混沌系统思维在设计领域的研究分析

杨钊 齐璐莎

摘要：针对日益复杂的社会、经济、环境和文化系统，设计的目的趋向于创造和提出解决方案。设计作为社会变革的重要部分，其过程具有复杂性、变化性和动态性，并且依赖于设计师的工作环境及状态。设计师将科学与艺术融为一体，实现设计转型，不断优化设计方案，从多种假设中判断可行方案。文章围绕混沌系统思维展开论述，发现设计师自身的创意思维与外部环境均会对整个设计过程的运行产生相应影响。设计并不仅仅是设计师针对问题进行的单一分析结果，更是各种思维综合的结果。

关键词：混沌系统思维（ChST）；设计领域；复杂性；设计转型；设计教育

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2024）01-0111-03

Abstract：Aiming at the increasingly complex social，economic，environmental and cultural systems，the purpose of design tends to create and propose solutions. As an important part of social change，design process is complex，changeable and dynamic，and depends on the working environment and state of designers. Designers integrated science and art，realized design transformation，continuously optimized design schemes，and judged feasible schemes from various assumptions. The paper discusses the chaotic system thinking and finds that the designer’s creative thinking and external environment will have a corresponding impact on the operation of the whole design process. Design is not only the result of a single analysis of the problem by the designer，but also the result of a variety of comprehensive thinking.

Keywords：Chaotic Systems Thinking （ChST）；Design field；Complexity；Design transformation；Design education

设计经常用于解决问题的项目、计划或创作过程，设计不是最终的目的，而是作为实现这一目标的工具。在优化或解决设计问题时，经常会被各种制约条件所局限，根据设计时所产生的问题，一般来讲有几种可选择的方案，但是最终达到的结果是不断变化的，因此设计的目的具有不确定性。设计师的工作模式通常表现在进行设计工作时，需根据产生的问题不断寻找最佳的创新或优化方法，这一过程要求设计师需要调动混沌系统思维（以下简称ChST）实现设计过程的优化转型，而转型过程的复杂性对使用这种思维的人来说具有一定的挑战性。作为设计转型过程中的思维工具，ChST是一种多维度的设计转型方法，包含多种观点。ChST具有驱散性（Dissipation：使思维更积极地向探索状态演化）、不确定性（Indeterminacy：设计环境具有较多不确定因素）、连通性（Connectivity：思维变量的互相链接）、意识性（Awareness：从结果中不断地学习和思考）、涌现性（Emergence：思维的突变与飞跃导致不断产生新的“蓝图”）等5个基本特征。因此，利用ChST推进设计转型的设计师，才能更好地为工程领域、管理领域和制造领域等不同领域交叉融合下的团队，创造出更先进的设计前景。

文章将设计和混沌系统思维联系起来，阐明ChST能够使设计富有创造力。探讨众多领域的项目忽视设计工作在其项目中重要性的原因，发现一般情况下还原论思维在其中发挥着主导作用，而不是有意识地弱化设计的功能。

（一）设计的定义。设计这个词起源于拉丁词“signum”（英文中的“sign”和德语中的“Zeichen”）。“Signum”和“Zeichen”两个词语具有相同的古老词根。因此，从词源学的角度来讲，“设计”的意思为“画上一个标志或符号”。从词源学的角度看，动词形式的“设计”来源于前缀“de”和拉丁动词“signare”，意思为记号、标记或标志。“de”前缀不是用于反对或颠倒似的贬义用途，而是用于推导、演绎或推理的积极含义。这些含义与广义上“设计”的需求基本一致，所创造出的图形或内容都具有独特性。

1930年，世界知识产权组织（WIPO）认为“工业设计只是对产品的外观、装饰方面做出的优化和调整”。当前，对设计的定义与之存在明显区别，认为“设计指在事物上应用的形状、结构、颜色、图案或装饰特征，线条或颜色的不同特殊组合和排列赋予了设计所必需的特征条件，进行创作后的成品不构成设计，设计本身是无形的，只是一种想法或概念”[1]。针对设计的定义，学者们提出许多不同的观点。Flusser V和Cullars J在文章中提出，在英文的语言特征体系内，“Design”这個词既是名词也是动词。作为名词时，它可以表示“目的”“计划”“意图”“目标”“图谋”“策划”“形式”或“基本结构”，其部分含义与“灵巧”和“巧妙”有一定的关联性。作为动词时，“设计”的意思为“编造某物”“假装或模拟”“起草”“素描”“塑造”或“战略性地做某事”[2]。Batchelder提出，“设计为了达到节奏、平衡、和谐、秩序和美的原则，通常由色调、尺寸和形状的组合构成。色调表示不同颜色的明暗、饱和度或纯度。尺寸是指设计对象的长、短、大、小等。形状是指轮廓或边缘线是由何种线条（直线、曲线或不规则线段等）组成”[3]。“设计总是以意图、计划或目标为前提，特别是在分析阶段和创意阶段，经过执行阶段的绘图或建模后，形成一个想法”[4]，设计师会将设计过程简化为意图与绘图的总和（设计=意图+绘图）。

分析不同学者及组织针对设计的定义提出的不同说法能够全面有效地理解设计的深层次内涵，帮助建立设计与ChST的内在联系。总体来说，每个设计对象的开发过程受到各种制约条件和基本逻辑的影响。因此，设计不是凭空产生的，而是交流和合作的结果，开发统一的设计语言可以帮助设计师提供合理的解决方案。

（二）分析工程与设计的联系。探究“Design”的词源会发现其存在“欺骗”的含义，意味着设计也会以欺骗的策略来达到最初的目的，这与非自然的概念产生了一定的联系。因此，设计是一个改变自然环境的创造性过程。希腊人制定几何科学之前，一些几何形状已经自然形成，进行设计后的物品是人类的成果。设计是人工制造的一种表现形式，设计师将自己的思想和创意用于优化自然特征。ChST中的想象力和创造力对新事物进行了抽象化、反面化、重塑化和形象化。设计是创造新事物的过程和手段，应用于抽象与具体、想象与真实、偶然性与确定性之间。工程学与“合成”有关，而设计与“分析”有关，被创造出的合成物或人造物具有明显的功能性，这也是工程活动的核心目的。工程师和设计师关心的是如何实现设计目标，以及如何最大程度发挥产品的作用。因此，设计为物品创造了新的象征意义，进而使设计推进了社会的变革。工程和设计的综合创造了一种新的、人为的秩序。

（三）设计是科学和艺术的综合。设计存在于每个人的工作、学习和生活中，有学者曾质疑设计究竟属于艺术学还是科学领域，但如果理解了设计的范畴，就会得出设计既是艺术也是科学的结论。Weidemann认为，“由于各种限制条件，设计需要很大程度上的客观性，必须妥协为行为的导向，而且需要被用户理解，从而慢慢地改变其使用习惯。而艺术则是完全主观的活动，艺术作品可以掺杂作者的个人情感，不需要对任何人做出妥协和让步[5]”。

Art在拉丁语中称为ars，意为实用技能或工艺，在希腊语中称为τ？χνη，意为技术。从词源学角度分析，艺术是指通过学习或实践获得的技能。设计同时也是一种艺术形式，其专业能力可以通过学习提高，而艺术的审美和感知能力则需要通过先天优势和熏陶培养综合形成，一个好的设计师首先是好的艺术家。如果艺术是一门工艺，那么设计师就是创造者，证明了设计活动具有创造性作用，因此说艺术和科学是通过设计相遇，既是艺术也是科学。

设计在许多领域中都处于核心地位，比如在工程、管理领域，这些行业注重逻辑推理能力且提倡“制造和实践”意识，相较实证科学领域则更侧重有理有据的论证。日益复杂的环境导致人的能力有限且被不确定性所包围，如同营销学的4P（产品、价格、促销和渠道）理论[6]，设计学存在描述设计师行为主要特征的4C（Creativity，Compromise，Choice，Complexity）理论，即创造性、妥协性、选择性和复杂性。此外，4C理论还包括沟通能力、协作能力、认知能力和承担能力等其他相关能力。人们能够普遍认识到设计对于每个人生活的复杂性和重要性，因此，创新和改良终将持续成为大众所关注的重要部分。应用ChST理解设计问题能够有效提升设计师的各项行为能力，进而设计出具有正反馈效用的设计成果。

（一）设计转型过程的复杂性。若将设计的转型过程与其复杂性联系起来讨论，将会论证以下两个观点：1.设计的结果通常会导致复杂性增加；2.在任何设计的开发过程中总是存在各种复杂性因素。

根据第二个观点，只有ChST贯穿整个设计活动才能促进其良性发展。例如，任何生物存活都需要食物，树根会为树木的生长提供营养，没有树根树木将无法存活。因此，ChST就如同树根一样的存在，给予转型设计活动所需的思维方法。

（二）设计转型过程的重要性。文章从设计的特征角度出发，将设计分为3个不同的类别：1.注重新奇感的设计。真正的新奇感由创意设计产生，设计目标和实现目标的途径在多数情况下是未知的，所以这种新奇感的产生较为少见。因此，真正的新奇感需要进行变革般的更新过程，这一过程使得产品更具有创意性。2.注重改良性的设计。设计演变的目的很明确，但很难有专家能具体说明如何实现该目的。为了实现这一目的，需要将设计演变过程分解为多个环节。改良和创新环节会使设计项目变得更具挑战性，推进实现设计的优化过程。3.常规的设计。进行常规设计项目之前需要明确项目的目标和实现的方法。关于设计痛点的早期调研有利于剖析任务，这一过程能显著提高了设计的效率[7]。

通过浅析根据设计特征进行设计分类的具体内容，能够体现出进行设计活动时设计转型环节在各种设计类别中都具有不同程度的重要性。

（三）混沌系统思维理论。创意设计活动是洞察力作用的结果，这种洞察力帮助设计师经历思维转变。人们意识到思维转型的必要性也将激发相关思维和行动的转型，同时也揭示出对思维转变的客观需求，表现出复杂性的整体特征：设计师本身与外部环境均是设计系统中不可分割的一部分。因此，观察者和被观察者属于同一个复杂的思维系统。在设计过程中，设计师与其作品的相互关联性意味着除大自然之外，创造能力还将影响其他受众。虽然影响结果存在主体不确定性，但这并不能抑制人们的创造活动。相反，设计活动旨在通过熵在一个自然趋于混乱的思维系统中创造秩序，即混沌系统思维（ChST）。文章讨论并分析混沌系统思维的学习模型旨在帮助设计师理解设计转型过程，实现设计方案的优化升级，如图1所示。下述内容详述解析ChST学习模型的多维度和各类学习内容，帮助理解如何在混亂的系统中创造设计秩序。

1.混沌系统思维的个体与集体维度：尽管创新经常与创意一起使用，但创新与创意的联系与区别并没有被准确定义。创新指引入新事物的行为，而创意是指把原来许多旧的元素进行全新的组合，两者之间在涵义上存在明显的区别。创新可以看作是在树上多加一片叶子的过程，创意则指多加一个根茎。如图2归纳了创新与创意概念的示意过程，使用树的成长来比喻与解释设计过程的运作原理。图3表明个体和集体在组织内部和组织间形成不同的群体，创造出多个动态的“观察领域”和“信息领域”作为整合领域，并不断变化。理解文章的上下文时，图3可以解读为用于识别设计学科及其相关学科进行演变的另一种隐喻表达，说明创意设计源于环境的动态变化[8]。

创新与创意过程皆来自一定程度的新奇感作用，人们普遍承认新奇感带来的价值，但“真正的”新奇感很难实现。当人们开始如同古希腊哲学家Pyrrho描述的那样以绝对怀疑主义理论思考问题时，新奇感的获取需要的将不仅仅是单纯的印象。例如，将图2垂直反转观看时，虽然图示现象看起来很新奇，但没有实际作用或意义。反转观看明显具有挑战性，却没有站在现实意义角度，进行构思、接受或理解新奇感的概念。从这个激进的立场来看，可以认为新奇感涉及对存在的否定，即从虚无中创造只会是一种谬论。理解个体与集体的维度，通过案例解读构建创新与创意过程、设计与其他学科演变之间的关系，构成对ChST学习模型的局部理解。

2.混沌系统思维的反思学习：用户无法探究产品的“真正”新奇感具体指代什么内容，但可以通过观察产品设计的过程来评估新奇感的程度。设计师通过反思行为来优化创意设计过程，这表明问题不依赖于现象的存在，而是人们对其了解的情况。反思的概念并非规定性的，正如Currano R等人所述，其概念包括许多定义：回顾、内省、沉思、调解、自我检查、深思熟虑、想象、反刍、好奇等[9]。设计师在创作过程中必须了解设计的重要性并使用反思的方式考虑问题。没有反思就没有差异，如果没有差异就不可能存在创造性。设计师经常使用直觉思维来形成解决方案，而创造性思维则是设计思维中的一个基本要素。思维的暂时中断是不可避免的，熵确保了中断现象的产生。因此，设计师需要对产品有整体预期并进行阶段性反思，积极调动其他思维的参与才能创造更优良的产品，即运用ChST中的反思学习方式来推进设计转型。

3.混沌系统思维的行为学习：在设计过程中与其密切相关的活动是综合，但学界没有公认的推理形式，有学者强调诱因推理法。根据Pierce的观点，“演绎证明某件事情存在的必然性与归纳表明某件事情实际的可操作性，溯因仅仅可能只是表明某事存在”[10]。尽管诱因推理法违反了逻辑规律，但这种方式允许概念或概念系统的语义内容发生创造性的变化，这是所有“范式变化”的特征之一。因此，诱因推理法超越了纯粹的直觉，可以帮助设计师整合理论、原因、模式和思维规范，感知人们内在的概念宇宙，并改变其思维逻辑的内容。对设计状况缺乏全面了解的前提下，诱因推理方式可以成为解决问题的探索性途径。因此，ChST中的行为学习方式包含践行诱因推理法，揭示了设计转型过程中如何运用这一方法突破设计师的直觉经验。

4.混沌系统思维的文化学习：Sch？n在其文章中提出，实证主义的实践认识论只关注“设计”能够改变现在和创造未来。从这个角度看，设计只属于艺术学科而非科学学科，而这正是设计院校没有传授给专业学生的内容[11]。综合类高校专攻自然科学的严谨性和确定性，教育其学生工程学以确定性途径解决所有问题的方式是有误的，教导其具有改变和影响未来的特殊能力。设计师必须“尝试、观察，然后转换角度继续尝试，并进一步审视才能实现超越”，这个过程中设计师陷入了一个复杂的循环。设计师需要创造工具并以此优化学习过程，设计“学习秩序”的步驟可以帮助纠正错误，并修正项目制作前预料之外的结果。因此，新兴环境需要快速适应变化的敏捷计划（逐渐完善过程的规划方法），目标必须以实践为基础并与环境相一致。高校及企业环境中通过文化学习的方式培养设计师将ChST这一有效的设计转型工具应用于设计过程，能够有效提升设计师的设计实践能力。

5.混沌系统思维的社会学习：在组织设计团队时，设计师必须考虑团队各个层面的参与性和积极性进行内部统筹。团队应扩展和培养除专业设计师之外每个成员的设计技能。从这个角度看，每个成员都是设计师，以创造足够的结构和实践并不断改进和重组，并在必要时尝试新的团队配置。内部统筹就是一个学习过程，可以帮助团队学习和改进，其中最重要的是学会如何学习[12]。在当今复杂和不确定的环境下，内部统筹的能力对于团队建设显得尤其重要。在ChST中，设计过程中的思维通常是一个不连续的过程，会随着环境的转变而变化，并挑战团队成员从根本上改变自己的行为，以摒弃无用的思维循环为新思维的出现创造空间。因此，设计师必须在社会学习环节中充分掌握如何实现团队合作，并在内部统筹过程中协调各成员间的优劣势，促使团队合作创造出设计成果的更大效益。

6.混沌系统思维的主观与客观维度：现实生活中，人们可能会存在柏拉图式的想法，如“洞喻”所述认为设计师是“叛徒”，能够巧妙地引诱人们思考一些超出思维认知的想法。这种思想指向两个不同的方面：设计师主观诱导性和设计的不全面性。一方面指设计师通常会诱导用户按照其想法进行设计体验和评价；另一方面说明设计不是通用的而是结合环境的，如果设计师不理解环境并且无法正确看待其作品的用户反馈，则可能会设计出超出思维认知的产品。但“现实”只存在于人类的默许下传播，给定的设计可能只是一个单方面的过程，其影响确具有集体效应。设计师的行为会影响社会的发展，其成品会影响自然界中所有存在的生物，其创造力有利于改善生活环境，也能用于抑制或破坏生活环境[13]。在ChST系统中就要求设计师不仅对问题具有主观维度的思考能力，还需要其将设计成果置于具体的环境中进行客观维度的判断。如果设计师的产品引起人们行为和文化的变化，那么设计产品就超越了主观性而创造了一个“新的社会变革”。

设计教育系统通常倾向于以规定性和确定性方式进行教学工作并遵循实证科学，若重视新的设计理念、材料、方法等而忽视传统的内容，则会使设计结果变得相对新颖且实用。Putnik指出，如今人们的生活呈现出日益复杂的趋势，期望传统的工程学科对这一现象做出行动是不现实的，所以设计教育系统的转变不仅应在高校进行也需在设计培训机构的课程中践行新的思路[14]。对于工程设计师来说，如果某款产品看起来美观则会认为是功能性的作用，工业设计师则通常对功能和美学之间的差异更加敏锐，能够将产品的美感与性能进行完全区分。因此，如果设计专业的学生除学习制作产品的方法外还能学习到产生新想法的思维技能，那么利用这种教学方法可以使其具备优秀设计师的品质并设计出更优良的产品。

设计学科不局限于本专业领域而是多领域交叉融合。设计师意识到设计学科与其他学科之间的关系，以及ChST在设计过程和设计教育中的重要性。设计学科被认为本质上是一种“现代”的学科，但实际上的“现代”意味着后十八世纪的概念。设计学科结合了工程、科学、艺术、发明、管理、商业、人类学、心理学、人体工程学、社会学等多种学科，并建立起了不同领域之间的对话，设计师在这个多领域交叉融合的过程中起到推动作用。

传统的设计方法或技术侧重于对外部环境的描绘、分析和综合，依据建构主义的观点，ChST可以为设计提供新的思考。ChST的5个基本特征可以推动设计的学习活动，从而推动工程学习，即意识性、连接性、不确定性、耗散性和涌现性。针对新的工程设计组织和管理系统，这5个特征除了隐含的设计规则，还会设计师创造出更优质的产品。

文章强调设计的交叉融合性，突出体现设计师促进世界智能化的作用。在设计过程中，设计师试图在其不完全理解和不断变化的环境中创造秩序。将设计与ChST联系起来，以表明一个灵活运用各种思维的团队更易实现创意设计。因此，必须鼓励设计师积极地进行思维转变以达到创意设计的目的[15]。由于设计过程中具有较多不确定因素，进行阶段性反思以实现对ChST的多个维度恰当地作用于设计的各个阶段，实现设计方法新的突破。

基金项目：2022年度校级教学质量与教学改革工程立项项目““BOPPPSCDIO”教学模式下艺术设计学类课程教学改革研究——以“信息设计”课程为例”（XJJG2202）

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