以“熵减”原则探讨现代设计的价值

吴向阳 司 宇 Wu Xiangyang and Si Yu

热力学概念的“熵”通常被用于表示一个物理系统的无序程度，这种无序同样可以用来表述人类社会的混乱度和不稳定程度。物理学家薛定谔在《生命是什么？》第六章“有序、无序和熵”中讲述了生命的存在就在于从环境中不断得到负熵。人类社会作为一个不断同外界环境进行物质和能量交换的系统，必须提高系统的负熵流量，确保系统的混乱度足够小，才能健康生存、生活并持续发展。习近平总书记提出的“绿水青山，就是金山银山”，即为一种低碳环保、可持续发展的“熵减”倡导。而与人类社会密切相关的各类设计行为时刻影响着人类生活的各个方面，因此有必要对现代设计的价值从熵理论的角度进行审视，并以“熵减”原则为出发点进行有益的探讨。

一、“熵”的概念及理论延展

热力学第一定律的概要是：能量是守恒、不灭的，它只能从一种形式转变为另一种形式。该理论曾经让人类充满幻想地认为，既然能量是不灭的，那么任何形式的浪费也就无所谓了。而热力学第二定律——熵定律的出现打破了这一幻想。19世纪20年代，法国军官沙迪·迦诺通过对蒸汽机系统冷热温差的研究发现了熵的原理。之后的1868年，法国物理学家克劳修斯首先提出了“熵”的概念，指出“熵”是对热系统热平衡程度的量度，是不能再被转化为做功的能量总和的测定单位。例如燃烧一块煤，它的能量虽然没有消失，但燃烧之后，再也不能把这块煤重烧一次而释放同样的功。通俗地说，当我们把能量从一种状态转化到另一种状态时，就会“得到一定的惩罚”，这个惩罚就是损失了能在将来用于做功的一定能量。［1］

1948年，美国信息论创始人申农将“熵”概念引入通讯领域，提出信息熵是信息品位的量度：获取信息就等于吸取了负熵，可以减少紊乱程度；而丢失信息则意味着熵的增加，也就是无序度增加。在人类社会中，信息与物质、能量有着同样重要的地位，是人类赖以生存、发展的基本要素。简单来说，信息是被传递或交流的一组语言、文字、符号或图像所蕴含的内容。1972年，麻省理工学院的米都斯领导的科研小组撰写了《增长的极限》一书，将熵理论从物理学引入经济学、社会学领域。该书出版后被翻译成34种文字，对西方思想产生了很大影响。［2］在此背景下，美国著名学者里夫金和霍华德的著作《熵：一种新的世界观》问世，进一步将“熵”的物理学概念广泛运用于哲学、心理学、经济学、政治学、社会学以及西方文化的各个领域，引发了世界范围内关于人类社会发展的目的和方式、极限和后果的极大反思与讨论。

第一个运用熵理论研究艺术问题的是美国格式塔心理学家鲁道夫·阿恩海姆，其研究内容主要体现在美学思想方面。他在1964年出版的《艺术与视知觉》中论述“张力与简化”时指出：“有机体的最典型特征，就是对物理学家所称的熵增加趋势的反抗性。通过不断地从周围环境中吸收能量的方式，有机体身上便装满了成长活动和争取生存的斗争所需要的燃料。”［3］1971年，阿恩海姆又出版了《熵与艺术：关于无序和有序》，并在首页写道：“秩序是人类理解万物的重要条件。”［4］阿恩海姆的研究成果不仅对美学和艺术产生了很大影响，而且也深刻影响到现代设计领域。

二、熵与现代设计的关系

从前文的“熵”概念及理论延展可以看出，熵在封闭系统中的增加虽然不可避免，但任何物体所处环境并不是绝对的封闭，都会与系统外部发生交换。例如，植物吸收阳光进行光合作用就是一个“熵减”的过程。而设计的“熵减”就是通过不断与外界系统发生交流、交换来进行合理有效的能量优化，进而向有益于分配生活能量、减少“熵”增加的目标方向发展。因此，设计的实质应当是通过整合、优化“人”“事”“物”之间的关系来解决人类问题，目的在于构建一个和谐的低熵社会。［5］

英国工业革命和机械化大生产给欧洲社会、经济带来了新的活力。1851年，伦敦国际工业博览会展出了许多机器制造的产品。但由于当时的机械化程度落后，这类产品的造型与传统手工制品相比显得非常粗糙。在此背景下，英国艺术家约翰·拉斯金和设计师威廉·莫里斯共同倡导并发起了以强调目的和功能为主的“工艺美术运动”。这一运动的兴起标志着现代设计的诞生。而熵理论的提出，就是在现代设计诞生之后的十几年间。

现代设计是随着现代工业的兴起和人类对现代生活方式的追求而发展的。工业化大生产在创造了物质文明的同时也创造了高耗能、高消费和高污染的极致，使整个生态系统的无序化程度持续增大，也就是熵在不断增大。而现代工业的巨大能量流量给人类社会带来了巨大混乱和不稳定，这种混乱和不稳定必然影响到现代设计领域。放眼当今社会，设计可谓无处不在。然而，在所谓的各类“设计”中，大到全国各地标榜着美化公共环境的政绩工程、形象工程，小到各种华而不实、耗费资源的商品包装，以及充斥满大街、向行人强制性散发的印刷广告，都存在着许多毫无价值的设计。这些设计同样高举着“为了美好生活”的大旗，但却在污染环境、浪费资源、制造垃圾的同时，给人类社会的生活秩序带来了混乱。这种混乱就是一种熵的增加。它带给人的危害不仅体现在物质方面，也体现在精神方面。例如一切以商业利益为目标的许多印刷广告，虽然印制精良，但低劣的设计画面、虚头巴脑的广告语严重影响了普通公众的审美判断和设计价值标准。这种影响带来的非和谐、无序化的信息传达，同样是一种熵的增加。

三、“熵减”原则下的设计价值探析

热力学的两个定律告诉我们，宇宙万物的能量总和是个常数，总的熵是不断增加的。而熵的增加就意味着有效能量的减少。每当消耗一定的有效能量，就会增加周围环境的混乱程度。物质与能量只能沿着一个方向发展，即从可用到不可用、从有效到无效、从有序到无序。这是一个不可逆的过程。既然熵的增加是必然和不可逆的，人类就必须尽量减缓熵增加的过程和速度，积极寻找能有效抑制并降低熵增长的社会发展模式。

现代设计是技术与艺术、物质与精神、自然科学与社会科学等多方面结合的综合性交叉学科。在设计过程中，人的追求通常指向一个明确目的；在实现目的的过程中，会运用各种技术手段进行评估并预测可能的后果。这种行为被称为工具理性。但是现代化之后，工具理性被普遍反思。因为它偏好性能与功效，倾向于对数学、定量、功利、实用、工具、技术等方面的追求，却往往忽视了人类生存发展不可缺少的非功利、非实用、非工具、非技术等方面的内容。［6］例如西方现代工业革命成功以后出现了两次世界大战，共导致约7000万人死亡；而世界大战中的“现代大屠杀”行为，虽然符合工具理性需要，但却是非人性、不道德的。英国历史学家科林伍德认为，现代人拥有的控制自然的能力比两千年前强大了许多倍，但道德水平却没有进步，就像一个未成年的孩子挥舞一把锋利尖刀乱砍滥杀。第一次世界大战的残酷曾经让现代设计的重要奠基者之一、德国建筑师格罗佩斯重新思考了技术在设计中的运用和技术本身的价值。自从1889年世界第一起由汽车引起的死亡事故发生至今，死于交通事故的总人数已超过4000万。与战争死亡不同的是，交通事故不论道义、不认敌我、不分场合，甚至比战争更残酷。另据世界卫生组织《2015年全球道路安全现状报告》中所说，尽管道路安全有所改善，但每年仍有约125万人死于道路交通事故。再加上汽车尾气、噪音污染、汽车燃油对能源的消耗等问题，有人因此对汽车的设计价值提出了强烈质疑，认为汽车是人类有史以来最坏的设计之一。因此，针对理性的现代人所表现出的理性的不道德，有必要从价值角度深入思考设计行为，应当把价值追求视为设计的出发点和目的，同时还应当把“熵减”作为设计价值评判的重要原则之一。

设计的价值追求中既有精神性的审美价值，又有物质性的使用价值、技术价值。它与传统意义上的纯艺术价值不同：纯艺术价值主要体现为审美追求，是艺术家个体面对社会时的个性化意志表达；而设计基本上没有自我表现的动机，其落脚点更侧重于社会，解决社会上绝大多数人共同面临的问题才是设计价值的本质。设计的价值往往因不同对象、不同时代背景而有所不同，但一般情况下是由“经济”和“文化”两个母价值以及若干子价值构成。经济价值包括材料、功能、技术、商业等子价值，文化价值包括审美、宗教、品牌、品位等子价值。这里要强调的是，经济价值和文化价值之间并非完全分离。例如，经济价值中的材料和技术也可以体现出审美价值，而文化价值中的审美和品牌也同样可以转化为经济价值的一部分。在设计的母价值中，经济价值主要体现为物质化的功利性价值，可以通过设计物品来实现；而文化价值主要体现为精神化的非功利性价值，可以通过设计师的思想来实现。

作为经济载体的设计早已全面渗透到社会各行各业，成为提高国家经济效益和市场竞争力的一项战略途径和发展现代化的重要任务。尤其一些老牌经济发达国家对设计更加重视，如曾任英国首相的撒切尔夫人就曾说过，英国可以没有她，但不能没有设计。还有人提出设计也是一种生产力、设计就是经济效益等等。因此，设计为经济服务而体现出的价值成为一种事实存在。然而，设计价值的经济意义在今天虽然无可厚非，但其物质化的功利性表现所带来的熵的快速增加必须让人警醒。

经济学的“价值”概念在不同时代有着不同定义。18世纪英国经济学家亚当·斯密认为，价值主要是生产成本。19世纪法国新古典主义经济学家瓦拉尔认为，价值对应于有用性。20世纪英国剑桥经济学派领袖马歇尔认为，价值来源于供给和需求的关系。经济学家认为，只有“有用”并且“稀有”的东西才有价值，而每个人都可以不受限制地得到的东西没有价值。例如“空气”，虽然有用，但不稀有，所以它没有价值。这种看法完全基于“世界是无限的”这种假设。在这种假设下，人类盲目地打着“发展”和“现代化”的旗帜，无所顾忌地追求经济利益最大化，疯狂攫取地球资源，带来的恶果直接反映在物质能量转换链条的两端——前端是能源枯竭的危机，后端是人类制造的巨量垃圾。并且，现代化程度越高，垃圾制造能力就越强，垃圾总量就越大。针对这一局面，法国著名遗传学家和社会思想家阿尔贝·雅卡尔冷静思索并深入探讨了面对“有限世界时代的来临”，人类将何去何从这一问题。北京师范大学田松教授认为，在“有限地球时代”来临之后的“未来世界将是垃圾做的”。这绝不是危言耸听。“世界无限”是一个非常错误的人类幻想，原因在于它与熵定律相违背。根据里夫金和霍华德对熵的表述，地球上的各类矿藏、原始森林、天然水体都是低熵物质，但经过人类的滥采滥用，最终都会变成高熵的垃圾。目前人类对垃圾的处理能力极为有限，主要办法是填埋。而多数人仍然乐观地认为，等到科学发展了，可以把这些填埋的垃圾回收再利用。这依然是个违背熵定律的幻想。如果真有这种高级技术装置，把它安置在垃圾场和原始森林之间，岂不是构成了一架巨大的、人类幻想的永动机？［7］

里夫金和霍华德在《熵：一种新的世界观》中描述了西方的机器世界观和价值观：“我们生活在机器的时代，精密、速度与准确是这个时代的首要价值。”他同时指出：“机器成了我们生活方式与世界观的混合体。”的确，对于机器的崇拜和依赖已经成为现代人的一种生存方式。其根源在于西方现代科学将机械论作为重要价值观之一。西方国家在工业革命以后形成了全面的“以机器为本”的价值观。他们把人当作工厂的机器，无限提高经济利润，甚至用“数学模型”而不是心理学来描述人的行为特征。在此影响下，现代设计追随着科技的发展，并热衷于不断尝试用新的技术来实现更高价值。例如，20世纪曾出现一个叫“高技派”的现代设计流派，该流派极端地认为科技可以解决一切问题。后来，人们看到“以机器为本”产生了许多无法解释的问题，带来了严重的社会弊端，于是又将价值观转变成“以人为本”。在设计领域，英国艺术评论家约翰·拉斯金和设计师威廉·莫里斯倡导的工艺美术运动，其实质就是“用艺术设计表现人道主义的社会责任感，批判英国资本主义工业关系的残酷”［8］。之后的包豪斯深刻地认识到一个至今仍然迫切的问题：防止人变成机器的奴隶。然而今天来看，“以人为本”虽然比“以机器为本”前进了一大步，但却过分抬高了人的地位，忽视了人与自然的和谐相处、人与一切生灵的平等身份，因而“以人为本”的设计体现出的价值并不一定完全符合“熵减”原则。对此，国内一些清醒的有识之士，如西安交通大学李乐山、清华大学张夫也等专家呼吁，设计要“以自然为本”“以生灵为本”。其实质都是在倡导“熵减”的设计价值观。而遵循“熵减”原则进行的设计，主要可分为低熵化物质设计和非物质设计两种形式。

低熵化物质设计与生态设计、绿色设计、低碳设计以及“负设计”的宗旨是相通的，其目的在于强调人类生态环保和经济发展两个方面的协调与平衡，致力于减少设计对生态环境秩序的破坏。例如由日本建筑师隈研吾的“负建筑”概念延展而来的“负设计”理念，主要是倡导“少而简朴”的设计。这里的“少”虽然与德国建筑师米斯·凡德罗的名言“少即是多”息息相关，但并非指为了简化形式，可以忽略装饰，甚至可以忽略功能的“极简主义”风格。“负设计”理念中的“少”主要体现在三个方面：去除华而不实的形式层面的少、强调适度减少依赖的技术层面的少、倡导朴素反对浪费的生活层面的少。［9］与其相呼应的是，日本设计师田中一光在20世纪六七十年代就意识到日本的包装设计对资源的过度浪费问题。他在1980年为西友集团创建了“无印良品”的概念品牌。无印良品的简单定义就是无品牌、高质量加上简单朴素的包装。其重要环节有三：一是“材料的选择”，二是“工序的检查”，三是“包装的简化”。［10］因此可以说，“负设计”遵循的就是“熵减”原则，无印良品的品牌设计就是一种低熵化物质设计。

非物质（immaterial）意指不再表现为实物的物质。人类社会的运转不仅依赖有形物质，还必须依赖社会的无形规则，如阶层、习俗、职业道德规范等。它们对人类生活及行为方式的影响要远大于物质元素。［11］非物质设计最初是随着电子技术的发展而产生。直到20世纪90年代，随着“网络界面设计”“信息设计”“虚拟化设计”“人性化设计”等概念的普及，非物质设计成为一个新领域。其特征主要可概括为三点。其一，信息化是非物质设计的主要构成元素，主要体现为较高的信息含量。其二，数字化是非物质设计的重要表征。它开创了设计的新理念，即采用数字化虚拟设计使异地加工与无纸化生产得以实现，进而降低了对环境的依赖，实现了低熵的传递与汲取。其三，人性化是非物质设计的核心理念之一。因为设计都应当考虑到人的情感认知需求，而人的心理难免会有高熵的烦躁、厌倦、忧郁、悲伤等情绪，故而人性化设计的目的就是减少高熵，使人愉悦、轻松并得到心理平衡。但同时还应当看到，非物质设计中的信息传播及数字化虚拟设计目前仍然依托于具体的物质——电子设备来实现，而这类物质设备的更新之快有目共睹。其在快速更新中产生了大量新的电子物质垃圾和高碳排放。因此，对于非物质设计所依托的物质浪费以及过度的无用信息带来的新的熵增加问题，我们必须保持高度警惕。

四、结语

值得注意的是，当今中国已有越来越多领域的人开始关注并重视“熵减”问题。例如“36氪和设计癖”创始人李艳波在TED唐家湾大会上提出了一个衡量设计好坏的“设计熵”概念，将其定义为一个描述设计对象混乱程度的度量——设计熵越大，设计客体越混乱。［12］再比如将“熵减”理念应用于企业管理思想、员工教育以及产品研发实践中的著名企业家任正非，在《熵减：华为活力之源》序言中的第一句话就是“熵减的过程是痛苦的，前途是光明的”。曾任美国著名商业杂志《Business Week》国际新闻高级编辑的设计师大卫·洛克斯曾说：“如果讨论科技和产品，中国理所当然是当今世界几乎所有产品的制造地；如果要讨论设计，中国还有较长差距需要追赶。”［13］这虽然只是一家之言，但我们必须承认差距并清醒地认识到，无论以何种方式开展设计行为，首先要认真思考设计的价值，而以“熵减”原则作为设计价值的考量标准应当是设计的首选和必选。熵原理说明，建立一个“负熵社会”是人类的理想；而现代设计的使命，就是在服务人类的同时，帮助人类实现这个理想。