“有计划废止制”的熵反思与低熵设计

□王超

(上海交通大学媒体与设计学院,上海200240)

一、“有计划废止制”与熵的能量退化

1.“有计划废止制”

“有计划废止制”产生于1930年代的美国汽车行业,由于当时汽车这种消费品带给企业的高额利润及其在日常生活中的普及,汽车销售市场的竞争日益激烈。在利益的驱动下,通用汽车公司创造了汽车设计的一个新模式——“有计划废止制”,即在设计新的汽车样式的同时,必须有计划地考虑以后几年之间不断地更换部分设计,使汽车的样式最少每两年有一次小的变化、每三四年有一次大的变化,形成有计划的样式老化过程。显然,这是一种厂商人为制造的、通过不断改变设计样式以造成消费者心理老化,最终促使消费者为了追逐新的样式潮流而放弃旧样式改换新样式的市场促销方式。这种方式很快被其他行业或企业采用,给美国的工业企业带来了巨大利益。此后,这种方式便成为消费社会设计的一个重要特征。正因为如此,美国的汽车工业成为当时工业设计师最集中的行业。但是,单纯地强调样式改变,也造成了美国汽车设计重外型而轻功能的问题,大批外型华贵、性能低下的产品在1972年前后的能源危机中轻易地被外型简单、性能优异的日本汽车挤出市场。1980年,日本取代美国,成为世界汽车生产第一大国。

发源于汽车行业的“有计划废止制”被其他工业生产采用之后进一步升级,不再仅局限于外观造型的改变,而是包括三种类型:一是功能上的废止,使设计出的新产品具有更多、更新颖的功能,以取代原有的产品;二是质量上的废止,即在产品的设计中限定产品的使用寿命,使其在达到使用寿命时无法继续使用;三是样式风格上的废止,就是使新产品具有更流行的新的风格样式,使原有的产品因风格过时而废弃。

2.熵的能量退化

熵(entropy)是一个物理学上的概念,最初是用来描述热力学问题,现已广泛用于化学、生物学、经济学、社会学、信息论等领域,其基本含义是:系统倾向于取得最大的混乱度或无序度。德国理论物理学家鲁道夫·克劳修斯(Rudolf Clausius)于1865年为热力学第二定律引入了一个新的态函数——熵。熵是对热系统中热平衡程度的量度,或者说是非自由能状态的量度,是不能再被转化为做功的能量总和的测定单位。他在熵概念的基础上对热力学第二定律提出了一种新的表述形式:在孤立的系统中实际发生的过程,总是使整个系统的熵增大,且是不可逆的,这就是熵增加原理。从热力学第二定律中可以得出能量退化的规律:不可逆的过程在能量利用上的后果总是使一定的能量从能做功的形式变成不能做功的形式,即形成了退化的能量;而且其大小正好与不可逆过程中所引起的熵增加成正比。自然界中所有运动的实际过程都是不可逆的,这些不可逆过程的不断进行,使能量的某一部分不断地转变为不能做功的形式。虽然能量是守恒的,但是一旦经过不可逆的过程,原来可用度较高的能量总有一部分变成不可用的能量,也就是其可用度越来越低了。因此,一切运动的实际过程的进行都会导致能量的退化、贬值。

根据熵理论,每消耗一定的能量,就会增加周围环境的混乱程度、造成能量的退化。近代工业创造了人类历史上无与伦比的物质文明,在高效生产的同时也造成了高能耗、高消费和高污染,使得整个生态系统的无序化程度持续增大,给人类居住的世界带来了极大的混乱,从而使得人类社会越来越不安全。

由于“有计划废止制”需要消耗更多的资源、浪费更多的人力,并人为地造成产品的功能欠缺和质量低劣,这种设计模式所引起的熵增加远远超过普通设计模式,因而在全球普遍强调可持续发展的当代社会,它理所当然地受到质疑。

二、“有计划废止制”引起的熵增

1.再生产对资源、能源的消耗引起的熵增

有计划地加速产品的更新换代,对旧的产品进行再生产,使得生产产品所需的原材料大大增多,需要从自然界提取更多的资源和能源。每再生产一次,就要再消耗一定的能量,增加周围环境的混乱程度,造成能量的退化。这种大量的再生产对于资源、能源的不断消耗以及由于生产产生的废弃物对环境的污染,使得整个生态系统的无序化程度持续增大,从而引起熵的增加。

2.再生产对人力资源的浪费引起的熵增

产品的不断更新需要大量的人力资源做支撑,其中包括设计师对新产品风格样式的更新,工程师对新技术、新功能的研发,工人对新产品的生产以及销售人员对新产品的推销等。一种新产品的诞生需要大量的人力资源投入,这种人力资源本身就是一种能量,而过度强调推陈出新,必然浪费大量的人力资源,导致能量的不必要消耗,引起熵的增加。

3.功能的欠缺和质量的低劣降低了产品的可用度

“有计划废止制”是人为地、基于功利目的地限制了产品的功能和使用寿命,造成了产品功能上的欠缺以及质量上的低劣。以1930—1980年代美国的汽车设计为例,这个时期的汽车设计重外观而轻功能,外型样式不断更新,性能却没有得到提高,使得美国汽车成了外型华贵、性能低下的产品。汽车生产要消耗能量,这本身就导致熵的增加,而对产品功能和质量的有目的的限制又进一步降低了能量的可用度,使得熵进一步增加。

可见,“有计划废止制”不仅对能量的消耗更高,而且使得能量从可用到不可用、从有效到无效、从有序到无序的速度加快,且程度加深,即加快加大了熵的增加。这一体制使消费者原来具有的勤俭节约习惯被追逐新型号、新款式的新消费习惯所取代,不但造成个人开支的增加,同时也造成对有限的地球资源的浪费。因此,这种制度被批判为一种迫使消费者抛弃依然有用的产品、购买他们并不需要的新型产品的恶劣手段。

“有计划废止制”以及传统的设计观实质上是加快熵增的设计观。设计的本质应是全面理解以人为本的深刻内涵、引导健康科学的生活方式、最大限度地减少有效能耗的低熵设计活动,它不能以损害经济社会的和谐发展与人类的长远利益为代价。

三、实现低熵设计的对策分析

能源短缺、环境污染等一系列全球性危机的日益紧迫让我们认识到传统的高消耗设计模式的弊端,要促进可持续发展,必须也只能走低熵设计之路。目前,受到广泛关注的生态设计和非物质设计这两种新兴设计模式,都是低熵设计的典型,其设计理念完全符合减少熵增、降低消耗的低熵原则。

1.生态设计

生态设计,又称绿色设计,它以环境因素决定设计的方向;它认为,在开发和设计中,环境已成为主要的评价标准,生态与经济两方面必须达致协调和平衡。生态设计的核心是3R,即Reduce、Recycle和Reuse,不仅要尽量减少物质和能源的消耗及有害物质的排放,而且要使产品及零部件能够方便地分类回收并再生循环或重新利用。生态设计必须致力于减少产品整个生命周期对生态环境的影响,它涉及到环境科学、材料科学、能源科学及制造业等多个领域;原材料的选择须考虑对环境的影响,制造过程中应减少对能源和自然资源的消耗,以及对整个产品生命周期的控制,以生态设计理念来实现设计的低熵化。

我们现今有些“生态设计”尚未达到这一要求。以绿色设计的核心之一——Reuse为例,它强调要使产品能够分类回收并再生循环或重复利用,但回收过程中对废弃材料的收集、运输和处理都要消耗额外的能量,导致同一环境内熵的增加,如有毒废料对回收工人的危害等,这就违背了生态设计或循环经济的美好理念与初衷。所以,我们必须重新审视并深入研究生态设计的本质,对强调循环的观点进行修正和完善,应认识到生态设计并不只是使产品可以回收再利用,而且是要将回收再利用的方式也纳入到整个设计的过程中,使产品设计和其回收机制能够尽量做到方便、高效、低熵。

2.非物质设计

相对于生态设计对物质的减少、回收、循环利用,非物质设计是一种从本质上改变设计模式的新理念,因为非物质设计不是基于物质的设计,它使得整个设计过程对能源、材料的消耗降低到了最小程度。

非物质设计最初是随着电子技术的发展而产生的。到1990年代,随着网络界面设计、信息设计、虚拟化设计、人性化设计等概念的普及,非物质设计成为设计的一个崭新领域。它是与信息技术密切相关的设计形式,是基于服务的知识经济时代的一种以数字化设计为主要特征的设计形态。

非物质设计主要从三个方面实现设计的低熵化。一是数字化。数字化改变了设计的方法,进而开创了新的设计理念、产生了新的设计思想。通过数字化,实现了虚拟化设计,同时也改变了信息的传递与表达方式,从而使异地加工与无纸化生产得以实现。这些都降低了对环境的依赖,实现了低熵的传递与汲取。二是信息化。非物质设计的主要特点就是具有较高的信息量。对于人类生存的自然和社会来说,信息的创造与汲取必不可少。信息的本质是对不确定性的消除,因而有效的信息意味着负熵——一个开放的系统,吸取信息的过程即熵减的过程。三是人性化。人性化是非物质设计中的核心理念之一,它要求产品不仅具备合理的功能、易操作、易使用、经济、美观,同时还要满足人的情感、认知等更高层次的需求。因为人的心理作为一个系统,在运作过程中会产生高熵,如厌倦、忧郁、悲伤、烦躁等心理情绪,而符合心理需求及认知习惯的设计能够使心理系统中产生的高熵得以释放,使人愉悦、轻松,达到身心平衡,这也是人性化设计之真谛。

随着科技的发展和社会的进步,物质资料的供应已十分丰富,人类的物质需求渐趋平稳,发展速度渐趋缓慢,然而人对于非物质资源的需求却迅速扩张。产品的设计要求不再仅仅是达到功能主义的满足或者商业注意的刺激,更是要拥有恰到好处的信息量,以及能够实现精神愉悦和生活享受等数字化、信息化、人性化的要求,这些都属于非物质层面的要求。因此,以熵减为引导的非物质设计必然会成为未来设计的主流。

四、结语:走向低熵设计的发展之路

“有计划废止制”于1930年代开始在美国的工业界生根,后逐渐影响到世界各国,它对后来的设计以及设计之外的领域,比如经济学、市场营销学等,都产生了一定的影响,对现代企业的经营模式、消费者的消费模式都曾有过积极作用。通过熵理论的分析不难看出,“有计划废止制”这种高熵设计模式过度迎合商业化,鼓励、误导人们无节制地消费,在一定时期内造成了资源、能源的加速消耗,破坏了大自然的生态平衡。

因此,我们要从熵的角度出发,站在一个更高的层面看待自然和社会,并寻找人类社会与自然和谐相处的更好途径。现代设计是一门通过设计生活和工作中各种物质及非物质用品来规划、协调人与自然及社会之间关系的学科,它应以熵减为目标,研究和发展生态设计和非物质设计等新型设计模式,抑制并降低熵的增长,通过设计来实现人、自然和社会的和谐及可持续发展。

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