生物设计 自然 科学 创造力

设计已今非昔比。无论是在学校、工作室，还是在企业与政治机构中，设计师们都正在用他们的技能来解决以前无法解决的问题。设计范围从科学可视化到用户界面，从社会学理论到纳米技术的可能应用和结果。这一切得益于与合适的专家合作来进行每一个案例研究，而这些专家也经常通过寻求设计师的帮助将他们的理论与现实中的人和现实世界联系起来。20世纪60年代末，埃托里·索特萨斯（Ettore Sottsass）有著名论断：“设计是一种讨论社会、政治、情色、食物甚至是设计本身的方式。最终，设计是一种建立可能的具象的乌托邦或生活隐喻的方式。”在技术加速发展，政治、环境、人口和经济问题日益严峻之时，设计确实是与生活相关的。设计师的存在保证了人类始终处于话题的中心。

设计师对科学的痴迷如今得到了一代科学家的回应，科学家们也希望在现实世界中大展拳脚。正如2008年在纽约MoMA举办的“设计与弹性思维”展览中首次探讨的那样，这些新的合作往往是快乐且感染性极强的。在这些合作中，科学家们感到从严苛的同行评议中解放出来，自由地尝试直觉的飞跃，哪怕仅仅是一瞬间。事实上，物理学家、数学家、计算机科学家、工程师、化学家和生物伦理学家已经抓住了这个机会，他们的贡献在一些“创新”中心得到了鼓励和赞美，比如英国皇家艺术学院（RCA）交互设计项目和实验室项目，这是一个曾在巴黎、现在位于美国马萨诸塞州剑桥的灵感孵化器。这些结果（基于目前的研究）既具有艺术的抒情性和示范性，又具有设计的现实可能性。

然而，与生物学家进行的实验有最猛烈的发展态势。当新的有机设计形式是生物或活体组织时，每个项目的意义就远远超出了形式上/功能上的平衡局面以及任何有关舒适、现代或进步的想法。设计超越了它的传统界限，直指道德领域的核心，撼动了我们最根深蒂固的信仰。在设计师能够构建行为的场景和原型的能力中，蕴含着一种他们应该保护和珍惜的力量，而且这种力量在未来会变得更加重要。

自本书首次出版以来，新技术（CRISPR/Cas9，仅举一例）提供了连接自然和人造世界的强大工具，曾经的大胆假设正不断成为现实。这种转变在纽约的年度“生物制造”（Biofabricate）活动中得到了充分展示。在2017年的第四届“生物制造”活动中，发布了许多有前景的新原型和概念。比如：现代牧场组织（Modern?Meadow）的非动物体制成的液体皮革，以及现代牧场的材料中心Zoa与初创企业“螺栓螺纹”（Bolt Threads）从酵母中 “纺”出的丝质纤维。

威廉·迈尔斯收集了大量令人印象深刻的案例研究，涉及各种规模的生物，从植物、动物到细菌、细胞，它们被用作建筑、图形或室内设计元素。建筑师正在研究“湿建筑”，以适应不断变化的环境条件和居住水平，仿佛建筑是活的有机体一样；设计师正在考虑利用动物和植物制造出新的诊断和治疗工具；工程师们正在设计新型的、可自我修复的建筑材料；生物本身成为整个建筑系统的基础设施。尽管在这一领域已经出现了大量的讨论和调研，但是生物设计仍然是一个新兴的产业。假如它要在全球范围内变得真正可行，还需要得到更多的公众支持和财政资源。这本书使我们产生了用设计的力量从内部来修复被破坏的自然关系的希望。 

生物设计旨在探索生物信息设计策略作为可持续创新的驱动力，开创新设计主题，为新兴的生物循环经济重新定义能源、水、空气、废弃物与材料的用途，是生态系统、合成生物学、计算机设计、数字与生物制造科技等领域的跨界学科。本书探讨了生物学在实验室外应用的令人激动的新方式，展示了大约70余项新兴实践，涵盖建筑、工业设计、时尚、医学等领域，将前沿科学与设计的实用性相结合。本书还包括实践指导，如设计师和科学家之间的合作技巧、常见问题和更多资源。书中这些项目将前沿科学与流行设计的实用性相结合，代表了可持续革命的第一步。

威廉·迈尔斯是阿姆斯特丹的策展人、作家和教师。他组织了众多国际展览，强调科学进步和新兴技术对文化的影响。他的作品被《纽约时报》《华尔街日报》《史密森尼杂志》《科学》《人民报》和《圣保罗报》等媒体报道。威廉曾在纽约现代艺术博物馆、所罗门古根海姆博物馆、库珀?赫维特?史密森设计博物馆、都柏林科学画廊和鹿特丹赫特纽韦研究所担任多项职务。他毕业于纽约视觉艺术学院的设计评论专业。

关键性设计

混合前沿

超越仿生

第一章 建筑混合物

第二章 生态物工程

第三章 实验性功能

第四章 动态美学

第五章 项目与合作机构汇集

第六章 合作要点

访谈

艺术家简介

图片来源

引用

致谢 

生物设计旨在探索生物信息设计策略作为可持续创新的驱动力，开创新设计主题，为新兴的生物循环经济重新定义能源、水、空气、废弃物与材料的用途，是生态系统、合成生物学、计算机设计、数字与生物制造科技等领域的跨界学科。本书探讨了生物学在实验室外应用的令人激动的新方式，展示了大约70余项新兴实践，涵盖建筑、工业设计、时尚、医学等领域，将前沿科学与设计的实用性相结合。本书还包括实践指导，如设计师和科学家之间的合作技巧、常见问题和更多资源。书中这些项目将前沿科学与流行设计的实用性相结合，代表了可持续革命的第一步。

威廉·迈尔斯是阿姆斯特丹的策展人、作家和教师。他组织了众多国际展览，强调科学进步和新兴技术对文化的影响。他的作品被《纽约时报》《华尔街日报》《史密森尼杂志》《科学》《人民报》和《圣保罗报》等媒体报道。威廉曾在纽约现代艺术博物馆、所罗门古根海姆博物馆、库珀?赫维特?史密森设计博物馆、都柏林科学画廊和鹿特丹赫特纽韦研究所担任多项职务。他毕业于纽约视觉艺术学院的设计评论专业。

一种新的紧迫性

它将是柔软和多毛的。

——萨尔瓦多·达利（Salvador Dalí）论建筑的未来，对勒·柯布西耶的回应

设计师们面临着一种前所未有的紧迫性：设计师需要改变设计方法，重新确定目标，以解决环境加速退化的问题。这种新的压力，无论是智力上的、道德上的还是监管上的，都要求我们认识到自然的脆弱并肩负起为后代保护自然的责任。在这种不断变化与强化的约束下，设计师们开始超越模仿而将在生物世界中观察到的过程运用到设计中。这些自然系统实现了近乎完美的能源和材料的经济利用。在此目标下，设计师们正在向生物学家寻求专业知识和指导，通过整合自然系统来实现强化的生态性能。这与20世纪的设计方法形成了明显的对比：功能的机械化，通过利用化学和物理学的先进技术来压倒、隔离和控制自然。本书探讨的例子说明了这样一种新的方法：设计结合生物学，设计师应该如何与生命科学家合作。本书预示着我们在未来可以期待什么样的联合与跨领域的合作。

将生命、生物学融入设计既不是解决这些紧迫问题的灵丹妙药，也不能完全排除有害的错误做法、故意的滥用或争议。生物设计中充斥着对于未来的反乌托邦式愿景，并且可能变得离经叛道。这些可能性都包含在此书中。除了用树木生长着的结构或海藻生物反应器集成物之外，生物设计还包括合成生物学运用及由此招致的破坏自然生态系统的危险。这些技术将由人类掌控，而人类正是一个具有偏见的脆弱的物种，把世界设计成一个绝望的混乱世界。但是，潜在的好处远远超过了这些风险。改革目前的实践方法使之更符合生物系统的需要是非常有必要的。即使我们自负地认为设计师有能力重新设计并超越自然，设计拥抱自然也是势在必行的，也是最有希望的发展方向。

跨学科合作的重点和落脚点一如既往地取决于社会优先事项及一系列市场信号。如今，社会中明显缺乏某种监管或奖惩制度，以引导可以进行环境修补或零碳排放的物品生产或结构类设计和环境创新。虽然德国和挪威等国家已经采取了早期的有效措施，制定了优先考虑生态有效设计的政策，但是大多数工业化国家都落后了，尤其是美国，甚至联邦机构保护环境的合法性也在政治讨论中受到粗暴的挑战。

然而，碳排放和气候变化的成本越来越高，如果我们要持续我们所熟知的现代生活方式，就需要解决这些问题。这里介绍的生物设计的案例预示着这种变化：对经济学家提出的“环境负排放”进行核算，并最终将排放量降至最低，因为当今排放物所导致的空气、土壤、水和生命的质量退化并没有被计入今天制造和建筑的最终成本中。只有在新的、合理的设计限制条件下，比方说对制造业征收碳税或给予激励措施，以及对促进生物多样性的结构进行补贴，项目才会变得可扩展，规模可调，例如 “树屋制造” （第58页）或 “生物混凝土”（第82页）。 

本书介绍了一种新兴的或者可以说是激进的设计方法，它借鉴了生命科学的研究，甚至首次将活体材料应用于结构设计、物体设计和过程设计。本书的每一章介绍了不同的主题，从为改善生态环境而设计，到运用思辨设计和艺术作为教学工具。总的来说，这里介绍的项目反映了从社会常规的优先级顺序向可持续建筑和制造方法的过渡和转变。许多项目的共同目的是推动设计师和生物学家之间的合作并提供令人激动的新形式和功能。

??书中汇集了来自世界各地极具启发性的生物设计实例。自本书第一版出版以来，利用生物进行设计的方法就迅速传播，成为一些比赛、学校项目、博物馆展览、会议和书籍的焦点。此外，生物设计是许多产品和设计工作室的研究方法，并作为解决问题的方案进入市场，如实验室生产的皮革、以藻类为材料的餐具或自我修复的混凝土填充物等。

??生物设计比许多受生物启发的设计和制造方法更进一步。与仿生学、“从摇篮到摇篮”，以及广受欢迎但又模糊得令人沮丧的“绿色设计”不同，生物设计具体指的是将生物体或生态系统作为基本组成部分，增强设计作品的功能。它超出了仿生学的范畴，取而代之的是生物整合，消解了自然和建筑环境之间的界限，形成了新的混合类型。

??这个标签也被用来强调那些用生物过程取代工业或机械系统的实验，这些生物过程往往更具有可再生性，同时对材料和能源的需求更少。第四章探讨了超越功能性或思辨性设计的新兴艺术实践的领域，这些作品也许可以照亮设计前进的道路。

??本书记录探讨了有关生物设计的结构、原型和概念，以及采用新的生物技术的方案，并引发了相关的问题和讨论。这些假设的含义和可能的结果是什么？我们能不能避免把生命仅仅当作另一种材料或工具而不给予它应有的尊重？我们能不能摆脱对生物学方面的恐惧，比如看不见的微生物，并接受利用它们所做的设计？设计师能否学会对其他形式的生命拥有同理心，并将工作的一小部分控制权交给它们？最后，这种新的实践，包括对自然系统的拥抱和与生命科学的合作，是否相当于设计实践中的范式转变？如果是这样，那么在从工业化到计算机发明的技术发展轨迹中，它的转变与其他领域的变化相比又如何？

??随着这些问题的答案逐渐揭晓，科学研究推动的跨学科合作和创新的空间会进一步扩大，尤其是在对开发与实施清洁技术的迫切需要及自己动手（DIY）生物学的兴起等全球当务之急的推动下。这种领域之间的融合，以及专家与业余爱好者的融合，对于支持正在进行的减轻工业革命遗留的负面影响的努力来说是必要的。它将引导人们对价值创造、增长和可持续性的主要设计原则进行重新认识。本书通过强调生物设计的实践与新方法、鼓励合作以及为这个成长中的领域提供历史环境，来促进这一努力。