綠色設計是啟動綠色發展的第一杠桿*

牛文元中國科學院科技戰略咨詢研究院（籌） 北京 100190

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綠色設計是啟動綠色發展的第一杠桿*

牛文元
中國科學院科技戰略咨詢研究院（籌） 北京 100190

編者按 綠色設計是可持續發展思想和“人與自然和諧”文明觀在經濟領域和社會領域的集中投射，它是尋求自然綠色、經濟綠色、社會綠色、心靈綠色的交集最大化。中國科學家路甬祥、潘云鶴、石定寰、牛文元等在全球首倡綠色設計理念和行動，歐盟積極響應，雙方于2013年在布魯塞爾注冊成立“世界綠色設計組織”（WGDO），并每年定期在中國和歐盟舉辦“綠色設計論壇”。2016年在牛文元團隊的主導下，發布了第一部《2016中國綠色設計報告》（簡稱《報告》），在全球首次系統總結了近30年世界上綠色設計由萌芽到成型的成長歷程，《報告》明確提出綠色設計定義、內涵、理論與方法，選取了全球的綠色設計成功案例，擬定了世界首部《綠色設計標準通則（草案）》，定量計算出綠色設計貢獻率，獨立提出衡量綠色設計的指標體系，并據此對中國各省、自治區、直轄市（暫未包括港澳臺）的綠色設計水平進行了計算。正如《報告》所言：綠色設計是啟動綠色發展的第一杠桿，綠色設計是生成綠色GDP的第一財富。本刊特以“綠色設計”專題闡釋其內涵、理論及方法，該專題由牛文元研究員指導推進。

摘要綠色設計是在深刻認識人與自然關系基礎上，對規定綠色目標函數進行的預先策劃和具有可操作創意的綜合性智慧活動。包含了對傳統設計實施觀念創新、理論創新、方法創新、工具創新的全過程。綠色設計是可持續發展思想在經濟活動和社會消費中的集中投射，是實現自然資源持續利用、綠色財富持續增長、生態環境持續改善、生活質量持續提高的現代設計潮流。綠色設計實質上是通過設計尋求“自然綠色、經濟綠色、社會綠色、心靈綠色”的交集最大化。國際公認綠色設計遵循 5 大基本原理：（1）生命周期原理；（2）3R原則（Reduce，Reuse，Recycle）；（3）PRED（Population，Resources，Environment，Development）和可持續發展“拉格朗日均衡”；（4）黃金分割美學規則；（5）人體工學與柯布-道格拉斯變體方程。綠色設計以新一輪的“綠色創新紅利”抵消傳統設計的邊際效益遞減；以“綠色創新內涵”降低粗放式生產的外部成本；以“綠色創新智慧”重塑現代產業體系的新秩序；以“綠色創新工具”開創研發體系的新模式。

關鍵詞綠色發展，綠色設計，可持續能力

DOI 10.16418/j.issn.1000-3045.2016.05.001

*修改稿收到日期：2016 年 5 月9日

綠色設計是在深刻認識人與自然關系基礎上，對規定綠色目標函數進行的預先策劃和具有可操作創意的綜合性智慧活動。包含了對傳統設計實施觀念創新、理論創新、方法創新、工具創新的全過程。綠色設計也是為實現綠色發展目標函數而合理規制的時間表、路線圖、規劃書、工具箱、對策庫的整體集合。

綠色設計是可持續發展思想在經濟活動和社會消費中的集中投射，是實現自然資源持續利用、綠色財富持續增長、生態環境持續改善、生活質量持續提高的現代設計潮流。綠色設計實質上是通過設計尋求“自然綠色、經濟綠色、社會綠色、心靈綠色”的交集最大化。

綠色設計的靈魂是可持續發展思想、資源節約與環境友好，同時天然地融于智慧生產、綠色發展、保護地球、健康生活和生態文明之中。綠色設計充分顯示在生產、消費、流通各個領域的源頭環節，并充分體現在后續過程鏈的每一個環節，直至回收再利用。因此綠色設計被認為是國家創新工程的重要組成部分，也是新一輪財富增值的重要一環。世界權威性觀點認為：從源頭上考慮，綠色設計必然擔當著啟動綠色發展第一杠桿的功能。突出體現在：

（1） 綠色設計是對綠色發展的具象性、戰略性落實；（2）綠色設計對于綠色發展作出時間表和路線圖的安排；（3）綠色設計對于生產、流通、消費全過程強調循環式思考；（4） 綠色設計對于能源、材料、產品、工藝、工程、產業鏈從源頭開始直至整體閉環的全過程進行總體把握；（5）綠色設計對于“互聯網+”時代和“工業 4.0”具有全方位的適應；（6）綠色設計在原始創新、研發過程和社會需求中起到關鍵性作用。

以上 6 點，使得所提出的“綠色設計是啟動綠色發展的第一杠桿”命題，具有充分的理論依據和時代要求。

綠色設計充分顯示在生產、消費、流通各個領域的“源頭”環節，是國家創新工程的重要組成部分，也是新一輪供給側結構性改革成功實施的關鍵點。在綠色設計牽引下，能源革命，“互聯網+”，智慧城市，生物醫學，柔性制造，機器人，精細化工，全方位的數字生產、數字流通、數字分配，社會工程，決策過程乃至創意生活等，將會全面體現在產品、工藝、產業鏈、大型工程、區域乃至戰略規劃的各個層面，以此共同凸顯出綠色發展、第三次工業革命、“工業 4.0 ”和“互聯網 +”的綠色化特征。同時，綠色設計還將對全球“生態赤字”的消減、溫室氣體的減排、可持續發展的目標實現等具有功利性、社會化和人文關懷的多重意義。

20 世紀 60 年代，美國設計理論家巴巴納克出版專著《為真實世界而設計》（Design for the Real World），強調設計應考慮“有限地球資源”，并提出設計為保護地球的環境服務。

20 世紀 70 年代“能源危機”爆發，巴巴納克的“有限資源論”得到了普遍認可。“綠色設計”概念最早由 Avril Fox 和 Robin Murrell 于 1979 年在他們所著《綠色設計》（Green Design）一書中提出。

20 世紀 80 年代美國興起“綠色消費”浪潮，進而席卷世界。與此同時，法國設計師斯塔克提出簡約化綠色設計理念，倡導“少即是多”的設計原則。

20 世紀 90 年代，綠色設計成為現代設計研究的熱點問題。

2010 年，國際標準化組織（ISO）在日內瓦發布《ISO 26 000 社會責任指南》，將可持續發展、保護環境作為該系列的總目標，并歸納成“人的幸福最大化”與“生產活動環境影響最小化”的二元組合尋優。由此，可持續發展、綠色理念、環境友好、生態安全成為指導設計的總要求。

2013 年 9 月，由中國和歐盟的綠色設計先導者們倡導在比利時注冊成立“世界綠色設計組織”（WGDO），在全球范圍推廣綠色設計理念，引領時代的產業變革，消費變革和社會變革。

自 2013 年中共“十八大”以來，從“只要金山銀山、不管綠水青山”，到“既要金山銀山也要綠水青山”，再提升到“綠水青山就是金山銀山”的認知歷程，中國的綠色發展之路，生動地體現出觀念創新、制度創新、科技創新、管理創新、文化創新的全過程。在這種理念和意識的認識中，綠色設計的思想和行動必然得到進一步的深化和張揚。

綠色設計以新一輪的“綠色創新紅利”抵消傳統設計的邊際效益遞減；以“綠色創新內涵”降低粗放式生產的外部成本；以“綠色創新智慧”重塑現代產業體系的新秩序；以“綠色創新工具”開創研發體系的新模式。

綠色設計與傳統設計既有相似又有不同，表 1 列出了綠色設計與傳統設計的體系式對比。

表 1 傳統設計與綠色設計的體系對比

綠色設計必須體現出科學性、藝術性、人文性和商品性，這 4 個維度也被稱之為綠色設計的“神秘四角”，表 2 列出了近代綠色設計的代表性觀點。

大力倡導“綠色設計”，提升發展能級已成為全球新一輪生產、生活和文化的現代追求。當前所謂的“現代設計”，已從傳統意義上狹義關注的建筑設計、產品設計、工藝設計、工程設計、城市設計等，逐漸升級到在綠色發展、低碳發展和循環發展指導下的系統設計、智慧設計、產業模式設計、區域發展設計、虛擬情景設計乃至頂層戰略設計。綠色設計將從源頭上提升產品、程序、模式、產業、工程、制度的綠色創新意識、綠色創新水平、綠色創新標準。

綠色設計與傳統設計的又一重大區別還在于：與傳統設計集中 99% 精力關注產品和工程不同，綠色設計將全面表達在微觀、中觀與宏觀 3 個層次。對于微觀層次，主要考慮產品、工藝等具象化設計；對于中觀層次，主要考慮行業、工程、產業鏈等效益性設計；對于宏觀層次，主要考慮區域、城市、國家乃至全球性的政策性和戰略性設計。

表 2 近代綠色設計的代表性觀點

資料整理：《2016中國綠色設計報告》

國際公認綠色設計遵循 5 大基本原理：（1）生命周期原理；（2）3R 原則； （3）PRED原理與可持續發展“拉格朗日點”；（4）黃金分割美學規則；（5）人體工學和“柯布-道格拉斯變體方程”。

總之，綠色設計作為國家創新戰略體系中源頭上的核心一環，在研發、孵化、中試、定型的總鏈條中具有舉足輕重的地位，是啟動綠色發展的“第一杠桿”，是促進綠色發展的“第一推動”，是構建綠色發展的“第一梯隊”，是生成綠色發展的“第一財富”。

綠色設計的“外部響應”，集中體現在對于“人與自然”之間關系的認識：人的生存和發展離不開各類物質與能量的保證，離不開環境容量和生態服務的供給，離不開自然演化進程所帶來的挑戰和壓力，如果沒有人與自然之間的協同進化，就沒有綠色發展。

綠色設計的“內部響應”，集中體現在對于“人與人”之間關系的認識：綠色發展作為人類文明進程的一個新階段，必須包括對于自身的認識水平。總體上可以用下面的 3 段敘述，來概括綠色發展的內涵認知：

（1）只有當人類對自然的索取與人類向自然的回饋相平衡;

（2）只有當人類在當代的努力與對后代的貢獻相平衡;

（3）只有當人類思考本區域的發展能同時考慮到其他區域乃至全球的利益時，才能使得綠色發展科學具備堅實的基礎。

由此，綠色設計的時代性貢獻，可被提取出以下 5 條基本內涵：（1）“整體、內生、綜合”的系統本質；（2）“發展、協調、持續”的哲學基礎；（3）“動力、質量、公平”的有機協調；（4）“和諧、有序、理性”的人文關懷；（5）“速度、數量、質量”的內在統一。

綠色設計的歷史使命重大。必須擔當起將綠色發展理念全方位落實到各個領域之中的責任。人類的生產活動與社會活動，如果處于一種非理性、不清醒、無遠見的狀態，那么它對自然的危害，遲早又會返還到人類自身，最終可能導致人類的滅絕。在此種意義上去認識人與自然的關系、認識綠色設計，將為我們揭示出兩條基本規則：一方面人類永遠不可能脫離自然規律的總體制約而獨立存在；另一方面人類也會對自然的演替與進化起到舉足輕重的影響。在“人與自然協同進化”的意義上去理解人與自然的關系，反映出綠色設計所具備的自然性。

人在整體進化中，以生產力的提升為標志，不斷獲得社會財富以滿足持續增長的需求欲望。在“社會進步與文明演替”的意義上去理解人與社會的關系，反映出綠色設計所具備的人文性。

綠色設計必須體現出自然屬性與人文屬性的雙重要求。早在 1994 年牛文元專著《持續發展導論》［1］一書中就指出：設定原始文明時代人均全部的能源消耗為 1 個單位，它全部都用在了對于人自身生命的維持和子代的延續。到了農業文明前期，人均能源消耗上升為 6.0 個單位，其中 33% 用于自身生命維持，33% 用于家務勞動消耗，33% 用于農業生產活動；進一步到農業文明鼎盛期，人均能源消耗達到了 13 個單位，其中 23% 用于食物，46% 用于家務勞動，27% 用于農業生產活動，0.4% 用于交通消耗。工業文明時代前期，人均能源消耗相當于 38.5 個單位，其中 0.9% 用于食物，41.6% 用于家用及商用活動，31.2% 用于工業活動與農業活動，18.2% 用于交通活動；直到工業文明高峰期，人均能源消耗量達到 115 個單位，其中 0.4% 用于食物，28.7% 用于家用及商用活動，39.6% 用于各類生產活動，27.4% 用于交通活動。與此同時，在距今大約 1 萬年的時間里，地球上人口總數從不到50萬增至目前的 70 多億，加上對于自然資源的過度消耗，從原始文明到工業文明頂峰期人類從自然索取的總量，大約增加了 10 的 15 次到 18 次方倍。地球的資源承載能力和生態承載能力，正遭遇到越來越嚴峻的挑戰。這種挑戰迫使人們不得不去認真思考文明的形態、文明的內涵、文明的進化、文明的提升這一類關乎人類前途和命運的大問題。

歷代的哲人與先賢，都從不同的角度和層面，探求具有健康基礎的自然觀和人文觀，并且共同匯集到人類文明的智慧長河之中。《周易》的“觀乎天文以察時變，觀乎人文以化成天下”；《孟子》的“天時不如地利，地利不如人和”；《論衡》中有“夫人不能以行感天，天亦不能隨行而應人”；《齊民要術》中講“順天時，量地利，則用力少而成功多；任情返道，勞而無獲”。一些西方的著名學者，亦在人與自然關系的討論中，提出了各種精微的思想和觀點。“人地關系論”的倡導者，德國近代地理學創始人之一的卡爾 . 李特爾，在《歐洲》一書的前言中，就明確指出：“整個土地呈現出生動的圖景，在其上自然的與文化的產物、自然的與人文的面貌，所有這些均被巧妙地安排成一個整體，完美地體現了人與自然的最有意義的相互作用……，土地影響著人類，而人類亦影響著土地。”（《大英百科全書》 Carl Ritter 條目）。研究自然環境與人類活動的關系，從而尋求人與自然的和諧，這樣一個具有動態變化的、伴隨著不同發展水平和發展階段的“人地關系”理論，深深地影響著 20 世紀關于環境與發展、人類與發展、和平與發展、可持續發展等理論的提出與完善。

20 世紀 60 年代之后，原先的“人地關系”學說已經擴展到識別“自然-社會-經濟”復雜系統的本質和運行軌跡，人類文明的內核也相應地覆蓋了既必須尋求人與自然之間關系的充分協調，也必須尋求人與人之間關系的充分和諧。此種具有先鋒式的認識到了 20 世紀 80 年代中期，集中匯集到布倫特萊報告《我們共同的未來》（Our Common Future）一書中，全面地闡述了人與自然關系和人與人關系這兩大主線的內在統一性，至此，表征人類文明的實體映像——設計，其理論與實踐也必然要演進到一個全新的歷史時期。

由上述可見，綠色設計的提出和實踐，其理論內涵和基本精神始終以調適人與自然的關系、調適人與人的關系作為認知的兩大主線，從而探討生產活動的自然承載、時空耦合、脫鉤發展、生態平衡，以及消費活動的理性規則、社會分配的公平正義、人與人之間關系的倫理規范，最終達到人與自然之間的高度統一，同時實現人與人之間的高度和諧。由此不難概括出綠色設計是推進人類文明朝著“真善美”終極目標前行的新階段。

參考文獻

1 牛文元. 持續發展導論. 北京: 科學出版社, 1994.

2 牛文元. 2016中國綠色設計報告. 北京: 科學出版社, 2016.

3 Papanek V. Design for the Real World. Chicago: Academy Chicago Publishers, 1985. 203-205.

4 Fox A, Murrell R. Green Design: A Guide to the Environmental Impact of Materials. London: Phaidon Press, 1989: 126-129.

5 Fiksel J. Design for Environment: An integrated systems approach. Arlington: 1ST IEEE international symp on electronics and the environment. 1993: 126-131.

牛文元 中科院科技戰略咨詢院（籌）顧問、研究員。1939 年出生。中科院可持續發展戰略研究組名譽組長、首席科學家；中科院自然與社會交叉科學中心學術委員會主任；發展中國家科學院院士；國家規劃專家委員會委員；國家環境咨詢委員會委員；國務院應急管理中心專家組成員；美國耶魯大學 SDLP 講席教授；美國弗吉尼亞大學 Fulbright 教授；國務院參事；第九、第十、第十一屆全國政協委員。2005 年被授予中國環保大使；2006 年獲中國綠色文明特別獎；2007 年與意大利前總統錢皮，分獲“國際圣弗朗西斯環境大獎”；2007 年被評為全國“十大科技英才”。E-mail: niuwenyuan@casipm.ac.cn

Niu Wenyuan Professor of Institute of Sciences and Development, CAS, member of the World Academy of Sciences, honorary chairman and chief scientist of the China’s Sustainable Development Program, CAS, counselor of the Central Government the State Council of the People’s Republic of China, dean of the Academy of Tangshan Development CAS. He has been the founder of China’ s sustainability sciences since 1988. In 1994, he published Chinese first theoretical work An Introduction to Sustainable Development （Beijing: Science Press）. He is also the pioneer of social physics in China. He created the “social combustion theory” to evaluate status of social stability. Also, he hold many prestigious positions and awards in China and abroad. Up to now, he has published more than 20 books and 160 papers about environment and development in China and abroad. E-mail: niuwenyuan@casipm.ac.cn

專題：綠色設計Green Design

Green Design: the Hand of Sustainability

Niu Wenyuan
（Institutes of Science and Development, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China）

AbstractGreen Design refers to those integrated intelligent activities in which the prescribed green objective function is pre-planned with feasible ideas based on profound knowledge of the relationship between humankind and nature, involving the overall process of conducting innovations in terms of concept, theory, methodology, and tool concerning traditional design. Casting the idea of sustainable development in economic activities and social consumption in a centralized way, Green Design is a trend for modern design to realize the sustainable use of natural resources, the sustainable growth of green treasure, and the sustainable improvement of ecological environment and living quality. In essence, it is to maximize the integration of “green nature, green economy, green society, and green heart” through design. Having fully demonstrated in the “headstream” of production, consumption, and circulation, Green Design plays an important part in national innovation project and serves as a key point for the successful transformation of supply structure. Guided by Green Design, energy revolution, Internet+, smart city, biomedicine, flexible manufacturing, robot, fine chemical engineering, all-round digital production, circulation and distribution, social engineering, and even creative life will be comprehensively embodied in product, handicraft, industrial chain, large-scale project, region, and even strategic planning so as to highlight the green characteristics of green development, the Third Industrial Revolution, Industry 4.0, and Internet+. In the meantime, Green Design will show the economic, social, and humanistic significance of reduction in global ecological deficit, reduction in emissions of greenhouse gases, and sustainable development. In the 1960s, the US design theorist Papanek published Design for the Real World, a monograph that stresses the “limited earth resources” should be taken into consideration in design and presents design is for protecting global environment. His “limited resources theory” was widely accepted when the energy crisis broke out in the 1970s. The concept of Green Design was then put forth by Avril Fox and Robin Murrell in their Green Design in 1979. The tide of green consumption rose in the USA in the 1980s and then swept the world. Meanwhile, the French designer Philip Starck came up with the concept of Simple Green Design that advocates the principle of “less is more”. In 2010, International Organization for Standardization （ISO） released in Geneva the ISO26000 Social Responsibility Guide, taking sustainable development and environmental protection as its general objective and concluding the optimal combination of “human happiness maximization” and “minimization of environmental influence from producing activities”. Since then, sustainable development, green idea, environmentally friendly, and ecological safety have been regarded as general requirements of design. In September 2013, Green Design forerunners from China and EU founded in Belgium the World Green Design Organization （WGDO）, promoting Green Design theory across the world and guiding industrial revolution, consumption revolution, and social revolution. Green Design will guide the green innovation consciousness, green innovation level, and green standard formulation of products, procedures, models, industries, engineering, and strategies from headstream. Besides, it will be fully expressed on the microcosmic level where products and processes are designed specifically, on the mesoscopic level where industrial, engineering, and industrial chain performance design is taken into account mainly and macroscopic level where regional, municipal, national, and even global policies and strategies are designed. Green Design follows the internationally acknowledged basic principles, i.e., lifecycle theory, 3R principles （reduce, reuse, and recycle）, PRED and “Lagrange Equilibrium” of sustainable development, Golden Section, and human engineering and Cobb-Douglas variant equation. Green Design offsets the marginal benefit decrement of traditional design with another round of “green innovation dividend”, reduces the external cost of extensive production with “green innovation connotation”, remakes the order of modern industrial system with “green innovation intelligence” and initiates a new model of R&D system with “green innovation tools”.

Keywordsgreen development, green design, sustainability