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2010年11月12日 星期五

智慧空間設計的一些觀點

任何運用現代化資訊技術的物件、裝置或者空間設計往往被冠上智慧的稱號。智慧是一個難以界定的概念,幾乎任何試圖要界定智慧的嘗試都會面臨無法自圓其說的困境。說不定智慧本來就是一種不可限定的複雜現象,不能被更簡單的框架式敘述約化,也不能被任何教條宣示侷限在特定的範圍之中。本文無意也無法回答何謂智慧這個問題,僅試圖討論一些可能與智慧相關的議題,希望能讓設計者能藉由這些概念性的討論獲得一些靈感的啟發。

設計觀點

簡單來說,智慧化的設計必須對外界刺激有回應能力。以此為智慧最基本的條件幾乎是不能夠再有所爭論了。問題是對外界刺激完全沒有回應的物件,就哲學的觀點來說,乃是在邏輯上自我矛盾的陳述。因為對外界完全沒有回應能力就不能視之為「存在」。即使是目前物理學家都還不知如何偵測的所謂「暗物質」,也依然透過重力來影響其他物體。任何存在的物體都會對外界的刺激有所回應,不論這刺激是來自於人為或者自然環境。對外界刺激完全不回應的物體是不存在的。這個弔詭的論點告訴我們不能自滿於所謂回應的能力,關鍵可能在於必須判別其回應的方式是否具備智慧的特質。所以我們可以說某設計能夠對外界的刺激展現出有智慧的回應就叫做智慧。這句話並不完全是廢話,因為它指出了瞭解智慧的一個重要的方向,就是物件回應外界刺激的方式。

一個木門在被敲打的時候會回應以敲門聲,這聲響透露出門外訪客的存在,門成為訪客與主人的溝通媒介。對大多數人而言,這種回應沒有絲毫智慧可言,沒有人會因此認為這個門算是一種智慧化的裝置。如果有一位設計師注意到這個現象,也能體認敲門聲所帶來的資訊對門內的居住者的重要性,於是在門外安裝攝影機拍攝訪客的臉孔,用臉孔辨識的電腦程式分析比對所有曾來訪的訪客影像後,以電腦合成輕柔而帶有磁性的聲音告訴主人某某某在門外。主人可以用語音指示開門與否,也可以退一步讓電腦用人工智慧自動幫主人判定是否應該把門打開。這樣的一種門肯定是智慧化設計了。如果我們都同意回應的方式是判別智慧與否的重要特徵,那麼就要比較一下砰砰砰的敲門聲和輕柔而帶有磁性的電腦合成聲音為門內居住者所帶來的資訊,其精確性與內涵是否具有深刻的意義。如果我們事先建了完整的資料庫和很棒的臉孔辨識程式,而且又沒有人刻意用照片或面具欺騙的話,電腦的表現肯定是精確多了。電腦門透過影像分析合成輕柔有磁性的聲音報出訪客的姓名,應該遠勝於木門砰砰砰的敲門聲。Bingo,電腦門和木門智慧競賽的勝負已定。

電腦的運算能力顯然是的這個智慧競賽的關鍵。不過這個世界並非只有電腦能夠運算,事實上這個世界上的每一樣物件都具有運算能力。就以智慧競賽的失敗者「木門」為例。在敲門過程中木門做了極為複雜的運算,包括把訪客指關節敲擊在木板上的力道、節奏轉換成振動,再透過木門空心部位產生共振,最後發出由多重泛音所構成,具有豐富音色與深度的聲音。敲門者可以使用手掌不同的部位或者物品敲擊,隨著敲門位置、力度以及與門板接觸的時間長短、面積而改變音量、音色與節奏。一個有良好共振效果的木門可以媲美管弦樂團的打擊樂器而發出美好的樂音。這個從訪客手部肌肉的運動到美好樂音的資訊轉換絕非一個簡單的電腦程式可以達成。透過一個木門,門內的主人聽到敲門聲知道訪客來到,也可以透過敲門聲音的大小、節奏而猜出某些訪客的身分,甚至心情。敲門聲不能用來辨識每個人,但對於主人而言,某些特定的敲門模式除了告訴他某人到來,還可能以一種比電腦溫柔磁性的語音更直接的方式觸動深層的情感反應。一陣急促有力、含蓄沉穩、或是有特殊節奏的輕快敲門聲,對主人而言,所傳達的訊息可能比溫柔磁性的合成語音更動人,更有意義。除此之外,這位訪客知道門內的人聽到這特別的敲門方式就知道他的到來,也可以體會到彼此之間形成一種特別的默契,是影像辨識和語音合成程式無法取代的。他也可以在慣用的敲門模式上增添一些變化,以便讓宣告他到來的敲門聲不再是無趣的例行公事,而是每次都可以帶有驚奇的創意。每一次這樣透過敲門聲的溝通,都可以在無形中讓這兩人的關係增加一分情趣。而這樣的敲門溝通方式可以不用事先設定或是規畫一套溝通協定讓雙方遵守,也可以隨著時間而改變、演化。複雜而功能強大的電腦運算真的是達成智慧化設計的神奇藥方嗎?電腦把訪客影像轉換成姓名語音和木門把訪客手部動作轉換成具個人色彩的敲擊聲這兩種轉換資訊的方式究竟是真的有智慧層次上的差別,還是我們個人的偏見與迷思?

前面的討論故意漏掉了一個重要的線索,就是電腦門不必等待訪客動手敲門,而是主動拍攝訪客的影像進行辨識。在這裡「主動」就成為智慧化設計的神奇藥方。不過問題是攝影機並沒有「主動」去拍攝訪客的影像,攝影機只是打開光圈,「被動」的接受從鏡頭射進來的光線,就像木門靜靜等待訪客的手一樣。如果我們非得用主動這兩個字來強調電腦門智慧特質的話,倒是可以在門上裝設一盞燈。於是電腦門就可以「主動」射出光線,照在訪客臉上後再反射進入攝影機的鏡頭。這樣一個為「主動」正名的動作,究竟可以增添多少智慧的色彩?這是一個值得我們好好想的問題。

很多年以前,以踏墊感應的自動門開始出現在新潮講究的商業空間。這在當時是一種新穎的空間經驗,讓許多小孩甚至大人受到好奇心的驅使,不斷與這種門博鬥,直到新鮮感消失為止。從用手把門推開,到腳踩踏墊而門自動打開,手推與腳踏的差異是否可以作為這兩種門智慧化程度的關鍵區隔?踏墊感應的自動門經過一段時間之後,逐漸被以紅外線偵測移動物件的自動門取代。腳踩踏墊不再是與自動門溝通的方式,任何人或物件只要進入其偵測範圍之內,門就會自動開啟。從腳踩到不需碰觸的紅外線偵測這樣的差異是否又可以作為這兩種門的設計之智慧化程度的區隔?遙測或者遙控的能力是否與智慧化有重大的關係?要追根究底的話,當我們腳踏踏墊時,所謂的碰觸其實是鞋底的原子與踏墊的原子隔著一段距離透過電磁作用力相互推擠而產生的物理現象。這與兩塊磁鐵隔空相互吸引或推擠,或者無線電波隔空傳遞資訊等遠距的現象,除了距離尺度的差異外,在本質上並沒有差別。許多設計或許因為應用了遙測遙控技術而吸引一時的注意,但終究因神秘感消失而不再神奇有智慧。並不是說利用資訊技術來克服距離的限制對智慧化沒有幫助,而是說遙測或遙控的技術並非帶來智慧的神藥秘方,要看的還是如何運用。例如電視的遙控器帶來使用方式的改變,讓看電視的人與電視的互動更為頻繁深入,使人與電視的關係更為緊密,看電視的模式也隨之改變;而冷氣的遙控器往往只是為了避免讓控制器的配線破壞室內裝修,並沒有改變任何使用模式。根據同樣的論點,我們可以說用聲音甚至腦波控制的設備也未必比手動控制有智慧,除非說用了新技術後兩者的互動關係產生了本質上的改變,變得更密切,影響更為深遠。

使用紅外線偵測的自動門許多年後,出現了一種須用手碰觸的「半自動」門,而許多人認為這更是一種比較智慧化的設計,因為這種門不會在不必要時自動開啟,浪費能源。門的設計進化歷程從手推、腳踩、到不需碰觸後,又回到手推,與最初門的設計之差異只剩下動力驅動。這個特質同樣可以帶來神秘感,但神秘感消失之後似乎就與智慧沒有甚麼必然的關係。一個簡單的例子是大部分的冰箱在使用者把門打開,放手後冰箱的門會自動關上。其設計可能是利用稍微傾斜的門鉸鍊,讓門開啟後受到重力的影響而緩慢的關上。這個功能當然也可以使用電力驅動的裝置做到,但從設計的觀點來看,顯然電力驅動的門是沒有意義的多餘裝置。節能是智慧化設計的一個重要願景,我們希望能讓建築物偵測自然環境條件以及使用者使用模式的變化,對建築物的外牆、開口或者隔間、設備做一些主動的回應以減少維持必要物理條件所需消耗的能源。但是除了主動的回應之外,建築物的節能設計有時候也可以使用被動的方式,讓建築物很巧妙的與自然環境中的日照、溫度變化以及風互動,而達到節能的目的。主動或者被動同樣都是達成智慧化設計的手法。

在木門的例子中,具備智慧的並不是這個敲了就會響的門。我們可以說具備智慧的是訪客和主人,但這個看法不會幫助我們有更深刻的體會。如果我們把訪客、主人和門合起來當作一個系統,會發現這個系統從一個簡單的敲門事件開始,引發了一連串的心智活動,而這一連串的心智活動產生的資訊,還有其所帶來的影響遠遠超過簡單的手敲門這個起始事件。讓我們想像這位訪客是位回心轉意的分手男友,門內女孩在聽到這熟悉敲門聲的一霎那,帶有疑慮與期待的思緒澎湃洶湧而出。開門前的遲疑,以及在開門相會瞬間,一個深情的眼神與嘴角就表達了一切。如果這是一齣連續劇中的場景,男主角隔著門用最感人的語調鉅細靡遺的詳述他如何的愧疚不智,而現在是如何誠心的寄望女孩能開懷接納,同時燈光設計師用太陽般的強光從各個角度照射,深怕有一絲陰影讓觀眾錯失了男主角幾近痙攣肌肉牽動下的誇張的表情。這樣的場景設計代表編劇、導演與演員的企圖,就是要用排山倒海的影音資訊淹沒觀眾的感官以引起共鳴。這樣的手法可能可以達到溝通的目的,但是缺乏美感與詩意,或者說智慧與禪。禪宗大師的當頭一棒可以讓徒弟頓悟,不用言語就啟發了智慧。這棒子可不是甚麼充滿智慧的設計,只不過棒子、禪師和徒弟所構成的場景,或者說由三者交換資訊所構成的系統,從簡單的事件起始,卻引發了系統複雜而有深刻影響的資訊活動,最後產出的資訊遠遠超過起始事件。

與禪宗當頭棒正好相反的資訊活動就是從繁複的輸入資料中萃取出簡潔精鍊的資訊。就以先前的例子來說,電腦門的電腦程式可以從繁雜的視訊資料解析出人臉的特徵,並經過比對把龐大的資料化約成簡單的人名。這類的資訊活動往往極其複雜費時,可能也都可以算是一種智慧的表現。而這由繁入簡的資訊反過來能夠再被用來引發系統複雜的資訊活動,而產生無數其他原資料未能展現的變化可能性。這一個由繁入簡再以簡御繁的程序可能可以產生原先輸入資料沒有的資訊。而這樣一個程序可能是智慧活動的一種特質。例如一匹馬在草原上吃草,會同時眼觀四方耳聽八方,再加上鼻子聞著隨風而來的味道。其腦部即時的處理龐大的知覺訊號,並作出安全與否的判斷。一旦判斷為不安全,又必須在衡量複雜的現實狀況後迅速決定逃跑的策略。安全與否是一項再簡單不過的二元選擇,但在這選擇之前的視覺、聽覺與嗅覺資料分析是繁複的資訊活動,而判斷之後決定如何逃跑,又是一項艱難而帶有創造性質的挑戰。

空間觀點

哲學家說空間感知先於經驗而存在,是一種不需學習、與生俱來的能力。任何一種具備移動能力,可以選擇自身在空間中處境的生物都演化出各種本能,可以根據自身的需求尋找最有利的處所。而這所謂有利的處所,除了適合生存的物理條件外,資訊的取得與傳播可能是影響其移動方法與目的最重要的關鍵,是生物在覓食、避難與求偶過程中成功與否的要素。人在空間中的位置決定其所能接收到的資訊,也決定其將資訊散播出去的模式。改變位置與方向就是在改變自身的資訊處境,影響到一個人取得與傳播各種資訊所需付出的代價。例如一個職員在辦公室內隨時可以和他的同事說話;此時其上司坐在走道盡頭靠窗的位置,正抬頭看著所有的部屬。如果這位職員要見董事長的話,則要搭電梯到更高的樓層,通過秘書和助理的安排先在會客室等候。空間設計必須深切的考量其使用者的資訊處境,讓每一位使用者在適當的時間適當的位置取得適當的資訊處境,以順利的處理其該做的事情。這種對空間感知,以及藉移動尋找適當的資訊處境是最原始的本能之一,直接影響到每個人的情緒感受,也受到情緒感受的驅使,不必透過理性的認知思考。

資訊處境的影響層次不僅止於事務與功能的需求,更進一步深入人的情緒和本能反應。其原因是資訊處境深刻的影響到生物覓食、避難與求偶的成功機率。在漫長的演化過程中,具備較佳資訊處境敏感度與直覺反應的生物往往有較大的機會將這個特質傳留給下一代。好的空間設計可以塑造合宜的資訊處境,讓在其間生活的使用者感覺到安心舒適,甚至沉醉在空間中所傳來的影像、聲音,以及所觸摸到的質感。空間設計師透過對各種界定空間的建築元素、設備與家具的規畫,決定使用者在其間可以接收到甚麼資訊,以及可以用甚麼樣方式被甚麼人看到與聽到。資訊是每一種動物選擇其空間處境的最重要考量。例如一位總經理選擇背向窗戶而坐,讓自己隱身於背光的對比,而讓窗外進來的光線照射在訪客臉上呈現出最細微的表情特徵;舞台燈光設計讓主要的表演者可以在舞台上佔據最明亮的位置以成為視線的中心焦點;這與獅子隱身於可以窺視獵物的灌木叢中,以及求偶的雄性動物不惜血戰爭搶最受矚目的地盤可能源自於同一種生存的本能。資訊處境決定我們對空間的認知與位置的偏好,而這個本能進一步和我們的生活歷練與文化素養結合,讓我們可以享受詩般的空間意境。簡言之,空間設計就是資訊設計。

人是生活在自然環境的動物,人的感官知覺就是為了要感知周遭環境的各種物理條件而生。建築工藝的發展讓人大致上可以藉由環境控制脫離風雨冷熱的侵害。然而由於建築物的量體越來越大,讓內部的空間與外部自然環境接觸的表面積比例上相對減少。現代居住空間的冷熱、明暗與乾溼等物理條件往往依照人為設定的模式加以控制,逐漸脫離自然環境的影響。然而漫長的演化歷程早已將人塑造成對環境充滿好奇心,喜歡嘗試新奇的經驗,而不願長久安於固定模式的生物。我們喜歡冷熱適中、乾爽舒適的生活空間,但我們對居住空間的期待不能完全依賴最佳溫濕度、音響或者空氣中化學成分來設定量化指標。能夠體驗冷暖變化、日夜與季節交替,有風、有雨、有陽光才是適度親近自然環境的健康生活。能夠讓居住空間維持在舒適範圍內的物理環境條件,同時又能帶進大自然的律動與驚奇,才是真正貼合人性的空間設計。

人也是社會性的動物,群居生活所需的社交能力是長久以來影響人類生存能力的重要特質,也早已進入每個人本能與情感的心理層次。我們喜歡在居住空間中可以保有私密的領域自在的獨處,不需擔心被別人窺視與侵犯;也喜歡和人互動,甚至共同生活。我們喜歡保有自己的隱私,也希望別人感受到我們的存在、關心我們的存在。空間設計定義了人與人的溝通模式,決定那些人會常常在那些時間,做那些事情時相遇。空間設計除了可以決定人和人之間相互接觸的情境和頻率,也決定我們在空間中如何展現自己,讓其他人覺察我們的存在。空間設計可以是一種藝術,為居住者利用環境中的光線、聲音與質感造就出恰如其分的空間處境,讓人可以舒服自在的體驗自然環境,可以建立與其他人的溝通模式。

共同生活是由許多巧妙的資訊處境構成的。例如從門縫洩漏出來的燈光和音樂聲讓關心兒子的母親可以不必打開房門就可以了解兒子的作息。兒子在房間內可以保有自己的私密空間,而門縫傳入的腳步聲與各種活動的聲音讓他感受到其他家人就在旁邊。早起的祖父坐在客廳門邊的沙發看報紙,讓其他家人在出門上班上學前可以道聲早安。共同生活的情境也可以藉著各種媒介跨越時間的差距。上夜班的先生晚歸時拿起洗碗槽裡還沒全乾的筷子享用太太在餐桌上準備的消夜,盡量小心不發出聲響以免吵醒早已入睡的家人。洗衣籃裡兒子汗濕的運動衫、散落在客廳的報紙,喝一半的飲料,都紀錄了在居住空間中家人活動的資訊。這些資訊穿越時間的隔閡再現家人共同生活的情境,讓晚歸的一家之主得以免除深夜獨處的孤寂感。類似的資訊媒介滿布在每一個家庭的居住空間中,讓所有的家人感受到共同生活的安全感。而這種安全感可能就是維繫家庭的核心價值。

空間設計決定空間中各位置彼此之間資訊傳達的模式。各種界定空間的設計元素,例如牆、版、天花等構件可以用來阻擋資訊的傳遞,其所使用的材質與構造方式可以被用來選擇性的過濾部分資訊。例如紙門可以過濾掉清晰的影像,但允許模糊的光影以及聲音通過,讓相隔著一個紙門在另一個空間的人可以覺察紙門背後的活動,但卻不能清楚的看見細節。空間設計也可被用來選擇性的強化某部分資訊的重要性,例如以明暗對比或者框景的手法來凸顯所要強調的目標。空間設計的格局則決定一個人從一個空間位置移動到另一個位置的歷程。移動過程中所接收到的資訊往往成為人們對某一個場所空間記憶的重要元素。如果說在空間中一個特定位置的聲光體驗像一個音符,那麼在空間中活動過程的動態聲光體驗就像一首樂曲,而這個樂曲的某些片段可能喚起過去的生活體驗與文化素養,而讓這個空間除了聲光資訊的表層刺激之外,加添了與內心深處感受的共鳴與張力。

從資訊的角度切入看空間設計或許只是一種刻意而偏狹的看法,但這個看法卻有助於我們了解所謂智慧化空間設計的特質,從而讓我們可以利用這些特質,以資訊技術融入設計創造出新而具有深刻意義的空間經驗。

智慧化居住空間

1990年代初期Mark Weiser宣示遍佈運算(ubiquitous computing)時代的來臨,為數極眾的電腦將隱匿在我們生活周遭當中悄然運作。智慧化空間可以說是遍佈運算趨勢可能實現的願景之一,意味著我們的生活空間中的各種裝置可以因應使用者需求以及環境的異動而自我調適,展現出有感知能力與智慧的行為。智慧化空間,這個由虛擬資訊以及實體建築構造結合而成的願景開啟了人與環境新的溝通模式。環境中的設備裝置(燈光、空調系統)與建築構件(牆、門窗、樓板)以及日常生活物件(傢俱、家電、用品)由傳統靜態構成物轉變為具資訊運算能力以及機動能力的構件。資訊科技與居住空間的整合日益深廣,而智慧化似乎有無限的可能。但時至二十年後的今日,每當想要描繪出確切的景象時卻仍讓人費盡思量,究竟應該如何解讀「智慧化空間」?

空間設計定義人與自然、人與人的溝通模式。空間設計師可以使用牆與開口來決定哪些資訊可以從哪個方向進入所規畫的空間,也可以選擇隔間或者開口的填充材料來過濾不需要的資訊。例如透明玻璃允許光線和清晰的影像進入,噴砂玻璃不阻擋光線,卻讓清晰的影像變成模糊的影子。開口玻璃材質的選擇讓設計師可以決定使用者在身處一個空間內時,可以接收到哪些從外部環境導入的光線與聲音,而哪些資訊則會被隔絕。空間設計師也可以藉著動線的設計,讓人與人之間的溝通局限於某些特定的模式;也可以藉由隔間牆或者其他構件來阻隔聲音與光線,讓使用者在某些特定空間內保有隱私,同時又透露部分訊息讓其他人感受其存在,例如從門縫下露出的光線。這樣的設計手法能夠營造一種可以彼此感受共同生活但又具私密性的空間經驗。

傳統的空間設計手法以過濾及阻絕資訊為主,不能做到的是打破地理位置的區隔以及時間的差距,讓資訊跨越時空的限制,傳達到不相連接的時空中。資訊科技讓聲音、光影,甚至溫度、氣味與觸感可以被記錄並再現於另一個時間或者空間中。再現的資訊可以被調整轉換,例如影像可以變色變形、聲音可以改變聲調、音色,甚至可以把影像轉換為聲音,把聲音轉換為影像。資訊技術的導入讓空間設計師擁有了前所未有操弄空間中資訊傳遞與表現方式的工具。使用資訊技術可以讓空間設計師設計出更適切,更具詩意的空間情境,營造空間的使用者與自然環境以及他人的溝通模式。

幾年前朋友邀約進入一座佔地約十公頃,面海的私人住宅。讓我驚訝的是起居室擺放一部陳年的映像管電視。都甚麼年代了,這樣的豪宅居然不用更像樣的影音設備。這位朋友告訴我他想起年輕時在夏天夜晚和好友躺在這個房子露臺的木地板上,看著星星和海。從這裡我聯想到屬於自己的空間經驗。早晨的陽光穿透相思樹的枝葉,把隨風搖曳的樹影投在桌面與地上,和靜止而方正的窗框形成對比。夾帶枯葉氣味的涼風吹來,讓人不自覺的拉拉衣領,貪索更多溫柔的撫觸。微積分老師講課的聲音被約化成有韻律的節拍,融入蟲鳴鳥叫與風吹樹葉的沙沙聲,重複中帶有抑揚頓挫的變化。這一幅讓人陶醉的空間景緻,在我大一上暑修課程幾十年後仍然鮮明的留存在記憶中。空間設計師就是這幅詩般景緻的創造者,其創作的媒介不是文字,而是利用牆壁、門窗、地板、家具等建築的元素來決定空間使用者所看、聽、聞與觸摸到的各種光影、聲音、氣味與材質等等傳遞資訊的媒介。而這樣的一個空間設計,和窗外的自然景緻,窗內的課堂活動還有我當下的心理狀態、生活體驗,甚至過去讀過的詩詞、看過的圖畫電影….在腦海中不斷衝擊回應而產生了一種無法形容,但具有動人力量的情愫。這是一個複雜的資訊活動,可能具有豐富的創造力,卻起始自簡單的窗戶,讓窗外的陽光與鳥鳴進來,與桌面的材質和老師的聲音在腦中產生共鳴。

資訊技術讓我們可以精準的控制光線、聲音以及各種設備裝置,並且可以把不同地點與時間產生的資訊以各種媒介形式帶到我們的跟前。在此前提之下,最直截了當的智慧居住空間可能就是讓各種偵測器與自動控制裝置充斥在空間中,在居住者尚未主動要求之前就自動提供其所需的資訊或服務。但就像過度殷勤的侍者也可能讓被服務的人覺得不堪其擾;而排山倒海的資訊轟炸可能有效,但卻缺乏品味,是不美也不智的。藉著智慧空間的設計,我們期待帶來人與自然、人與人之間有詩意、美感與智慧的溝通模式。其關鍵在於如何掌握資訊科技與空間設計,利用資訊技術將複雜的現實世界加以簡約並跨越時間與空間的限制,結合空間設計的手法創造出對自然環境與人有恰如其分的回應的空間場景。資訊技術讓設計師擁有前所未有的工具來操弄空間情境,但最關鍵的還是對人性的關懷體認,以及對空間表現形式的品味和創意。

居住空間中的物件可以對所接收到的刺激或者資訊以主動或者被動的方式進行回應,而這個過程可能運用了電腦的運算功能,也可以利用物件本身材料與構造的特性將受到的刺激進行處理並產生回應。所謂智慧化空間設計應是針對所設計之空間裝置或物件回應使用者或者自然環境的模式,這個模式是否讓人、自然環境與居住空間之間的對話產生新的資訊;讓這三者合起來的整體行為模式中所蘊含的資訊大於輸入資訊的總合。對空間的使用者而言,這所謂新的資訊可以是智慧化空間設計所帶來的空間意境與其過去的生活歷練和文化素養產生共振而出現強大而深刻的體認與美感;對居住空間本身而言,這產生出來的資訊代表一種更有效率的運作模式,讓維持空間構造以及物理環境所需耗損的資源更少;對自然環境而言,這資訊意味著其與居住者以及居住空間可以形成一種永續的循環。

在這個透過居住者、居住空間以及自然環境對話而產生新資訊的過程中,特別要強調的是居住者的生活經驗與文化素養,以及自然環境中生態與物理現象的內涵。這兩者的豐富內涵是從簡單的輸入資訊創造出整個智慧資訊活動的必要元素。就像禪宗大師當頭棒打的徒弟如果沒有經年的苦修,哪裡能夠打出頓悟?從建築設計的觀點來看,一個人體的複雜度遠遠超過人類DNA中四種核酸排列組合所能描述的資訊,根本不可能根據這樣簡單的藍圖建造出這麼複雜的人體。從一個受精卵到一個嬰孩這個驚人的創造過程中必定有龐大的資訊在胚胎細胞之間,以及其與母親身體的互動過程中被創造出來。因此我們可以說這個過程展現了驚人的創造力,或者可以說是造物者的智慧。我們期許的智慧化居住空間也應該有這樣的特質,就是透過居住者、自然環境以及居住空間的構造與設備之間簡潔的資訊交換而產生複雜而影響深遠的整體架構與行為模式。

到目前為止,這篇文章所談論有關智慧化生活空間的看法都沒有脫離遮風避雨居住容器的基本角色,縱使有了自動偵測與回應能力,終究是為人掌控的人造器具。從十七世紀的HobbesLeviathan一書中把自動機器視為人工生命開始,到三百年後的1968年,在Clarke Kubrick所拍攝的電影 2001 A space odyssey裡電腦已經與太空人的居住空間結合,可以在太空船的任何一個角落與居住其間的太空人對話,並且有了自己的意識與看法,甚至試圖取代人類掌控一切。從這部電影到2010年的今日又過了快50年,但可與人類智慧比擬的電腦至今仍舊屬於科幻小說與電影的範疇。電腦軟硬體的技術持續以等比關係成長,1997IBM的深藍(Deep Blue)電腦用超快運算擊敗世界西洋棋棋王,但領導該研究團隊的譚崇仁博士在接受人民日報記者訪問時說:「深藍不是人工智慧因為深藍不會學習,只會推理」。超級電腦與人工智慧之間的關係並不如原先所預期的那麼直接、密切;並不是運算超快,可以做比人更周密的推理就是智慧。譚博士指出「學習」才是開啟智慧大門的關鍵,因為如果不能學習,電腦或任何有能力處理資訊的系統就不能超越所輸入的程式和資料,也稱不上智慧。

超級電腦與超級程式本身的構造是一個複雜的資訊系統。這個系統所能夠處理問題的複雜度可能會受限於系統本身的複雜度,也就是說能夠處理越困難、複雜問題的系統,其本身架構也必定越複雜。如果這個論點是正確的話,那麼任何系統所展現的行為不能夠超越其系統構造本身的複雜度所帶來的限制。如果這個論點不正確的話,那麼就有可能出現一種系統,能夠在其運作過程中產生新的資訊,讓運算結果比該系統本身的構造限制更要複雜。如果以建構更複雜的運算機制作為追求智慧的基本策略的話,很快就會面臨技術與資源的極限。但如果不採用這樣的策略的話,甚麼樣的系統可以用簡單的方法建構,完成後卻又展現出比本身架構更高的複雜度?當這樣子的策略應用在空間設計時會以甚麼樣貌呈現?

居住空間和居住者的日常生活密切結合。在日常生活中,人、空間以及空間中的物品呈現多種動態關係,是一個經常變化的複雜環境。在同一個空間中除了會隨著時間有不同的活動需求之外,空間中的物品與裝置各有不同的使用周期,其使用方式、擺放位置可能會隨著時間變動,與其他物品的關係也會隨時改變,也隨時會有新的物品加入,或既有物品被移除。在遍布運算的趨勢下,居住空間中具備資訊處理能力的物件已經開始透過各種資訊交換通路連結成一個個網絡。這些網絡已經和由個人電腦為主體所形成的網際網路連結在一起,在某些溝通協定的基礎上自由成長,有時候又能在未經統一指令的協調下展現集體的行為模式。換個角度看也許可以說是電腦組成的網際網路已經透過遍佈於居住空間中的各種偵測器、影音設備、燈光、空調,甚至如牆壁、地板、門窗、柱、樑等空間構造深入我們的實體居住空間之中。2001 A space odyssey這部電影中的科幻情境可能要以另一種形式再現,但不再是由無所不能的超級電腦掌控一切,也不再是安置在精心設計嚴密管控的太空船中。這個有如科幻情境中的智慧居住空間將是由散漫在我們生活周遭每一個角落的物件或裝置,以有限的資訊處理能力,透過簡單的資訊交換而形成的龐大網絡所構成。這個散漫的網絡是否有一天可以像人類的神經系統一樣,由相較之下比較簡單,但數量極大的資訊處理單元連結而成,在沒有中央控管的前提下產生協調一致的集體行為,甚至跨越某種莫名的門檻,成為有智慧、有自由意識的組織?

後記(2012/9/19)
根據Claude Shannon的通訊數學模型("The Mathematical Theory of Communication", 1949),一個資訊處理系統其輸出資訊不可能超過輸入資訊,輸出頂多只能和輸入相等,絕不可能超過。以上的文章對於智慧化系統可以藉由簡單的輸入資訊而產出大量資訊的說法顯然不恰當。在此不試圖為此提出修正,但希望藉著此後記表明此修正的立場,請惠予包涵。針對這點,隱約想到一個可能的看法,就是一個系統的輸入訊息和其輸出訊息未必在同一個層次上,這點請參考Weaver 在1949和Shannon一起發表的的文章"Recent contributions to the mathematical theory of communication",也就是說輸入訊息在technical的層級上來看時,其訊息所含資訊量必定大於或等於收訊者解讀所得訊息,同樣在technical層級上的資訊量。但從semantic層級來看時,輸入訊息經由受訊者解碼之後,其內涵資訊量卻不必受到technical層級之輸入訊息的資訊量的限制。這個問題如果用樂透的明牌來說明會比較清楚。請參照部落格中的另一篇文章,訊息、資訊與意涵:Notes on the Mathematical Theory of Communication

一段影片(一個空間設計的觀點)

2010年9月6日 星期一

仿生

仿生是一個很吸引人的想法,值得好好思考。

海浪不斷拍打沙灘上,這是我們可以看到也可以聽到的,可是波浪倒底是甚麼?是海水嗎?可是那些海水只是上下起伏而已,並沒有隨著波浪運行千里穿越大洋。海浪和生命有著這麼一個共同點,就是當我們指著一個生命體或者海浪時,並不是在指當下構成這個生命體或者海浪的那些物質。因為可能在下一瞬間,構成同一個生命體或者海浪的物質已經不一樣了。

一個生命體從出生到死亡的當下,構成其身體的物質可能在連續不斷的新陳代謝過程中早已被替換多次,構成我們大腦的蛋白質可能合成自我們消化豬肉所得的氨基酸,而精子與卵子結合所得的第一套DNA可能早就不知去向。

2010年5月13日 星期四

Niels Diffrient rethinks the way we sit down

TED 一篇關於設計的演講

http://www.ted.com/talks/niels_diffrient_rethinks_the_way_we_sit_at_work.html

About this talk

Design legend Niels Diffrient talks about his life in industrial design (and the reason he became a designer instead of a jet pilot). He details his quest to completely rethink the office chair starting from one fundamental data set: the human body.

About Niels Diffrient

Design legend Niels Diffrient is the creator of the Freedom Chair, a radical rethink of the way we sit today. Throughout his career, he's been a pioneer of ergonomic design -- studying the… Full bio and more links

設計從小細節的觀察開始

許多人在談許多設計的大道理,這個TED的演講卻直截了當告訴我們,許多好設計就是從留意生活的小細節開始。放下身段,不要以為自己都懂了,像個小孩一樣趴到地上,你會看到從沒注意到的寬廣世界,就是這樣,沒有了不起的大道理。

http://www.ted.com/talks/lang/eng/paul_bennett_finds_design_in_the_details.html

About this talk

Showing a series of inspiring, unusual and playful products, British branding and design guru Paul Bennett explains that design doesn't have to be about grand gestures, but can solve small, universal and overlooked problems.

About Paul Bennett

As a creative director at Ideo, Paul Bennett reminds us that design need not invoke grand gestures or sweeping statements to be successful, but instead can focus on the little things in life,… Full bio and more links

2010年2月9日 星期二

BIM:The incomplete incarnation of BPM

Building Information Modeling 在這幾年變成火紅的話題,讓人以為資訊科技又帶來了一個值得追求的里程碑。其實這個話題早在上個世紀的70年代就已經以Building Product Model出現在Eastman的論文了(http://en.wikipedia.org/wiki /Building_Information_Model#cite_note-3),而其背後的理念說不定還可以上溯到上世紀的40年代,那時就已經有 英國人將電腦用在醫院的設計上。當其時,電腦繪圖能力簡陋之至,可以使上力的部分正好是以數位模型做為建築物的product model的這一個塊。等到電腦繪圖能力在70年代展露曙光,80年代日漸成熟,乃至於90年代成為個人電腦基本配備後,電腦繪圖與網路共同成為資訊科技對建築專業影響的代表性技術,就好像夜間只看到迎面而來,閃亮奪目的兩個車燈,對隱身黑暗中蘊藏龐大能量的汽車車身卻視而不見。這個真正推動科技前進的車身,就是資訊科學,就是把類比的世界轉換成數位符號的表示法並加以處理運算的相關理論與技術。

2000年以後,大家對於用網路傳輸龐大的繪圖檔案已經習以為常後,才有更多人體會到電腦繪圖再怎麼漂亮精確快速,究竟還是圖面,對於建築物更深刻的分析與判斷終究要靠人類專家解讀圖面之後才能獲得。電腦不過是畫圖的工具罷了,還屬於建築專業技術中較低的層級。2002年Bernstein 提出的BIM其實是BPM在網路時代投胎轉世的新生兒 。30年的歲月究竟讓這個轉世投胎的BIM有甚麼不一樣呢?有哪些新的基因是在受到科技輻射照射後突變產生呢?在這裡提出其中一件未完成的突變,就是物件導向。

物件導向是一個很容易受到誤解的觀念與技術。如果說我們把一個複雜的系統分解成許多相互作用的物件就叫做物件導向似乎也沒有錯,但如果僅是這樣的話會錯過許多能幫我們體會物件導向威力的重要線索。用許多屬性來描述一種物件是古老的資料結構概念,早期的結構化程式語言pascal就有了,甚至應該也有更早的根源。把許多用屬性定義的物件用層級組織起來,也早已是陳年老把戲。我想真正代表80年代成形的物件導向技術的,應該是把程序資訊和資料結構整合起來這件事。也就是說,物件除了有屬性資訊之外,還有method來定義這些屬性資訊應該如何解讀,而同時method的結構也定義此物件可以怎麼與其他物件交互作用。

為什麼我說BIM的物件導向突變還沒完成,就是說目前只見到物件的屬性與層級,還沒有看到程序資訊如何被整合進來。如果將來真的朝這個方向走,一棟建築物的資訊模型會像是一套與公定標準類別庫(standard class library )相容的物件導向的程式庫。