Jeremy的建築學習之路

無意間在網路上看到一段影片(Building Popsicle Mansion Time Lapse)，內容是一位叫做Jeremy Finn的14歲男孩自拍其花了九個月，用8千支長冰棒棍，5百支熱熔膠條，從設計到施工，完成一棟1比24的大型木構造住宅的過程。從其建造的程序可以看出他並不只是模仿外觀造型，而是遵照框架式木構造(wood framing)建築物的構造方式完成的，包括地板、牆與屋頂的內部構造，還有室內隔間，甚至照明系統。Jeremy說他高中畢業後想要進大學學建築，希望能夠完成建築碩士學位。如果Jeremy生在台灣，14歲正好是準備高中入學的年齡。

有這樣的興趣與天份的小孩，絕對具備成為傑出建築師的基本條件。在Jeremy嘗試設計並建造模型的過程中，他必須不斷的發現、嘗試、學習並解決問題，這正是一位建築師在面對設計與工程時必須具備的態度。在我們以學科成績為主導的教育環境下，Jeremy可能必須放棄自己的興趣與天份，專注於升學測驗鎖定的學科考試範圍。最可悲的未必是興趣被迫移轉，而是其學習與探索的態度可能因此被抹剎。考試成績是學習成效的指標，但如果把考試成績當作教育的目標，就會成為扼殺主動學習與創造力的兇手。任何可以做為入學測驗的考試題目必須有標準答案，因此最有效的學習就是能夠直接找到標準答案的方法。不用花時間探索未知，因為考試的範圍是明確的，答案也是明確的，老師會告訴我甚麼題目最可能會考，找到標準答案的方法是甚麼，太多的想法不但浪費時間，還可能得到與標準答案不相容的結果。知道標準答案也還不夠，必須反覆不斷練習才能養成一種制式的反應，在最短時間內找出標準答案而絕對不會出錯。

大家不斷在問要怎麼提升學生的創造力，我們更應該問的是要怎樣才不會扼殺孩子的創造力。2006年Ken Robinson在TED的一場演講發人深省，值得一看再看。我們的菁英教育政策教我們的小孩要不斷練習已經會的，不要有自己的想法，因為如果不是標準答案而犯錯，你就不是菁英。

2010年Ken Robinson再度被邀請到TED第二度演講，他強調這個社會需要各式各樣才華的人才，而我們的教育以一種工業化大量標準化生產的速食主義來教育我們的孩子。我們自以為知道孩子們需要甚麼樣的才能來適應未來社會的需求，而事實上我們根本不知道未來孩子們將面對甚麼樣的未來社會，卻還自以為是的踐踏孩子們的夢想。

建築設計團隊的溝通- Shannon模型觀點

上圖(來自wikipedia網頁)是shannon在1949年提出的溝通數學模型，很清楚地描述雙方溝通的message怎樣從source被傳送到destination。message無法被直接傳送，必須以transmitter進行編碼，轉換成signal之後，經由channel傳送到接收端的receiver，經由其解碼之後還原為message。在shannon的論文中負責編碼和解碼的transmitter與receiver都被視為是某種transducer，都可以看作是定義兩個集合之間對應關係的函數。

Shannon的模型極精歛又廣效(generic)，似乎可以應用到所有的溝通系統上。我覺得其模型完全可以用來說明設計溝通的現象。下圖是我所整理出來的，僅是在名詞上作了一點替換。

在這個系統的兩端分別是設計溝通的發訊者和收訊者。設計的意念無法直接傳遞，必須轉換成為某種表示方式，例如圖面或模型，在此稱為設計物件(design artifact)。圖面與模型可以直接傳送，也可以再轉換成為message與signal進行傳輸，但無論這個過程轉換多少次，這個模型的適用性還是一樣的。接收端獲得代表設計意涵的設計物件後進行解碼，將訊息所代表的意涵解讀出來，完成溝通的程序。當設計溝通發生在設計工作室(design studio)時，工作室就是扮演channel的角色，發訊者放置在工作室的圖面與模型可以讓收訊者看到而進行解讀。噪音源(noise source)被連結到transmitter與receiver是因為設計溝通過程中，更可能發生錯誤的是在編碼與解碼的過程，而不是在訊號傳輸的過程，這可以說是與shannon的模型唯一不同之處，但我認為完全不影響到其模型在設計溝通上的適用性。

設計團隊的溝通好比一個由許多transducer所連接而成的網絡。每一個transducer從其他的transducer接收到訊息，進行處理後輸出對應的訊息，傳給其他的transducer。每一次設計溝通的訊息可以看作是定義一個該階段所有可能設計的集合，而收訊端經過解讀之後回傳的訊息可能有助於進一步更精確的定義這個集合，或者對這個集合進行修改。

建築設計的編碼

建築設計需要進行編碼(encode)，就是把設計的想法用圖面或者其他可以表達設計形式的方法表達出來。編碼除了作為溝通之用外，也是作為設計師的外部延伸記憶，能夠把某階段的設計構想記錄下來，輔助設計思考時內部記憶之不足。因此設計師將自己的想法進行編碼，再看著自己畫的圖面進行解碼也可以視為是自己與自己溝通的過程。編碼的內容隨著設計的進行而增刪修改，其目的就是在所有可能設計之母集合裡面尋找可行的方案。初步看來，就建築設計各個階段而言，編碼的格式應該具備下列特徵；

1. 每個設計階段的編碼的格式須讓設計師能夠包含足夠的資訊以辨識出各個設計階段母設計集合中需要被區隔處理的個別方案。根據Shannon對transducer的說明指出在編碼與解碼過程中之可能遺失資訊，而不可能增加資訊，所以如果設計的編碼內容不能正確指出被關注的設計方案，就不可能在解碼時增加資訊而回復。一個階段性的設計方案，就是下一個設計階段設計的母集合。而下一設計階段的目標就是在這個母集合中進一步標定一個更細緻的設計方案。依此如果編碼內容不能明訂該設計階段所需關注的設計方案，就會對下一個階段的設計工作產生不利的影響，就會有一個不適當的母集合作為下階段設計溝通的基礎。
2. 設計編碼必須具備某種結構性的脈絡，讓設計師可以有效率的進行編碼與解碼。建築設計的母集合通常極為巨大，在一個巨大的母集合中要找到並標定其中的一個元素可能需要耗費大量的資源。編碼的格式會影響進行程序的效率。建築經過歷代的專業經驗所發展出來的各階段專業圖面(建築計畫、基本設計、細部設計等)可以說是目前我們所能掌握的最有效的專業編碼系統。
3. 接續上一個特徵的說明，專業編碼系統必須是精簡的，否則就不可能是有效率的。編碼的內容不會要把設計方案所有的細節標示出來，而是透過專業知識的參照去解讀所需處理的方案特徵。專業知識的參照並不能增加資訊，因此編碼的精簡也必須符合第一項特徵。
4. 建築設計的編碼在各個設計階段應該是不同的，但各階段編碼的內容應該可以接續使用，或至少是可以相互參照，也就是可以很容易的比對其相似性。這應該是第一特徵所提到的，一個設計階段的編碼就是下一個設計階段設計編碼的母集合的必然結果。

後記(2020/04/21)

這裡所謂的編碼和一般建築師或工程師所用的編碼不一樣。在工程中, 一般的編碼是指為所設計的構件, 或材料加上一個編號, 並利用編號的特定位數的數字或文字進行分類。這篇文章的編碼是基於資訊科學中的encode，是指為所欲傳達的資訊設計出某種符號對應關係, 作為傳達訊息, 溝通之用。

訊息、資訊與意涵：一個建築設計的觀點 Notes on the Mathematical Theory of communication

Claude Shannon 和 Warren Weaver在1949年出版的小冊 The Mathematical Theory of Communication包含了兩篇文章。第一篇"Some recent contributions to the mathematical theory of communication"是由Weaver主筆，但內容以Shannon的溝通理論為中心的文章給我很多啟示，對我個人先前許多模糊甚至錯誤的論點做了許多澄清。文中所採用的資訊也與意涵(meaning)做了明顯的區隔。這是我個人，也包括很多其他人都犯的一個錯誤，或許不能算是錯誤，因為語言本來就是約定成俗。只不過看了Shannon對資訊和意涵的區隔之後，深深認同這樣的定義方式更能幫助我們深入的討論，可以做為探討溝通現象的基本概念。雖然該論文還有很多地方是我未能透徹了解的，但是已經感覺到Claude Shannon的數學模型實在可以作為討論包涵設計溝通在內的許多溝通現象的基本理論，礙於數學能力不足而無法真正深入，非常可惜。

Shannon與Weaver文中為資訊(information)做了明確的定義，是指所揭示訊息(message)之內容的非預期程度(uncertainty)。以由一連串的符號所構成的訊息為例，前後符號間相關性越高則訊息內容之非預期程度越低，該訊息所揭示的資訊量也就越低。其計量方式依據Shannon的模型可以用馬可夫鍊為基礎所建立的公式計算。依據Weaver的看法，通訊可以分為三個層次，就是技術(technical)、語意(semantic)以及效用(effectiveness)。Shannon的數學模型雖然僅涉及技術層級，但只要增加轉換器(Transmitter)就可以延伸至更高的層級。例如以一個把語意轉換成訊息的轉換器，與一個把訊息轉換為語意的反向轉換器分別接在原先模型的兩端就可以把系統從技術層級延伸到語意層級。而兩個轉換器接在一起，將之合併視為一個轉換器似乎並無不妥。就模型的結構來講，三個層級的區分其實並沒有真正的必要性。

以下是我個人的延伸推論。資訊的衡量在不同的溝通層級中會有不同的標準，其差異主要來自所有可能的溝通內容之母集合。就技術層級而言，這個母集合就是所有可能產生之訊息的集合；就語意層級而言，這個母集合就是所關切之語意區劃的集合；就效用層級而言，這個母集合就是所關切之效用區劃的集合。母集合不同，以Shannon的模型而言，當然其所傳輸的資訊也不會相同。

例如我們以某種溝通管道傳輸六個代表樂透號碼的數字。就技術層級而言，其所傳輸的資訊量與這六個號碼之間的相關性有關，例如相同號碼不會重複出現。但如果我們從語意層次來看這個溝通訊息，可以合理的假設我們所關心的意涵是這組號碼會或者不會中獎，也就是說語意層級的母集合只有會中獎與不會中獎兩個元素。此時所傳輸這六個號碼內含的資訊量就與其是否為中獎號碼密切相關。如果收到一組預期不會中獎的號碼，那麼其所傳輸的訊息並不太出乎預期，因為任何一組號碼中獎的機率本來就近於零。但如果訊息揭露的是一組會中獎的號碼，那麼其語意內含的資訊就很高，因為如果沒有這筆訊息，我們自己幾乎不可能可以預期到中獎的號碼。從語意的層級來看，同樣是六個數字所構成的訊息，其內涵的資訊量卻天差地遠。

以設計溝通而言，一張表現設計構想的圖面可以從技術層面分析其內涵資訊。圖面各部分之間的相關性應該是關鍵，例如線條是否大多為正交直線? 所描繪的造型是否具備對稱性? 一個正方形可以經由對一個線段施予四次旋轉轉換組合而成，而線段本身則可經由對一個點施予一定區間之平移轉換而得。由此看來，Michael Leyton的"A Generative theory theory of shape"所提出的理論指出一個設計圖面內涵資訊來自於對稱性的破壞，與Shannon的理論模型是可以相互呼應的。從技術層級來看的話，一張複雜，充滿非典型曲線造型的圖面比一張簡單、對稱和正交直線所構成的圖面具備更多的資訊，因為對讀圖者而言，其揭露的非預期性較高。語意層級的內涵資訊必須從設計內容之非預期程度來判斷，也就是說設計內容所代表之設計概念如果不出乎讀圖者的預期，那麼其內涵資訊就很貧乏，肯定不會是一張有趣的圖面。至於設計的好壞，或許就可以歸到效用層級，因為一個有趣、出乎預期的設計未必是個好設計，還要看所設計的內涵是否能在適當價值體系下獲得高度的評價。

談設計溝通可能要把重點放在Shannon 理論模型中的 transmitter以及receiver上面。Transmitter 所做的是encode的程序，而receiver做的就是decode。設計師試圖把語意轉換成訊息就是在進行encode，也就是把設計構想畫成圖面的這個階段，此時設計師扮演的角色就是transmitter。設計師繪製設計圖面時會使用專業繪圖語言，以精簡的方式表達其設計構想。在編碼過程，專業知識可以幫助其以適當的方式編製出精要的訊息作為溝通之用，相對的，在接收端也需要專業知識來對所接收到的訊息，也就是設計師所繪製的專業圖面進行解碼，才能夠反向的把設計師所欲表達的設計構想解讀出來。如此的訊息對非專業者而言，因為其不具備適當的專業知識，因此在編碼或解碼過程就會發生錯誤或缺漏，好比一個transmitter或者receiver無法正確的編碼或者解碼。下圖是利用shannon的模型加以修改成描述設計溝通的模型，兩者在本質上是一樣的。

設計溝通當牽涉到專業人員與不同專業或非專業人員之間溝通時就要注意這件事。因為receiver一端不具備適當的專業知識，因此專業人員在編碼過程中必須把足夠的意涵明確的轉換並整合到所發出的訊息當中。好比把原本用平立剖面表示的設計圖改用透視圖或者模型來表示。所付出的代價就是額外的資訊作業，而這部分的資訊作業對其設計構想的成形並沒有直接的幫助。
(revised 2013, 3, 13)

上圖表是一個設計流程中，從里程碑到里程碑之間的資訊作業與資訊量之間的關係。例如一個設計案的開始，從基地配置到基本設計完成之間，針對設計方案本身的資料(data, message)與資訊(information)隨著設計的進程而增加，但其關係並非縣性的正向關係。資料增加代表設計團隊投入的資源也同樣增加，但投入資源的增加卻未必代表描述設計的資訊量也以同樣的幅度增加。在一個階段的初始，設計往往偏重發散式 (divergence) 的思考，許多方案被提出，但只有一個會被選來繼續發展，因此資料的增加不代表資訊同樣增加。同時在初始階段設計溝通比較密集的在專業人員之間進行，雙方具備相同的專業知識，因此可以用精簡的專業訊息溝通，資料作業的負擔較小。確認發展的設計方案後，設計重點進入收斂階段(convergence)，針對選定的方案進行細化，也因此設計案的內涵資訊量快速增加，同樣的資料作業負擔也很高，但因為用的是精簡的專業訊息，因此作業效率較高。等到設計進度大約到達預定里程碑時，進入表現階段(presentation)。此時需準備和非專業或是跨專業人員的溝通訊息以作為里程碑必須交付的項目。此時大量的工作投入將專業訊息轉變成為非專業訊息，例如根據平立剖面製作模型與透視圖，並且上材質燈光等等，就是為了讓非專業人員也能充分了解設計方案的內涵。此階段投入大量的資料處理工作，而對設計方案資訊卻沒有甚麼貢獻，甚至在這個階段所累積的大量資料，可能將成為後續階段資料處理作業的包袱。

(revised 2014, 1, 3)

設計合作隨想

最近讀一篇文章"Collaborative design: what is it?", 是由Thomas Kvan 發表於Automation in Construction 9 2000. 409–415.  文中介紹了先前研究者(P.W. Mattessich, B.R. Monsey, Collaboration: What Makes It Work, Amherst H. Wilder Foundation, St. Paul, MN, 1992.)對cooperation, cordination與collaboration的區分，其對三者的定義節錄如下：

1. Cooperation is characterized by informal relationships that exist without a commonly defined mission, structure or effort. Information is shared as needed and authority is retained by each organization so there is virtually no risk. Resources are separate as are rewards.
2. Coordination is characterized by more formal relationships and understanding of compatible missions. Some planning and division of roles are required, and communication channels are established. Authority still rests with the individual organization, but there is some increased risk to all participants. Resources are available to participants and rewards are mutually acknowledged.
3. Collaboration connotes a more durable and pervasive relationship. Collaborations being . . . a.
   full commitment to a common mission . . . Authority is determined by the collaborative structure. Risk is much greater . . .

作者對三者的區分強調三件事，第一是互動關係，cooperation是靠informal relationship，而coordination和collaboration則相對的比較是formal relationship. 第二是決策權力，cooperation的決策權力分散於各參與者，而collaboration的決策權力乃是基於合作的架構。第三是資源與風險的分配，cooperation為參與者各自取得資源並承擔各自的風險，coordination與collaboration則強調資源共享，風險共同承擔的層次提升。

 

這三件事應該都可以歸納成資源取得與風險承擔的關係。

 

首先，所謂的formal與informal relationship其實決定於合作各方是基於那一種互信機制而成立的，例如朋友之間合作憑藉的是道德與人性，破壞合作的行為可能讓個人在朋友間的信任感降低；建築師與結構技師的合作則加上合約的法律責任，破壞合作的行為會受到法律懲處；事務所設計團隊則有雇用關係來確保合作關係，破壞合作的行為可能影響升遷或者受雇。換句話說，這三者的區隔可以用賽局中行為決策與回饋的關係來描述。

 

第二，決策權力是指資訊流動的模式，也就是在合作過程中，每個參與者決定怎麼採取、處理哪些資訊，送出哪些資訊的模式，事實上也就是賽局參與者各自的行為決策所表現的方式。例如建築師採納某項結構顧問所提的方案，其實就是決定從結構顧問取得哪些資訊，並對業主送出哪些資訊，結構顧問和業主也分別做出其資訊取得與輸出的決定。

 

第三就不用說明了，就是談資源取得與風險承擔的關係。

 

Kvan文中強調設計合作往往不需到collaboration的層級，更常見的是cooperation的形式。collaboration不必然是比較高級的合作形式，事實上過多的資訊交換與過少的資訊交換都是不好的合作形式。好的合作應該是憑藉者少量的資訊交換，卻能得到複雜的形式結構，所謂的複雜的形式結構可以用其結構所蘊藏的資訊量來表示。有些設計合作的研究者以合作成員資訊交換的形式數量來論斷合作的成效應該是不對的方式。資訊交換代表資源的耗損，應該是降低合作成效的因子，合作成果本身蘊含的資訊量才是提升合作成效的正面影響因素。當然必須有適當的資訊交換才能產出豐富的資訊，資訊交換、合作成果與合作成效三者關係就像成本、獲利與投資效益一樣。

 

設計合作的成果就是設計作品成型過程中各階段的資訊。設計作品所內涵資訊量會與解碼的機制有關，就像人體結構是在胚胎發育過程中個別細胞解讀基因所蘊藏資訊而形成。人體結構的複雜度遠遠超過人類DNA所蘊藏的資訊量所能描述的層次，代表胚胎發育過程中大量的資訊被投入，整合到人體結構之中。受精卵所發展出來的人體，再也不是區區DNA所能描述的了。以建築師與結構顧問的合作為例，其合作的成效是基於建築物生命周期後續階段中，包括未完成之設計階段，營造與使用，甚至更新拆除過程對設計的解讀所產出的資訊相關。一個恰當的結構系統對於建築物管線的設計、工程的進行以及建築外觀、安全、空間使用，建築物的更新維護與拆除回收都能反映出適當的平衡關係以達成最高的效益。而維持這種平衡關係就是最高資訊內涵的表現。自然界與人造物大多有趣而複雜的現象都是因為系統中達成某種平衡關係而產生的，例如飛機平穩的飛行，體操選手精采的翻滾動作，天上的雲在某個特定高度出現某種特定型態都是透過某種平衡關係而表現出來的，而這平衡關係背後代表豐富的資訊內涵。複雜系統未必繁複，飛機平穩的飛行看似單調無奇，其實內涵豐富的資訊；建築物簡單樸素的結構也可能是建築師與結構顧問成功合作產生的傑作。

 

Carnegie-Mellon University的教授Luis von Ahn(http://www.ted.com/speakers/luis_von_ahn.html)在TED有一個演講談到如何用網路促成大量人的合作 Massive scale online collaboration(http://www.ted.com/talks/lang/en/luis_von_ahn_massive_scale_online_collaboration.html)非常有趣，也值得我們參考。其公司利用CAPTCHA結合七億五千萬人的力量進行印刷書本的數位化工作。這是一個極端的例子，因為書本可以被拆解成個別的單字，數位化後再整合起來。建築設計與構築會困難很多，因為建築物各部份可能都是相關的。自然界的現象如白蟻築巢與胚胎發育告訴我們大量參與者的合作可以完成的任務，其複雜度遠遠超過書本的數位化。massive collaboration關鍵就是合作動機以及資訊交換，動機是越大越好，而資訊交換則是越少越好。每一個參與單元可以不必通盤了解全局，甚至不必了解絕大多數其他參與單元所做的事情，其關鍵之一是每個參與者在執行任務時會受到其執行環境的影響而有所變化。換句話說，就是每個單元會從環境中蒐集某些資訊，加以分析後決定其行為模式。

上圖是巴黎哥德式建築(Musée de Cluny)內部所呈現出來的結構，這個已經存在超過五百年的石造建築結構應該可以算是建築師和營造團隊成功的設計合作成果。如果是在二十一世紀蓋出類似的構造，也可以做為所謂數位建築的範例，展示如何以CAD和CAM的技術創造複雜曲線的建築構造。我們試著想像一下，在五百年前建築師與營造團隊如何進行協同作業? 有可能是依靠複雜詳盡的三維圖面來進行嗎? 他們必定是透過極為簡單但有效率的專業溝通語言進行協調，而其設計必須整合千百年來所累積下來的營造經驗才可能成功。這種專業溝通語言讓不同的匠師所製作的構造單元能夠準確的吻合，讓建築師對造型的理想與結構現實考驗能夠達到平衡。
讓我們問兩個問題，

1. 形式設計與營造如何整合？
2. 這樣的結構有沒有可能用大量合作的方式來設計並建造完成？

領域、權力與資訊

領域的區隔是基於空間的權力，而空間的權力與資訊有密切的關係。印象中多年以前讀過一本書把空間權力區隔成幾個層次，我覺得很有幫助。很抱歉已經不記得書名與作者，也不記得畢恆達的空間就是權力是如何談這個問題，也不確定原著所講的是否就是這樣。總之以下是已經在歲月中模糊的記憶，或許參雜部分個人的想法，我無意剽竊他人的智慧財產，但如果必須把與想法有關的所有來源一一註明清楚，恐怕是不可能的任務，因為我不認為自己有任何的想法純粹是原創，完全沒有受惠於前人所建立的文化。總之，從空間的權力分成以下四個 層次 來看領域，似乎是有幫助的一種看法：

• 窺視的權力：不只是可以看得到，而是可以毫不顧忌的觀察。例如上樓梯時有時可能沒有任何東西阻擋你看到著短裙女孩的私密空間，但這並不代表你對這個私密的空間擁有窺視的權力。在辦公室中的個人工作領域即使沒有隔板阻擋視線，但恣意的注視可能會被認為是一種領域的侵犯。到朋友家作客，掛在客廳牆上的相片可以細看，但架上的相簿沒有主人的邀請或許不應該擅自翻閱。窺視是一種獲取資訊的方式，事實上除了視覺外也可以進一步談其他感官的資訊來源，例如碰觸的權力，有些空間或物品是可以看但不能摸；甚至嗅聞與聆聽的權力，不過沒必要分得那麼細，大約是與是否被許可用感官直接取得領域中的資訊有關。

• 進入的權力：先前談到空間與資訊處境有密切的關聯。進入一個空間，表示可以進入這個空間以分享其資訊處境，例如可以看到某些人，某些東西，某些事件，並且可以在這個領域中移動位置以取得想要的資訊處境。擁有進入某空間的權力自然也就擁有某部分窺視的權力，但是其空間設計與使用的方式仍然可能意味著某一部份的空間屬於更高層次的領域，而不得窺視。學校的辦公室一般而言是對來訪者開放而友善的。有一次我進入某大學科系的辦公室，在等候期間不自覺得對一份文件好奇而注視，突然意識到這可能不是一個外來者適當的舉止，雖然這份文就被放置在身邊的櫃子上攤開著。

• 更動的權力：比進入的權力更高階的是更動該空間內資訊處境的權利，例如門窗的開關，物品的擺設，座位的安排，檔案的放置等等，但基本上只限於原本就可以活動的物品，不會對這個空間造成長時間影響的更動。
• 改造的權力：這一級的權力就是可以對固定的設施加以改造，例如隔間、開口與各種裝修。通常這類型的改造都具有長時間的影響，變動空間中領域的區隔，改變空間使用者的資訊處境。

以下縮排文字引用自　PhoebeHuang (http://blog.yam.com/phoebehuang/article/130413)
的部落格

......我發現隨著階層的不同，位置與方向也會有所暗示。

我們辦公室的電腦都是放斜的，也就是說面對電腦的時候，身體會轉向左邊或右邊45度，我的隔壁的同事，自然會看到我使用電腦的狀況。比方說，我的電腦如果是擺在我桌上的右前方，如下面這張照片：則我左手邊的同事，就會看到我在收信什麼的。這樣的地理位置，其實也不會怎麼樣，而且上班其實要摸魚打混的時間並不多，所以一切也都還好。但重點是，通常公司安排座位，都會將我左側的人，安排為我的主管。這樣主管會比較知道我正在做什麼事情，比較好掌握工作的進度。話是這麼說沒錯，但是冥冥之中就覺得自己是被監視的，而且不能說「你侵犯我的隱私權」，因為他是你的主管，他要注意你的工作內容也是天經地義的事情。但從空間就可以看得出來，誰監視著別人，而誰又被監視。後來今天去了集團內的另一家公司，發現他們更沒安全感，因為他們不是左後方有人盯著你看，而是正後方。人的眼角餘光最多也就170度左右（TBC），也就是說，監視者一直在後方從事他的監測行為，而被監視者完全無法察覺坐在他正後方的長官在打量什麼。所以，即使這不是我的公司，我也大概分得出來，誰是老主管、小主管、一般職員。......

這段敘述很清楚的描述權力和資訊之間的關係，權力的本質可以說就是取得較佳資訊處境的機會。至於領域的建立則不只牽涉到資訊的取得，也牽涉到資訊的傳達。資訊處境不只包含取得資訊的成本節構，也包含傳達資訊的成本結構。狗小便就是一個很好的例子，這部分請參閱部落格中另一篇文章，各種文化所發展出來的許多建築型式，如牌坊、紀念碑等也都和領域的宣示有關。資訊的傳達和演化極為相關，資訊取得可以說和生存的機會比較有關，而資訊的傳達通常和生殖的機會比較有關，而生殖和生存比較起來，恐怕生殖的機會在演化的角度來看時，要比生存的機會更值得爭取。雄孔雀絢麗的羽毛就是一種傳達資訊的媒介，其演化上的緣由大概就是因為生殖遠比生存更為重要吧！

以資訊作業的角度看建築資訊建模與設計實務之衝突與可能的化解方式

專業分工是建築設計實務上非常重要的原則，是經過千百年前人所傳承下來的經驗與智慧所建立起來的。專業分工最重要的目的就是把與建築相關的複雜資訊做適當的分割，讓各個專業能夠適度的獨立作業，又能透過適當的介面讓建築師進行整合。在程序上能夠配合與業主的溝通及決策，盡量讓每一個專業參與者不會因為決策的細化或者變更而徒勞無功。現行的建築設計實務同時也兼顧了各專業與業主各自的立場，透過合約與互信關係的建立讓每一個參與者都可以在其可以承受之風險壓力下安於其作業。資訊技術的改變勢必對此傳承已久的專業產生衝擊，建築設計相關知識的供應鏈會出現結構性的變化，在變化過程中產生的衝擊與可能的化解之道就是這次專題討論的主題。

建築資訊建模（Building Information Modeling）是一種對於建築設計資訊處理的理想化概念，被提出來後短短幾年之間成為無可抗拒的趨勢。相對於其在實務界飛快的推展速度，事實上就資訊處理的概念與技術而言，並沒有與之相對應的突破。各種與BIM相關的應用軟體，都是基於上個世紀八零年代所發展出來的物件導向程式設計的技術與概念，加上電腦3D圖像加速技術所開發出來的應用系統。就以物件導向的技術而言，現階段BIM的技術應用也僅限於以物件屬性為主的資料結構，對於物件導向技術概念中非常重要的程序性資訊的封裝並沒有深刻的討論與應用。而建築設計程序性資訊的整合可能就是化解目前BIM在建築設計實務應用過程中所可能遭遇之困境的關鍵。

傳統的設計表達方式以建築物之造型、構造與材料之規格為主。建築師的任務就是把預期完工後的建築物之關鍵性規格以圖面等各種施工合約文件表達出來。建築師表達設計的方式可以說是一種宣示性的資訊，著重在所完成物品最後的樣貌。相對於此，廚師描述一道菜色的方式則是以食譜來表示，著重的是程序性的資訊。以水餃為例，應該沒有任何一份食譜會把水餃的構造用專業製圖的方式精準的畫出來，也不會有任何一家餐廳會以各道菜色之平立剖面的規格來建立其廚房的作業規範。目前建築專業圖面繪製的工具都是以描述宣示性資訊為主。即使是基於物件導向之概念與技術所開發出來的BIM相關工具而言，對於程序性的資訊也僅只於零碎片段的紀錄。

建築師的設計流程中有極為豐富的程序性資訊，然而在現有繪圖工具的限制下，對其僅有零散的紀錄，真正保留下來的只有最後的繪圖結果。程序性資訊流失所需付出的代價就是設計修改時作業成本暴漲，以及設計溝通過程中所整合之跨專業資訊可能在後續修改過程中產生錯誤、缺漏或矛盾。設計過程是一種資訊與資料累積與整合的過程。資訊與資料的累積並不是對等的。專業的作業流程必須使用極為精簡的表達方式，也就是以少量的資料表示大量的資訊，才能保持設計過程的作業效率。在每一個設計階段的初期是屬於資訊快速累加而資料非常精簡的專業作業流程；而在設計階段的後期，資訊累積速度趨緩而資料累加數量大增，主要因為必須準備在跨入下一個設計階段之前和業主以及其他專業團隊進行溝通。此時必須加入大量的資料以克服溝通上的專業障礙，而這些資料卻對本身專業資訊的投入沒有貢獻，徒增設計作業負擔。這些投入的資料反過來造成溝通後設計修改成本的增加。

衍生式建模（generative modeling）是一種基於與一般電腦繪圖與建模截然不同的概念所發展出來的技術。其概念可以溯源自上世紀電腦圖學的初期發展，然而在個人電腦盛行的年代並未成為電腦輔助繪圖的主流。衍生式建模的特點就是以程序性資訊為其主體，經過電腦的解讀運算之後才衍生出圖面與模型。在建模過程中，電腦以系統化、結構化的方式記錄設計師的設計流程，因而可以在後續階段回溯前期的設計決策並加以修改，再讓電腦重新衍生出修改後的圖面與模型，提供做為檢討與溝通使用。在設計修改過程中，建築師幾乎不需要付出任何資料處理的代價。衍生式建模的另一個特點就是往往可以用極為精簡的資料來表示複雜的幾何形式，也可以將專業資訊整合到建模流程之中，讓後繼的操作調整不會影響到前期的決策。衍生式建模可能極為適合用來做為跨專業的溝通語言。本專題討論將以操作實例來說明此概念和技術如何在建築師進行設計整合與溝通過程中，協助其克服資訊作業上的衝突。

圓頂的構造 An example of geodesic dome by Grasshopper

常常看到同學作設計時以地球儀的方式來畫圓頂構造．其實圓頂構造如果以Bulkminster Fuller（參照　http://en.wikipedia.org/wiki/Geodesic_dome）於1926年提出之數學建構方式設計，在結構與工程上，甚至外觀上都可以更好。

模仿地球儀的構造可能是最直接的，不過在垂直向度上，各角度經線最後集中在南北極的兩個點上。如果直接以經緯線作為結構的支撐，顯然這是極不合理的構造。最好的結構系統應該沒有任何部分的結構強度相對於其可能受力是過強或者過弱。過強是浪費，而過弱則讓整體結構安全性下降。圓球是極為對稱的造型，而地球儀般分布極為不均勻的構造方式不可能是合理的。如果以半球形圓頂為例，地球儀構造的重量集中在最高點，其強度沒有發揮的機會，而其重量造成下層結構的負擔。

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上圖是從wikipedia連結的圓球，以繪製地球儀的方式繪製。可以看出構造上最密集的地方就在南北極兩個頂點。另外一張上圖也是從wikipedia連結過來的圖片，是以Fuller提出的幾何結構畫出來，一個近似圓球的多面體。依據Fuller的方法，這個多面體可以無限制的依照需求加以細緻化為更接近圓球的造型。

一般的電腦繪圖系統可能沒有提供這種geodesic dome的繪製功能。我用Rhino Grasshopper建了兩個component。(下載檔案) 第一個是繪製一個二十面體(icosahedron)，也就是geodesic dome的基本型。第二個component是以visual basic在grasshopper中寫出，可以對以mesh表示之二十面體或其他的多面體加以細化成更近似圓球的多面體，其結果以mesh表示。以下就是程式產出的結果，分別是經過0次，1次，3次與5次的細化。細化的次數在理論上可以沒有限制，但第五次細化後已經有20480個三角形，所以這個程式把上限設在5次，如果需要更高階的細化只要進入程式改一下就可以了，能執行到多高階的細化就看電腦的速度和記憶體容量了。這種構造乍看之下是由許多正三角形構成，但實質上不管是多細緻的geodesic dome，整個圓球只有二十個正三角形，就是從其原型正二十面體的二十個正三角在細緻化過程其對稱性未受破壞而保留下來的，其餘的所有三角形都有不相等的邊長。幾何上不可能由正三角形來構成近似圓球的曲面，因為圓球的高斯曲率大於零，環繞在同一個頂點的三角形角度的總和必定小於360度。如果是正三角形60度的角，六個正好是360，五個又太小，只能形成像二十面體一樣的多面體，和圓球曲面有很大的差距。（台灣大哥大的球形標誌就是一個錯誤的例子，以六個正三角形環繞頂點的近似球體是不可能被實際建構出來的，因此如果該公司想要將這個標誌製作成實體的話，其構成的三角形必定不等邊，比例上大概也不太好看）Geodesic Dome細緻化過程是一種對稱性破壞的過程，越細緻的圓球需要越多種不同長度的桿件來組構。

下圖也是引用自wikipedia，是Fuller於1967年蒙特婁世界博覽會所設計的美國館，是一個直徑60公尺的3/4圓球，由雙層　geodesic dome構成，結構極為輕盈，遠看就像肥皂泡一樣。

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菁英學校的迷思

最近對於十二年國民教育是否該用考試篩選學生有許多討論，我認為最重要的問題卻始終沒有被注意到，以下整理自過去對於這個議題所做的筆記。

「把菁英集中起來到菁英學校培育，會讓他們獲致更大的學習成效。」這是迷思，也是堅持菁英教育者的謊言。

就以建中為例，能進入建中的學生可能都是經過考試認定是前百分之一的菁英，而建中大概也不可否認的是所謂的菁英學校。這些菁英的學生經過建中三年的培育之後，理應在下一次菁英評定測驗中獲得更大的成就。所以我們有理由預期建中的畢業生應該少有例外的，在大學學測與指考時有前百分之一的菁英表現，而且甚至應該更大幅的領先其後的百分之九十九。但事實似乎並非如此，有很多附中、成功甚至名不見經傳的高中生在大學招生考試時表現得比許多建中學生更傑出！所以到底怎麼回事？家長們把前百分之一的菁英國中生交給建中培育三年，卻反而讓其中一部分不再是前百分之一的菁英？或許不能苛求百分之百的成功率，但若以企業的品管標準而言，建中的教育是成功的嗎？我們應該檢討的是這些建中學生經過三年高中教育後有多大百分比例不再是同樣由考試所認定的菁英，而不是去強調建中學生有多少比例考上菁英大學，讓社會大眾以為學生進入菁英學校真的對其學習有更大的幫助。我想請自認菁英學校的校長，在爭取保留以考試成績篩選學生的同時，可以留意一下有多少學生在接受貴校三年的菁英教育之後，卻淪落為「非菁英」？

考試可以是鑑別許多能力特質的有效方法應該是無庸置疑，但問題在於，到底具備哪些能力特質才是「菁英」？或者甚至更基本的，到底為什麼我們要在實施「十二年國民義務教育」時鑑別出所謂的「菁英」？如果不能回答這個問題，那即使不考試，改用其他各種五花八們的鑑別方式，不論是會考或是在校成績、幹部社團才藝又有甚麼意義？方式越複雜恐怕結果會更負面，最後還是要回歸最簡單明確的考試。

鑑別的目的就是在差別待遇，或者換正面的說法就是「因材施教」。以各式各樣的方法區隔出具備不同特質的學生，實施特化的教育似乎是不可挑戰的主流價值。我們在試圖培育具備體育才能的學生時一向採取這個辦法，例如我們所驕傲的棒球、拔河、射箭與跆拳。這些具備非常可貴特質的學生被挑選出來集中訓練，在其應該接受義務教育的時候，實施極其窄化特殊教育，專注於特定的才能而忽略其他的項目，更可悲的是，剝奪他們與具備其他特質的學生相處、共同學習的機會。我們培養出世界級的王牌選手，卻沒有看到有更多同樣具備才華，但沒有相同機運的孩子跌跌撞撞走入社會，不知所從，因為他們所受到的特化教育，不能幫助他們適應這個多元，且快速變遷的社會。我們有能力培養出王建民，卻沒有條件可以讓他在台灣有最好的發展機會，至於其他的棒球選手，或甚至其他最後未能成為棒球選手的體育資優孩子，就能為他們提供好的發展機會嗎？

我們對待學科能力資優孩子的方式，其實和對待這些體育資優孩子沒甚麼不一樣。用考試或任何方式鑑別出來之後，就集中起來進行特化教育，在他們應該接受義務教育的同時，讓他們只在將來的考試範圍上學習。更可悲的是剝奪他們和具備其他特質的學生相處與共同學習的機會。這些孩子將來就是社會的中堅，我們期待這些孩子在接受隔離式的特化教育之後，將來參與多元而快速變遷的社會，能尊重和自己不一樣，具備不同才華的夥伴和諧共處，合作？我一點都不驚訝會有菁英學校的學生認為考試成績不如他們的就是人渣，因為這就是我們所教的。

我曾在捷運車站聽為兩個高中生的對話感到憂心。那是個周末放假的時間，其中一位學生指著前面一群穿某明星高中制服的高中生，以不屑的口吻說，連我們都沒有穿制服出來，他們某某高中出來玩還穿制服？對其以聯考成績區別人的等級不感覺絲毫的不自在。經過學科能力篩選的義務教育所造成這樣的價值觀對社會有很大負面的影響，對這兩位學生而言這不叫自信，這叫做歧視，與種族歧視和性別歧視沒甚麼不同。一個自信的人會重視自己的價值，也會重視別人的價值。這個社會需要多元的人才，更需要具備不同才能的人彼此尊重包容，才有可能實現多元和諧的社會。以學科能力為標準建立的菁英高中完全不能為社會培養出這樣的人才。

把特殊才能的人才集中起來教育會提高教學效率，但不應該是全面影響其學習環境。也就是說，我們希望孩子將來適應多元的社會，就應該在其接受基本教育的時候給他們多元的學習環境。其教育應該還是以混質學習群體為主，讓各年齡的孩子都能接觸到具備其他特質的孩童，也了解尊重每個人的特質，而不是建立單一的價值取向。在混質學習的基礎上，特定的科目可以提升其層級，和更大的學童一起學習。例如數學資優的高中生可以到大學修課，而不是到補習班重複練習他們早就學會的題目，這樣他們除了能學習更適合他們程度的學科知識外，所接觸到的還是多元的。

不只是學科資優與體育資優，包括音樂與美術也是如此。音樂資優的孩童長大後不見得都是不食人間煙火的藝術家，或者四處表演的專業演奏家，有可能他們會成為社會音樂的種子，小學的音樂老師， 或者社區合唱團的指揮，而這樣愛好音樂的社會自然就會成為培養傑出音樂家的沃土，這樣的社會發展才真正是永續長遠的。利用特化教育把這些有天份的學童隔離，只會讓他們脫離社會，最後形成所謂的菁英文化自顧自憐，感嘆社會大眾沒有足夠的水準，接納高素質的文化活動。

學科資優的學生被視為是為國家社會掙得諾貝爾獎的人選，把這樣的小孩像帶棒球選手一樣專業化的教育來帶，是否就能如願贏得諾貝爾獎？窄化的學習環境帶來的是窄化的人格教養，將來在面對社會多元價值時，少不了激烈的衝突。

再回到何謂菁英這個問題，考試成績好是否就是菁英，菁英要如何教育？在快速變遷的社會，真正的菁英是能夠快速而主動學習，不只是解決問題，而是能發掘問題，並且能領導、協同夥伴共同解決問題。這些能力沒有一項是考試能夠鑑別出來的。甚至在以考試成績為主導價值的學習環境中，具備這些特質的學生可能反而沒有機會受到肯定與鼓勵。在我們的教育環境下，學生在學習時最關心的可能就是「這會不會考？」以及「這是不是標準答案？」。等到他們在接受高等教育，甚至進行研究，或者踏入社會職場時已經習慣在被限定的範圍內思考，並且期待更高的權威給予標準答案。能夠發掘問題並主動學習，甚至領導協同其他夥伴共同解決問題的學生並不需要被集中起來教導。把這樣的學生集中起來會讓他們喪失學習的機會。在資訊發達的學習環境，主動學習的學生不是只有透過學校、老師與教科書來獲取所欲求的資訊，考試導向的課程不能滿足他們的需求，學校、老師與教科書也不應該是他們獲取資訊的唯一管道，考試成績更不應該被設定為他們應該追求的目標。在有限的資源分配下，學校與老師更因該關注的是那些比較不具備主動學習特質的「非菁英學生」，因為老師與學校的關注正可以帶領他們獲得更好的學習成果。對於菁英的學生，只要提供資訊暢通的學習環境，就請家長、學校與老師們高抬貴手，不要再用各式各樣的考試來限定他們的學習範圍與思考方式。

要實現十二年國民教育，恐怕不是「考試」或者「不考試」的問題。關鍵是我們的社會能不能接受不篩選學生的菁英學校？也就是說如果建中接受沒有經過任何條件形式的篩選，只用抽籤決定的學生，經過三年的培育之後確實獲得重大的教育成果，培育出超乎比例的「菁英」，那我們就可以確認建中確實是培育菁英的搖籃。家長們能不能接受他們的孩子以抽籤來決定能不能進入建中這樣的菁英學校？社會能不能接受所謂「公平」的原則可以透過這個方式來執行？

數位媒材對建築設計工作室中同儕間協作與溝通的影響

在過去手繪圖面與模型的年代，建築設計工作室是一個同儕互動的場所．除了因為長時間在工作室共同作業而引發的同步互動之外，四處散佈的工作圖面與模型也成為非同步互動的資訊媒介．進入電腦繪圖年代之後，大家的圖面與模型都在電腦裡面．電腦即使開啟，其可見的圖面或模型也侷限於螢幕或者投影．設計工作室同儕之間互動的模式因為媒介的轉換而改變了．其可能的影響如下：

1. 首先，工作空間中不再隨處可見能夠傳達設計意念與訊息的圖面與模型，因此工作室中隨機引發的互動行為中，由於缺乏外在資訊媒介的引導，溝通過程中與設計議題相關的資訊交換之深度和頻率都可能降低．工作室的空間可能不再是同儕之間設計構想與資訊交換的主要場所．
2. 工作室中散佈的工具、圖面、模型、半成品與材料都是同儕活動的印記，讓每一個工作室的成員了解自己的設計與工作進度和同儕之間的關係，進而產生自覺或者非自覺的協調性行為．這種溝通方式可以類比於螞蟻在其活動空間中依據所遭遇的狀況，如覓食、敵對等，而在其行徑留下的各種化學印記，甚至結合其與同伴遭遇時的動作模式來傳達複雜的資訊．
3. 刻意安排的溝通活動（如評圖或者上課）如果是以投影畫面為主，也會產生溝通模式的移轉．投影畫面是以時間序列進行，由發訊者主導畫面的順序與時間，在空間的安排上也會透過光線的控制與座位的安排讓收訊者的注意力集中在投影的畫面．與此相對的，陳列於空間中圖面與模型則可以由收訊者者自由的選擇並決定讀取的速度．即使在有發訊者主導的情況下，收訊者也可以自由的轉移其關注點於其他圖面或模型上．
4. 數位媒材的特點之一就是同儕之間的溝通比較會有認知層次上的差異．最簡單的溝通是資料的交換，不牽涉到發訊與收訊雙方認知或意念上的流通與刺激，而純粹只是資料的傳輸．傳統的資訊媒介在複製或再利用的過程都需要受訊方的認知活動，因此不牽涉到較高層次認知活動的資料交換發生的比例較低．數位媒材的使用則可能會有設計者引用了大量的外來資料，卻對其所傳達之資訊內容僅牽涉到極低的認知層次．
5. 數位媒材的優勢之一在於建置、複製與轉換的成本極低．設計過程中從蒐集、處理到表現與儲存管理都非常方便．設計過程的成本結構的改變讓同儕之間的溝通互動可以有產生更大效益的潛力．
6. 數位媒材作為設計溝通的媒介可以跨越時空的障礙，虛擬的設計工作室可以成為更不受時空限制的同儕互動場所．