院士科普讲堂

    “设计科学”这个词，很多人可能觉得似曾相识，但是又会感到与熟悉的有点不同。

    读过《三国演义》的人都知道，诸葛亮设了一个空城计，让司马懿大军不战而退，而诸葛亮当时身边并没有多少兵。诸葛亮之所以敢于如此，是知道司马懿生性多疑，故意摆出一副请君入瓮的架势。而司马懿之所以不敢进攻，是知道诸葛亮足智多谋，却不知道此时城中无兵，结果中了诸葛亮的设计。

    其实平时讲的“眉头一皱，计上心来”，就是设计。专业人士会想到“设计学”“设计理论和方法”“设计学科”等这些形式上相近的词。不过“设计学”“设计理论和方法”前面往往都有一个修饰词，例如“建筑设计学”“机械设计理论和方法”“工业设计”等；而设计学科则是教育部处理学科分类的一个做法，起初是将“设计学科”放在艺术门类里；后来又将“设计学科”放在交叉门类里，说明可授“工学、艺术学”学位。

    设计科学这个词在国外已经争论一百多年。因为“设计”在形态上有很大差异。画家作画，是一个人在自己头脑里构想（设计）画面，然后自己用画笔把构思画（实施）出来。而空间站的建设，则是成千上万人在不同层次上“设计”，然后又由成千上万人参与设计的“实施”。不过人们经常想到的“设计”，是人在头脑里对还不存在的事或物的主观设想，而“科学”则是对不以人主观意志为转移的客观规律的认知，好像放不到一块。

    设计科学这个名称，在国内被深入研究只有十来年时间，我们认为在一个更高层次上看“设计”，就可以精准地定义“设计科学”而没有歧义。

    有一本《趣谈无所不在的设计》的书，说的是人人都作设计，事事都有设计。如果认可人类一切有目的活动都可以分为“设计”和“实施”两个部分，那么这个“设计”就是人类共有、客观存在，而不是哪一个人头脑里的主观意志。当前研究设计科学，是为了要知道如何才能提高国家的设计竞争力，这并不取决于有多少脑子好的人，而是取决于社会为设计竞争提供什么样的环境。

    设计科学要研究的“设计”，就是上述人类一切有目的活动的“设计”，是研究如此定义设计的“基本、共同规律和要共同遵守的法则。”所谓目的，就是要满足某种需求，可以是个人自娱自乐的需求，也可以是满足社会大众消费的需求，例如满足出行、治疗疾病的需求等等。

    设计科学要研究的问题千头万绪，这里只谈谈设计和知识的关系。研究认为，设计本质上是一个知识流动、集成、竞争和进化的过程。设计以已有知识为基础定律，无论是个人在自己头脑中的思考、团队的头脑风暴，或是成千上万人参与的宏伟工程的合作设计，都离不开他们所拥有和能够运用的知识。

    创新是设计出来的。创新要有三个特征：采用此前未曾用过的知识；满足现在未能满足的需求；在竞争中取胜。这些都要在设计中得到解决。

    创新的设计是从创意开始。当设计遇到不知道如何解决的难题时，就要像在显微镜下观察那样，寻找出关键难点，而这样的难点是已有知识不能解决的。

    没有已有知识能够解决，但是重新组织已有知识的碎片，也许能够形成许多可能解。在冥思苦想中，通过已有知识碎片的相互启发和不同组合，直觉和灵感往往会想象出关键难点的解，这就是创意。

    创意的产生具有实践性和随机性。实践性指的是想象往往与长期密切接触相关，不仅因此有求解的动力，更由于因此而拥有更多相关的知识碎片。知识的高效率供给和高效率运用也非常重要，要做好知识的获取、积累、整理、建模和数字化表达，使其能在互联网上传递和由计算机运用知识。这是提高设计竞争力所必须的。

    由此可见，设计科学涉及人类生存与发展的方方面面，仍有大量未知的问题等待研究。