以“熵減”原則探討現代設計的價值

吳向陽 司 宇 Wu Xiangyang and Si Yu

熱力學概念的“熵”通常被用于表示一個物理系統的無序程度，這種無序同樣可以用來表述人類社會的混亂度和不穩定程度。物理學家薛定諤在《生命是什么？》第六章“有序、無序和熵”中講述了生命的存在就在于從環境中不斷得到負熵。人類社會作為一個不斷同外界環境進行物質和能量交換的系統，必須提高系統的負熵流量，確保系統的混亂度足夠小，才能健康生存、生活并持續發展。習近平總書記提出的“綠水青山，就是金山銀山”，即為一種低碳環保、可持續發展的“熵減”倡導。而與人類社會密切相關的各類設計行為時刻影響著人類生活的各個方面，因此有必要對現代設計的價值從熵理論的角度進行審視，并以“熵減”原則為出發點進行有益的探討。

一、“熵”的概念及理論延展

熱力學第一定律的概要是：能量是守恒、不滅的，它只能從一種形式轉變為另一種形式。該理論曾經讓人類充滿幻想地認為，既然能量是不滅的，那么任何形式的浪費也就無所謂了。而熱力學第二定律——熵定律的出現打破了這一幻想。19世紀20年代，法國軍官沙迪·迦諾通過對蒸汽機系統冷熱溫差的研究發現了熵的原理。之后的1868年，法國物理學家克勞修斯首先提出了“熵”的概念，指出“熵”是對熱系統熱平衡程度的量度，是不能再被轉化為做功的能量總和的測定單位。例如燃燒一塊煤，它的能量雖然沒有消失，但燃燒之后，再也不能把這塊煤重燒一次而釋放同樣的功。通俗地說，當我們把能量從一種狀態轉化到另一種狀態時，就會“得到一定的懲罰”，這個懲罰就是損失了能在將來用于做功的一定能量。［1］

1948年，美國信息論創始人申農將“熵”概念引入通訊領域，提出信息熵是信息品位的量度：獲取信息就等于吸取了負熵，可以減少紊亂程度；而丟失信息則意味著熵的增加，也就是無序度增加。在人類社會中，信息與物質、能量有著同樣重要的地位，是人類賴以生存、發展的基本要素。簡單來說，信息是被傳遞或交流的一組語言、文字、符號或圖像所蘊含的內容。1972年，麻省理工學院的米都斯領導的科研小組撰寫了《增長的極限》一書，將熵理論從物理學引入經濟學、社會學領域。該書出版后被翻譯成34種文字，對西方思想產生了很大影響。［2］在此背景下，美國著名學者里夫金和霍華德的著作《熵：一種新的世界觀》問世，進一步將“熵”的物理學概念廣泛運用于哲學、心理學、經濟學、政治學、社會學以及西方文化的各個領域，引發了世界范圍內關于人類社會發展的目的和方式、極限和后果的極大反思與討論。

第一個運用熵理論研究藝術問題的是美國格式塔心理學家魯道夫·阿恩海姆，其研究內容主要體現在美學思想方面。他在1964年出版的《藝術與視知覺》中論述“張力與簡化”時指出：“有機體的最典型特征，就是對物理學家所稱的熵增加趨勢的反抗性。通過不斷地從周圍環境中吸收能量的方式，有機體身上便裝滿了成長活動和爭取生存的斗爭所需要的燃料。”［3］1971年，阿恩海姆又出版了《熵與藝術：關于無序和有序》，并在首頁寫道：“秩序是人類理解萬物的重要條件。”［4］阿恩海姆的研究成果不僅對美學和藝術產生了很大影響，而且也深刻影響到現代設計領域。

二、熵與現代設計的關系

從前文的“熵”概念及理論延展可以看出，熵在封閉系統中的增加雖然不可避免，但任何物體所處環境并不是絕對的封閉，都會與系統外部發生交換。例如，植物吸收陽光進行光合作用就是一個“熵減”的過程。而設計的“熵減”就是通過不斷與外界系統發生交流、交換來進行合理有效的能量優化，進而向有益于分配生活能量、減少“熵”增加的目標方向發展。因此，設計的實質應當是通過整合、優化“人”“事”“物”之間的關系來解決人類問題，目的在于構建一個和諧的低熵社會。［5］

英國工業革命和機械化大生產給歐洲社會、經濟帶來了新的活力。1851年，倫敦國際工業博覽會展出了許多機器制造的產品。但由于當時的機械化程度落后，這類產品的造型與傳統手工制品相比顯得非常粗糙。在此背景下，英國藝術家約翰·拉斯金和設計師威廉·莫里斯共同倡導并發起了以強調目的和功能為主的“工藝美術運動”。這一運動的興起標志著現代設計的誕生。而熵理論的提出，就是在現代設計誕生之后的十幾年間。

現代設計是隨著現代工業的興起和人類對現代生活方式的追求而發展的。工業化大生產在創造了物質文明的同時也創造了高耗能、高消費和高污染的極致，使整個生態系統的無序化程度持續增大，也就是熵在不斷增大。而現代工業的巨大能量流量給人類社會帶來了巨大混亂和不穩定，這種混亂和不穩定必然影響到現代設計領域。放眼當今社會，設計可謂無處不在。然而，在所謂的各類“設計”中，大到全國各地標榜著美化公共環境的政績工程、形象工程，小到各種華而不實、耗費資源的商品包裝，以及充斥滿大街、向行人強制性散發的印刷廣告，都存在著許多毫無價值的設計。這些設計同樣高舉著“為了美好生活”的大旗，但卻在污染環境、浪費資源、制造垃圾的同時，給人類社會的生活秩序帶來了混亂。這種混亂就是一種熵的增加。它帶給人的危害不僅體現在物質方面，也體現在精神方面。例如一切以商業利益為目標的許多印刷廣告，雖然印制精良，但低劣的設計畫面、虛頭巴腦的廣告語嚴重影響了普通公眾的審美判斷和設計價值標準。這種影響帶來的非和諧、無序化的信息傳達，同樣是一種熵的增加。

三、“熵減”原則下的設計價值探析

熱力學的兩個定律告訴我們，宇宙萬物的能量總和是個常數，總的熵是不斷增加的。而熵的增加就意味著有效能量的減少。每當消耗一定的有效能量，就會增加周圍環境的混亂程度。物質與能量只能沿著一個方向發展，即從可用到不可用、從有效到無效、從有序到無序。這是一個不可逆的過程。既然熵的增加是必然和不可逆的，人類就必須盡量減緩熵增加的過程和速度，積極尋找能有效抑制并降低熵增長的社會發展模式。

現代設計是技術與藝術、物質與精神、自然科學與社會科學等多方面結合的綜合性交叉學科。在設計過程中，人的追求通常指向一個明確目的；在實現目的的過程中，會運用各種技術手段進行評估并預測可能的后果。這種行為被稱為工具理性。但是現代化之后，工具理性被普遍反思。因為它偏好性能與功效，傾向于對數學、定量、功利、實用、工具、技術等方面的追求，卻往往忽視了人類生存發展不可缺少的非功利、非實用、非工具、非技術等方面的內容。［6］例如西方現代工業革命成功以后出現了兩次世界大戰，共導致約7000萬人死亡；而世界大戰中的“現代大屠殺”行為，雖然符合工具理性需要，但卻是非人性、不道德的。英國歷史學家科林伍德認為，現代人擁有的控制自然的能力比兩千年前強大了許多倍，但道德水平卻沒有進步，就像一個未成年的孩子揮舞一把鋒利尖刀亂砍濫殺。第一次世界大戰的殘酷曾經讓現代設計的重要奠基者之一、德國建筑師格羅佩斯重新思考了技術在設計中的運用和技術本身的價值。自從1889年世界第一起由汽車引起的死亡事故發生至今，死于交通事故的總人數已超過4000萬。與戰爭死亡不同的是，交通事故不論道義、不認敵我、不分場合，甚至比戰爭更殘酷。另據世界衛生組織《2015年全球道路安全現狀報告》中所說，盡管道路安全有所改善，但每年仍有約125萬人死于道路交通事故。再加上汽車尾氣、噪音污染、汽車燃油對能源的消耗等問題，有人因此對汽車的設計價值提出了強烈質疑，認為汽車是人類有史以來最壞的設計之一。因此，針對理性的現代人所表現出的理性的不道德，有必要從價值角度深入思考設計行為，應當把價值追求視為設計的出發點和目的，同時還應當把“熵減”作為設計價值評判的重要原則之一。

設計的價值追求中既有精神性的審美價值，又有物質性的使用價值、技術價值。它與傳統意義上的純藝術價值不同：純藝術價值主要體現為審美追求，是藝術家個體面對社會時的個性化意志表達；而設計基本上沒有自我表現的動機，其落腳點更側重于社會，解決社會上絕大多數人共同面臨的問題才是設計價值的本質。設計的價值往往因不同對象、不同時代背景而有所不同，但一般情況下是由“經濟”和“文化”兩個母價值以及若干子價值構成。經濟價值包括材料、功能、技術、商業等子價值，文化價值包括審美、宗教、品牌、品位等子價值。這里要強調的是，經濟價值和文化價值之間并非完全分離。例如，經濟價值中的材料和技術也可以體現出審美價值，而文化價值中的審美和品牌也同樣可以轉化為經濟價值的一部分。在設計的母價值中，經濟價值主要體現為物質化的功利性價值，可以通過設計物品來實現；而文化價值主要體現為精神化的非功利性價值，可以通過設計師的思想來實現。

作為經濟載體的設計早已全面滲透到社會各行各業，成為提高國家經濟效益和市場競爭力的一項戰略途徑和發展現代化的重要任務。尤其一些老牌經濟發達國家對設計更加重視，如曾任英國首相的撒切爾夫人就曾說過，英國可以沒有她，但不能沒有設計。還有人提出設計也是一種生產力、設計就是經濟效益等等。因此，設計為經濟服務而體現出的價值成為一種事實存在。然而，設計價值的經濟意義在今天雖然無可厚非，但其物質化的功利性表現所帶來的熵的快速增加必須讓人警醒。

經濟學的“價值”概念在不同時代有著不同定義。18世紀英國經濟學家亞當·斯密認為，價值主要是生產成本。19世紀法國新古典主義經濟學家瓦拉爾認為，價值對應于有用性。20世紀英國劍橋經濟學派領袖馬歇爾認為，價值來源于供給和需求的關系。經濟學家認為，只有“有用”并且“稀有”的東西才有價值，而每個人都可以不受限制地得到的東西沒有價值。例如“空氣”，雖然有用，但不稀有，所以它沒有價值。這種看法完全基于“世界是無限的”這種假設。在這種假設下，人類盲目地打著“發展”和“現代化”的旗幟，無所顧忌地追求經濟利益最大化，瘋狂攫取地球資源，帶來的惡果直接反映在物質能量轉換鏈條的兩端——前端是能源枯竭的危機，后端是人類制造的巨量垃圾。并且，現代化程度越高，垃圾制造能力就越強，垃圾總量就越大。針對這一局面，法國著名遺傳學家和社會思想家阿爾貝·雅卡爾冷靜思索并深入探討了面對“有限世界時代的來臨”，人類將何去何從這一問題。北京師范大學田松教授認為，在“有限地球時代”來臨之后的“未來世界將是垃圾做的”。這絕不是危言聳聽。“世界無限”是一個非常錯誤的人類幻想，原因在于它與熵定律相違背。根據里夫金和霍華德對熵的表述，地球上的各類礦藏、原始森林、天然水體都是低熵物質，但經過人類的濫采濫用，最終都會變成高熵的垃圾。目前人類對垃圾的處理能力極為有限，主要辦法是填埋。而多數人仍然樂觀地認為，等到科學發展了，可以把這些填埋的垃圾回收再利用。這依然是個違背熵定律的幻想。如果真有這種高級技術裝置，把它安置在垃圾場和原始森林之間，豈不是構成了一架巨大的、人類幻想的永動機？［7］

里夫金和霍華德在《熵：一種新的世界觀》中描述了西方的機器世界觀和價值觀：“我們生活在機器的時代，精密、速度與準確是這個時代的首要價值。”他同時指出：“機器成了我們生活方式與世界觀的混合體。”的確，對于機器的崇拜和依賴已經成為現代人的一種生存方式。其根源在于西方現代科學將機械論作為重要價值觀之一。西方國家在工業革命以后形成了全面的“以機器為本”的價值觀。他們把人當作工廠的機器，無限提高經濟利潤，甚至用“數學模型”而不是心理學來描述人的行為特征。在此影響下，現代設計追隨著科技的發展，并熱衷于不斷嘗試用新的技術來實現更高價值。例如，20世紀曾出現一個叫“高技派”的現代設計流派，該流派極端地認為科技可以解決一切問題。后來，人們看到“以機器為本”產生了許多無法解釋的問題，帶來了嚴重的社會弊端，于是又將價值觀轉變成“以人為本”。在設計領域，英國藝術評論家約翰·拉斯金和設計師威廉·莫里斯倡導的工藝美術運動，其實質就是“用藝術設計表現人道主義的社會責任感，批判英國資本主義工業關系的殘酷”［8］。之后的包豪斯深刻地認識到一個至今仍然迫切的問題：防止人變成機器的奴隸。然而今天來看，“以人為本”雖然比“以機器為本”前進了一大步，但卻過分抬高了人的地位，忽視了人與自然的和諧相處、人與一切生靈的平等身份，因而“以人為本”的設計體現出的價值并不一定完全符合“熵減”原則。對此，國內一些清醒的有識之士，如西安交通大學李樂山、清華大學張夫也等專家呼吁，設計要“以自然為本”“以生靈為本”。其實質都是在倡導“熵減”的設計價值觀。而遵循“熵減”原則進行的設計，主要可分為低熵化物質設計和非物質設計兩種形式。

低熵化物質設計與生態設計、綠色設計、低碳設計以及“負設計”的宗旨是相通的，其目的在于強調人類生態環保和經濟發展兩個方面的協調與平衡，致力于減少設計對生態環境秩序的破壞。例如由日本建筑師隈研吾的“負建筑”概念延展而來的“負設計”理念，主要是倡導“少而簡樸”的設計。這里的“少”雖然與德國建筑師米斯·凡德羅的名言“少即是多”息息相關，但并非指為了簡化形式，可以忽略裝飾，甚至可以忽略功能的“極簡主義”風格。“負設計”理念中的“少”主要體現在三個方面：去除華而不實的形式層面的少、強調適度減少依賴的技術層面的少、倡導樸素反對浪費的生活層面的少。［9］與其相呼應的是，日本設計師田中一光在20世紀六七十年代就意識到日本的包裝設計對資源的過度浪費問題。他在1980年為西友集團創建了“無印良品”的概念品牌。無印良品的簡單定義就是無品牌、高質量加上簡單樸素的包裝。其重要環節有三：一是“材料的選擇”，二是“工序的檢查”，三是“包裝的簡化”。［10］因此可以說，“負設計”遵循的就是“熵減”原則，無印良品的品牌設計就是一種低熵化物質設計。

非物質（immaterial）意指不再表現為實物的物質。人類社會的運轉不僅依賴有形物質，還必須依賴社會的無形規則，如階層、習俗、職業道德規范等。它們對人類生活及行為方式的影響要遠大于物質元素。［11］非物質設計最初是隨著電子技術的發展而產生。直到20世紀90年代，隨著“網絡界面設計”“信息設計”“虛擬化設計”“人性化設計”等概念的普及，非物質設計成為一個新領域。其特征主要可概括為三點。其一，信息化是非物質設計的主要構成元素，主要體現為較高的信息含量。其二，數字化是非物質設計的重要表征。它開創了設計的新理念，即采用數字化虛擬設計使異地加工與無紙化生產得以實現，進而降低了對環境的依賴，實現了低熵的傳遞與汲取。其三，人性化是非物質設計的核心理念之一。因為設計都應當考慮到人的情感認知需求，而人的心理難免會有高熵的煩躁、厭倦、憂郁、悲傷等情緒，故而人性化設計的目的就是減少高熵，使人愉悅、輕松并得到心理平衡。但同時還應當看到，非物質設計中的信息傳播及數字化虛擬設計目前仍然依托于具體的物質——電子設備來實現，而這類物質設備的更新之快有目共睹。其在快速更新中產生了大量新的電子物質垃圾和高碳排放。因此，對于非物質設計所依托的物質浪費以及過度的無用信息帶來的新的熵增加問題，我們必須保持高度警惕。

四、結語

值得注意的是，當今中國已有越來越多領域的人開始關注并重視“熵減”問題。例如“36氪和設計癖”創始人李艷波在TED唐家灣大會上提出了一個衡量設計好壞的“設計熵”概念，將其定義為一個描述設計對象混亂程度的度量——設計熵越大，設計客體越混亂。［12］再比如將“熵減”理念應用于企業管理思想、員工教育以及產品研發實踐中的著名企業家任正非，在《熵減：華為活力之源》序言中的第一句話就是“熵減的過程是痛苦的，前途是光明的”。曾任美國著名商業雜志《Business Week》國際新聞高級編輯的設計師大衛·洛克斯曾說：“如果討論科技和產品，中國理所當然是當今世界幾乎所有產品的制造地；如果要討論設計，中國還有較長差距需要追趕。”［13］這雖然只是一家之言，但我們必須承認差距并清醒地認識到，無論以何種方式開展設計行為，首先要認真思考設計的價值，而以“熵減”原則作為設計價值的考量標準應當是設計的首選和必選。熵原理說明，建立一個“負熵社會”是人類的理想；而現代設計的使命，就是在服務人類的同時，幫助人類實現這個理想。