對話邱松教授：設計形態學下的多學科交叉融合

周度

編者按：今年4月19日，習近平總書記在清華大學考察時，第一站來到美術學院參觀校慶特別展，聽取了院長魯曉波關于學院發展歷程的匯報。習近平總書記關切詢問了藝術與科學融合的相關實踐，并指出，美術、藝術、科學、技術相輔相成、相互促進、相得益彰。

外骨骼動物研究與無人機設計應用

多學科交叉融合是當今高校學科發展的必然趨勢。在這樣的大背景下，清華大學美術學院早在10多年前就作出規劃，將多學科的交叉融合嵌入到設計學的研究生教學之中。圍繞這個話題，我采訪了清華大學美術學院基礎教研室主任邱松教授。

學科路徑：從交叉“物理變化”，到融合“化學變化”

邱松教授認為，“交叉”只是不同學科知識的“物理變化”，而“融合”才能產生本質上的“化學變化”。那么，該如何在教學中把學科交叉融合落到實處呢？邱松教授說，學生在對其他專業研究進行廣泛了解，建立基本知識儲備的同時，也需要在龐雜的知識體系中精準地找到自己的目標。然后，根據目標拓寬所需的知識，并加以融合和創新。

作為設計教學與研究的資深踐行者，邱松教授自信地說：“設計最容易與其他學科發生交叉融合，不管是自然科學、社會科學，還是人文學科，都能與之交叉，并形成T型知識結構。”之所以能得出此結論，有賴于邱松教授在“設計形態學”方面的長期思考與深入研究。邱松教授認為，“設計形態學”是源于設計學的基礎學科，但不是設計學的細分和深化，而是設計學的拓展和壯大。它以“形態研究”為基礎，通過“造型”這一載體將諸多相關知識整合起來，承載科學、技術和文化，運用“設計思維與方法”系統，科學地進行形態研究與創新，其終極目標便是設計應用。其中，顯性的邏輯是以造型為載體，通過科技、人文的加載實現設計應用目標;隱形的邏輯則是借助造型載體，依靠設計思維實現跨學科的協同創新。

邱松教授還說：“形態是個很好的‘抓手。在研究過程中，我們發現60%的學科或專業的研究都與‘形態相關。”那么，設計形態學只需通過“形態研究”這一平臺，便能順利地與大多數學科進行交叉或對接，從而實現跨學科研究與融合。

拓展知識：從定制運動鞋，到研究氣動機器人

在此基礎上，邱松教授認為應該根據學生的興趣及研究能力，在設計形態學的框架下，指導其去拓展自身的知識結構和建構正確的設計思維，并力求做到因勢利導、因材施教。邱松教授分享的第一個案例，是其指導的一名博士研究生。他最初的興趣是參數化設計，并為企業已經設計不少定制運動鞋。邱松教授問他將來是否只想成為鞋類設計專家？當得知他不想如此后，邱松教授便指導其將自己的研究拓展到更為基礎、廣泛的領域，即：運動數字形態研究。

首先，要求他先要拓展現有的知識結構。分兩個方向：一是計算機編程，二是自動化控制，即：一手抓軟件，一手抓硬件。利用清華大學的多學科綜合平臺，他選修了其他院系的相關課程，最終掌握了所需知識技能。邱松教授介紹：“他開始學習編程不久就來找我，說自己遇到了很大的困難——需要學高數。作為藝術生，這無疑是一件非常痛苦的事情。”于是，邱松教授便鼓勵他：“這是計算機編程的基礎門檻，你若想要在這方面有所突破，就必須把它拿下！”最終他順利掌握了編程方面的技能，達到了許多信息設計方向的學生都難以企及的水平。正是由于新的知識技能的加持，促使他將自己的運動數字形態研究，拓展到了氣動機器人方面，實現了從“專”的應用設計，向“廣”的基礎研究的華麗轉變。邱松教授認為，這正是設計形態學與傳統設計學的區別所在。傳統的設計學通常是從用戶出發，研究用戶的需求，從中發現問題，而設計形態學意在以“原形態”為基礎，在形態研究的成果上進行協同創新設計，這樣的原創設計幾乎都超越用戶的需求。

關注前沿：從手繪品設計師，到德國大眾飛行汽車設計負責人

除了引導學生在興趣的基礎上拓寬知識結構、掌握多種技能，邱松教授還要求學生務必關注自己研究方向的學術前沿動態，并鼓勵他們開題后前往最前沿的機構和學校訪學進修，而最前沿地方必然面臨多學科交叉和不同知識體系的碰撞。邱松教授指導的一名碩士研究生，自身基礎較好，能力很強，在三年內從一個日語專業的學生，成長為了手繪和計算機建模超強的產品設計師。為了進一步挖掘這位學生的學習潛能，在他面臨畢業之時，邱松教授建議他選擇職業設計師的道路，但還需再次挑戰自我，到更前沿的領域進修學習，這就是飛行器領域。而要能駕馭飛行器設計，就必須掌握機械工程方面的知識，否則，就只能在外圍“打醬油”，空有漂亮外殼，不能付諸實現。在邱松教授的建議下，這位學生最后選擇去英國南安普敦大學學習無人機工程，在非母語的條件下學習一門嶄新的學科，無疑是一種雙重挑戰。他咬牙堅持了下來，挑戰自我如鳳凰涅槃。現在他成長為了德國大眾亞洲設計中心的飛行汽車設計項目負責人。他很開心地表示：“我原先很羨慕別人學交通工具設計，現在我手底下的交通工具設計助手們，有時遇到工程方面的問題都來問我。”

.多學科交叉范式—T型知識結構

邱松教授說，正是跨學科的交叉融合，使這位同學掌握了他所在領域的核心知識和技能，從而使自己得以快速提升、蛻變。這正是設計形態學研究的用意所在，形態承載技術最終還要落至實地。設計的意義也正在于此，科學規律的探尋、技術知識的掌握與多學科交叉融合都是為了更好地應用，從而滿足人類生活的多種需要，構建更加美好的世界。

探究機理：從生物學博士生，到納米蠶絲纖維專家

設計形態學研究與應用

邱松教授指導的另外一名博士生，從事著生物材料方面的研究。乍聽起來，這似乎與傳統設計的領域關聯甚少。其實不然，材料是設計的重要組成要素之一，將材料用對、用好，才能創造一個好的設計，但往往設計師對于材料的了解只浮于表面，不能真正掌握其性能。因此，邱松教授刻意引導這位學生真正深入到材料內部的微觀結構去探尋其本質，這樣才能在設計應用時“物盡其才”。這名學生在邱松教授指導下，前往加州伯克利大學和哈佛大學完成了為期一年的訪學，在那里參與了納米蠶絲纖維的研究項目，即將蠶絲溶解之后，用高壓靜電設備重新抽絲、數控編織。經過重新編織蠶絲纖維，可以篩出大分子，而讓小分子暢通無阻。

納米蠶絲纖維研究與應用

這項研究為協同創新設計帶來了重大突破，利用改造的材料可以做防病毒口罩、保鮮膜、創可貼、紗布、防護服、潛水服、宇航服……甚至人造皮膚，對于燒傷患者來說就是福音。此外，還可以將這種材料電鍍，做成電子皮膚，植入人體……如果沒有跨學科的交叉融合，便難以深入材料內部了解其本質規律，將材料的價值最大化，也難以發揮出設計學科的最大效能。

孿生運動數字形態

邱松教授表示，在設計形態學的框架下，對學生進行正確的引導，同時，借助多學科的交叉與融合，往往能夠激發學生巨大的潛能，促使他們不斷挑戰自我，實現新的突破，從而能讓人們看到設計形態學的巨大魅力和超凡能量。

責任編輯：王新偉