基于事理、物理和情理的设计方法论

张学忠

基于事理、物理和情理的设计方法论

张学忠

设计作为人类有意识的创造性行为，包含设计的主体“人”，设计的对象“事”和设计的成果“物”三个基本要素。与此相对应，便存在设计情理学、设计事理学、设计物理学三种不同的设计方法。三种设计方法共同构成了设计实践的知识体系，并在设计的创造过程中相互匹配组合发挥作用。

设计方法；事理学；情理学；物理学；三位一体

设计作为人类有意识的创造性行为，包含三个基本的要素，即设计的主体“人”，设计的对象“事”，设计的成果“物”。其中，设计的主体既然是“人”，设计行为必然要须遵循“人理”，即做人的道理，包含着人所特有的世界观、文化、信仰、宗教、情绪等因素，在设计实践中可归纳为“情理”，侧重的是人文分析。设计的对象“事”，是指设计拟解决的问题，“事理”的核心是如何运筹、管理和操作，属于运筹学与管理科学的范畴，侧重的是逻辑分析。设计的客体呈现“物”，是指通过技术操作实现的最终设计产品，“物理”主要着眼于探究物质的运动机理，在设计实践中侧重的是功能分析。因此，我们可以将设计方法归纳为：基于事理的设计方法、基于情理的设计方法和基于物理的设计方法。

基于事理的设计方法，因为著名设计教育家柳冠中所倡导的设计事理学以及著书、教学而广为人知，并把设计方法的本质归结为“在‘事’的关系脉络里去研究、发现、理解，才能创造出合情合理的‘物’”[1]。

1.基于情理的设计方法论

人类造物活动所呈现出的不仅是物，应对的不仅是问题求解之事，也呈现着人性之情。人不仅是问题求解的理性动物，也是为情所困、因情而动的情感动物，设计实践在很大程度上正是协调人与物之间情理关系的活动。既然设计的主体是人，设计作品的消费和使用也主要是针对人，那么仅仅就事论事地依据事理来从事设计显然是不够的，因循和彰显人情的情理设计方法，尤其是向真、向善的人性化设计，必然离不开对设计情理学的探究。设计实践证明，

仅重视物理和事理而忽视人理，做事难免机械，缺乏变通和沟通，很可能达不到系统的整体目标。设计的情理，不仅关涉设计实践中必不可少的设计主体“人”的人性问题，对于中国人来说也体现了我们民族文化的特色。“天人相应”、“天人合一”是中国哲学家推崇的造物思想，而人情事故是国人数千年来社会交往和生产、生活的重要内容。世事洞明皆学问，人情练达即文章，对于注重人情的中国人来说，托物言情、缘情体物以及对人情世故的重视，是国人文化艺术创作中惯有的思维模式。明代戏剧家汤显祖以“情”演绎、解读中国人“有情天下”的社会生活和人生观，正是基于中国文化与生活理想的一种睿智提炼。

人的情感是多方面、多层次的：有私人情感，有普遍情感；有感性情感，有理性情感，还有超理性的宗教情感；有审美情感，有道德情感，有自然情感；有消极情感，有积极情感等等。设计情理学，即是依循这些人类情感产生的机制和变化规律的设计之道，并由此衍生出悦目动心的设计、情景交融的设计，以及情感营销的设计等等设计类别和评价标准。

唐纳德·A·诺曼所著《情感设计》提出“设计里含的情感成分可能比实用成分对产品的成功更重要”[2]，并认为设计正是以人与物的情感交流为目的创造行为，设计中包含的情感成分赋予我们生活的意义。这种注入了情感或散发情感的设计作品，让消费者体会到“喜爱的物品是一种象征，它建立了一种积极的精神框架，它是快乐往事的提醒，或者有时是自我展示。而且这一物品常含有一个故事、一段记忆，或者把我们个人与特定物品、特定事件联系起来的某些东西”。唐纳德·A·诺曼坦承他在20世纪80年代撰写《设计心理学》一书时认为实用性和可用性、功能和外形，所有这一切都是以一种逻辑的不带感情的方式运作着的。当时没有考虑到情感因素，但现在他不得不承认，因为“在某种程度上是因为我们对大脑及对认知与情绪如何相互作用有了新的科学见解，我们科学家现在认识到，情绪对我们的日常生活有多么的重要，多么的有价值。当然，实用性和可用性也是重要的，不过如果没有乐趣和快乐、兴奋和喜悦、焦虑和生气、害怕和愤怒，那么我们的生活将是不完整的。[3]

设计师正是通过蕴含情感之理的设计语言和语法，使产品可以通过声音、形态、喻意、外观形象等各方面影响人的听觉、视觉、触觉进而达到人与物、设计师与消费者之间的的心灵沟通、共鸣和情感交流。基于情理的设计涉及人性本能、宗教信仰和文化心理等不同维度的问题，是用户体验设计、情感营销设计的方法论基础。

此外，隶属于艺术学门类的设计学，其本质特征是一种情感思维和创造性思维，也是设计艺术作为一门科学建立以来人们关于设计本质问题不断思考而获得的必然认识。所谓“心灵有其原因，理性却无法知道”，创造性的思维对意图和目的的理解，往往与感觉、感情相结合，加上智力的因素，最终产生创造性的洞见。“我们的感觉——我们的直觉——并不是理性思维的绊脚石；相反，他是理性思维的根源和基础”，甚至“所有学科的创造性思维和表达都是产生于直觉和情感。[4]”

从人类造物行为来看，人类的设计实践不仅关涉就事论事、实事求是的功能绩效，也关涉善、美人性的释放和非理性的“生命冲动”的绵延。1907年由柏格森撰写的《创造的进化》论证了“生命冲动”的理论和直觉主义方法论，并对机械的进化论哲学体系作了批判。柏格森反对科学上的机械论、目的论，心理学上的决定论，他所倡导的生命哲学认为科学和理性只能把握相对的运动和实在的表皮，不能把握绝对的运动和实在本身，只有通过直觉才能体验和把握到生命存在的“绵延”，“我们的思考采取纯粹的逻辑形式时，似乎无法表现生命的真正本性”[5]。从设计学的角度来说，情感、直觉或生命冲动作为动力从内部激发着生命体不断去探寻更好的生存方式，这种从生命意义出发的关于创造的思考，如果不是我们创造行为的真正本意，至少是我们理性的、功能绩效的生活方式的必要补充。

当然，这并不意味着事理和物理不重要，一味地强调人理或情理而违背物理、事理，则注定要失败，如某些献礼工程、面子工程等就充分说明了这一点。

2.基于物理的设计方法论

设计物理学中的“物”，包含生物和静物在内的所有与人类造物相关的物质产品和数字产品，“理”则指造物设计中所涉及的静力学、动力学以及化学、生物学等基本原理、机制和规律。

物理学一词的英文physics，源于希腊文，意为自然规律，现在多指研究物质运动的最一般的规律及物质基本结构的科学。物理学之所以被人们公认为一门重要的科学，不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示，还因为它在发展、成长的过程中形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系，并对整个自然科学，乃至社会科学、人文科学的发展都有着重要的贡献，对人类的思维发展和新事物的创造也产生发挥了不可或缺的影响。史莱因著《艺术与物理学——时空和光的艺术观与物理观》[6]告诉我们艺术学与物理学之间的密切联系，以及人类创造无数充满思想智慧、巧夺天工的艺术品背后的物理学基础，揭示了人类创造性成果与物理学之间的密切联系，也印证了设计是艺术与科学的结合。基于此，可以说正是专注于“造物”，并利用和发挥造物技术、物质材料、结构特性，充分实现物尽其用和物性规律的极致表现，促成了基于物理的设计方法。其次，针对中国设计师大多具有美术专业背景的现实，关于物性和质料研究的设计物理学，是事理学、情理学之外设计方法不可或缺的重要补充。

设计物理学的典型例子，包括流线型设计风格。流线型是空气动力学中的一个术语，用来描述表面圆滑、线条流畅的物体形态。这种形态因为能够减少物体在高速运动时的风阻，所以被广泛运用到交通工具的设计上。早在20世纪初期，欧洲人就已经着手研究造型与运动速度的关系，直到20世纪30年代塑料和金属模压成型方法得到广泛地应用，其加工过程中曲率半径自由度的加大以及便于脱模、成型的质料特性，为这一设计方法提供了必要的生产条件。而风洞试验的采用，为流线型设计提供了实测检验的设备和依据，加上商业促销策略，流线型设计风格在消费市场获得巨大成功。例如美国宾夕法尼亚铁路公司委托雷蒙德•罗维设计的火车头。罗维根据空气动力学与流体力学的原理，把机车设计成像纺锤一样的流线型，不但大大减少了行车的阻力，加快了车速，减少了燃料的消耗，而且给人以象征高速运动的现代感。此后罗维又为美国“灰狗”长途汽车公司设计了流线型风格的汽车，充分体现了物理原理、质料物性和良好功能的完美结合，成为美国工业设计兴起的典型代表。

现代设计教育家莫霍利·纳吉对设计静力学作出研究。力学是物理学的一个分支学科，可分为静力学、运动学和动力学三部分，静力学主要研究物体在力的作用下处于平衡的规律，以及如何建立各种力系的平衡条件。“静力学的研究方法有两种：一种是几何的方法，称为几何静力学或称初等静力学；另一种是分析方法，称为分析静力学”[7]。莫霍利·纳吉应用几何静力学开创性地“设计”了大量抽象艺术画作，并把这种方法应用到视觉传达设计和产品设计中。在莫霍利·纳吉看来，艺术家只关注美学原则而对工程技术问题知之甚少，是目前艺术创作和设计教育中存在的不良风气。为此他在设计实践和设计教育中极力推崇几何静力学理论，认为包括静力学在内的机械学和工艺学是一种比美学原则更有助于启发高效率的设计方法，是一种经济节省的工作方式[8]。

图1 POETREE，图片来源：https：//www.behance.net/margauxruyant

历史上曾把设计与制造的分离看作是设计现代化的一个重要标志，而今天的桌面出版系统、3D打印技术又把设计与制造融合为一体。设计师在设计方案的同时不得不面对新技术带来的设计方法革新。当新锐设计师们还在展望3D打印能否成为下一个产业革命的潜在推动力时，科学家们又将这一技术进一步推向4D打印——支持随时间而演变的打印技术。2013年3月1日在洛杉矶举行的TED大会上，来自麻省理工学院自组装实验室的研究人员展示了首款可以自动组装的打印技术——4D打印。该打印物体由数层塑料制成，外加一层“智能”材料，使得该物体能够随着时间自动变化和适调成理想的形状。该项目开发负责人斯凯勒蒂比茨（Skylar Tibbits）认为：“这种打印并不新鲜，只不过它涉及未来的变化。[9]”

融科学与艺术为一体的设计学，如果必须通过造物来实现其价值，那就自然离不开对物性、物理的研究，其意义不仅仅在于高效、经济的设计方法创新，也指向尊重自然、物尽其用、生态和谐等循环设计的未来概念。

3.事理学、物理学、情理学的三位一体

从广义设计科学的角度来说，人类所创造的精神财富与物质文明无不包含着设计的思维方法与实施技巧，而思想观念、认知方式和科学技术的变革总是伴随着方法论的更新。尤其是近代科学整体化、交叉化与数学化的过程使得设计领域的方法论也呈现整体化、交叉化与数学化的特征。正因为如此，在设计实践中，设计师往往是多种方法交叉混合使用，并非只用单一的设计方法。也就是说在设计实践过程中，理性与感性相互交融，事理、情理、物理三位一体共同发挥作用，才能完整实现优质设计的创造过程。即设计行为须懂物理、明事理、通情理，才能确保设计方案尽可能全面的合理性和实施的成功率，在设计实践的整个程序中发挥积极的作用，即理解意图、制定目标、调查分析、构造策略、选择方案、协调关系和实现构想。

认知心理学研究表明，思维能力取决于个人所获的有关知识多少及组织结构，“专家”与“新手”在知识表征上的差异体现在“新手”头脑中的知识显得

比较零散和孤立，习惯于用单一的知识和方法解决问题，而“专家”的知识往往以知识组块形式以及再行组织的方式发力。关于这种知识体系的整合价值，设计案例“POETREE”或许能充分得以展示。

“POETREE”(图1)是印度工业设计师MargauxRuyant设计的一个诗意的骨灰盒，其主体由软木和陶瓷制成，将骨灰，泥土和树苗一同种下，随着时间的流逝和悲伤的减少，树苗在养料的滋养下逐渐长大，只留下白色陶瓷部分的墓碑永久留在地面。本设计获得了美国工业设计师协会（IDSA）颁发的个人项目类国际设计优质奖，被看做是给予人们在充满意蕴的时间之流中纪念挚爱的逝者的最好方式[10]。

在此设计中，需要解决的问题是集体公墓逐渐扩大占地和追思祭拜的不便，以及关于土葬或火化的宗教信仰与禁忌问题。破解这些问题是设计师需应对的事理。与此同时，设计作品要反映逝者亲人的祈愿，即希望逝者回归自然，进入生命轮回，并通过不同时期的祭拜哀悼陪伴逝者，以诗意的方式化解亲人的哀伤。设计师通过骨灰化入土壤并滋养树苗成长的形式，实现了情理的圆满。而对材料的选择上采用不可降解的陶瓷作为墓碑，实现了陶瓷恒久的物性与人性情感绵延的结合；采用可降解的软木作为容器，使得软木的有机物性与回归自然的生命轮回观念融为一体。当然，这一设计过程也完美地呈现了设计事理学、设计情理学、设计物理学的有机融合。

注释：

[1]柳冠中.事理学论纲——概述[J].设计，2013(9)：114

[2][美]唐纳德·A·诺曼.情感化设计[M].付秋芳，程进三译.北京：电子工业出版社，2005.29

[3]同[2]，32

[4][美]罗伯特·鲁特·伯恩斯坦，米切尔·鲁特·伯恩斯坦.天才的13个思维工具[M].李国庆译.海口：海南出版社，2001.7

[5][法]亨利·柏格森.创造的进化[M].李永炽译.台北：台北远景出版事业公司，1983.3

[6][美]史莱因.艺术与物理学——时空和光的艺术观与物理观[M].暴永宁，吴伯译.长春：吉林人民出版社，2000

[7]潘永祥，王绵光.物理学简史[M].武汉：湖北教育出版社，1990.151-152；以及静力学发展简史[EB/OL].[2006-10-1]. http：//www.ikepu.com/physics/physics_branch/statics_total.htm.

[8][匈]莫霍里·纳吉.新视觉[M].刘小路译.重庆：重庆大学出版社，2014.159

[9] http：//tech.163.com/13/0301/15/8OT32H3B000915BD.html

[10] https：//www.behance.net/margauxruyant

张学忠 西北师范大学美术学院副院长、教授