混沌系統思維在設計領域的研究分析

楊釗 齊璐莎

摘要：針對日益復雜的社會、經濟、環境和文化系統，設計的目的趨向于創造和提出解決方案。設計作為社會變革的重要部分，其過程具有復雜性、變化性和動態性，并且依賴于設計師的工作環境及狀態。設計師將科學與藝術融為一體，實現設計轉型，不斷優化設計方案，從多種假設中判斷可行方案。文章圍繞混沌系統思維展開論述，發現設計師自身的創意思維與外部環境均會對整個設計過程的運行產生相應影響。設計并不僅僅是設計師針對問題進行的單一分析結果，更是各種思維綜合的結果。

關鍵詞：混沌系統思維（ChST）；設計領域；復雜性；設計轉型；設計教育

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A

文章編號：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

設計經常用于解決問題的項目、計劃或創作過程，設計不是最終的目的，而是作為實現這一目標的工具。在優化或解決設計問題時，經常會被各種制約條件所局限，根據設計時所產生的問題，一般來講有幾種可選擇的方案，但是最終達到的結果是不斷變化的，因此設計的目的具有不確定性。設計師的工作模式通常表現在進行設計工作時，需根據產生的問題不斷尋找最佳的創新或優化方法，這一過程要求設計師需要調動混沌系統思維（以下簡稱ChST）實現設計過程的優化轉型，而轉型過程的復雜性對使用這種思維的人來說具有一定的挑戰性。作為設計轉型過程中的思維工具，ChST是一種多維度的設計轉型方法，包含多種觀點。ChST具有驅散性（Dissipation：使思維更積極地向探索狀態演化）、不確定性（Indeterminacy：設計環境具有較多不確定因素）、連通性（Connectivity：思維變量的互相鏈接）、意識性（Awareness：從結果中不斷地學習和思考）、涌現性（Emergence：思維的突變與飛躍導致不斷產生新的“藍圖”）等5個基本特征。因此，利用ChST推進設計轉型的設計師，才能更好地為工程領域、管理領域和制造領域等不同領域交叉融合下的團隊，創造出更先進的設計前景。

文章將設計和混沌系統思維聯系起來，闡明ChST能夠使設計富有創造力。探討眾多領域的項目忽視設計工作在其項目中重要性的原因，發現一般情況下還原論思維在其中發揮著主導作用，而不是有意識地弱化設計的功能。

（一）設計的定義。設計這個詞起源于拉丁詞“signum”（英文中的“sign”和德語中的“Zeichen”）。“Signum”和“Zeichen”兩個詞語具有相同的古老詞根。因此，從詞源學的角度來講，“設計”的意思為“畫上一個標志或符號”。從詞源學的角度看，動詞形式的“設計”來源于前綴“de”和拉丁動詞“signare”，意思為記號、標記或標志。“de”前綴不是用于反對或顛倒似的貶義用途，而是用于推導、演繹或推理的積極含義。這些含義與廣義上“設計”的需求基本一致，所創造出的圖形或內容都具有獨特性。

1930年，世界知識產權組織（WIPO）認為“工業設計只是對產品的外觀、裝飾方面做出的優化和調整”。當前，對設計的定義與之存在明顯區別，認為“設計指在事物上應用的形狀、結構、顏色、圖案或裝飾特征，線條或顏色的不同特殊組合和排列賦予了設計所必需的特征條件，進行創作后的成品不構成設計，設計本身是無形的，只是一種想法或概念”[1]。針對設計的定義，學者們提出許多不同的觀點。Flusser V和Cullars J在文章中提出，在英文的語言特征體系內，“Design”這個詞既是名詞也是動詞。作為名詞時，它可以表示“目的”“計劃”“意圖”“目標”“圖謀”“策劃”“形式”或“基本結構”，其部分含義與“靈巧”和“巧妙”有一定的關聯性。作為動詞時，“設計”的意思為“編造某物”“假裝或模擬”“起草”“素描”“塑造”或“戰略性地做某事”[2]。Batchelder提出，“設計為了達到節奏、平衡、和諧、秩序和美的原則，通常由色調、尺寸和形狀的組合構成。色調表示不同顏色的明暗、飽和度或純度。尺寸是指設計對象的長、短、大、小等。形狀是指輪廓或邊緣線是由何種線條（直線、曲線或不規則線段等）組成”[3]。“設計總是以意圖、計劃或目標為前提，特別是在分析階段和創意階段，經過執行階段的繪圖或建模后，形成一個想法”[4]，設計師會將設計過程簡化為意圖與繪圖的總和（設計=意圖+繪圖）。

分析不同學者及組織針對設計的定義提出的不同說法能夠全面有效地理解設計的深層次內涵，幫助建立設計與ChST的內在聯系。總體來說，每個設計對象的開發過程受到各種制約條件和基本邏輯的影響。因此，設計不是憑空產生的，而是交流和合作的結果，開發統一的設計語言可以幫助設計師提供合理的解決方案。

（二）分析工程與設計的聯系。探究“Design”的詞源會發現其存在“欺騙”的含義，意味著設計也會以欺騙的策略來達到最初的目的，這與非自然的概念產生了一定的聯系。因此，設計是一個改變自然環境的創造性過程。希臘人制定幾何科學之前，一些幾何形狀已經自然形成，進行設計后的物品是人類的成果。設計是人工制造的一種表現形式，設計師將自己的思想和創意用于優化自然特征。ChST中的想象力和創造力對新事物進行了抽象化、反面化、重塑化和形象化。設計是創造新事物的過程和手段，應用于抽象與具體、想象與真實、偶然性與確定性之間。工程學與“合成”有關，而設計與“分析”有關，被創造出的合成物或人造物具有明顯的功能性，這也是工程活動的核心目的。工程師和設計師關心的是如何實現設計目標，以及如何最大程度發揮產品的作用。因此，設計為物品創造了新的象征意義，進而使設計推進了社會的變革。工程和設計的綜合創造了一種新的、人為的秩序。

（三）設計是科學和藝術的綜合。設計存在于每個人的工作、學習和生活中，有學者曾質疑設計究竟屬于藝術學還是科學領域，但如果理解了設計的范疇，就會得出設計既是藝術也是科學的結論。Weidemann認為，“由于各種限制條件，設計需要很大程度上的客觀性，必須妥協為行為的導向，而且需要被用戶理解，從而慢慢地改變其使用習慣。而藝術則是完全主觀的活動，藝術作品可以摻雜作者的個人情感，不需要對任何人做出妥協和讓步[5]”。

Art在拉丁語中稱為ars，意為實用技能或工藝，在希臘語中稱為τ？χνη，意為技術。從詞源學角度分析，藝術是指通過學習或實踐獲得的技能。設計同時也是一種藝術形式，其專業能力可以通過學習提高，而藝術的審美和感知能力則需要通過先天優勢和熏陶培養綜合形成，一個好的設計師首先是好的藝術家。如果藝術是一門工藝，那么設計師就是創造者，證明了設計活動具有創造性作用，因此說藝術和科學是通過設計相遇，既是藝術也是科學。

設計在許多領域中都處于核心地位，比如在工程、管理領域，這些行業注重邏輯推理能力且提倡“制造和實踐”意識，相較實證科學領域則更側重有理有據的論證。日益復雜的環境導致人的能力有限且被不確定性所包圍，如同營銷學的4P（產品、價格、促銷和渠道）理論[6]，設計學存在描述設計師行為主要特征的4C（Creativity，Compromise，Choice，Complexity）理論，即創造性、妥協性、選擇性和復雜性。此外，4C理論還包括溝通能力、協作能力、認知能力和承擔能力等其他相關能力。人們能夠普遍認識到設計對于每個人生活的復雜性和重要性，因此，創新和改良終將持續成為大眾所關注的重要部分。應用ChST理解設計問題能夠有效提升設計師的各項行為能力，進而設計出具有正反饋效用的設計成果。

（一）設計轉型過程的復雜性。若將設計的轉型過程與其復雜性聯系起來討論，將會論證以下兩個觀點：1.設計的結果通常會導致復雜性增加；2.在任何設計的開發過程中總是存在各種復雜性因素。

根據第二個觀點，只有ChST貫穿整個設計活動才能促進其良性發展。例如，任何生物存活都需要食物，樹根會為樹木的生長提供營養，沒有樹根樹木將無法存活。因此，ChST就如同樹根一樣的存在，給予轉型設計活動所需的思維方法。

（二）設計轉型過程的重要性。文章從設計的特征角度出發，將設計分為3個不同的類別：1.注重新奇感的設計。真正的新奇感由創意設計產生，設計目標和實現目標的途徑在多數情況下是未知的，所以這種新奇感的產生較為少見。因此，真正的新奇感需要進行變革般的更新過程，這一過程使得產品更具有創意性。2.注重改良性的設計。設計演變的目的很明確，但很難有專家能具體說明如何實現該目的。為了實現這一目的，需要將設計演變過程分解為多個環節。改良和創新環節會使設計項目變得更具挑戰性，推進實現設計的優化過程。3.常規的設計。進行常規設計項目之前需要明確項目的目標和實現的方法。關于設計痛點的早期調研有利于剖析任務，這一過程能顯著提高了設計的效率[7]。

通過淺析根據設計特征進行設計分類的具體內容，能夠體現出進行設計活動時設計轉型環節在各種設計類別中都具有不同程度的重要性。

（三）混沌系統思維理論。創意設計活動是洞察力作用的結果，這種洞察力幫助設計師經歷思維轉變。人們意識到思維轉型的必要性也將激發相關思維和行動的轉型，同時也揭示出對思維轉變的客觀需求，表現出復雜性的整體特征：設計師本身與外部環境均是設計系統中不可分割的一部分。因此，觀察者和被觀察者屬于同一個復雜的思維系統。在設計過程中，設計師與其作品的相互關聯性意味著除大自然之外，創造能力還將影響其他受眾。雖然影響結果存在主體不確定性，但這并不能抑制人們的創造活動。相反，設計活動旨在通過熵在一個自然趨于混亂的思維系統中創造秩序，即混沌系統思維（ChST）。文章討論并分析混沌系統思維的學習模型旨在幫助設計師理解設計轉型過程，實現設計方案的優化升級，如圖1所示。下述內容詳述解析ChST學習模型的多維度和各類學習內容，幫助理解如何在混亂的系統中創造設計秩序。

1.混沌系統思維的個體與集體維度：盡管創新經常與創意一起使用，但創新與創意的聯系與區別并沒有被準確定義。創新指引入新事物的行為，而創意是指把原來許多舊的元素進行全新的組合，兩者之間在涵義上存在明顯的區別。創新可以看作是在樹上多加一片葉子的過程，創意則指多加一個根莖。如圖2歸納了創新與創意概念的示意過程，使用樹的成長來比喻與解釋設計過程的運作原理。圖3表明個體和集體在組織內部和組織間形成不同的群體，創造出多個動態的“觀察領域”和“信息領域”作為整合領域，并不斷變化。理解文章的上下文時，圖3可以解讀為用于識別設計學科及其相關學科進行演變的另一種隱喻表達，說明創意設計源于環境的動態變化[8]。

創新與創意過程皆來自一定程度的新奇感作用，人們普遍承認新奇感帶來的價值，但“真正的”新奇感很難實現。當人們開始如同古希臘哲學家Pyrrho描述的那樣以絕對懷疑主義理論思考問題時，新奇感的獲取需要的將不僅僅是單純的印象。例如，將圖2垂直反轉觀看時，雖然圖示現象看起來很新奇，但沒有實際作用或意義。反轉觀看明顯具有挑戰性，卻沒有站在現實意義角度，進行構思、接受或理解新奇感的概念。從這個激進的立場來看，可以認為新奇感涉及對存在的否定，即從虛無中創造只會是一種謬論。理解個體與集體的維度，通過案例解讀構建創新與創意過程、設計與其他學科演變之間的關系，構成對ChST學習模型的局部理解。

2.混沌系統思維的反思學習：用戶無法探究產品的“真正”新奇感具體指代什么內容，但可以通過觀察產品設計的過程來評估新奇感的程度。設計師通過反思行為來優化創意設計過程，這表明問題不依賴于現象的存在，而是人們對其了解的情況。反思的概念并非規定性的，正如Currano R等人所述，其概念包括許多定義：回顧、內省、沉思、調解、自我檢查、深思熟慮、想象、反芻、好奇等[9]。設計師在創作過程中必須了解設計的重要性并使用反思的方式考慮問題。沒有反思就沒有差異，如果沒有差異就不可能存在創造性。設計師經常使用直覺思維來形成解決方案，而創造性思維則是設計思維中的一個基本要素。思維的暫時中斷是不可避免的，熵確保了中斷現象的產生。因此，設計師需要對產品有整體預期并進行階段性反思，積極調動其他思維的參與才能創造更優良的產品，即運用ChST中的反思學習方式來推進設計轉型。

3.混沌系統思維的行為學習：在設計過程中與其密切相關的活動是綜合，但學界沒有公認的推理形式，有學者強調誘因推理法。根據Pierce的觀點，“演繹證明某件事情存在的必然性與歸納表明某件事情實際的可操作性，溯因僅僅可能只是表明某事存在”[10]。盡管誘因推理法違反了邏輯規律，但這種方式允許概念或概念系統的語義內容發生創造性的變化，這是所有“范式變化”的特征之一。因此，誘因推理法超越了純粹的直覺，可以幫助設計師整合理論、原因、模式和思維規范，感知人們內在的概念宇宙，并改變其思維邏輯的內容。對設計狀況缺乏全面了解的前提下，誘因推理方式可以成為解決問題的探索性途徑。因此，ChST中的行為學習方式包含踐行誘因推理法，揭示了設計轉型過程中如何運用這一方法突破設計師的直覺經驗。

4.混沌系統思維的文化學習：Sch？n在其文章中提出，實證主義的實踐認識論只關注“設計”能夠改變現在和創造未來。從這個角度看，設計只屬于藝術學科而非科學學科，而這正是設計院校沒有傳授給專業學生的內容[11]。綜合類高校專攻自然科學的嚴謹性和確定性，教育其學生工程學以確定性途徑解決所有問題的方式是有誤的，教導其具有改變和影響未來的特殊能力。設計師必須“嘗試、觀察，然后轉換角度繼續嘗試，并進一步審視才能實現超越”，這個過程中設計師陷入了一個復雜的循環。設計師需要創造工具并以此優化學習過程，設計“學習秩序”的步驟可以幫助糾正錯誤，并修正項目制作前預料之外的結果。因此，新興環境需要快速適應變化的敏捷計劃（逐漸完善過程的規劃方法），目標必須以實踐為基礎并與環境相一致。高校及企業環境中通過文化學習的方式培養設計師將ChST這一有效的設計轉型工具應用于設計過程，能夠有效提升設計師的設計實踐能力。

5.混沌系統思維的社會學習：在組織設計團隊時，設計師必須考慮團隊各個層面的參與性和積極性進行內部統籌。團隊應擴展和培養除專業設計師之外每個成員的設計技能。從這個角度看，每個成員都是設計師，以創造足夠的結構和實踐并不斷改進和重組，并在必要時嘗試新的團隊配置。內部統籌就是一個學習過程，可以幫助團隊學習和改進，其中最重要的是學會如何學習[12]。在當今復雜和不確定的環境下，內部統籌的能力對于團隊建設顯得尤其重要。在ChST中，設計過程中的思維通常是一個不連續的過程，會隨著環境的轉變而變化，并挑戰團隊成員從根本上改變自己的行為，以摒棄無用的思維循環為新思維的出現創造空間。因此，設計師必須在社會學習環節中充分掌握如何實現團隊合作，并在內部統籌過程中協調各成員間的優劣勢，促使團隊合作創造出設計成果的更大效益。

6.混沌系統思維的主觀與客觀維度：現實生活中，人們可能會存在柏拉圖式的想法，如“洞喻”所述認為設計師是“叛徒”，能夠巧妙地引誘人們思考一些超出思維認知的想法。這種思想指向兩個不同的方面：設計師主觀誘導性和設計的不全面性。一方面指設計師通常會誘導用戶按照其想法進行設計體驗和評價；另一方面說明設計不是通用的而是結合環境的，如果設計師不理解環境并且無法正確看待其作品的用戶反饋，則可能會設計出超出思維認知的產品。但“現實”只存在于人類的默許下傳播，給定的設計可能只是一個單方面的過程，其影響確具有集體效應。設計師的行為會影響社會的發展，其成品會影響自然界中所有存在的生物，其創造力有利于改善生活環境，也能用于抑制或破壞生活環境[13]。在ChST系統中就要求設計師不僅對問題具有主觀維度的思考能力，還需要其將設計成果置于具體的環境中進行客觀維度的判斷。如果設計師的產品引起人們行為和文化的變化，那么設計產品就超越了主觀性而創造了一個“新的社會變革”。

設計教育系統通常傾向于以規定性和確定性方式進行教學工作并遵循實證科學，若重視新的設計理念、材料、方法等而忽視傳統的內容，則會使設計結果變得相對新穎且實用。Putnik指出，如今人們的生活呈現出日益復雜的趨勢，期望傳統的工程學科對這一現象做出行動是不現實的，所以設計教育系統的轉變不僅應在高校進行也需在設計培訓機構的課程中踐行新的思路[14]。對于工程設計師來說，如果某款產品看起來美觀則會認為是功能性的作用，工業設計師則通常對功能和美學之間的差異更加敏銳，能夠將產品的美感與性能進行完全區分。因此，如果設計專業的學生除學習制作產品的方法外還能學習到產生新想法的思維技能，那么利用這種教學方法可以使其具備優秀設計師的品質并設計出更優良的產品。

設計學科不局限于本專業領域而是多領域交叉融合。設計師意識到設計學科與其他學科之間的關系，以及ChST在設計過程和設計教育中的重要性。設計學科被認為本質上是一種“現代”的學科，但實際上的“現代”意味著后十八世紀的概念。設計學科結合了工程、科學、藝術、發明、管理、商業、人類學、心理學、人體工程學、社會學等多種學科，并建立起了不同領域之間的對話，設計師在這個多領域交叉融合的過程中起到推動作用。

傳統的設計方法或技術側重于對外部環境的描繪、分析和綜合，依據建構主義的觀點，ChST可以為設計提供新的思考。ChST的5個基本特征可以推動設計的學習活動，從而推動工程學習，即意識性、連接性、不確定性、耗散性和涌現性。針對新的工程設計組織和管理系統，這5個特征除了隱含的設計規則，還會設計師創造出更優質的產品。

文章強調設計的交叉融合性，突出體現設計師促進世界智能化的作用。在設計過程中，設計師試圖在其不完全理解和不斷變化的環境中創造秩序。將設計與ChST聯系起來，以表明一個靈活運用各種思維的團隊更易實現創意設計。因此，必須鼓勵設計師積極地進行思維轉變以達到創意設計的目的[15]。由于設計過程中具有較多不確定因素，進行階段性反思以實現對ChST的多個維度恰當地作用于設計的各個階段，實現設計方法新的突破。

基金項目：2022年度校級教學質量與教學改革工程立項項目““BOPPPSCDIO”教學模式下藝術設計學類課程教學改革研究——以“信息設計”課程為例”（XJJG2202）

參考文獻

[1] Tjalve E. A short course in industrial design[M]. Elsevier，2015.

[2] V Flusser，J Cullars.On the Word Design：An Etymological Essay[J]. Design Issues，1995，11（3）：50-53.

[3] Batchelder，Ernest Allen. The Principles of Design[M]. Nabu Press，2010.

[4] Mozota Borja de. Design management：using design to build brand value and corporate innovation[M]. New York：Allworth Press. 2003.

[5] Zec P，Lunn K. Designing success：strategies concepts processes[M]. Design Zentrum Nordrhein Westfahlen，1999.

[6] TORE KRISTENSEN.Winning by Design： Technology，Product Design and International Competitiveness[J].R&D Management，1994，24 （1）： 114-115.

[7] Frans M.van Eijnatten.Chaordic systems thinking： some suggestions for a complexity framework to inform a learning organization[J]. The Learning Organization，2004，11 （6）：430-449.

[8] Jon. Kolko. Thoughts on interaction design：a collection of reflections[M]. Morgan Kaufmann.

[9] Rude，Carolyn.Design Thinking Research： Studying Co-Creation in Practice[J].Technical communication，2014，61 （2）： 132-133.

[10]Brunning Jacqueline."book-review"The Essential Peirce：Selected Philosophical Writings[J].Transactions of the Charles S. Peirce Society，1993，29（4）：728-732.

[11]D.Jean Clandinin，F.Michael Connelly，D. A. Schon.The Reflective Practitioner：How Professionals Think in Action[J].Canadian Journal of Education / Revue canadienne de l éducation，1986，11（2）：184-198.

[12] 戴硯亮. 數字化閱讀沉浸體驗設計模式研究——以藝術教育APP《美的歷程》交互設計理念為例[J]. 設計，2022，35（07）：54-57.

[13] 唐杰. 無意識與設計思維的探討[J]. 設計，2018，302（23）：73-74.

[14]Putnik Goran D.，Putnik Zlata，Shah Vaibhav，Varela Leonilde，Ferreira Luis，Castro Helio，Catia Alves，Pinheiro Pedro.Collaborative Engineering definition：Distinguishing it from Concurrent Engineering through the complexity and semiotics lenses[J]. IOP Conference Series：Materials Science and Engineering，2021，1174（1）：012027.

[15] 林曉蔚. 基于設計思維的產品設計教學研究[J]. 設計，2015，212（05）：151-152.