谢友柏院士：未被重视的“设计科学”

上海交通大学机械与动力工程学院，西安交通大学机械工程学院

人类一切有目的活动都要先设计，以规划实施要实现的面貌和实施路径。有别于个人脑活动的主观的设计，上述定义的人类的设计是一个客观存在，有其客观的基本、共同规律需要研究，这就是设计科学。设计是否符合客观规律，将决定其目的在客观上是否有可能实现和有竞争力。

中共20大为中国式现代化这个宏伟目标做了顶层设计，接下来就要依靠全体人民进行各个层次，各个方面，各种问题的设计。设计科学研究认为，设计本质上是一个知识流动、集成、竞争和进化的过程；成功的、有竞争力的设计不仅需要自然科学知识，还要有心理科学知识，更要有社会科学知识。依靠全体人民的设计，需要知识在全社会流动，实现真正的知识共享，需要补知识供给短板，这些都是设计科学研究的意义所在。设计科学是一个基础研究、多学科交叉的领域，目前还没有得到应有重视。

关键词：中国式现代化，设计，设计科学，知识，基础研究。

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设计是人类形式极其多样的活动。从一个非遗手工制品的设计到决定国家命运政策的设计，从今天出门穿什么衣服的设计到如何实现一个登月任务的设计，等等。所以，关于什么是设计，有没有设计科学，在国际上已经争论了一百多年。

我们认为，人类一切有目的活动都可以分为设计和实施两个部分，设计是为实施规划要实现的面貌和实施路径。设计是人类区别于其他动物的重要特征，既然设计这个活动是人类共有的特征，是人人都做、事事都有的客观存在，就必然有其基本、共同的规律。而研究和认识这些规律，将决定目的是否能够达到和有竞争力。设计科学是研究这样定义的设计的基本、共同规律，从而据以认识设计必须遵循的原则和找到提高设计竞争力的方向。设计科学研究还认识到，设计本质上是一个知识流动、集成、竞争和进化的过程，成功的、有竞争力的设计不仅需要自然科学知识，还需要有心理科学知识，更需要有社会科学知识，这些是设计科学中的知识流理论所阐述的[1~9]。

西方一些人现在热衷于个人脑活动研究，是基于设计是个人脑活动产物的认知。

其实，个人在设计中的决策（脑活动输出），是基于对脑的输入（个人感知所得，包括自出生起感知所得经处理后记忆存储的），脑的功能就是将输入处理并集成为支配自己行为的指令集即设计，并输出。设计是所有有理智行为的前导。个人头脑在某个时刻得到的认知，并不一定能为自己或社会的实践所证实，不一定能被社会接受，故称之为认知以区别于知识。

这种认知的延伸是不同人脑的功能有巨大差别，也就是有一种人是天才，其他人则是非天才、庸才、甚至是蠢材，于是就拼命去发现天才，培养天才和以高酬争夺天才，社会上许多人吹捧学霸和各校争办少年班就是其例。一些关于设计的研究，也是基于这种认知去寻求设计的规律，认为设计是主观产物，没有共同规律，不能与科学联系在一起，不存在设计科学。国内早先和现在也不乏有同样的研究。

我们不否认人脑的功能有差别。不过要研究人类一切有目的活动的设计的客观、共同规律，是不是能只研究天才、学霸们的设计？根据设计科学的“知识流理论”中“设计以已有知识为基础定律” [5]，天才、学霸们是不是能拥有和运用人类的全部知识来设计？又根据“知识流理论”中“设计以获取新知识为中心定律” [5]，新知识来源于实践，实践是检验真理的唯一标准，天才、学霸们的实践能不能代替所有人的实践或者感知所有人实践的结果，从中获取知识并用于设计？

所以，研究一个人的设计和研究人类一切有目的活动的设计是两种不同的研究。如果认可设计本质上是一个知识流动、集成、竞争和进化的过程，那么关注天才、学霸拥有和运用的知识和关注全社会拥有和运用的知识就是这两种研究的分界线。西方由于传统意识、价值观、社会制度，很难进行知识在全社会流动并实现真正知识共享规律的研究。而在我们国家的制度下，知识有可能在全社会流动，也应该能够实现真正的知识共享，这本来应该是我们独有的优势。可惜我们并没有充分认识这种优势和组织这种优势以推动全民投入有竞争力的设计。这与我们许多设计研究，受西方影响，只考虑自然科学规律和顾客心理需求，缺乏联系到社会制度的决定性作用。

中共20大提出了中国式的现代化，并为这个宏伟蓝图做了顶层设计，指明了方向和目标。中国有14亿人口，要全体人民共同富裕：原来的底子薄，大量原来依靠三来一补、两头在外的中小微企业，在这技术日新月异飞速发展的时代，有待向以国内大循环为主、国内国际双循环相互促进方向转业、转产[8]，大量脱贫的乡村有待进一步振兴和防止规模性返贫；要物质文明和精神文明协调；要人和自然和谐共生；要和平发展。中国式现代化需要大量前所未有的设计，需要大量有竞争力的设计。实现这些目标，各个层次，各个方面，各种问题都需要设计，需要有竞争力的设计。这些不可能仅仅依靠天才、学霸，而是要依靠全体人民。没有真正的知识共享，就很难做到共同富裕和以人民为中心。国家号召科技创新，科技怎么创新？科学获取的是新知识，技术产生的是新方法和新工具，方法和工具是知识的载体，创新是要为未能满足的需求找到解决办法。控制要寻求哪些知识，如何集成起来，以满足哪些需求的，是设计！正确运用知识的设计会让实施达到目的，不正确运用知识的设计会使实施达不到目的，我们党一百多年的经验和教训很清楚地说明了这一点。所以，设计是科技知识流向创新的管道和控制知识流动的阀门（下图）。

那么，怎么以人民为中心，依靠全体人民在党的领导下设计中国式现代化各个层次，各个方面，各种问题的解决方案？全体人民设计所依赖的知识从哪里来？全体人民的实践又怎么变成支持高质量发展和高水平安全的设计所不可或缺的知识？全体人民设计知识供应不足的短板怎么补？这就是设计科学研究的核心意义所在。

设计科学是一个基础研究领域。国家开始重视基础研究，不过还没有贯彻到各个方面。有一本介绍美国范内瓦·布什1945年给他们总统罗斯福的题为《科学：无尽的前沿》的报告，以及此后很多人为报告写的导读、赞誉和拓展评论的书[10]，导读、赞誉和评论的作者们都认为有必要结合当前国内外形势做一些更深入的思考。布什这个报告里最有价值的是3个论述：1.由美国在二战中的胜利，论证科学研究的重要，强调和平时期仍旧要重视和推进科学研究。讲到科学研究与疾病斗争、国家安全、农业、就业、人们生活水平等等的关系。2.认为美国19世纪以来，是以欧洲基础研究的发现为主要依托推进实用技术发展，强调一个依靠别人来获得基础科学知识的国家将进展缓慢和没有竞争力，提出基础研究是技术进步的引领者。3.解释基础研究是一个长期过程，如果寄希望以短期支持产生即时结果，那么它就不再是基础研究。这3点对于理解科技创新和基础研究之间关系非常重要，也对理解设计科学是一个基础研究领域非常重要。

既然设计是人类的形式极其多样的活动，不乏各种各样关于设计的研究：不同学科对象设计的研究，不同行业产品设计的研究，不同目的设计的研究，以及配上时髦口号设计的研究，以设计为主题的国内、国际会议也连续不断，都不能算是针对人类一切有目的活动的设计基本、共同规律的研究。国家关于基础研究的注意力还着重于自然科学方面。国家也开始重视学科的交叉，不过注意的也是自然科学一些学科之间的交叉。设计科学是一个自然科学、心理科学、社会科学交叉的领域，虽然对国家发展极其重要，但是还没有被充分认识，在各种科技政策目录中还找不到它的影踪，许多人也不习惯于做基础研究，设计学科还不得不继续在冷板凳上等待[11]。

参考文献：

[1] 谢友柏. 现代设计理论和方法的研究[ J ]. 机械工程学报, 2004, 40(4):1-9.

[2] 谢友柏. 现代设计理论中若干基本概念研究[ J ]，机械工程学报, 2007, 43(11): 7-16

[3] 谢友柏. 设计科学中关于知识的研究[ J ]. 中国工程科学，2013, 15(4): 14-22.

[4] 谢友柏. 设计科学的研究和设计竞争力[ J ]. 中国工程科学，2014，16（8）：4-13.

[5] Xie, You-Bai. Four basic laws in design science [ J ]. Engineering Sciences, 2014, 2(12): 2-9.

[6] 谢友柏. 设计科学与设计竞争力[M]. 北京：科学出版社，2018.

[7] 谢友柏. 论设计科学[ J ]. 上海交通大学学报，53（7），2019：873~880.

[8] 谢友柏. 读《欧洲工业的未来–欧洲制造业2030》看中国制造业[ J ]. 中国机械工程，30（24），2019：3018~3023.

[9] 谢友柏. 再论设计科学[ J ]. 上海交通大学学报（哲学社会科学版），30（4），2022：57~69.

[10]樊春良. 《科学：无尽的前沿》对科学发展的影响及启示[Z]. 2021竞争情报上海论坛，2021.

[11]设计科学研究论坛：https://designscience.sjtu.edu.cn