“熵減”理念下的產品可持續設計研究

許定生 俞荷沁

（南京工業大學,江蘇南京 211816）

隨著科學技術的發展和物質條件的提升，生產資料的空前富足讓人們開始回顧和反思極速擴張帶來的生態問題，如環境污染、資源浪費、氣候異常等。圍繞生態保護、可持續發展的話題逐漸成為熱點并受到推崇。從倡導使用綠色材料、減少毒害物質排放、更加有效利用自然資源的環境保護，到兼顧生態、經濟和社會的融合發展，再到整合產品與服務的創新性綜合解決方案，可持續發展理念在不斷延伸和拓展，可持續設計也成為這一時代背景下必然要求。[1]

一、產品可持續設計

隨著綠色主義，環保主義思潮的興起，可持續發展的理念最先體現在各種產品設計和產品生產上。

（一）材料選擇

可以說可持續設計理念的推廣就始于對一些材料使用的反思。尤其是20世紀以來，塑料的大量濫用和隨意拋棄造成“白色污染”，其在自然界中難以降解卻又無孔不入，讓人觸目驚心。并且，這些材料在生產加工過程中還會有毒害物質的排放。想要在材料使用層面上實現可持續，方法有二：一是開發新的材料，研制對環境更加友好的材料，無毒無害易于降解，或者提升材料性能，減少材料用量；另一個則是“舊材新用”，比如竹、木材料等傳統無害環保材料，打破對這些傳統材料的固有印象，進行細化加工和創新使用。

（二）模塊化設計

模塊化設計是通過對產品系統的整體拆分，將產品內部相似相同的要素重新組成更小單元的子系統，這些子系統具有相對獨立性，可以承擔一定的功能。在產品設計生產過程中，模塊化有助于形成系列化、品牌化，增強產品延續性，縮減制造和裝配流程，從而降低生產成本；在產品使用和流通過程中，模塊化設計更加方便檢修、更換和回收，從而減少廢棄物的產生。總之，采用模塊化設計的產品能夠有效延長產品使用壽命，在產品快速更新換代的浪潮中以少變應多變，兼顧經濟因素和環境因素，保持一份對環境的友好。而這，正與可持續發展理念相吻合。

（三）循環設計

循環設計，是一種將回收理念貫穿于整個產品生命周期的設計方法。在產品設計初期就考慮產品使用材料的回收問題，包括回收的價值、處理方法以及對環境的影響評估等，最終目的是實現材料和能源的高效利用以及對環境的最小污染。從一定程度來說，循環設計將產品的功能實現和材料選用進行了剝離，更加強調對環境的友好度，本質上是構建材料加工、使用和回收的循環機制。

二、“熵”的相關概念

（一）熵增定律

“熵”最初是熱力學上的一個概念，用以描述孤立系統中熱量從高溫物體流向低溫物體的不可逆過程，稱之為“熵增”。隨著對熵增定律研究和理解的深入，這一概念被進一步擴展至信息、能量、時間、社會、經濟等各個領域。廣義的熵增定律下，一切事與物都將從有序趨向混亂。因此，熵增定律又被認為是宇宙演化的終極規律。薛定諤甚至指出：人活著就是在對抗熵增定律，生命以負熵為生。

（二）“熵減”與可持續

在產品設計中，可持續的實質就是通過引入“負熵”來減緩和降低熵的增長，這里可以將其理解為“秩序的連接”和“能量的交換”。[2]孤立系統中的熵會不斷增加并趨向無序，單單引入綠色環保材料的方式并沒有打破系統的封閉性，也沒有建立系統與外界之間的交換關系。這就很好的回答了為什么很多綠色環保設計產品概念火熱，實際卻沒有達到預設效果的困惑。

三、“熵減”理念在產品可持續設計中的應用

（一）造物層的減法設計

1.功能要素

產品功能是造物動機的直觀體現和最終落點，產品功能分為實用功能、審美功能和象征功能。除去藝術品和文創產品等偏向審美和象征功能的特殊產品，絕大多數產品都是以實用功能為主。隨著對產品消費端的細化和深耕，市場正發生從“滿足用戶需求”到“創造用戶需求”的轉變。以智能手機為例，近5年來其功能領域不斷延伸和擴展，從基本的移動通信、相機拍照到虛擬購物、在線支付，再到如今的智能家居、萬物互聯。智能手機已成為人們日常生活中必不可少的一部分。與此同時，越來越多的產品開始通過增添顯示屏、支持聯網等方式來附加各種功能。產品功能的增加的確可以適應更多的用戶人群，但是一定程度上給用戶選擇帶來困難，一些非必要的功能不但使用頻次有限，而且還平添生產成本，最終仍是轉嫁到用戶之上和自然環境之中。因此，在產品設計階段應當回歸到造物的原始動機，準確把握用戶需求，適當整合實用功能，多做功能“減法”。[3]

2.造型要素

產品功能日益多樣化的同時，產品造型也在發生變化，從簡單的幾何形態逐步轉向有機形態，樣式愈發繁復。豐富多變的造型在一定程度上能夠給用戶帶來耳目一新的感覺，但是在造型上的過度強調又容易讓用戶在功能使用和審美觀賞上產生矛盾，這尤其體現在一些食物包裝上，例如“天價月餅”“天價粽子”等。盡管在形態上極盡講究，但是與產品本身的功能和內涵相去甚遠，這些精美的過度包裝往往是留之無用、棄之可惜。形態是產品存在的外在表現，也是用戶感知的基本通道。因此，產品造型一定程度上需要與產品功能相契合，無論是形態、色彩還是肌理，都應當避免用刻意求異求怪的造型設計來嘩眾取寵。多做造型“減法”，回歸產品本身。

3.物質技術要素

產品的形式與功能需要物質技術作為支撐，圍繞材料選用展開的結構設計、加工工藝是這部分的核心。[4]作為產品的物質基礎，功能實現和形態呈現都會受到材料的影響。材料是產品可持續設計始終繞不開的話題之一，相當一部分的可持續設計都是建立在綠色環保材料的使用之上。但是，使用綠色材料并不等同于實現了可持續。在人們普遍的認知當中，紙質用品可回收、易降解，是利于環保的，然而造紙的過程并不環保，首先是原料需要通過砍伐樹木獲得，其次是生產過程中需要用到大量的水，最后還有漂白產生的污水排出，對水質產生污染。創新研發綠色材料，不如加強對現有材料的創新使用。篩選現有的材料，通過對其結構的重組和工藝的改進，往往能夠達到經久耐用、節能減排的效果。

（二）謀事層的秩序整合

如果目光只聚焦在產出具體產品時，產品可持續設計就會被局限于造物層面的技術突破和風格變換。應當認識到設計的目的不僅僅是創造一件產品，更是在提供解決問題的方案。造物是謀事的手段，但成事未必只靠造物，解決問題的方案可以是實質的產品也可以是非物質的服務。在以往備受推崇的可持續設計中，大都是圍繞在功能、造型和物質技術層面上做設計減法，而熵減理念下的產品可持續設計還包括對設計事件發展和延伸的秩序整合。目前，受到廣泛關注的生態設計和服務設計這兩種新興設計模式，都是基于“熵減”理念的低熵設計典型。[5]

以共享單車為例，始一推出，就極大地沖擊了用戶長久以來的認知觀念和用車習慣：以共有共享的形式，弱化占有權，強化使用權。通過互聯網通訊和GPS定位技術的整合，再輔以智能鎖具，就構成了共享單車的全部。與傳統單車相比，共享單車的實用功能沒有增加或者減少，整體造型沒有大的改變，也沒有使用創新材料和加工工藝。但是通過整合現有技術，優化產品配置，建立運營秩序。共享單車卻在可持續發展和使用上實現了華麗轉身。一方面降低了個體用戶的用車成本，避免單獨購買帶來的空間占用和資源閑置問題；另一方面則是極大地豐富了社會出行方式，提高了資源利用效率。[6]與之同時，市面上也存在很多主打綠色環保、可持續設計的產品，實際效用卻并不被用戶買賬。雖然產品使用了很多創新技術，對環境友好，但是存在技術超越產品本身的現象，使用體驗并不如人意。

四、“熵減”設計的實現途徑與方法

熵減理念下對現有功能、造型和物質技術等要素的秩序整合，能夠創新實現產品可持續設計，可以從產品設計的自然屬性、社會屬性、經濟屬性和科技屬性得以體現。[7]

（一）自然屬性

從加工使用原始材料，到維護生態系統，再到參與生態循環構建，“熵減理念”下的產品可持續設計更加強調與生態環境的能量交換，主張減少對自然資源的索取。從原始取材到廢棄回歸，產品材料始終與自然環境保持著緊密聯系，經歷了一場功能導向下的能量交換和熵增變化。應當認識到人的一切創造都來自自然，物質資料的生產和人類的生存都是以自然環境的存在和發展為前提的。因此在設計生產過程中，不能一味地只考慮眼前的經濟效益，過度占用和消耗自然，忽視人與自然的和諧統一性。

（二）社會屬性

實現產品可持續設計不能僅僅依靠設計師和生產者的自覺，還應落實到流通環節中的每一個人。建立一套行之有效的低熵制度，優化“人—物—環境”三者之間的關系，倡導用戶參與到可持續設計中來，從社會層面形成熵減理念新風尚。比如當下各個城市正在推行的垃圾分類制度，垃圾是被放錯地方的“寶藏”，在投放階段實現垃圾分類能夠極大地減少“熵增”，為后續的資源回收和再利用提供方便，有效減少人力物力的投入。逆“熵”而行從來不是一個舒適的過程，需要通過社會的約束和引導來提高可持續意識。

（三）經濟屬性

綠色、可持續給產品設計帶來的不是限制，而是更多的可能。通過強化“熵減”的秩序整合作用，實現保護生態環境、降低產品生產成本和提升產品附加值的多贏。但同時也要認識到，在資本傾軋下的市場存在盲目擴張和不當競爭的傾向。在共享單車發展初期，眾多資本熱錢涌入市場，各類品牌搶占大街小巷，堆積成山，以提高資源使用率為初衷的共享單車一時間在市場的負面作用下，反而帶來了更大的資源浪費。

（四）科技屬性

技術創新是可持續發展的核心動力，也是生成“負熵”實現“熵減”的基礎。技術本身并沒有好壞利弊之分，關鍵在于是否能夠合理的使用。即便是飽受詬病的一次性塑料袋和塑料制品，產生的初衷也是作為性能優良的材料提供，并且塑料制品是可以回收再利用的。難以降解、污染環境、危害動物等一系列問題的根源在于人們無節制的使用和回收意識的缺乏。因此，要用辯證的眼光去看待新興事物，勇于接納新技術的產生，利用好技術帶來的“熵減”加成。

五、結語

互聯網時代下，信息傳播的速度和影響力超越了以往任何一個時代，可持續發展理念在駛入技術創新的快速道后愈發深入人心。但是應當認識到，當下對可持續發展認識的局限和可持續設計發展的不足。大量的設計研究中，只有寬泛的定性論斷，缺乏精準的定量分析，很多現實問題仍舊“懸而未決”。“熵減”理論的引入，提供了一種新的思考方式和研究切口，希望能夠以之為開端，探討產品可持續設計的更多可能。