仅是非洲的0.16%；鸟类种类有850种，比整个北美洲还多，而面积只是北美洲的0.2%。这个身处加勒比海沿岸，被夹在南北美洲以及太平洋加勒比海之间的狭窄区域的面积极小的国家，反而成为自然系统充分交叉与融合创新的最佳实验场。反而安全稳定的大陆，并没有成为自然演进系统下的乐园。

混沌边缘理论分析得出，生物进化过程中受到自然系统的影响，独立的生态系统受到不同区域的交叉影响，在秩序与混沌中发展而创新才完成了高效率的自然演进。混沌边缘理论最终会引向3个创新要求：局部化、不稳定和交叉融合。而3个要素全部都是当代设计与创新的核心。

3 设计的演进法则和自然系统高度相似

产品迭代时间很长而且产品线单一的iPhone就像优生系统下的狮子，依靠每个个体的独立优势生存；而诸多国产手机品牌的多产品战略则是典型的食草动物生存法则，单一年度发布的手机产品数量可能超越苹果10年发布型号的总和，是依靠产品数量来赢得生存空间。

和自然一样，设计也无法摆脱“红桃皇后理论”。设计不能选择舒适地与竞争对手保持相对的线性发展以期待停留在原地不变的状态。创新，是对混沌边缘极度依赖的不稳定的复杂系统。

原研哉先生在2011年的798的演讲就提出过两个观点，他说：“（伊势神宫的式年迁宫）实际上跟生物进化的理论非常相似。生物进化是DNA不断地复制出现下一代，但是当其中一链出现错误后就会产生基因突变，新生生物就可能和前一代不一样，这样不断变化产生新的物种，（和式年迁宫的）道理是一样的。”另外他指出：“日本的地理位置是在亚欧大陆最右端。掉转90度之后再看，日本有一种游戏叫做老虎机，从罗马或者是俄罗斯，还有中国，掉出来的珠子最后都会收在日本这个容器里面。[6]”（图3）

图3 原研哉798演讲中使用的日本设计老虎机的配图

日本身处亚欧板块的最东端和太平洋板块的最西端，位于最恰当的震荡边缘，达到了不被大板块过度干扰的局部化，以及与多文化交叉融合的差异化的动态平衡。因此，日本设计能够以如此细小国土面积站在世界高水平的地位，是因为把自己放在了不断寻求变化的混沌边缘为核心创新系统之中。

从来没有任何自然系统能如同人类社会一般飞速发展。我们只花了几百年就从农耕社会进入到工业社会，而从工业社会进入人工智能和航天时代只用了不到一百年。但这种飞速发展背后隐藏的危机，可能是对创新的毁灭。

交通、商业、网络的高速发展使我们逐渐抹平了地域差异和行为差异。我们可以无视时差在相隔数千公里的地方同时看一部电影的首映，可能手里还拿着包装和味道完全相同的可口可乐，用同型号手机在同一个社交平台发表影评然后给好朋友的观点点赞。这种极大的行为趋同性带来的是创新的终点，全球化带来了智力、认知和行为模式的高度一致，优点是惊人的效率提升，但一致性也是对创新最大的毁灭。全球趋同和系统的日趋稳定化，与创新对不稳定的、局部化的混沌边缘的需求恰好相违背。而失去差异性，就失去了创新的基础，也没有了交叉融合的可能性。

4 混沌边缘系统带来的跳跃式发展、交叉融合与差异化，是创新的根本要素

从艺术创作的手法来看，达芬奇摆脱了中世纪宗教画主题和技法的束缚，在文艺复兴时期的高超技巧可以说空前绝后。然而印象派选择开辟了新的艺术理念而非在达芬奇的基础上更进一步提升技艺。而到了当代艺术的时代，完全是跳跃式的演进，无论是安迪·沃霍尔，甚至选择了火药这一媒介，连画纸都可以不要的蔡国强。艺术从来都将差异化视作创新的根本，而非线性的奔跑前进（图4）。

图4 艺术发展的跳跃阶梯

这些案例都在给出同一个答案，不管自然还是艺术，努力奔跑的终点会是在墙前。唯有越过线性发展的局限，才能进入另一个创新阶段，获得新的发展契机。

图5 从Discman，iPod到虚拟播放器的变革

当下，不管是汽车、家具、电子产品还是时尚设计，我们都已经摸到墙壁，甚至撞墙了好久。事实上，当前凡是快速进化之中的产品，都无一例外地处在混沌边缘并经历震荡，寻找跳跃的豁口。那些不愿意跳跃甚至连加速奔跑都不愿意的厂商，早就成为90后甚至00后眼里的“历史”。因为我们当下体验到的设计，早就因为变革而脱离固有形态。短短10年里，我们听音乐就从卡带、CD这样繁琐昂贵的音乐介质跳跃到无介质的存储器播放，直到现在大家都习惯于手机终端，连播放设备这个硬件都被整合而直接消失了（图5）。

汽车设计更是个非常典型的例子。在汽车制造的百年历史里，汽车设计的创新之路一直很简单，更美、更大马力、更快、更先进、更舒适、更豪华、更高效，每一款的设计都是试图比上一代更好一点。所有的设计改变都是基于“更”这个比较级用词带来的安逸舒适的线性发展。可惜不管马力还是速度，都有穷尽。但在传统造车、电动技术、人工智能3个巨大的独立板块的边缘，诞生了TESLA特斯拉这样的跳跃者。

在特斯拉所处的混沌边缘系统里，完全成熟的“传统造车”板块提供了现成的汽车设计与生产制造的产业基础；来自松下的电池技术和日产LEAF这款世界上曾经最畅销的纯电动车从“电动技术”的板块证明了纯电动车技术完全可行而且已经能够站稳市场脚跟；而“人工智能”这一全新板块带来的，是颠覆汽车与用户的交互方式的全虚拟化内饰设计和无人驾驶体验（图6）。因此，在3个巨大板块之间的边缘空间，特斯拉用新的思维模式跳出了传统汽车行业的线性发展方式，与各个技术和制造领域进行交叉融合，产生了具备巨大差异化和全新用户体验的汽车产品。而当下奔驰、宝马、保时捷等传统汽车巨头的全面电气化转型，也从侧面证明特斯拉最早把自己置于震荡但充满发展契机的混沌边缘是完全正确的创新策略。

图6 从日产Leaf到特斯拉Model 3

5 结语

在这个全民创新的时代，我们能够做的，是相信自己，是跟随潮流，是埋头钻研，还是去系统地理解创新的本质然后把自己放在正确的位置上？我会选择后者。

我们当前正处在各个领域不断碰撞、交叉和融合的创新的关键时期。在这个阶段，我们的契机是技术的长足进步，但全球化和用户行为趋同却同样在消灭创新。身处自然系统的我们，如何从漫长的自然演进中学习前进的技巧，把跨领域的混沌系统概念中的跳跃发展、交叉融合与差异化作为我们创新的根本，是打开新的设计世界的关键性钥匙。