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设计问题（第二辑） 2. 生物学类比
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沙利文宣称，他的设计“法则”无论是在造物还是在自然生物中都是显然存在的。诉诸“自然规律”是众所周知的现代设计理论的特点，这在勒•柯布西耶（Le Corbusier）为“光芒四射的城市”所设计的层次划分所给的理由中已经得以证实。[4]然而，将自然和设计进行类比，必然会把一个学科拉到另一个学科的争议之中，就像长颈鹿的长脖子所引起的关于进化论的争议一样。达尔文主义的权威解释试图找出长脖子的某种“天择”功能，如以高植物为食，或者雄性为争夺雌性用脖子相撞的打斗中获胜。[5]然而，斯蒂芬•杰•古尔德（Stephen Jay Gould）认为，这些只是长颈鹿脖子很多有用功能中的两条。既然物竞天择并没有理论化为崇尚功能多元化的机制，达尔文学说的支持者一定倾向于认为，长颈鹿的脖子比较长，它的很多功能的形成只是为了利用这个特定形式的优势。[6]此外，古生物学家从未找到一个介于早期长颈鹿（具有和现在一样长的脖子）和它们学说中的短脖子霍加皮祖先之间的中间物种。于是古尔德认为，这些知识的空白使得哪种功能属于物竞天择的论断仅仅是推测而已，增加了科学家将自己所作出的选择归于自然的风险。
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哪种功能最能体现自然形体的进化？这样的争论还引发了对看似确信无疑的进化论的挑战。沃尔夫-埃克德•洛尼希（Wolf-Ekkard Lönnig）认为，因为缺少中间物种的、长颈的祖先长颈鹿，因此需要重新思考达尔文的观点。达尔文主义认为，进化包含了一系列递增的微观阶段，其中自然选择逐渐倾向于某个特定基因的某些变体，比如控制长颈鹿脊椎发展的基因。[7]洛尼希指出，需要一整套协调一致的基因变异，长颈鹿的脖子才能变长，包括升高血压和形成特定的颈静脉瓣膜，以防止血液过早地回流。
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同样，我们发现，很多机械设备看起来只发挥一种功能，常常是一个更庞大而复杂系统的组成部件，而这一系统是为其他功能而设计的。要改变这个复杂系统中的一项特征，比如为一辆小轿车选择更大的轮子，不仅要求对现有的轮子进行重新设计，还要对悬挂、转向装置、制动、变速器等设计进行重大调整。
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洛尼希的论点还有另一个有趣的特征，他同样对造物和生物进行了类比。洛尼希提供了一张插图，将不同的刀具进行对比排列，这种排序表明一些刀具是其他刀具的原型，而事实上是不实的。因为知名创造者设计的造物都有历史记载，或许我们会认为这样的考古问题与设计历史和设计理论并非特别相关。但是，如果追踪像手机等特定产品的“进化”过程，我们看到它们的“进化”驱动并不仅有物理因素，还有人的因素。在物理方面，我们发现第一代移动电话，比如摩托罗拉GSM，从基本的计算机配件控制的无线电信号装置，发展到移动计算机，就像嵌入无线电信号元件的苹果手机和安卓手机。因为后来的“智能手机”不仅是由GSM传承而来，还来自更大的分别运用UNIX和Linux操作系统的网络计算机，所以会诱导我们认为智能手机是无线电和计算机的“杂交”产品。
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然而，这样的类比并不到位，因为自然界的杂交，如骡子，是不能生育的，而智能手机技术现在看起来非常“能产”，例如，三星Galaxy系列的智能手机现在正在成为更大的便携式“平板”计算机。智能手机的“进化”或许可以更好地形容为从计算机和通信技术中借鉴而来的元件聚合的结果，而计算机和通信技术在元件和系统上都已开始融合。这种技术融合的观念与“生命之树”隐喻中从同一个祖先根基分叉形成多个分枝的比喻相反，而众所周知，那恰恰是达尔文用于阐述他的进化论的比喻。[8]这种对立带来了一种观点上的疑虑，自然和人工形式的进化的潜在物理机制真的相似吗？
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鉴于推动技术发展的人为因素，我们需要思考：为什么起初卖给企业主管的移动电话系统正在发展成为卖给全世界社会各部门的便携计算机关联网络呢？如果完全用电子工程发展的物理条件来解释这种转变，那会是很困难的。大量消费者对这种技术的接受似乎和移动电话带来的新行为有关，比如通过发送短信，与会者可以和不在场的人进行交流。运用像标准计算机上使用的许多不同的个人工具，智能手机为用户提供了前所未有的机会去工作、娱乐、消遣，却不用在写字台前完成。此外，智能手机的价值不仅体现在便携性上，还体现在它们能够提供给用户的“应用”（APP）数量上。事实上，专利保护技术竞争平台提供的功能性程度促使很多消费者支持一些自主品牌，如苹果、安卓和黑莓，它们各自提供了在不同系统下运行的具有竞争力的应用。
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从达尔文学说的角度来看这样的市场竞争同样具有诱惑力，获利水平扮演了自然选择者的角色，但是这种类比看起来有误导性。想想微软是如何赢得了由IBM设计开发的个人电脑系统所产生的大部分收益的。微软的成功并非来自设计和营销更具竞争力的计算机系统，而是由于IBM的疏忽。IBM选择了一个开放式的结构硬件平台，而没有对DOS操作系统软件的版权进行保护。[9]IBM将DOS系统的设计和开发分包给了微软，以便缩短产品投放到市场的周期。[10]这个战略疏忽使得微软在自主软件产品设计方面抢得了先机，这些产品将从微软帮助设计的IBM个人计算机系统的成功运用中获得最大利润。因此，个人计算机系统的销售成功，事实上为其他的硬件和软件公司产生的利润要比IBM自身的获利还多，因为独特的营销与许可战略组合使得IBM的个人计算机设计团队成员之间因商业忠诚度而产生冲突。这些例子说明，把自然和人工形式的发展进行类比，很可能会使得有关“沙利文法则”的分析漏洞百出。
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设计问题（第二辑） 3. 前所未有的形式
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沙利文“形式追随功能”的观点，从工程设计的角度去解释似乎会容易些。例如，想想汽化器的发明。汽化器是一个前所未有的燃料混合与分配装置，是专门为早期的汽车发动机设计的，如今仍用于轻型两冲程发动机上。图9显示了拉扎尔（Lazar）等人在1894年的专利中所说明的发明步骤。其中包括利用内燃机进气冲程从缩放管吸进空气，然后带进并混合到独立储藏器内的气流挥发酒精。[11]按照沙利文法则，只有缩放管才能实现这个特殊物理功能，18世纪末的物理学家乔瓦尼•巴蒂斯塔•文丘里（Giovanni Battista Venturi）已经证明了这一点，如今这种管道叫作文氏管，就是用他的名字命名的。[12]然而，尽管文丘里是第一个从科学角度观察这种管对液体流动的物理效应，但这种效应在小号等造物中早已被采用，如公元前两千年的埃及就已经会制造和使用。[13]文氏管的夹带和混合作用不仅用于汽化器，还用于没有内部运动件的“喷射泵”。这种泵既可以用于运送流体，也可以用于运送固体颗粒。风洞本质上就是大型的文氏管，出口的动力风扇将气流通过文氏管导入隧道。文氏效应还是大量复杂造物的普遍特征，这些造物有不同的形式，服务于不同的功能，每一个都根据它们的具体功能而并入独特的部件。这种复合性助长了一种观点，认为文氏管本身只是工程组成部件中的一个，另外还有钝齿、轴承、阀门、风扇，等等。顾名思义，部件的形式很少能构成独立的造物，而且正如汽化器的文氏管所证明的那样，它们通常是隐藏于更为复杂的造物中的细节，这种造物具有完全不同的外形和功能，比如汽车。
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图9 汽化器（此图为原件缩小比例复印）
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http://worldwide.espacenet.com/publication-Details/mosaics?CC.GB&NR=189411119A&K.C=A&FT.D&ND=6&date=18940804&DB.EPO.DOC&locale=en_EP（2012年6月4日访问）
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即使我们将观点局限到那些以文氏管为主要形式的人造物（如现代小号、风洞和喷射泵），我们发现每个造物将文氏效应用于不同的且不可互换的功能上。小号的长宽比率使得小号无法吸入和混合任何二次流体流，而将空气引入风洞的风扇可以降低对喷射泵的需求，这样在它吸入的流体流通路上就没有安置运动件。因此，“导”向不同造物设计的是有关文氏效应的“知识”，因为并入了缩放管形式，每个造物都服务于不同的功能。
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有关物理形式的智能选择与达尔文式的选择之间的差异，还可以通过文氏效应的非常规应用案例加以说明。这里所说的非常规应用，其实是没有使用文氏管。“气动热力压缩器”就是20世纪四五十年代美军研制的实验压缩器，而实际上就是对从喷气发动机的燃烧室排出的热废气流注入小水滴，在废气进入发动机的涡轮级之前，提高它们的压力。[14]换言之，通过利用从二次渐缩喷嘴逆向注入的二次流体流，减慢废气，这样的设计策略将燃烧室的膨胀喷嘴改进成了二次压缩阶段。这种改进现存工程形式以便达到二次机械效应的情况，似乎并不能证明形式追随功能，而是证明现有的形式可以启发新颖的功能。
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我们知道有关文氏效应的两个例子都是像汽车和飞机这样的复杂产品的隐秘组件，这使我们很难将它们的功能概念仅仅局限于物理功能。除了物理功能之外，汽车和飞机还是某些人珍贵地位的象征，但对一些人来说却是讨厌的东西。对于这种智能设计的形式复合体，对它们所发挥功能的任何思考，都必须涉及无形的交际功能。接下来我将更详细地讨论这些功能。
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设计问题（第二辑） 4. 物理功能和无形功能的复合体
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很难想象出比棍棒更原始的造物了，它是卡通穴居人常见的特征物。到了中世纪，武士们运用设计精湛的铠甲，更好地抵御棍棒之类的武器的威力，铠甲也能比链甲给马战骑士更好的保护。这进而也刺激了发展更为有效的棍棒，比如人们熟知的“狼牙棒”。狼牙棒装有穿甲法兰及/或长钉（见图10）。由于锻造和捶打这些复杂的钢刃棍棒需要耗费大量的熟练劳力，因而只有马战骑士精英才能买得起这种大棒。在封建社会，这些马战骑士拥有自己的土地和优越的社会地位，这是他们按契约期限为领主服军役的回报。
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图10 1500—1550年左右中欧打造的狼牙棒