設(shè)計(jì)與科學(xué)關(guān)系探究

[摘要] 學(xué)術(shù)界很關(guān)注設(shè)計(jì)與科學(xué)的關(guān)系。通過梳理探討設(shè)計(jì)與科學(xué)關(guān)系的重要文獻(xiàn)，本文認(rèn)為，設(shè)計(jì)與科學(xué)之間關(guān)系密切，兩者有很多相似之處，但在很多方面有本質(zhì)區(qū)別。設(shè)計(jì)與科學(xué)在研究產(chǎn)物、行為特征、研究方法等方面存在共性，都產(chǎn)生了符合人類目的的人工物，都是人類的智能行為，有相似的方法論體系。但是由于兩者的根本目的不同，導(dǎo)致它們在思維方式、評價標(biāo)準(zhǔn)等方面存在明顯區(qū)別：設(shè)計(jì)的主要目的是實(shí)踐，科學(xué)則以認(rèn)知為前提;設(shè)計(jì)是綜合評價各方權(quán)重，真理則始終貫穿科學(xué)的主線。本文的目的在于引起人們反思設(shè)計(jì)與科學(xué)的關(guān)系，為完善設(shè)計(jì)學(xué)科的方法論提供新思路。

[關(guān)鍵詞] 設(shè)計(jì)" 科學(xué)" 人工物" 認(rèn)識論" 方法論

[基金項(xiàng)目] 本文為2018年上海市藝術(shù)科學(xué)規(guī)劃項(xiàng)目（周美玉主持，編號：ZD2018F01）的階段性成果。

[作者簡介] 孫昕，華東理工大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)與傳媒學(xué)院博士研究生，研究方向?yàn)楫a(chǎn)品設(shè)計(jì)、人機(jī)工程;周美玉，華東理工大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)與傳媒學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槿藱C(jī)工學(xué)、感性工學(xué)、文創(chuàng)產(chǎn)品開發(fā)。

[中圖分類號] J5

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A

[文章編號] 1008-7672（2022）01-0136-13

1966年，Herbert A. Simon提出了有限理性說、設(shè)計(jì)科學(xué)等理論。他認(rèn)為，自然科學(xué)是關(guān)于自然物體和自然現(xiàn)象的知識。雖然他對人工物沒有給出具體的概念，但是他認(rèn)為人工物是能夠滿足人的需求并由人設(shè)計(jì)而成的。他還將人工物看作內(nèi)外環(huán)境間的界面。然而圍繞設(shè)計(jì)和科學(xué)之間的關(guān)系，以及在此基礎(chǔ)上對設(shè)計(jì)科學(xué)理論與研究范疇的討論一直都是設(shè)計(jì)理論界關(guān)注的焦點(diǎn)。這些討論主要涉及設(shè)計(jì)與科學(xué)本質(zhì)的異同，它們是否同屬于形而上學(xué)的范疇，設(shè)計(jì)方法論和科學(xué)方法論的互相作用，以及如何依托時代背景來理解“科學(xué)的設(shè)計(jì)”“設(shè)計(jì)科學(xué)”“設(shè)計(jì)的科學(xué)”等概念。近年來，全球?qū)W者們已達(dá)成的共識是設(shè)計(jì)與科學(xué)的關(guān)系密切，兩者在研究產(chǎn)物、行為特征、研究方法等方面存在共性，但是在思維方式、評價標(biāo)準(zhǔn)等方面仍有根本區(qū)別。因此，為了更深入地探究設(shè)計(jì)與科學(xué)的關(guān)系，筆者檢索了2021年11月30日前有關(guān)設(shè)計(jì)與科學(xué)的研究文獻(xiàn)，梳理了探討設(shè)計(jì)與科學(xué)關(guān)系的研究成果，主要從研究對象與目的、設(shè)計(jì)實(shí)踐與科學(xué)認(rèn)知、方法論等方面闡釋設(shè)計(jì)與科學(xué)的基本關(guān)系。

一、 研究對象與目的

長期以來，設(shè)計(jì)與科學(xué)被視為相互獨(dú)立的兩個領(lǐng)域，兩者都有各自的發(fā)展方向與研究重點(diǎn)，但是“設(shè)計(jì)作為科學(xué)服務(wù)對象”這一觀點(diǎn)得到普遍認(rèn)同。此觀點(diǎn)是指設(shè)計(jì)能夠使科學(xué)人性化，即設(shè)計(jì)在科學(xué)為人類服務(wù)的過程中起到人性化轉(zhuǎn)換的角色，科學(xué)的研究成果往往是通過設(shè)計(jì)（這里也包括工程設(shè)計(jì)）來得以應(yīng)用，這一點(diǎn)常常被人們看作設(shè)計(jì)和科學(xué)最緊密的關(guān)系。兩者的關(guān)系并不止于此，Buchanan R. 從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度提出反思，“我們應(yīng)當(dāng)考慮，什么樣的知識是與創(chuàng)造有用的、實(shí)用的、令人滿意的產(chǎn)品有關(guān)”。她提出，有用的產(chǎn)品必須能夠“工作”，那么“工作”則涉及工程或計(jì)算機(jī)科學(xué)，“然而，在今天的產(chǎn)品中，‘工作’更為復(fù)雜，是需要工程技術(shù)和自然科學(xué)共同作用的”。①這種觀點(diǎn)在所有設(shè)計(jì)領(lǐng)域都適用。

（一） 科學(xué)和設(shè)計(jì)的定義

關(guān)于科學(xué)和設(shè)計(jì)，維基百科這樣描述：“科學(xué)，是一種系統(tǒng)性的知識體系，用可檢驗(yàn)的解釋方式和預(yù)測方式，構(gòu)建有關(guān)宇宙的知識?！雹凇霸O(shè)計(jì)是為構(gòu)建一個對象、系統(tǒng)或可預(yù)測的人機(jī)交互（建筑藍(lán)圖、工程圖紙、商業(yè)流程、電路圖和縫紉圖案）而制訂的計(jì)劃或約定?！雹蹚脑~性的角度看，作為名詞的“科學(xué)”可解釋為：一種為了更好地理解世界某些部分的智能行為，所形成一種新穎的、重大的、有充分依據(jù)的準(zhǔn)則（發(fā)現(xiàn)新的事實(shí)，預(yù)先描述和解釋事實(shí)）;動詞的“科學(xué)”可以被看作執(zhí)行一種智能行為，即做科學(xué)研究。“科學(xué)家”則被視為一個執(zhí)行人，執(zhí)行上述科學(xué)活動。名詞的“設(shè)計(jì)”是為一件人工物提出一個新穎的想法，以便使自己或他人能夠根據(jù)這個想法制造出一件或多件人工物的智能行為（不是復(fù)制已經(jīng)存在的想法和結(jié)果）;動詞的“設(shè)計(jì)”是“（去）設(shè)計(jì)（事物）”，提出一個新穎的想法，使之成為可能，如Jorn Utzon設(shè)計(jì)了悉尼歌劇院，也就是說，悉尼歌劇院是根據(jù)Jorn Utzon的提案制造出來的。該人工物是由提出該提案的人設(shè)計(jì)的，即執(zhí)行一個制造人工物的提案或想法，產(chǎn)生人工物的行為，即是設(shè)計(jì)。根據(jù)上述定義，我們可以將“設(shè)計(jì)師”描述為執(zhí)行設(shè)計(jì)行為的人?！霸O(shè)計(jì)過的人工物”一詞，則是指某個經(jīng)過設(shè)計(jì)的人工物。“人工物提案”則表示藍(lán)圖、模型或其他形式出現(xiàn)的任何草圖、說明、施工圖等，是某人執(zhí)行一項(xiàng)設(shè)計(jì)行為的直接結(jié)果，即執(zhí)行人“為一件人工物提出一個新穎的想法”的結(jié)果。④

從設(shè)計(jì)與科學(xué)的定義可以看出，兩者都是人類的智能行為，由從事相應(yīng)行為的人完成的活動。但是，它們的行為目的不同，導(dǎo)致行動的過程和結(jié)果等都不相同?？茖W(xué)的研究對象是“研究存在的事物（包括人工物）”，而設(shè)計(jì)的研究對象是“創(chuàng)造新的人工物”。

設(shè)計(jì)與科學(xué)的目的不同是得到普遍共識的?？茖W(xué)家試圖識別現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的組成部分，設(shè)計(jì)師試圖塑造新結(jié)構(gòu)的組成部分。①科學(xué)關(guān)注的是什么？技術(shù)（設(shè)計(jì)）關(guān)注的是什么？有學(xué)者認(rèn)為，在科學(xué)研究中，人們研究的是給定的現(xiàn)實(shí);在工程技術(shù)（設(shè)計(jì)）研究領(lǐng)域中，人們根據(jù)設(shè)計(jì)創(chuàng)造現(xiàn)實(shí)。②自然科學(xué)關(guān)注的是事物的本質(zhì)，而設(shè)計(jì)關(guān)注的是事物應(yīng)該是怎樣的，通過設(shè)計(jì)人工物來達(dá)到目的。③此觀點(diǎn)看似是對設(shè)計(jì)與科學(xué)做了區(qū)分，但與Herbert A. Simon希望構(gòu)建設(shè)計(jì)的科學(xué)（the science of design）的態(tài)度并不相悖。雖然對待事物的態(tài)度不同，但是科學(xué)與設(shè)計(jì)的研究對象都是事物。科學(xué)說明事物存在的客觀規(guī)律，設(shè)計(jì)則通過對人工物的規(guī)劃來展現(xiàn)事物是什么。科學(xué)的方法是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、抽象的，設(shè)計(jì)的方法是感官的、實(shí)際的。科學(xué)家關(guān)心的是理解事物的普遍屬性，而設(shè)計(jì)者則關(guān)心構(gòu)思和規(guī)劃一個尚未存在的特定事物。④由此可見，設(shè)計(jì)與科學(xué)的研究對象和目的是有區(qū)別的，科學(xué)是為了發(fā)現(xiàn)客觀事物的形成與發(fā)展規(guī)律，并建構(gòu)系統(tǒng)的準(zhǔn)則;設(shè)計(jì)的主要目的是構(gòu)想、創(chuàng)造事物。設(shè)計(jì)與科學(xué)的研究對象都是世界的事物，科學(xué)家認(rèn)為科學(xué)研究的對象是客觀存在，與是否開展了科學(xué)研究行為無關(guān);設(shè)計(jì)師是通過創(chuàng)造來表現(xiàn)事物。一般認(rèn)為，是否產(chǎn)生形而上學(xué)一致的產(chǎn)物是區(qū)分兩個學(xué)科的重要依據(jù)，設(shè)計(jì)與科學(xué)的研究對象以及產(chǎn)物都涉及了“事物”，因此引發(fā)了人們對設(shè)計(jì)與科學(xué)是否產(chǎn)生屬性相同“事物”的爭論，并試圖從這個角度去解釋設(shè)計(jì)與科學(xué)的本質(zhì)差異。目前普遍接受的觀點(diǎn)是設(shè)計(jì)與科學(xué)都產(chǎn)生了“人工物”（“人工事物”“人工制品”“人為事物”等都是Artifact的不同翻譯），但是兩者所產(chǎn)生的“人工物”的屬性有本質(zhì)區(qū)別。

（二） 人工物的界定

Herbert A. Simon提出了最初的人工物模型。他這樣描述：人工物也是自然的，至少在某種意義上是這樣，一切具體的東西，包括人工物，都必須遵守物理定律。人工物區(qū)別于自然物的關(guān)鍵是“人造的事物”“適應(yīng)人類的目標(biāo)和目的”。他進(jìn)一步提出，把一件人工物想象成“一個介于‘內(nèi)部’環(huán)境即人工物本身的物質(zhì)和組織，以及‘外部’環(huán)境即其運(yùn)行的環(huán)境之間的‘界面’”。⑤此定義是高度抽象且極具包容性的，體現(xiàn)了人工物的交互性，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)外界環(huán)境對內(nèi)部環(huán)境的影響，人工物的目的是“通過使內(nèi)部結(jié)構(gòu)適應(yīng)外部環(huán)境來實(shí)現(xiàn)一定目的”。①例如，日晷能實(shí)現(xiàn)報(bào)時功能取決于有足夠的陽光。在這個人工物模型中，“目的”“內(nèi)部環(huán)境”“外部環(huán)境”是三個關(guān)鍵要素。基于此“人工物”的概念，Kroes P. 認(rèn)為人工物是“通過使內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有滿足人類目的功能而產(chǎn)生的事物”。②他承認(rèn)Herbert A. Simon對人工物的描述隱含著人的行為，但是Herbert A. Simon對人的行為所起到的作用描述得太過含蓄，人工物應(yīng)該以人的行為為主，這是人工物與自然物的主要區(qū)別，忽略了人類行為目的的技術(shù)是沒有意義的，脫離人類行為背景的外部環(huán)境也是不恰當(dāng)?shù)?。他還認(rèn)為，功能是實(shí)現(xiàn)目的的一種手段，因此用“功能”代替“目的”則更加合適;功能性必須通過物理性質(zhì)實(shí)現(xiàn)，因此應(yīng)該用更明確的“物理結(jié)構(gòu)”代替 “內(nèi)部環(huán)境”。最終，他用功能、物理結(jié)構(gòu)和人類行為背景分別代替了Herbert A. Simon人工物概念中的目標(biāo)/目的、特征（內(nèi)部環(huán)境）、運(yùn)行環(huán)境（外部環(huán)境），得出“技術(shù)人工物的Simon-Kroes模型”③，如圖1所示。此模型使人工物的形象更加具體、物理性增強(qiáng)，在當(dāng)時計(jì)算機(jī)還不夠普及的情況下，使得人工物更容易被廣泛接納。

圖1" "技術(shù)人工物的Simon-Kroes模型

隨著技術(shù)的發(fā)展，Herbert A. Simon對人工物的定義更具有指導(dǎo)性意義，人工物是實(shí)現(xiàn)人類特定目的的媒介物，應(yīng)當(dāng)包括抽象事物。人工物可能是物質(zhì)實(shí)體，如機(jī)械設(shè)備、建筑物和餐具，但也可以是抽象的、非物質(zhì)的實(shí)體。有學(xué)者認(rèn)為設(shè)計(jì)是多樣性的，并多次提出設(shè)計(jì)所涉及的領(lǐng)域在逐漸拓寬，“許多設(shè)計(jì)師都在重新思考在設(shè)計(jì)行為下產(chǎn)生的溝通符號和圖像，以及物理對象等產(chǎn)物，但事實(shí)上，制訂行動方案、進(jìn)行特定服務(wù)、流程和活動等已成為公認(rèn)的新產(chǎn)品領(lǐng)域”。④隨著設(shè)計(jì)領(lǐng)域的拓寬，研究重點(diǎn)從符號學(xué)和物理事物轉(zhuǎn)向行為和環(huán)境，“基于這種轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)了設(shè)計(jì)思維的新領(lǐng)域和專業(yè)實(shí)踐的新方向。我們稱這個領(lǐng)域?yàn)椤换ピO(shè)計(jì)’，因?yàn)槲覀冴P(guān)注產(chǎn)品作為中介如何影響人與人的聯(lián)系。產(chǎn)品不僅僅是實(shí)物，還是體驗(yàn)、活動或服務(wù)，所有這些都是對產(chǎn)品是什么或可能是什么的新理解”。①人工物起源于人類，存在于現(xiàn)在，但最重要的是，它們能讓我們掌握未來。因此，在人工物的設(shè)計(jì)和使用中，最重要的是它們的虛擬性。虛擬具有雙重意義，不真實(shí)卻孕育美好未來。只要所有有形的、數(shù)字的、互動的、信息的和審美的人工物，能讓我們預(yù)測到未來，一個尚未到來但可以期待的未來，就意味著虛擬性。②這些觀點(diǎn)都說明人工物也可能是非物質(zhì)實(shí)體，設(shè)計(jì)的產(chǎn)物也從物質(zhì)實(shí)體向虛擬實(shí)體擴(kuò)展，例如服務(wù)、界面、組織、軟件或設(shè)計(jì)理論。Hilpinen R.給出更具體的概念：“人工物可以被定義為一件為特定目的而有意制造或生產(chǎn)的物體?！雹圻@更進(jìn)一步說明了人工物的“存在性和某些屬性”取決于生成者的設(shè)計(jì)意圖。他沒有將“意圖的生產(chǎn)”本身描述為人工物。他所指的人工物也不包括思想，這些人工物可能包括非物質(zhì)實(shí)體，如音樂作品和樂隊(duì)，但是不包括精神狀態(tài)。一些學(xué)者進(jìn)一步提出，“思想本身可以被視為精神狀態(tài)，與其他精神狀態(tài)（自信、困惑、歡笑、愛等）一樣，是需要通過認(rèn)知或感覺來獲得和忘記的。如果認(rèn)為思想是已存在的抽象實(shí)體，我們只是從認(rèn)知上意識到它們，那么把它們看作我們‘制造’的事物就不合適了”。④也就是說，思想可以被感知，但卻不是被創(chuàng)造。將抽象的思想看成人工物是沒有意義的。思想究竟是如何產(chǎn)生的，仍是哲學(xué)難題，本文在此不進(jìn)行討論。不可否認(rèn)，設(shè)計(jì)與科學(xué)都產(chǎn)生很多思想，如果不考慮這些思想產(chǎn)物，那么設(shè)計(jì)與科學(xué)是否也都產(chǎn)生了其他抽象人工物？這些抽象人工物的性質(zhì)是否相同？這些仍是各方爭論的焦點(diǎn)。

（三） 人工物的性質(zhì)

關(guān)于設(shè)計(jì)與科學(xué)的產(chǎn)物的性質(zhì)，有兩種不同觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)認(rèn)為兩者有相同類型的產(chǎn)物，沒有明顯區(qū)別;另一種觀點(diǎn)認(rèn)為產(chǎn)物的根本性質(zhì)不同，不能斷定兩者一致。

一些學(xué)者認(rèn)為，“技術(shù)人工物的Simon-Kroes模型，并不意味著設(shè)計(jì)與科學(xué)之間的徹底分離：如果我們接受此模型中技術(shù)產(chǎn)物的性質(zhì)及其產(chǎn)生背景，那么也必須接受設(shè)計(jì)與科學(xué)都會產(chǎn)生技術(shù)人工物，而且設(shè)計(jì)與科學(xué)在某些重要方面運(yùn)用了類似的產(chǎn)生方式?？茖W(xué)事物——科學(xué)家產(chǎn)出的事物——必須被歸為技術(shù)人工物。這就去掉了區(qū)分設(shè)計(jì)與科學(xué)的主要障礙，將有助于學(xué)科交叉與協(xié)同”。⑤還有學(xué)者認(rèn)為，“所有的人工物品，無論是物質(zhì)的還是非物質(zhì)的，都是設(shè)計(jì)的”。⑥根據(jù)此觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)與科學(xué)都產(chǎn)生某種滿足人類需求和目的的人工物，兩者采取很多相同的方法：科學(xué)為了完成人類認(rèn)知的目的，產(chǎn)生了一系列的概念、理論、方法等抽象產(chǎn)物，這是進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化、制造儀器、生產(chǎn)設(shè)備等獲得實(shí)體產(chǎn)物的必要前提;設(shè)計(jì)除了產(chǎn)生實(shí)體的人工物，也產(chǎn)生了設(shè)計(jì)概念、理論、策劃等抽象的人工物。如果把抽象的東西當(dāng)作人工物，就會發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)與科學(xué)在它們的產(chǎn)物種類上沒有區(qū)別;它們都有各自的抽象理論、設(shè)計(jì)意圖、方法等。①如果抽象的事物不被排除在人工物之外，那么設(shè)計(jì)與科學(xué)都產(chǎn)生了概念，無論是不是從形而上學(xué)的角度來理解這種抽象的事物。設(shè)計(jì)與科學(xué)所取得的抽象的事物都應(yīng)屬于人工物，而設(shè)計(jì)與科學(xué)所產(chǎn)生的實(shí)體人工物基本上都屬于它們共有的產(chǎn)物，因此難以從產(chǎn)物上將設(shè)計(jì)與科學(xué)區(qū)別開來。

根據(jù)前文的討論，科學(xué)的目的是認(rèn)識和理解“現(xiàn)實(shí)世界”，設(shè)計(jì)的根本目的是去創(chuàng)造“新的事物”，基于這個本質(zhì)區(qū)別，對于上述認(rèn)為設(shè)計(jì)與科學(xué)產(chǎn)生了相同產(chǎn)物的觀點(diǎn)，一些學(xué)者就強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)與科學(xué)產(chǎn)物的性質(zhì)是區(qū)別兩者的關(guān)鍵?？茖W(xué)活動經(jīng)常會涉及一些設(shè)計(jì)活動，也得到了相同類型的人工物，主要區(qū)別在于：科學(xué)的主要產(chǎn)物是理論，這個理論可以是產(chǎn)生人工物的先決條件，但理論本身卻不應(yīng)被看作生產(chǎn)人工物的建議;設(shè)計(jì)的主要產(chǎn)物是制作人工物的方案，依據(jù)這個方案制造人工物，但也可以僅僅是一個方案。②這種觀點(diǎn)認(rèn)為，我們不能因?yàn)樵O(shè)計(jì)與科學(xué)都產(chǎn)生了符合人類目的的人工物，就得到了同樣的結(jié)果。兩者的目的不同，決定了各自產(chǎn)物的性質(zhì)的差異。

科學(xué)的主要目的是了解和研究我們的現(xiàn)實(shí)世界，而不是創(chuàng)造;設(shè)計(jì)并不是對現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)知行為，它既不了解又不研究任何東西（盡管這些活動可能與設(shè)計(jì)同時發(fā)生），其最終目的是提出一個人工物的制造方案?！翱茖W(xué)研究”的根本目的是產(chǎn)生一個科學(xué)理論（無論產(chǎn)生理論過程中是否伴隨有設(shè)計(jì)行為）。相比之下，“做設(shè)計(jì)”不是產(chǎn)生與科學(xué)理論類似的東西，而是設(shè)計(jì)人工物。提出設(shè)計(jì)想法，能夠使設(shè)計(jì)者或其他相關(guān)者（委托承包商或制造商）制造出人工物。科學(xué)會隨著人們對現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)知，產(chǎn)生不同的人工物（實(shí)驗(yàn)設(shè)備、期刊、成果、協(xié)會、科學(xué)機(jī)構(gòu)等），但科學(xué)關(guān)注的重點(diǎn)是科學(xué)理論。根據(jù)前文人工物的有關(guān)定義，我們應(yīng)該將科學(xué)所特有的產(chǎn)物即科學(xué)理論理解為“認(rèn)知性人工物”，它為了表達(dá)認(rèn)知結(jié)果是人為制造的，是人類科學(xué)研究活動的直接產(chǎn)物。科學(xué)產(chǎn)生的其他人工物被視為與“科學(xué)研究”共同發(fā)生的行為，科學(xué)理論可以產(chǎn)生其他人工物，但是“認(rèn)知性人工物”才符合科學(xué)的主要目的。若將設(shè)計(jì)產(chǎn)生的人工物定性為認(rèn)知性人工物，則是有誤導(dǎo)性的，因?yàn)樵O(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)一個實(shí)際目的，使其能夠根據(jù)方案產(chǎn)生實(shí)體人工物（人工物的功能需要人類認(rèn)知行為的支持，例如計(jì)算機(jī)的功能是根據(jù)人類所認(rèn)知的計(jì)算原理所產(chǎn)生，但制造計(jì)算機(jī)的方案本身并不能成為認(rèn)知人工物）。為達(dá)到最終目的，制造人工物的設(shè)計(jì)方案必須包含實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能的認(rèn)知性知識，因此人工物的設(shè)計(jì)方案最好被描述為“實(shí)踐性人工物”，而不是“認(rèn)知性人工物”。一個是描述理論認(rèn)知性的人工物，另一個是規(guī)劃實(shí)踐性的人工物。①科學(xué)產(chǎn)生概念、理論、思想等抽象產(chǎn)物，以及文章、專利、科學(xué)儀器等實(shí)體產(chǎn)物，同樣設(shè)計(jì)也會產(chǎn)生理念、方法、方案等抽象產(chǎn)物和方案效果圖、專利、日用品、儀器等實(shí)體人工物。這些人工物分別滿足科學(xué)與設(shè)計(jì)的目的，顯然是有本質(zhì)區(qū)別的，不能籠統(tǒng)認(rèn)為設(shè)計(jì)與科學(xué)的產(chǎn)物是一致的。

綜上所述，學(xué)界對于設(shè)計(jì)的產(chǎn)物和科學(xué)的產(chǎn)物的定性基本上達(dá)成一定共識，即設(shè)計(jì)與科學(xué)所產(chǎn)生的實(shí)體人工物和抽象人工物都是符合人類目的的人工物，但產(chǎn)物性質(zhì)是否一定相同，仍需深入考慮兩者根本目的的差異。

二、 設(shè)計(jì)實(shí)踐與科學(xué)認(rèn)知

作為人類的智能行為，設(shè)計(jì)與科學(xué)存在共同之處，但目的不同導(dǎo)致兩者在行為方式、行為過程、評價標(biāo)準(zhǔn)等方面產(chǎn)生差異。討論設(shè)計(jì)與科學(xué)的行為異同，能夠幫助我們更清楚地了解兩者在行動過程中采取的方法是否具有可比較之處，為設(shè)計(jì)方法論提供思路。

（一） 行為方式的比較

在人類的智能行為中，“科學(xué)行為”和“設(shè)計(jì)行為”往往同時存在，或者一種行為的出現(xiàn)常以另一種行為的發(fā)生為條件。由于設(shè)計(jì)和科學(xué)都是具有智能特征的人類行為，都使用設(shè)計(jì)過程和推理策略來產(chǎn)生人工物，因此它們在種類上沒有區(qū)別。②人類在進(jìn)行智能行為的過程中，很難只采取一種行為，科學(xué)行為常常也包括設(shè)計(jì)，與人類的其他智能行為類似，這兩種行為是人類理性活動的必備能力。設(shè)計(jì)與科學(xué)在行為過程中使用了相似的方法，如在具體解決問題時，都有多個備選方案，對方案進(jìn)行迭代試驗(yàn)，總結(jié)失敗經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整行為方法。人類擁有普遍的控制和搜索指導(dǎo)機(jī)制，這些機(jī)制在所有領(lǐng)域都被使用，此外還有學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)機(jī)制，這使得系統(tǒng)逐漸適應(yīng)其所處的特定環(huán)境。③這些行為方式的共性使各種智能行為能夠相互借鑒和模仿。

（二） 行為過程的差異

設(shè)計(jì)與科學(xué)在解決實(shí)際問題時所需的知識存在差異。設(shè)計(jì)行為由設(shè)計(jì)師執(zhí)行，科學(xué)行為由科學(xué)家完成，設(shè)計(jì)與科學(xué)都涉及社會、心理、歷史等方面。因此，社會學(xué)家、心理學(xué)家、歷史（科學(xué)史或設(shè)計(jì)史）學(xué)家也可以完成某些科學(xué)或設(shè)計(jì)行為，但關(guān)于科學(xué)方法論和設(shè)計(jì)方法論的研究卻只能由科學(xué)家和設(shè)計(jì)研究人員來完成。在科學(xué)方法論的指導(dǎo)下，科學(xué)家針對不同類型的問題選擇推理、描述、實(shí)驗(yàn)、下定義等方法開展科學(xué)行為。在設(shè)計(jì)方法論的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際問題用解釋、測試、創(chuàng)新等方法開展設(shè)計(jì)行為?？茖W(xué)家和設(shè)計(jì)人員在解決問題中使用的技能是不同的。①從方法論的角度來看，雖然設(shè)計(jì)和科學(xué)在處理問題時會采取相同的解決思路，但是在具體實(shí)施時兩者需要完全不同的知識技能?？茖W(xué)主要從事認(rèn)知性智能行為，設(shè)計(jì)更注重實(shí)踐性智能行為?？茖W(xué)中常用的方法有歸納法、假設(shè)演繹法等，設(shè)計(jì)卻不一定需要運(yùn)用同樣的方法進(jìn)行方案論證。人們常認(rèn)為，科學(xué)方法是分析性的，而設(shè)計(jì)方法是綜合性的，但事實(shí)證明，我們很難澄清這種差異到底是什么。②人類行為的復(fù)雜性決定了設(shè)計(jì)與科學(xué)行為常常共同出現(xiàn)，人們很難將兩者完全區(qū)分開來，但在執(zhí)行過程中，具體使用何種技能確實(shí)存在差異。

（三） 評價標(biāo)準(zhǔn)的差異

評價設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的實(shí)踐性人工物的主要標(biāo)準(zhǔn)是有效性、可行性、安全性、美觀性和盈利能力等，評價科學(xué)產(chǎn)生的認(rèn)知性人工物的標(biāo)準(zhǔn)有真理、經(jīng)驗(yàn)充分性、解釋力、簡單性、美感、連貫性等。真理并不會出現(xiàn)在評價設(shè)計(jì)產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)中，一般不會去評價一件人工物的設(shè)計(jì)方案是否符合真理。這種規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的差異是設(shè)計(jì)與科學(xué)的世界觀差異的直接結(jié)果。③這種差異是否會影響設(shè)計(jì)與科學(xué)在解決問題時選擇方案或使用方法，還有待觀察。另外，科學(xué)的評價標(biāo)準(zhǔn)一旦被選定，所有活動就只能通過唯一的評價標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行衡量。權(quán)衡在設(shè)計(jì)的評價標(biāo)準(zhǔn)中占主導(dǎo)地位，目前設(shè)計(jì)有很多處理評價標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)衡的方法，因此設(shè)計(jì)的評價標(biāo)準(zhǔn)并不是唯一的。

（四） 探索創(chuàng)新的差異

在設(shè)計(jì)與科學(xué)解決問題的探索過程方面，有的專家提出了設(shè)計(jì)應(yīng)被視為科學(xué)的一部分?！霸O(shè)計(jì)即科學(xué)探索”（design-asscientific-discovery，DSD）假設(shè)，即設(shè)計(jì)問題解決是科學(xué)探索過程中的一個特殊實(shí)例（與科學(xué)探索過程不可區(qū)分）。如果認(rèn)為設(shè)計(jì)即科學(xué)探索是正確的，就意味著科學(xué)“設(shè)計(jì)”和工程“設(shè)計(jì)”在方法論上是不可區(qū)分的。④人工科學(xué)創(chuàng)造的形式和過程（或創(chuàng)造最初的設(shè)計(jì)）與自然科學(xué)的發(fā)明理論或發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程，在認(rèn)知上是沒有區(qū)別的，這就是“科學(xué)創(chuàng)造力中心假設(shè)”。這種觀點(diǎn)將設(shè)計(jì)行為作為科學(xué)活動中的特殊創(chuàng)新活動，設(shè)計(jì)與科學(xué)在這個過程中存在一定的相似性，并產(chǎn)生了類似的結(jié)果。如果完全將設(shè)計(jì)歸于科學(xué)之中，那么設(shè)計(jì)中的“概念化”部分則不能被科學(xué)所理解，因?yàn)榭茖W(xué)的創(chuàng)造性成果始終建立在客觀事實(shí)的基礎(chǔ)上，而設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性成果更多依賴于主觀構(gòu)想。一些學(xué)者卻不認(rèn)為設(shè)計(jì)是以認(rèn)知行為為主的，盡管設(shè)計(jì)也采取了這樣的行為。還有學(xué)者認(rèn)為，科學(xué)探索的“方法論”更像是設(shè)計(jì)與科學(xué)探索的認(rèn)知過程，設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性發(fā)明與科學(xué)的創(chuàng)造性發(fā)現(xiàn)都存在認(rèn)知行為。科學(xué)是以對客觀事實(shí)的探索認(rèn)知為主，設(shè)計(jì)則是創(chuàng)造性的實(shí)踐，認(rèn)知并不是設(shè)計(jì)行為的最終目的。

三、 設(shè)計(jì)的方法論和科學(xué)的方法論

設(shè)計(jì)與科學(xué)既不可能完全等同，設(shè)計(jì)不可能完全包含在科學(xué)之中，更不能脫離科學(xué)而獨(dú)立發(fā)展，科學(xué)方法論對設(shè)計(jì)方法論有重要影響。

（一） 設(shè)計(jì)方法論與科學(xué)方法論的發(fā)展及趨勢

設(shè)計(jì)方法論的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段：第一個階段是20世紀(jì)五六十年代，人們在第二次世界大戰(zhàn)中使用“科學(xué)”方法進(jìn)行管理決策，為美國軍事策略提供咨詢，因此對設(shè)計(jì)方法論的研究是建立在系統(tǒng)的、理性的、科學(xué)的基礎(chǔ)上的。第二個階段是20世紀(jì)七八十年代，隨著新的社會問題出現(xiàn)，人們開始反思第一代設(shè)計(jì)方法，對優(yōu)化和全能設(shè)計(jì)師的思想產(chǎn)生懷疑，要求設(shè)計(jì)師能夠解決“邪惡問題”（該詞是指很難解決或不可能解決的社會問題和文化問題）。①學(xué)者們對于“適度”解決問題提出了各種方法，引入了“有限理性”“令人滿意的選擇”的觀點(diǎn)。設(shè)計(jì)師與利益相關(guān)者（委托方、客戶、用戶、社區(qū)）共同參與設(shè)計(jì)。②第三個階段是20世紀(jì)90年代至今，隨著人工智能的發(fā)展、自動化設(shè)計(jì)和智能電子設(shè)備的興起，學(xué)者們廣泛重視設(shè)計(jì)方法。從上述三個階段可以看出，人們對設(shè)計(jì)方法的研究是隨著設(shè)計(jì)問題的變化而不斷變化的。與20世紀(jì)60年代相比，設(shè)計(jì)方法與科學(xué)方法之間的邊界也漸漸模糊，科學(xué)不再被視為一種專注于對世界特定看法的單一固定方法論。③這縮小了設(shè)計(jì)與科學(xué)方法論間的差別。傳統(tǒng)上簡單的兩分法正在被知識、行動和反思之間復(fù)雜的認(rèn)知關(guān)系所取代。

在工業(yè)4.0背景下，設(shè)計(jì)與科學(xué)的關(guān)系更加緊密。物理符號系統(tǒng)的假說 （physical symbol system hypothesis，PSSH）將符號視為知識的基本元素，認(rèn)為智能的活動是對知識進(jìn)行處理的過程，而智能則是處理符號的能力④，人工智能的核心是利用計(jì)算機(jī)和心理學(xué)方法模擬人腦解決問題的能力，計(jì)算機(jī)語言則是實(shí)現(xiàn)這種操作的途徑。⑤這對認(rèn)知心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。雖然人類具有有限理性的特點(diǎn)，但是人們在決策過程中遵循著簡單的（經(jīng)驗(yàn)）規(guī)則，這既不會產(chǎn)生內(nèi)部沖突，也不會導(dǎo)致人格解體。①這也是人工智能發(fā)展的依據(jù)。隨著信息技術(shù)、人工智能、工業(yè)技術(shù)的深入發(fā)展，設(shè)計(jì)將成為構(gòu)建信息物理系統(tǒng)（cyber-physical systems，CPS）中的重要環(huán)節(jié)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、智能設(shè)計(jì)等方面都需要規(guī)劃。人工智能對設(shè)計(jì)將產(chǎn)生兩個方面的影響：一是設(shè)計(jì)對象由物理符號系統(tǒng)向“互聯(lián)網(wǎng)+實(shí)體+服務(wù)”建構(gòu)的信息物理系統(tǒng)轉(zhuǎn)化。從實(shí)時感知、動態(tài)控制和信息服務(wù)方面開展人機(jī)交互設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可靠性，精準(zhǔn)協(xié)調(diào)各部分的關(guān)系，主動響應(yīng)系統(tǒng)中知識、行為和反思三者復(fù)雜的認(rèn)知關(guān)系，激發(fā)出系統(tǒng)最大的效用。二是設(shè)計(jì)工具的智能化，模擬設(shè)計(jì)思維和集成設(shè)計(jì)知識是智能化設(shè)計(jì)發(fā)展的必然趨勢。智能輔助設(shè)計(jì)軟件通過信息的收集處理、自學(xué)習(xí)、視覺算法等方式不斷完善輔助設(shè)計(jì)軟件的能力，進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)效率。隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，科學(xué)方法論對設(shè)計(jì)方法論的影響也將更加深入，設(shè)計(jì)思維方式、設(shè)計(jì)工具、設(shè)計(jì)表現(xiàn)形式等將會產(chǎn)生新的設(shè)計(jì)行為。正如學(xué)者所說，“現(xiàn)在我們應(yīng)該把設(shè)計(jì)變成科學(xué)，當(dāng)我們設(shè)計(jì)智能機(jī)器的時候，必須嚴(yán)謹(jǐn)對待，我們需要一種理解社會交互和藝術(shù)美學(xué)的新方法，一種可以將商業(yè)的恰到好處和工程的嚴(yán)格結(jié)合在一起的方法”。②

（二） 設(shè)計(jì)方法論與科學(xué)方法論的聯(lián)系

設(shè)計(jì)方法來自科學(xué)的決策論和運(yùn)籌學(xué)。隨著工業(yè)化的變革，后工業(yè)時代的設(shè)計(jì)在材料科學(xué)、工程科學(xué)、建筑科學(xué)、行為科學(xué)等發(fā)展的影響下，設(shè)計(jì)與科學(xué)的關(guān)系更加緊密，設(shè)計(jì)讓科學(xué)應(yīng)用到實(shí)際需要中，即所謂“設(shè)計(jì)讓科學(xué)可見”③，產(chǎn)生了諸如“科學(xué)的設(shè)計(jì)”（scientific design）、“設(shè)計(jì)科學(xué)”（design science）、“設(shè)計(jì)的科學(xué)”（the science of design）概念。

科學(xué)的設(shè)計(jì)是指現(xiàn)代的工業(yè)化設(shè)計(jì)，不同于以工藝為導(dǎo)向的前工業(yè)時代的設(shè)計(jì)，它是以科學(xué)知識為基礎(chǔ)，同時使用了直觀和非直觀的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。④這種對設(shè)計(jì)與科學(xué)關(guān)系的界定，說明了設(shè)計(jì)依賴科學(xué)知識，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)與科學(xué)之間的淺層關(guān)系。

設(shè)計(jì)科學(xué)是由Buckminster Fuller首次提出的，之后Stephen Gregory在“設(shè)計(jì)方法”會議上使用過這一術(shù)語。設(shè)計(jì)是一種科學(xué)活動，有其自己的規(guī)律性。設(shè)計(jì)科學(xué)包括與設(shè)計(jì)領(lǐng)域有邏輯聯(lián)系的知識集合，也包括技術(shù)信息和設(shè)計(jì)方法等概念，還涉及從自然科學(xué)的應(yīng)用知識中獲得的能讓設(shè)計(jì)師使用的信息，是對設(shè)計(jì)系統(tǒng)和設(shè)計(jì)過程中所有常見問題的決策和分類。⑤比起科學(xué)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)科學(xué)讓設(shè)計(jì)更具系統(tǒng)性、精確性和邏輯性，但是這種關(guān)系的界定只是建議設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)對一部分科學(xué)知識和方法開展學(xué)習(xí)，模仿科學(xué)方法論，從事設(shè)計(jì)活動，并沒有將設(shè)計(jì)本身作為一種研究對象進(jìn)行研究。

設(shè)計(jì)的科學(xué)即設(shè)計(jì)活動應(yīng)該更具有科學(xué)性，是研究設(shè)計(jì)方法的科學(xué)。有學(xué)者將設(shè)計(jì)的科學(xué)定義為“一套具有高智力、分析性強(qiáng)、部分形式化、部分經(jīng)驗(yàn)主義的關(guān)于設(shè)計(jì)過程的可教授的理論”。①也有學(xué)者認(rèn)為，設(shè)計(jì)本身永遠(yuǎn)不會是科學(xué)活動，但研究設(shè)計(jì)活動可以是科學(xué)研究的主題。②這類觀點(diǎn)是將設(shè)計(jì)作為科學(xué)研究的一項(xiàng)任務(wù)，運(yùn)用科學(xué)的方法研究設(shè)計(jì)活動的各個環(huán)節(jié)，用科學(xué)的態(tài)度對待設(shè)計(jì)中的流程、原則、實(shí)踐等。

設(shè)計(jì)并不是完全意義上的科學(xué)活動，但是設(shè)計(jì)活動一定需要科學(xué)的方法來支撐。設(shè)計(jì)的過程、方法、結(jié)果都與科學(xué)相關(guān)，既不能完全按照科學(xué)的活動來從事設(shè)計(jì)，也不能完全脫離科學(xué)方法論來討論設(shè)計(jì)方法論。

（三） 設(shè)計(jì)方法論與科學(xué)方法論的區(qū)別

通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，科學(xué)方法論與設(shè)計(jì)方法論都存在一般方法和專門方法?？茖W(xué)方法論中包括演繹和歸納等一般方法，把事實(shí)的描述、推理、實(shí)驗(yàn)、術(shù)語的定義等認(rèn)知過程挑選出來，進(jìn)行分析，從而形成指導(dǎo)性的原則，以提高科學(xué)研究的成功率。設(shè)計(jì)的方法論是將解釋、測試、解決方案的整合和優(yōu)化等認(rèn)知過程挑選出來，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，用來指導(dǎo)設(shè)計(jì)活動。③由此可見，設(shè)計(jì)方法論體系的建立與科學(xué)方法論體系的建立是相似的。但科學(xué)方法論是建立在對事實(shí)的描述和推理上，更加注重解決客觀問題，設(shè)計(jì)方法論則是解決實(shí)際問題，設(shè)計(jì)過程中所涉及的目標(biāo)、任務(wù)和標(biāo)準(zhǔn)也都是理想化的。理想化包括通過研究案例進(jìn)行方法重構(gòu)、典型不變的設(shè)計(jì)特征、對完美設(shè)計(jì)行為的描述、對各種偏離理想類型的描述，以及對偏離的原因及其后果的分析④，而這種理想化卻不是科學(xué)方法論的目標(biāo)。

四、 討論

設(shè)計(jì)與科學(xué)不是簡單的從屬或包容關(guān)系，兩者的關(guān)系是復(fù)雜而深刻的哲學(xué)問題?？茖W(xué)影響設(shè)計(jì)的發(fā)展，設(shè)計(jì)研究需要結(jié)合人的實(shí)踐活動，對科學(xué)研究成果開展人性化反思。在綜合前人研究的基礎(chǔ)上，本文總結(jié)了設(shè)計(jì)與科學(xué)之間的基本關(guān)系，如圖2所示。

（一） 目標(biāo)和結(jié)果

按照傳統(tǒng)觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)與科學(xué)彼此獨(dú)立，兩個領(lǐng)域的研究產(chǎn)生了不同的形而上學(xué)的結(jié)果，科學(xué)是探索與解釋現(xiàn)實(shí)的客觀世界，設(shè)計(jì)則是去創(chuàng)造一個尚不存在的未來事物。根據(jù)“技術(shù)人工物的Simon-Kroes模型”，一部分學(xué)者認(rèn)為，設(shè)計(jì)和科學(xué)都是人們?yōu)榱藢?shí)現(xiàn)一定目的而開展的活動，其結(jié)果都產(chǎn)生了滿足人類目的的人工物，所以設(shè)計(jì)與科學(xué)在本質(zhì)上是沒有區(qū)別的。這種觀點(diǎn)或許不夠嚴(yán)謹(jǐn)，卻激發(fā)了人們對設(shè)計(jì)與科學(xué)關(guān)系的思考。隨著時代的發(fā)展，以推理為主的科學(xué)和以造物為主的設(shè)計(jì)必將建立起一種新的關(guān)系。盡管人們接受設(shè)計(jì)與科學(xué)的共同點(diǎn)的存在，但是通過辨析設(shè)計(jì)與科學(xué)的定義，我們可以明確設(shè)計(jì)與科學(xué)的根本目標(biāo)存在差異。科學(xué)的最終目標(biāo)是客觀地描述人類對自然的認(rèn)知，設(shè)計(jì)則是在實(shí)踐中創(chuàng)造人工物。目標(biāo)的差異導(dǎo)致設(shè)計(jì)與科學(xué)產(chǎn)生了性質(zhì)完全不同的人工物，雖然都產(chǎn)生了抽象人工物和實(shí)體人工物，并且具有部分同類產(chǎn)物，但是無法回避各自產(chǎn)物的本質(zhì)區(qū)別。

（二） 行為和方法

在處理設(shè)計(jì)問題和科學(xué)問題時，控制、搜索、學(xué)習(xí)、創(chuàng)新等都是通用的解決問題的方式。在具體的實(shí)施過程中，人們也常綜合運(yùn)用這些方式，這是設(shè)計(jì)與科學(xué)相同的行為特點(diǎn)。設(shè)計(jì)與科學(xué)最終目的的差異，導(dǎo)致了兩者行為方式的不同，科學(xué)是以認(rèn)知為主的智能行為，設(shè)計(jì)是以實(shí)踐為主的智能行為。真理是評價科學(xué)行為的準(zhǔn)則，設(shè)計(jì)行為的評價標(biāo)準(zhǔn)要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行權(quán)衡。雖然從人類有意識地造物以來，設(shè)計(jì)行為就已經(jīng)存在，但是直到1962年在倫敦召開的第一屆設(shè)計(jì)方法會議，才正式從科學(xué)的角度提出了設(shè)計(jì)方法論。設(shè)計(jì)方法論依賴科學(xué)方法論，因此設(shè)計(jì)方法論研究離不開對科學(xué)方法論的學(xué)習(xí)。在解決實(shí)際問題時，設(shè)計(jì)與科學(xué)常使用相同的方法，設(shè)計(jì)為科學(xué)轉(zhuǎn)化提供了可實(shí)現(xiàn)的途徑，促進(jìn)科學(xué)成果的轉(zhuǎn)化;科學(xué)則為設(shè)計(jì)提供知識保障。兩者的根本目的的差異，使設(shè)計(jì)方法論不可能全盤照搬科學(xué)方法論。

（三） 關(guān)系定位

目前我國有些學(xué)者將設(shè)計(jì)作為藝術(shù)的附屬品來討論其與科學(xué)的關(guān)系;有些學(xué)者將科學(xué)、藝術(shù)、設(shè)計(jì)置于同等地位來探討三者的關(guān)系;還有一些學(xué)者直接否定設(shè)計(jì)與科學(xué)存在某種關(guān)系，認(rèn)為兩者是獨(dú)立的;盡管更多的學(xué)者討論科學(xué)技術(shù)對設(shè)計(jì)的影響，但是僅討論設(shè)計(jì)產(chǎn)生的人工物中所具有的科技價值。近年來，國外學(xué)者更注重從哲學(xué)層面開展討論，研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)本體論，結(jié)合實(shí)際探討兩者的本質(zhì)關(guān)系。

人工智能時代的到來使設(shè)計(jì)和科學(xué)的關(guān)系進(jìn)入一種新的模式?？茖W(xué)會更重視成果的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化，設(shè)計(jì)方法論的研究也會進(jìn)入一個全新時代。設(shè)計(jì)勢必需要思考設(shè)計(jì)的本質(zhì)問題，只有這樣才能適應(yīng)新的發(fā)展要求。設(shè)計(jì)學(xué)科如何處理與科學(xué)的關(guān)系將決定其未來的發(fā)展方向。

（責(zé)任編輯：亞立）