风景园林中的“设计·科学”

郑晓笛，陈步可，刘嘉祺

0 引言

风景园林学扎根于大地，尺度跨度巨大，重在协调人与自然的关系，关注如何通过规划设计的手段实现可持续人居环境的营建。在风景园林学的语境下探讨设计科学、探讨设计与科学的关系，不得不思考的问题是：如何理解“科学”的含义？设计到底是不是科学？风景园林学是实践性、应用型学科，设计实践的过程是我们探讨设计与科学关系的依托。

1 什么是科学？什么是设计科学？

根据字典释义，科学强调“对物质世界结构及表现的审慎研究”1）“要基于可以被证明的事实”2），而设计是创造未知，那设计和科学在使命上似乎有着天然的分野。科学包括几种类型？设计可以是科学吗？

最常见的科学分类方法是三分法，即将其划分为自然科学、社会科学与人文科学。有学者在三分法的基础上提出了五分法[1-2]，即增加了形式科学与应用科学（亦有称技术科学），前者指依赖演绎推理的科学，例如数学；后者指运用科学方法和知识来实现实际目标的科学，例如工程和医学。风景园林专业以营建美好人居为目标，与应用科学的所指更为一致。

“设计科学”由富勒（R. Buckminster Fuller）于1957 年提出[3]，强调了3 个方面的内容：其一是What，即“整体环境的有意识设计”；其二是How，即“有效运用科学的原则”；其三是Why，即“使地球上的有限资源满足全人类的需求，而不破坏地球的生态进程”，这最后一点与风景园林的核心要义紧密相关。然而，学界关于设计科学的认知远没有达成一致。悉尼·果戈里（Sydney A. Gregory）于1965 年明确表示“设计不是科学，设计科学意指对设计的科学性学习”（Design was not a science and that design science referred to the scientific study of design）[4]。在“定量革命”的思潮影响下，“设计方法运动”（design methods movement）提倡设计过程应当理性且客观。1970 年代，建筑理论家亚历山大（Christopher Alexander）对“设计方法”提出批判，认为建筑设计无法运用所谓的“设计方法”。到了1980 年代，“设计·科学·方法”学术会议召开，与会者指出，或许不应该继续将科学和设计进行简单的对立和区分[4]。进入21 世纪，尼格尔·克罗斯（Nigel Cross）提出对设计与科学关系的3 种解读，即科学性设计、设计科学与设计的科学。可以看到，“设计是否为科学”的争论仍在持续发酵。

在后文的讨论中，我们将科学视作“运用客观及理性方法认知规律的行为”，理解为相对于“主观感性设计”而言的理性客观认知，从而展开论述。

2 风景园林中的“设计·科学”

风景园林实践可以划分为4 个环节，包括场地认知、规划设计、实施建造和绩效评估。大地是风景园林实践的对象，场地本身的复杂性认知是规划设计的前提，设计师需要发挥自己的主观能动性完成设计任务，进而通过实施建造使设计落地，并对建成项目进行绩效评估及反馈。我们将这一闭环流程作为讨论风景园林中设计与科学关系的基本框架。

2.1 场地认知

科学化进行场地认知的标志性事件是1960 年代麦克哈格（Ian McHarg）重量级著作《设计结合自然》的出版，书中提出运用千层饼模型的数据采集及科学分析方法分层地描述场地特征。斯坦尼兹（Carl Steinitz）在此基础上进行GIS 的计算机辅助设计，并形成了地理设计框架循环。近年来，无人机扫描技术使场地高分辨率信息的采集效率与准确度大幅提升，手机信令等时空大数据、可穿戴传感器等技术手段让量化描述人在空间中的活动与情感倾向成为可能。我们对场地及活动主体的描述都更加“科学”了。

然而，更科学的描述=更好的认知吗？

在各种高精尖科学量化手段还不具备的历史年代，古人通过卜邻、究源、察地的方法来认知场地[5]，营造出兼具自然与人文意境的中国古典园林。英国自然风景园动辄数百米、数公里的轴线，万能的布朗（Capability Brown，名为Lancelot Brown 的英国园林设计师）能够轻松驾驭。这种对场地尺度的把控至今仍是经典中的经典。

2.2 规划设计

有学者将传统、现代和后现代的景观设计模式分别概括为侧重形象塑造的美学导向、引入科学分析的功能导向与强调公众参与的多主体导向[6]。随着当代技术进步，计算机辅助规划设计突飞猛进，虚拟现实技术将人群的实时感知融入设计和决策过程之中，甚至可以通过计算机直接生成设计。人工智能是否会取代设计师，已成为热点议题。

然而，科学智能的计算机辅助设计可以取代灵感吗？

审视风景园林领域的若干经典项目，诸如高迪的古埃尔公园、哈普林的爱乐广场、玛莎斯瓦茨的联邦法院广场等（图1），其灵感的迸发均不依托于科学化的技术辅助。有学者用“创造性飞跃”（Creative Leap）论述灵感的产生过程[7]，该过程并不依赖于大量数据的智能化分析，也难以用科学的方法来模拟。

1 美国明尼阿波利斯市联邦法院广场

2.3 施工建造

设计方案的落地实施应该是最“科学”的环节了。设计师通过施工图提供准确清晰的项目信息，施工方根据图纸下料放线，项目得以从概念变为现实。随着精细化与一体化施工方案的快速推进，通过风景园林信息模型（Landscape Information Model）优化施工管理流程，参数化技术让复杂构筑物落地性增强，机械臂进行编织、搬运等多项复杂施工工作，一切似乎都变得更加科学与可控。

然而，愈发精准的施工建造中是否仍存在着不可控因素？

以棕地再生项目为例（图2），施工挖掘的过程中可能遇到复杂的地下污染物储存与泄露情况，不稳定基础对地形塑造可能产生严峻挑战等，这些不可控因素均要求施工现场的快速应激调整。以占地9km2的唐山南湖公园为例，这一采煤塌陷地和垃圾填埋场的改造就是在短时间内采用边设计边施工的极限操作完成的[8]。

2 中国唐山市半壁店钢厂

2.4 绩效评估

随着量化研究在风景园林领域的主导性增强，对景观项目的评价反馈亦从感性描述转向更加科学的、可计算的景观绩效评估，就建成项目的生态、经济、社会等综合效益进行度量与评价。美国风景园林基金会开发了一系列景观绩效计算器，例如树木效益、雨洪收集、能源管理等，辅助建成项目的量化后评估。穿戴式设备也用于测量使用者置于景观空间中的生理反应数据。

然而，量化的测量数据能真实反应景观的魅力所在吗？

以眼动实验为例，当被试者穿戴好各种数据采集电极时，其空间感受是否会受设备的干扰？诸多实验通过让被试者观看景观图片或虚拟现实影像进行测量，二维或三维的影像能够替代真实的景观空间吗？风、光线、湿度、温度……这些瞬息万变的动态要素不也是风景园林的魅力所在吗？

3 结语

风景园林专业面向两个对象——自然与人，二者同等重要，二者之间的关系是风景园林学的关注焦点。对自然的认知、对人体感受的深度理解、对规划设计过程与成效的衡量，确实都要求更为科学的技术方法支撑。在尺度层面，风景园林学科的跨度极大，从几平米的庭院到几十平方公里的国家公园和自然保护地，尺度越大、涵盖问题越复杂，也越要求更加科学、理性而客观的综合性研究。然而，我们也要认识到，风景园林学科中的动态性、生长性与不可控性，是不容忽略的永恒议题，也正是学科的魅力所在，难以用“科学”来以一概全。□

注释

1） 剑桥字典将科学定义为：“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） 牛津字典将科学定义为：“Knowledge about the structure and behaviour of the natural and physical world, based on facts that you can prove, for example by experiments.”