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设计问题（第一辑） 1. 引言
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为了支持建筑设计师进行创意设计思维，人们已经尝试构建和实施多个适用的信息系统。这些信息系统旨在以不同的方式提供支持：使设计师能够对设计进行多样化直观展示，使他们能够考虑到设计背景中的多种相关参数并进行复杂的计算和模拟，为他们提供来自世界各地的相关信息和知识，等等。尽管人们不断尝试开发这些信息系统，但当下仍然未能对建筑设计师的核心创意活动提供重要支持。为了理解信息系统难以实现有效支持的原因，我们着手探究设计思维的本质，考察推理过程在设计思维中的作用。研究表明，创意设计建立在循环综合溯因推理、演绎推理和归纳推理的基础之上。然而，传统的信息系统通常一次只针对其中的一种推理过程，这也许是它们适用性和用途有限的原因所在。随着信息技术研究更多地指向这些推理模式的组合，或许可以利用信息系统改善设计思维。
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设计问题（第一辑） 2. 信息系统对设计的支持
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要理解信息系统如何为设计过程提供支持，需要充分理解设计思维是如何在这个过程中产生的。在过去的几十年里，许多研究都旨在构建这样的理解，已有多个综述描述这些研究计划的历史演变和研究结果。[246]我们在此详细说明一下这一研究领域的一些要点，焦点放在由奈吉尔·克诺斯（Nigel Cross）、布莱恩·劳森（Bryan Lawson）、唐纳德·斯科恩（Donald Schoen）和赫伯特·西蒙（Herbert Simon）所提出的理论。这些理论的核心元素包括：（1）设计师和设计背景之间的密集交互；（2）设计思考过程的“做中学”的反思特性。在边做边学之中，设计师直接参照具体经历积累知识，这种知识常常被称为“设计师式认识法”。[247]在新遇到的设计背景中，设计师根据这种知识做出设计决定。设计师通过与新设计背景的持续交互，不断修正或者调整他们的设计师式认识法。这些调整明显对未来的设计决定具有重大影响。
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在过去的这些年里，设计研究团体已经认识到，基于经验的推理是如何对创意思维和一般思维活动产生重要作用的。一些理论把这种推理称作“溯因推理”。[248]这些理论以及类似理论通常都提到查尔斯·桑德斯·皮尔斯（Charles Sanders Peirce）的著作，更具体地说，是指他把溯因推理与演绎推理及归纳推理结合起来的著作。皮尔斯认为，这三种推理模式的结合构成任何科学研究过程的基础。[249]很多研究者已经尝试在计算机环境中模拟这些推理模式。无论这些尝试成功与否，或者是否有可能最终成功，这些并不是这篇文章的主要关注所在。相反，我们希望探讨信息系统在多大程度上或者以什么方式可能支持设计师的推理模式。
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建筑信息的电子资料库可以视为支持系统的一个例子，因为它使世界各地任何推理过程都能获得他人建筑经历的有限版本。其中一个同类资料库来自《欧洲建筑内容元数据（MACE）》计划。这个资料库依靠元数据互连或者传播建筑的电子信息。[250]然而，在现有的建筑设计实践中，尚无这些资料库产生有效作用的例子，这也许表明它们并不完全适用于支持设计师的推理过程。其他种类的信息系统支持也存在类似的局限，基本表明设计思维与这些信息系统支持之间不匹配。
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为了了解这种明显不匹配的基本起因，我们在这篇文章中把设计思维在人类大脑中的可能产生方式与信息系统目标支持建筑设计师的方式进行比较。我们首先给设计思维中最重要的理论做一个简单概述。其次，我们讨论人类自然的推理过程及其与设计思维理论的相互联系。最后，我们勾勒出设计思维理论与信息系统支持之间假定的不匹配，由此讨论三种应用开发方式。在此分析的基础上，我们提出应对这种不匹配的建议。
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设计问题（第一辑） 3. 设计思维的理论
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设计思维理论有很多。在本章节，我们把注意力集中在与设计师实际推理过程有关、与设计展示和设计指导原则有关的理论（要素）上。
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3.1 设计中的推理
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一些研究者提出，将设计视为除了艺术和科学学科以外的人类思维的独立学科。依据“设计师式认识法”的理论，可以认为奈吉尔·克诺斯属于此类研究者。[251]他的理论主要区分了设计知识与在艺术和科学学科中起作用的知识。[252]在他所有的出版物中，克诺斯都把这种知识与设计思维的特质牢牢地联系在一起。他对道格拉斯（Douglas）和伊舍伍德（Isherwood）研究的参考表明了他对这种思维的认识：
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很长一段时间，流行着一种人类推理的狭隘观点，这种观点认为只有简单的归纳和演绎才配得上思维之名。但是有一种先前就广泛存在的推理，它扫描一个场景并且审视它，把一个瞬间的审视打包成一个配对、分类和比较的过程。……正如我们所用的词语表达的那样，隐喻式判断是一个大概的量度、测算和对某个模式中的相似因素与不似因素进行比较的行为。[253]
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后来，克诺斯参照了其他一些研究计划，这些计划区分了一种非常相似的推理，作为设计思维的基础；在此，他提及溯因推理、有效推理和同位推理等术语，这些术语的鼻祖分别为皮尔斯、马契（March）和勃艮（Bogen）。[254]
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“大概的量度行为”或者“隐喻式判断”与类比推理和模式识别所涉及的推理密切相关。类比推理一般解释为对关系模式进行思考的认知能力。[255]它使得人可以找到结构比对或者（部分）处于不同领域的基准与目标模式之间的映射。[256]通过这样的类比映射，可以将基准模式通识和目标模式联系起来，由此填补目标模式的缺口，并且创造新知识。在建筑设计背景下，类比推理常常发生在新的设计相关经历（例如建筑物、素描、3D模型、对话等）与先前设计经历之间。但是，也就恰恰在素描行为中，类比推理非常关键，因为它允许重新诠释，或者用戈尔德施密特（Goldschmidt）的话来说“看作”。[257]在“看作”中，设计师重新诠释素描，并且赋以新的独特含意，由此产生新的观点。
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布莱恩·劳森在他的“设计师如何思维”理论中提出了将设计视为艺术和科学之外的独立学科的另一论证。[258]他论证的一个重要基础源自他的实验性观察，从中他看到建筑师的思维过程（更接近于“想象”）和工程师的思维过程（更接近于“推理”）的区别。[259]在此情况下，认为推理更具有目的性并且直接指向特定的结论，而想象是从个体的自身经历得来，将材料相对松散或许漫无目的地组合起来。注意，劳森并不排除一个人想象和推理的共存现象。相反，他认为控制理性思想与想象思想之间微妙平衡是一名设计师最重要的技能之一。[260]同时注意，对想象的这个定义再一次与类比推理紧密联系在一起。因为类比推理是由遇到的目标模式所引导，超出设计师的掌控，设计师似乎是“以一种松散或许漫无目的的方式”前进。博登（Boden）的“创意思维”研究也给出了相似的特性。[261]她强调孵化阶段在创造性思维中的重要性。在此阶段，有意识的思维聚集在其他领域、问题或者项目上，由此创造性思维得以与手头上的（设计）场景进行多种类比。
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唐纳德·斯科恩提出了设计推理的第二种特性。他认为设计思维的特征在于其意义产生过程，其间设计师“必须把一个开始无意义的场景变得有意义”。[262]这种推理过程可以与更“传统的”推理过程相区分。在传统的推理过程中，问题往往呈现为范围明确、确定的已知事实，只要选择已有的最合适的方法就可以获得解决方案。其他设计思维研究者也做了这样的区分，他们表示设计师并不遵循从问题到解决的直截了当的路径，而是在问题与解决之间游离不定。例如，克诺斯认为，设计并非阶段式的推进，不是每个阶段一开始就目标明确界定的（部分）问题。相反，设计似乎是通过部分问题及其解决方案之间反反复复的相互作用进行的。“在设计的过程中，问题及其解决方案的部分模型似乎是一起构建的。然而关键因素是，通过相反的概念陈述，可以把这两个部分模型桥接起来……这使模型能相互映射。”[263]道尔斯特（Dorst）和克诺斯把部分问题和解决方案之间的相互作用与问题和解决方案的“共同进化”概念关联起来。[264]这个共同进化的概念之前是由马赫（Maher）和潘（Poon）提出的。[265]根据共同进化的概念，如马赫和潘的“问题设计探索模型”所述，问题和解决方案在混合探索过程中同步进化（见图24）。[266]
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