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　　目前，全球面临着气候变化和自然资源滥用问题。但即便如此，建筑设计和翻新仍采用传统方式，模式流程守旧低效，在全球二氧化碳总排放量中，建筑的排放量就占到了30%。通常，建筑师会提出几个备选设计方案，并形成设计以供最终开发。但这种设计方式会很大限度地限制对广大设计可能性的探索，并常常逆气候而动，最终得到的只是次优性能。　　但是我们可以想象这样一个世界吗？建筑设计从建模开始，逐步探索设计空间，最终形成设计成果，恰如自然生物有机体的生长一样。建筑设计应如何复制生物发育过程，与气候协调一致，将建筑对环境的影响降至很低，完全改变目前的设计理论和实践文化？　　在人类定居史早期，人们就地取用建材，构筑宜居外形，搭建容身之所。人们取用动物皮革和木棍搭建窝棚，伐修树木、雕刻岩石，或捏泥成形，铺草固定，这些都是人类建造庇护所所需的材料。整个过程基本是自上而下的，即人们首先对要建造的建筑设置一个最终愿景，然后再寻找材料实现这个愿景。然而在接下来的一千年中，技术和科学的进步并没有改变这种自上而下的思维模式，它深深植根于我们的潜意识中。发展自然科学的目的是用一般规律来解释我们周围的世界，而发展传统数学的目的则是将各方面的系统归结为一个整体，并加以表达。甚至到计算机时代初期，这种做法仍然根深蒂固：人们继续将系统作为一个整体，积极发挥计算机模拟技术快速处理模型的优势，自上而下地开发模型。同样地，建筑设计也运用了这种自上而下的方法，导致业界对广泛设计空间的探索仍停留在表面上。　　这种自上而下的方法与自然界的运作方式形成了鲜明对比。生物系统是自下而上发展的：胚胎干细胞***，不断增多，逐渐变大，异化原有功能，形成专用于完成特定任务的功能，如肌肉收缩、神经元***传输等。随着细胞的进一步生长，它们按相似度形成组织，组织再形成器官，器官最终形成有机体。　　上述复杂的系统内自组织行为来自于多个单元的交互作用，且每个单元按照简单的规则运行。这种自组织行为被称为“涌现”。鸟群等多单元系统可以有多种配置。以约翰·C.雷诺兹发现的简单乌群为例：该乌群由37只鸟组成，彼此之间有所交互，那么按照我的计算，其设计空间的数量级，可与大爆炸以来的秒数数量级相当。2因此，一个简单的乌群便极其复杂，使得我们无法通过传统数学为其搭建自上而下的系统模型。然而，当我们按照单元交互等简单规则，为鸟群搭建自下而上的模型时，却能发现这种模型在笔记本电脑上就可以无缝运行，并自组织成群体式结构。　　自上而下和自下而上都有一个共同点，即生成的系统由各部分的总和组成。关键的区别在于，自下而上的开发是逐步探索设计空间的可能性，并在过程的每一步都以很高的能源资源效率进行开发，而自上而下的开发则是有限的设计空间探索。

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书籍介绍

　　目前，全球面临着气候变化和自然资源滥用问题。但即便如此，建筑设计和翻新仍采用传统方式，模式流程守旧低效，在全球二氧化碳总排放量中，建筑的排放量就占到了30%。通常，建筑师会提出几个备选设计方案，并形成设计以供最终开发。但这种设计方式会很大限度地限制对广大设计可能性的探索，并常常逆气候而动，最终得到的只是次优性能。　　但是我们可以想象这样一个世界吗？建筑设计从建模开始，逐步探索设计空间，最终形成设计成果，恰如自然生物有机体的生长一样。建筑设计应如何复制生物发育过程，与气候协调一致，将建筑对环境的影响降至很低，完全改变目前的设计理论和实践文化？　　在人类定居史早期，人们就地取用建材，构筑宜居外形，搭建容身之所。人们取用动物皮革和木棍搭建窝棚，伐修树木、雕刻岩石，或捏泥成形，铺草固定，这些都是人类建造庇护所所需的材料。整个过程基本是自上而下的，即人们首先对要建造的建筑设置一个最终愿景，然后再寻找材料实现这个愿景。然而在接下来的一千年中，技术和科学的进步并没有改变这种自上而下的思维模式，它深深植根于我们的潜意识中。发展自然科学的目的是用一般规律来解释我们周围的世界，而发展传统数学的目的则是将各方面的系统归结为一个整体，并加以表达。甚至到计算机时代初期，这种做法仍然根深蒂固：人们继续将系统作为一个整体，积极发挥计算机模拟技术快速处理模型的优势，自上而下地开发模型。同样地，建筑设计也运用了这种自上而下的方法，导致业界对广泛设计空间的探索仍停留在表面上。　　这种自上而下的方法与自然界的运作方式形成了鲜明对比。生物系统是自下而上发展的：胚胎干细胞***，不断增多，逐渐变大，异化原有功能，形成专用于完成特定任务的功能，如肌肉收缩、神经元***传输等。随着细胞的进一步生长，它们按相似度形成组织，组织再形成器官，器官最终形成有机体。　　上述复杂的系统内自组织行为来自于多个单元的交互作用，且每个单元按照简单的规则运行。这种自组织行为被称为“涌现”。鸟群等多单元系统可以有多种配置。以约翰·C.雷诺兹发现的简单乌群为例：该乌群由37只鸟组成，彼此之间有所交互，那么按照我的计算，其设计空间的数量级，可与大爆炸以来的秒数数量级相当。2因此，一个简单的乌群便极其复杂，使得我们无法通过传统数学为其搭建自上而下的系统模型。然而，当我们按照单元交互等简单规则，为鸟群搭建自下而上的模型时，却能发现这种模型在笔记本电脑上就可以无缝运行，并自组织成群体式结构。　　自上而下和自下而上都有一个共同点，即生成的系统由各部分的总和组成。关键的区别在于，自下而上的开发是逐步探索设计空间的可能性，并在过程的每一步都以很高的能源资源效率进行开发，而自上而下的开发则是有限的设计空间探索。