風景園林中的“設計·科學”

鄭曉笛，陳步可，劉嘉祺

0 引言

風景園林學扎根于大地，尺度跨度巨大，重在協調人與自然的關系，關注如何通過規劃設計的手段實現可持續人居環境的營建。在風景園林學的語境下探討設計科學、探討設計與科學的關系，不得不思考的問題是：如何理解“科學”的含義？設計到底是不是科學？風景園林學是實踐性、應用型學科，設計實踐的過程是我們探討設計與科學關系的依托。

1 什么是科學？什么是設計科學？

根據字典釋義，科學強調“對物質世界結構及表現的審慎研究”1）“要基于可以被證明的事實”2），而設計是創造未知，那設計和科學在使命上似乎有著天然的分野。科學包括幾種類型？設計可以是科學嗎？

最常見的科學分類方法是三分法，即將其劃分為自然科學、社會科學與人文科學。有學者在三分法的基礎上提出了五分法[1-2]，即增加了形式科學與應用科學（亦有稱技術科學），前者指依賴演繹推理的科學，例如數學；后者指運用科學方法和知識來實現實際目標的科學，例如工程和醫學。風景園林專業以營建美好人居為目標，與應用科學的所指更為一致。

“設計科學”由富勒（R. Buckminster Fuller）于1957 年提出[3]，強調了3 個方面的內容：其一是What，即“整體環境的有意識設計”；其二是How，即“有效運用科學的原則”；其三是Why，即“使地球上的有限資源滿足全人類的需求，而不破壞地球的生態進程”，這最后一點與風景園林的核心要義緊密相關。然而，學界關于設計科學的認知遠沒有達成一致。悉尼·果戈里（Sydney A. Gregory）于1965 年明確表示“設計不是科學，設計科學意指對設計的科學性學習”（Design was not a science and that design science referred to the scientific study of design）[4]。在“定量革命”的思潮影響下，“設計方法運動”（design methods movement）提倡設計過程應當理性且客觀。1970 年代，建筑理論家亞歷山大（Christopher Alexander）對“設計方法”提出批判，認為建筑設計無法運用所謂的“設計方法”。到了1980 年代，“設計·科學·方法”學術會議召開，與會者指出，或許不應該繼續將科學和設計進行簡單的對立和區分[4]。進入21 世紀，尼格爾·克羅斯（Nigel Cross）提出對設計與科學關系的3 種解讀，即科學性設計、設計科學與設計的科學。可以看到，“設計是否為科學”的爭論仍在持續發酵。

在后文的討論中，我們將科學視作“運用客觀及理性方法認知規律的行為”，理解為相對于“主觀感性設計”而言的理性客觀認知，從而展開論述。

2 風景園林中的“設計·科學”

風景園林實踐可以劃分為4 個環節，包括場地認知、規劃設計、實施建造和績效評估。大地是風景園林實踐的對象，場地本身的復雜性認知是規劃設計的前提，設計師需要發揮自己的主觀能動性完成設計任務，進而通過實施建造使設計落地，并對建成項目進行績效評估及反饋。我們將這一閉環流程作為討論風景園林中設計與科學關系的基本框架。

2.1 場地認知

科學化進行場地認知的標志性事件是1960 年代麥克哈格（Ian McHarg）重量級著作《設計結合自然》的出版，書中提出運用千層餅模型的數據采集及科學分析方法分層地描述場地特征。斯坦尼茲（Carl Steinitz）在此基礎上進行GIS 的計算機輔助設計，并形成了地理設計框架循環。近年來，無人機掃描技術使場地高分辨率信息的采集效率與準確度大幅提升，手機信令等時空大數據、可穿戴傳感器等技術手段讓量化描述人在空間中的活動與情感傾向成為可能。我們對場地及活動主體的描述都更加“科學”了。

然而，更科學的描述=更好的認知嗎？

在各種高精尖科學量化手段還不具備的歷史年代，古人通過卜鄰、究源、察地的方法來認知場地[5]，營造出兼具自然與人文意境的中國古典園林。英國自然風景園動輒數百米、數公里的軸線，萬能的布朗（Capability Brown，名為Lancelot Brown 的英國園林設計師）能夠輕松駕馭。這種對場地尺度的把控至今仍是經典中的經典。

2.2 規劃設計

有學者將傳統、現代和后現代的景觀設計模式分別概括為側重形象塑造的美學導向、引入科學分析的功能導向與強調公眾參與的多主體導向[6]。隨著當代技術進步，計算機輔助規劃設計突飛猛進，虛擬現實技術將人群的實時感知融入設計和決策過程之中，甚至可以通過計算機直接生成設計。人工智能是否會取代設計師，已成為熱點議題。

然而，科學智能的計算機輔助設計可以取代靈感嗎？

審視風景園林領域的若干經典項目，諸如高迪的古埃爾公園、哈普林的愛樂廣場、瑪莎斯瓦茨的聯邦法院廣場等（圖1），其靈感的迸發均不依托于科學化的技術輔助。有學者用“創造性飛躍”（Creative Leap）論述靈感的產生過程[7]，該過程并不依賴于大量數據的智能化分析，也難以用科學的方法來模擬。

1 美國明尼阿波利斯市聯邦法院廣場

2.3 施工建造

設計方案的落地實施應該是最“科學”的環節了。設計師通過施工圖提供準確清晰的項目信息，施工方根據圖紙下料放線，項目得以從概念變為現實。隨著精細化與一體化施工方案的快速推進，通過風景園林信息模型（Landscape Information Model）優化施工管理流程，參數化技術讓復雜構筑物落地性增強，機械臂進行編織、搬運等多項復雜施工工作，一切似乎都變得更加科學與可控。

然而，愈發精準的施工建造中是否仍存在著不可控因素？

以棕地再生項目為例（圖2），施工挖掘的過程中可能遇到復雜的地下污染物儲存與泄露情況，不穩定基礎對地形塑造可能產生嚴峻挑戰等，這些不可控因素均要求施工現場的快速應激調整。以占地9km2的唐山南湖公園為例，這一采煤塌陷地和垃圾填埋場的改造就是在短時間內采用邊設計邊施工的極限操作完成的[8]。

2 中國唐山市半壁店鋼廠

2.4 績效評估

隨著量化研究在風景園林領域的主導性增強，對景觀項目的評價反饋亦從感性描述轉向更加科學的、可計算的景觀績效評估，就建成項目的生態、經濟、社會等綜合效益進行度量與評價。美國風景園林基金會開發了一系列景觀績效計算器，例如樹木效益、雨洪收集、能源管理等，輔助建成項目的量化后評估。穿戴式設備也用于測量使用者置于景觀空間中的生理反應數據。

然而，量化的測量數據能真實反應景觀的魅力所在嗎？

以眼動實驗為例，當被試者穿戴好各種數據采集電極時，其空間感受是否會受設備的干擾？諸多實驗通過讓被試者觀看景觀圖片或虛擬現實影像進行測量，二維或三維的影像能夠替代真實的景觀空間嗎？風、光線、濕度、溫度……這些瞬息萬變的動態要素不也是風景園林的魅力所在嗎？

3 結語

風景園林專業面向兩個對象——自然與人，二者同等重要，二者之間的關系是風景園林學的關注焦點。對自然的認知、對人體感受的深度理解、對規劃設計過程與成效的衡量，確實都要求更為科學的技術方法支撐。在尺度層面，風景園林學科的跨度極大，從幾平米的庭院到幾十平方公里的國家公園和自然保護地，尺度越大、涵蓋問題越復雜，也越要求更加科學、理性而客觀的綜合性研究。然而，我們也要認識到，風景園林學科中的動態性、生長性與不可控性，是不容忽略的永恒議題，也正是學科的魅力所在，難以用“科學”來以一概全。□

注釋

1） 劍橋字典將科學定義為：“The careful study of the structure and behaviour of the physical world, especially by watching, measuring,and doing experiments, and the development of theories to describe the results of these activities.”

2） 牛津字典將科學定義為：“Knowledge about the structure and behaviour of the natural and physical world, based on facts that you can prove, for example by experiments.”