對話邱松教授：設(shè)計形態(tài)學(xué)下的多學(xué)科交叉融合

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編者按：今年4月19日，習(xí)近平總書記在清華大學(xué)考察時，第一站來到美術(shù)學(xué)院參觀校慶特別展，聽取了院長魯曉波關(guān)于學(xué)院發(fā)展歷程的匯報。習(xí)近平總書記關(guān)切詢問了藝術(shù)與科學(xué)融合的相關(guān)實踐，并指出，美術(shù)、藝術(shù)、科學(xué)、技術(shù)相輔相成、相互促進(jìn)、相得益彰。

外骨骼動物研究與無人機(jī)設(shè)計應(yīng)用

多學(xué)科交叉融合是當(dāng)今高校學(xué)科發(fā)展的必然趨勢。在這樣的大背景下，清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院早在10多年前就作出規(guī)劃，將多學(xué)科的交叉融合嵌入到設(shè)計學(xué)的研究生教學(xué)之中。圍繞這個話題，我采訪了清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)教研室主任邱松教授。

學(xué)科路徑：從交叉“物理變化”，到融合“化學(xué)變化”

邱松教授認(rèn)為，“交叉”只是不同學(xué)科知識的“物理變化”，而“融合”才能產(chǎn)生本質(zhì)上的“化學(xué)變化”。那么，該如何在教學(xué)中把學(xué)科交叉融合落到實處呢？邱松教授說，學(xué)生在對其他專業(yè)研究進(jìn)行廣泛了解，建立基本知識儲備的同時，也需要在龐雜的知識體系中精準(zhǔn)地找到自己的目標(biāo)。然后，根據(jù)目標(biāo)拓寬所需的知識，并加以融合和創(chuàng)新。

作為設(shè)計教學(xué)與研究的資深踐行者，邱松教授自信地說：“設(shè)計最容易與其他學(xué)科發(fā)生交叉融合，不管是自然科學(xué)、社會科學(xué)，還是人文學(xué)科，都能與之交叉，并形成T型知識結(jié)構(gòu)。”之所以能得出此結(jié)論，有賴于邱松教授在“設(shè)計形態(tài)學(xué)”方面的長期思考與深入研究。邱松教授認(rèn)為，“設(shè)計形態(tài)學(xué)”是源于設(shè)計學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，但不是設(shè)計學(xué)的細(xì)分和深化，而是設(shè)計學(xué)的拓展和壯大。它以“形態(tài)研究”為基礎(chǔ)，通過“造型”這一載體將諸多相關(guān)知識整合起來，承載科學(xué)、技術(shù)和文化，運用“設(shè)計思維與方法”系統(tǒng)，科學(xué)地進(jìn)行形態(tài)研究與創(chuàng)新，其終極目標(biāo)便是設(shè)計應(yīng)用。其中，顯性的邏輯是以造型為載體，通過科技、人文的加載實現(xiàn)設(shè)計應(yīng)用目標(biāo);隱形的邏輯則是借助造型載體，依靠設(shè)計思維實現(xiàn)跨學(xué)科的協(xié)同創(chuàng)新。

邱松教授還說：“形態(tài)是個很好的‘抓手。在研究過程中，我們發(fā)現(xiàn)60%的學(xué)科或?qū)I(yè)的研究都與‘形態(tài)相關(guān)。”那么，設(shè)計形態(tài)學(xué)只需通過“形態(tài)研究”這一平臺，便能順利地與大多數(shù)學(xué)科進(jìn)行交叉或?qū)樱瑥亩鴮崿F(xiàn)跨學(xué)科研究與融合。

拓展知識：從定制運動鞋，到研究氣動機(jī)器人

在此基礎(chǔ)上，邱松教授認(rèn)為應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的興趣及研究能力，在設(shè)計形態(tài)學(xué)的框架下，指導(dǎo)其去拓展自身的知識結(jié)構(gòu)和建構(gòu)正確的設(shè)計思維，并力求做到因勢利導(dǎo)、因材施教。邱松教授分享的第一個案例，是其指導(dǎo)的一名博士研究生。他最初的興趣是參數(shù)化設(shè)計，并為企業(yè)已經(jīng)設(shè)計不少定制運動鞋。邱松教授問他將來是否只想成為鞋類設(shè)計專家？當(dāng)?shù)弥幌肴绱撕螅袼山淌诒阒笇?dǎo)其將自己的研究拓展到更為基礎(chǔ)、廣泛的領(lǐng)域，即：運動數(shù)字形態(tài)研究。

首先，要求他先要拓展現(xiàn)有的知識結(jié)構(gòu)。分兩個方向：一是計算機(jī)編程，二是自動化控制，即：一手抓軟件，一手抓硬件。利用清華大學(xué)的多學(xué)科綜合平臺，他選修了其他院系的相關(guān)課程，最終掌握了所需知識技能。邱松教授介紹：“他開始學(xué)習(xí)編程不久就來找我，說自己遇到了很大的困難——需要學(xué)高數(shù)。作為藝術(shù)生，這無疑是一件非常痛苦的事情。”于是，邱松教授便鼓勵他：“這是計算機(jī)編程的基礎(chǔ)門檻，你若想要在這方面有所突破，就必須把它拿下！”最終他順利掌握了編程方面的技能，達(dá)到了許多信息設(shè)計方向的學(xué)生都難以企及的水平。正是由于新的知識技能的加持，促使他將自己的運動數(shù)字形態(tài)研究，拓展到了氣動機(jī)器人方面，實現(xiàn)了從“專”的應(yīng)用設(shè)計，向“廣”的基礎(chǔ)研究的華麗轉(zhuǎn)變。邱松教授認(rèn)為，這正是設(shè)計形態(tài)學(xué)與傳統(tǒng)設(shè)計學(xué)的區(qū)別所在。傳統(tǒng)的設(shè)計學(xué)通常是從用戶出發(fā)，研究用戶的需求，從中發(fā)現(xiàn)問題，而設(shè)計形態(tài)學(xué)意在以“原形態(tài)”為基礎(chǔ)，在形態(tài)研究的成果上進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新設(shè)計，這樣的原創(chuàng)設(shè)計幾乎都超越用戶的需求。

關(guān)注前沿：從手繪品設(shè)計師，到德國大眾飛行汽車設(shè)計負(fù)責(zé)人

除了引導(dǎo)學(xué)生在興趣的基礎(chǔ)上拓寬知識結(jié)構(gòu)、掌握多種技能，邱松教授還要求學(xué)生務(wù)必關(guān)注自己研究方向的學(xué)術(shù)前沿動態(tài)，并鼓勵他們開題后前往最前沿的機(jī)構(gòu)和學(xué)校訪學(xué)進(jìn)修，而最前沿地方必然面臨多學(xué)科交叉和不同知識體系的碰撞。邱松教授指導(dǎo)的一名碩士研究生，自身基礎(chǔ)較好，能力很強(qiáng)，在三年內(nèi)從一個日語專業(yè)的學(xué)生，成長為了手繪和計算機(jī)建模超強(qiáng)的產(chǎn)品設(shè)計師。為了進(jìn)一步挖掘這位學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，在他面臨畢業(yè)之時，邱松教授建議他選擇職業(yè)設(shè)計師的道路，但還需再次挑戰(zhàn)自我，到更前沿的領(lǐng)域進(jìn)修學(xué)習(xí)，這就是飛行器領(lǐng)域。而要能駕馭飛行器設(shè)計，就必須掌握機(jī)械工程方面的知識，否則，就只能在外圍“打醬油”，空有漂亮外殼，不能付諸實現(xiàn)。在邱松教授的建議下，這位學(xué)生最后選擇去英國南安普敦大學(xué)學(xué)習(xí)無人機(jī)工程，在非母語的條件下學(xué)習(xí)一門嶄新的學(xué)科，無疑是一種雙重挑戰(zhàn)。他咬牙堅持了下來，挑戰(zhàn)自我如鳳凰涅槃。現(xiàn)在他成長為了德國大眾亞洲設(shè)計中心的飛行汽車設(shè)計項目負(fù)責(zé)人。他很開心地表示：“我原先很羨慕別人學(xué)交通工具設(shè)計，現(xiàn)在我手底下的交通工具設(shè)計助手們，有時遇到工程方面的問題都來問我。”

.多學(xué)科交叉范式—T型知識結(jié)構(gòu)

邱松教授說，正是跨學(xué)科的交叉融合，使這位同學(xué)掌握了他所在領(lǐng)域的核心知識和技能，從而使自己得以快速提升、蛻變。這正是設(shè)計形態(tài)學(xué)研究的用意所在，形態(tài)承載技術(shù)最終還要落至實地。設(shè)計的意義也正在于此，科學(xué)規(guī)律的探尋、技術(shù)知識的掌握與多學(xué)科交叉融合都是為了更好地應(yīng)用，從而滿足人類生活的多種需要，構(gòu)建更加美好的世界。

探究機(jī)理：從生物學(xué)博士生，到納米蠶絲纖維專家

設(shè)計形態(tài)學(xué)研究與應(yīng)用

邱松教授指導(dǎo)的另外一名博士生，從事著生物材料方面的研究。乍聽起來，這似乎與傳統(tǒng)設(shè)計的領(lǐng)域關(guān)聯(lián)甚少。其實不然，材料是設(shè)計的重要組成要素之一，將材料用對、用好，才能創(chuàng)造一個好的設(shè)計，但往往設(shè)計師對于材料的了解只浮于表面，不能真正掌握其性能。因此，邱松教授刻意引導(dǎo)這位學(xué)生真正深入到材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)去探尋其本質(zhì)，這樣才能在設(shè)計應(yīng)用時“物盡其才”。這名學(xué)生在邱松教授指導(dǎo)下，前往加州伯克利大學(xué)和哈佛大學(xué)完成了為期一年的訪學(xué)，在那里參與了納米蠶絲纖維的研究項目，即將蠶絲溶解之后，用高壓靜電設(shè)備重新抽絲、數(shù)控編織。經(jīng)過重新編織蠶絲纖維，可以篩出大分子，而讓小分子暢通無阻。

納米蠶絲纖維研究與應(yīng)用

這項研究為協(xié)同創(chuàng)新設(shè)計帶來了重大突破，利用改造的材料可以做防病毒口罩、保鮮膜、創(chuàng)可貼、紗布、防護(hù)服、潛水服、宇航服……甚至人造皮膚，對于燒傷患者來說就是福音。此外，還可以將這種材料電鍍，做成電子皮膚，植入人體……如果沒有跨學(xué)科的交叉融合，便難以深入材料內(nèi)部了解其本質(zhì)規(guī)律，將材料的價值最大化，也難以發(fā)揮出設(shè)計學(xué)科的最大效能。

孿生運動數(shù)字形態(tài)

邱松教授表示，在設(shè)計形態(tài)學(xué)的框架下，對學(xué)生進(jìn)行正確的引導(dǎo)，同時，借助多學(xué)科的交叉與融合，往往能夠激發(fā)學(xué)生巨大的潛能，促使他們不斷挑戰(zhàn)自我，實現(xiàn)新的突破，從而能讓人們看到設(shè)計形態(tài)學(xué)的巨大魅力和超凡能量。

責(zé)任編輯：王新偉