高雯，周君，塞德里克·A·卡茲，艾弗拉·托馬拉/GAO Wen, ZHOU Jun, Cedric Al Kazzi, Avra Tomara

1 理論背景

1.1 自然界中的“涌現(xiàn)”與涌現(xiàn)理論的定義

2000年，日本科學家中恒俊之在《自然》雜志上發(fā)布了一種“粘液菌走迷宮”現(xiàn)象[1]。單細胞的粘液菌沒有大腦或神經(jīng)系統(tǒng)，但將它們均勻地布置在迷宮內(nèi)，迷宮出入口分別放兩塊他們喜歡的瓊脂，經(jīng)過足夠長的時間，這些粘液菌便可以找到連接迷宮出入口的最短路線（圖1）。起初科學家們推斷粘液菌群中存在一些“先鋒”（pacemaker）在發(fā)號施令，但大量實驗表明粘液菌之間并無差別。事實上，粘液菌是通過依外部環(huán)境而變的“環(huán)腺苷酸”的分泌來調(diào)節(jié)個體的行為，而并非聽從更高階層的指揮[2]。伊芙琳·凱勒（Evelyn F. Keller）和李·謝格爾（Lee A. Segel）用數(shù)學建模的方法佐證了這一生物學現(xiàn)象：當簡單的個體遵循某種簡單的規(guī)則會形成意想不到的復雜結構[3]。

1 “粘液菌走迷宮”示意圖（圖片來源: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23574752）

這種“自組織”和“去中心化”的現(xiàn)象還能找到許多[4]，例如鳥群的在空中保持飛行的列隊、蟻群合作筑巢、神經(jīng)網(wǎng)絡或城市鄰里的形成。這些現(xiàn)象背后都蘊含著一個更為本質(zhì)的邏輯，即一些基本單元或個體，遵循少量的規(guī)則，可生成極為復雜的結果，基本單元本身并不單獨表現(xiàn)這種性質(zhì)，而集群后所顯示的能力超過了個體成員的加和，我們稱之為“集群的智慧”，這便是涌現(xiàn)理論的核心理念。

1.2 涌現(xiàn)理論與城市設計

隨著城市規(guī)劃從“中心化的”“自上而下”的模式向“去中心化的”“自下而上”的模式轉型[5]，體現(xiàn)個體意志和非線性邏輯的規(guī)劃思想得到更多的關注。特別是面對城市發(fā)展日益增多的不確定性，基于個體自組織行為的模擬方法應用廣泛，以彌補傳統(tǒng)城市設計預測模型的不足。

作為復雜理論（complexity）中的一支，涌現(xiàn)理論與混沌理論、模糊理論、有機理論及各種后現(xiàn)代文化思潮相交叉，對當代城市設計、建筑設計等學科產(chǎn)生了很大影響，引發(fā)了各類新的設計思潮與變革實驗[6]。涌現(xiàn)理論中所蘊含的“整體大于部分之和”“簡單生成復雜”“受限生成”“去中心化”“自適應” 等特征，借助計算機建模技術得到了更具體的證實和展現(xiàn)?；跀?shù)字化的抽象與具象的綜合特征，計算機模型可以具體地模擬出各種不同事物或系統(tǒng)的涌現(xiàn)狀況，并且對各種狀況加以控制和改變，從而為包括城市設計在內(nèi)的諸多學科提供基于涌現(xiàn)理論的方案模擬。

例如，史蒂文·約翰遜（Steven Johnson）就將城市的涌現(xiàn)現(xiàn)象與計算機建模相結合，并推廣到軟件程序的操作上，試圖尋找軟件程序與城市相同的涌現(xiàn)邏輯。在他看來，城市是動態(tài)自適應的系統(tǒng)，它建立在近鄰互動、信息回路、模式識別和間接控制的基礎上，并通過“集群智慧”在運轉。一些自發(fā)性因素或性質(zhì)將對城市的生成過程產(chǎn)生重要影響，而計算機恰恰可以模擬出這種集群的自發(fā)的城市現(xiàn)象。而“Kokkugia”項目十分擅長運用參數(shù)化“集群智慧”進行城市和建筑設計[7]。其創(chuàng)始人兼設計總計羅蘭·斯努克斯（Roland Snooks）認為，

1“粘液菌走迷宮”示意圖（圖片來源: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23574752）

2“主體”與“環(huán)境因素”之間的作用關系（圖片來源：作者自繪）先決性的“總體規(guī)劃設計方案”應當轉變?yōu)閼萌后w邏輯的“總體算法”，非線性、去中心化的集群效應更值得關注，城市居民等 “主體”之間的非線性交互作用應當作為最核心的設計依據(jù)[8]。

2 城市設計中涌現(xiàn)模型的構建原理與技術路徑

相比于“自上而下”編制一套唯一優(yōu)選的城市規(guī)劃方案，基于涌現(xiàn)思想的城市設計更關注一種能體現(xiàn)集體自組織性的城市智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的每一個主體都具備自組織的能力，換言之，所有單個的城市行為主體都將被賦予智能并能夠相互作用，原本精英主導型的設計方式由一種多主體、自組織的涌現(xiàn)方式所取代。下面將就如何通過計算機建模軟件實現(xiàn)該城市設計思想做出具體解釋：

2.1 模型的構建原理

建模的思路可以概述為，通過計算機軟件創(chuàng)建大量小規(guī)模離散元素構成的群體，為之設置簡單或復雜的互動規(guī)則，并將各種內(nèi)外部因素作為參數(shù)輸入到模型中，使之在適應外部環(huán)境和內(nèi)部動態(tài)要求的前提下，模擬出各個離散元素發(fā)生的交互作用，從而完成涌現(xiàn)生成的探索。經(jīng)過足夠長的時間后，離散元素的交互作用將歸于一個近似的“穩(wěn)態(tài)”，最終呈現(xiàn)出一種反映某種“集群智慧”的形態(tài)。該集群形態(tài)將被應用到設計項目的生成中，大到城市區(qū)域，小到建筑單體。值得注意的是，系統(tǒng)中任何經(jīng)濟、政治和社會狀況的變化都將對這種半穩(wěn)定的狀態(tài)產(chǎn)生沖擊，繼而重新形成新的穩(wěn)態(tài)，因此涌現(xiàn)的結果是一種包含不穩(wěn)定因素的動態(tài)的穩(wěn)定，而依據(jù)其生成的城市規(guī)劃方案也應當是體現(xiàn)對內(nèi)外部條件主動適應性的靈活系統(tǒng)。

2.2 模型的實現(xiàn)路徑

以涌現(xiàn)理論和集群智慧思想為指導，本次城市設計借助一種特殊的計算機動態(tài)系統(tǒng)（Maya Dynamics System）對城市設計方法進行探索。簡而言之，在Maya軟件平臺中，城市的行為個體將由一個個的具備空間位置信息的“主體”代表，它將受到其他“主體”的影響，還會受到各類外部“環(huán)境因素”的影響，在內(nèi)外部因素共同作用下，“主體”將進行動態(tài)演變并逐漸形成相對的穩(wěn)態(tài)分布（圖2）。

2 “主體”與“環(huán)境因素”之間的作用關系（圖片來源：作者自繪）

具體的技術路徑如圖3所示，由場地分析提取初始狀態(tài)“主體”和“環(huán)境因素”信息，并轉譯為初始態(tài)幾何形（點、線、面等），導入Maya 動態(tài)系統(tǒng)。其中，代表主體的幾何形將在Maya平臺中轉化為由點陣構成的“纖維系統(tǒng)”，而代表環(huán)境因素的幾何形將轉化為“力場”。依據(jù)不同環(huán)境因素對不同主體的吸引力程度，制定環(huán)境因素評分參數(shù)表，該參數(shù)表將用于調(diào)節(jié)Maya動態(tài)系統(tǒng)中“力場”。在此基礎上，軟件對主體之間以及主體與環(huán)境因素之間的作用力開始模擬“主體”的“纖維系統(tǒng)”則逐漸形成纖維圖案，即得到城市設計雛形肌理。

圖4表達了這一從初始到穩(wěn)態(tài)的模擬的過程，圖中的纖維狀的“線”事實上為束狀的“點”，每個點代表了城市中的每一個主體。經(jīng)過多輪迭代，主體在內(nèi)部集聚和外部環(huán)境因素力場的作用下，逐漸達到穩(wěn)態(tài)。

3 Maya動態(tài)系統(tǒng)技術路徑圖（圖片來源：作者自繪）

4 動態(tài)模擬過程的示意 （圖片來源：作者自繪）

下文將以波哥大城市設計項目為例，對上述涌現(xiàn)模型的具體應用進行詳細闡述。

3 項目背景

3.1 項目的緣起與波哥大的基本情況

本項目是由BD Promotors贊助支持的一項研究——波哥大未來城市設計“我的理想城”（my ideal city）項目，由美國賓夕法尼亞大學設計學院建筑系主任溫加·杜貝爾丹（Winka Dubbeldam）教授指導的studio完成。“我的理想城”項目將波哥大劃分為10個區(qū)域，分別交由10個研究小組進行研究和設計。筆者所參與負責的是市區(qū)東南部的貧民窟區(qū)域,本文所闡述的涌現(xiàn)理論的設計實踐也主要針對該區(qū)域進行。

波哥大是哥倫比亞首都、是哥倫比亞的政治、文化、經(jīng)濟中心，也是拉丁美洲的工業(yè)中心。與其它拉丁美洲一樣，波哥大同樣經(jīng)歷著快速、大規(guī)模但低質(zhì)量的城鎮(zhèn)化。據(jù)統(tǒng)計，拉丁美洲在1950年，僅7.3億人居住在城市，到2009年，這個數(shù)字上升至超過30億。而波哥大在1930年僅有30%的人口居于城市，到1985年這個比例就已至70%，并仍在以每年約5.5%左右的速度在增長，是拉丁美洲城鎮(zhèn)化速度最快的地區(qū)之一[9]。然而城市的管理、基礎設施、公共服務等難以支撐如此大規(guī)模的迅速城鎮(zhèn)化。交通堵塞、垃圾污染、毒品交易、暴力事件、高失業(yè)率、中心衰敗 、貧富差距成了波哥大的代名詞。波哥大的人口增長主要來源于大規(guī)模農(nóng)村-城市遷徙，這產(chǎn)生了大規(guī)模的非法移民（圖5）。這些農(nóng)民由于缺乏專業(yè)技能知識而尋求不到合法的工作，成為城市黑戶自發(fā)生長，主要聚居在波哥大周圍山區(qū)地帶的貧民窟（圖6）。與其他拉丁美洲地區(qū)以及撒哈拉以南非洲相似，國內(nèi)戰(zhàn)亂是導致大規(guī)模人口向城市遷移的關鍵原因，因為城市在政府的掌控之中，相比農(nóng)村是更加安全的區(qū)域（圖7）。

5 波哥大城市增長圖（1950年，1970年，1990年；圖片來源：CIFA - Universidad de los Andes, Museo de Desarollo Urbano, Departamento Administrativo de Planeación Distrital）

6 波哥大非正式定居點增長圖（1951-2010；圖片來源：Informal Urbanization in bogotá: agents and production philosophies of Urban space, By Angélica Patricia, Camargo Sierra, Adriana Hurtado Tarazona ）

波哥大安塔納斯·莫茨庫斯（Antanas Mockus）、恩里克·佩納洛薩（Enrique Penalosa）等精干的市長嘗試用各類傳統(tǒng)的城市治理方式改善波哥大的城市環(huán)境，然而，由于政治和社會局勢十分不穩(wěn)，僅僅3年的市長任期難以保障傳統(tǒng)的城市規(guī)劃頂層設計一以貫之。人們開始探尋來自民間的內(nèi)生性城市更新力量，這可能才是城市治理的良方。BD Promotor發(fā)起“我的理想城”項目，認為應當讓市民參與到城市決策，共同確定城市的未來。應從一個“種子模型”開始組建，用很小的啟動因子，最終生長出具備復雜性及完整性的方案。通過確定局部的內(nèi)在吸引力，加強并組成局部的設計方案，從而啟發(fā)周邊區(qū)域的自發(fā)性生長[10]。該思想與涌現(xiàn)理論的理念不謀而合，為此，由BD Promotor贊助，杜貝爾丹教授帶領指導，筆者團隊對波哥大地區(qū)進行一次基于涌現(xiàn)思想的城市設計探索。

3.2 項目地的基本情況

本項目所在地位于波哥大市區(qū)東南部，與城市北部的富人區(qū)不同，這里是富查河（Fucha river）上游的貧民窟區(qū)域（圖8）。富查河污染問題逐年嚴重，每年雨季在其上游地區(qū)極易發(fā)生山洪泥石流。在這塊聚集區(qū)內(nèi)居住多為失地農(nóng)民、城市貧民，還有其他的非法移民，面臨著生機維系、人身安全、健康保障、自然災害、子女教育等各類嚴峻的問題。改善這里人們的生活質(zhì)量迫在眉睫。

4 規(guī)劃設計過程

4.1 確定設計主題——城市農(nóng)場（Farm City）

經(jīng)過實地勘查，該地區(qū)的居住者主要為低收入者和貧民,他們大都是為躲避戰(zhàn)亂從其他地區(qū)遷移而來的有經(jīng)驗的農(nóng)民。而河流兩岸土地肥沃，當?shù)靥赜械臍夂蜻m合種類繁多的植物生長，特別是藥用植物?；诤恿?、土地、城市農(nóng)民和科研機構這4項獨特的資源稟賦，項目組確定了場地（圖9）并提出了地塊的設計理念：城市農(nóng)場（Farm City）。

將河流兩岸設計成濕地系統(tǒng)，可凈化空氣，并為當?shù)靥峁┣鍧嵉乃?。將兩岸平鋪的低矮、簡陋的房屋置換為高層建筑，通過增加單位面積的建筑密度，為不斷增長的人口提供足夠的高質(zhì)量住宅，辦公和商業(yè)空間。高密度建設區(qū)布局在在場地西側富查河與城市主干道卡里拉10號（Carrera 10）的交匯區(qū)域，與城市北部富人區(qū)緊密連接，提升場地可達性和集聚效率。結余出的土地可以創(chuàng)造更多居民所需的公共空間和服務空間。結合特有的生態(tài)濕地設計景觀綠地，沿著富查河道布置跑步及騎行道，打造出特色市民廣場和運動空間，實現(xiàn)城市空間與自然生態(tài)空間的真正融合。而改善后的富查河岸的生態(tài)系統(tǒng)，可以為眾多的學術機構、科研院所提供緊鄰城市地區(qū)的實驗基地。曾經(jīng)沒有正式工作的城市農(nóng)民可以發(fā)揮自己的種植特長，幫助研究機構和組織進行藥材等作物的培育。培育出的生態(tài)產(chǎn)品可直接供給其他區(qū)域的城市居民，也可借助城市的商貿(mào)物流網(wǎng)絡銷往其他地區(qū)。

如此一來，通過構建一個“城市-濕地-農(nóng)地-綠地生態(tài)系統(tǒng)”，輔以完善交通設施等相關配套服務，可引發(fā)該地區(qū)從單純的居住功能向科研、商貿(mào)、教育、旅游、辦公、文化藝術等其他復合功能轉變，逐漸成為波哥大城市南部的一塊綠寶石。

7 戰(zhàn)爭對波哥大城市增長的影響 （圖片來源: Council of Bogota-information on the city of Bogota, World Urbanization Prospects-united Nations population estimates and projections of major Urban Agglomeration）

8 波哥大城市階層分布（圖片來源: Geografía Urbana with data from the Secretary of Urban Planning of Bogota (2011).）

9 場地（綠線范圍）環(huán)境

10 生態(tài)主體初始態(tài)纖維系統(tǒng)

11 都市主體初始態(tài)纖維系統(tǒng)

4.2 “主體”與“環(huán)境因素”的轉譯

根據(jù)集群智慧的思路，主體可以按一定規(guī)則形成獨特的集群形態(tài)。由“城市農(nóng)場”的設計主題出發(fā)，項目將構建兩個層次的行為“主體”：（1）以河流、水流為代表的生態(tài)主體；（2）以人流、交通流為代表的都市主體。

如文章第二部分所述，場地提取的環(huán)境因素將在Maya動態(tài)系統(tǒng)中被轉譯為“力場”，而主體被轉譯為點陣構成的“纖維系統(tǒng)”。其中，環(huán)境因素既包含“線”的形式，代表河流、道路等城市線性要素，也包含“點”的形式，代表醫(yī)院、大學、集市等功能聚點。根據(jù)表1中環(huán)境因素的分值，對代表環(huán)境因素的“點”和“線”產(chǎn)生的各個“力場”進行參數(shù)設定，以此生成對“主體”產(chǎn)生強弱不同作用的“力場”。而主體則由“點”來代表，并形成束狀的 “主體”集，在Maya動態(tài)系統(tǒng)平臺中表達為纖維系統(tǒng)。

“主體”在Maya動態(tài)系統(tǒng)中被轉譯為由點陣構成的纖維系統(tǒng)，代表其在城市構成中的“運動趨勢”（to-movement）[11]。由于運動趨勢體現(xiàn)的是代表交通流、河流的“主體”集群在城市中主要目的地之間的分布，因此“主體”的初始態(tài)是由點陣構成的多組直線。圖10模擬的是生態(tài)主體初始態(tài)的纖維系統(tǒng)（每條纖維可理解為由均布點構成），代表毛細血管般分布的濕地水流。水流沿地勢等高線的方向進行布置，并與河流交匯合并，表達出沿富查河道引發(fā)出眾多支流。圖11模擬的是都市主體初始態(tài)的纖維系統(tǒng)，以垂直方格平鋪于基地，但在靠近城區(qū)干道區(qū)域加密。由于城市主干路和河流是影響居民聚集的關鍵因素，因此線網(wǎng)平行于城市主干路和河流方向布置，并結束于東側山區(qū)。同時場地原有的主要交通匯集點發(fā)散出與城市干道連接的人流，以傘狀束的纖維表現(xiàn)。

值得指出的是，“主體”首先具有一種內(nèi)部的集聚性，是運動的源動力；“主體”轉譯的纖維系統(tǒng)在Maya動態(tài)系統(tǒng)平臺中，會設定使其具有毛發(fā)般靜態(tài)緊貼（static cling）的屬性，以此模擬其集聚性的內(nèi)部作用。同時，外部“環(huán)境因素”作為城市設計中的現(xiàn)存形式，對“主體”產(chǎn)生疊加的作用力，引導纖維系統(tǒng)形變。為研究不同“環(huán)境因素”對各“主體”的吸引力作用及其關系，我們建立了如下數(shù)學模型：

有“環(huán)境因素”Ep，“主體”Aq，假設Ep對Aq的吸引力作用均由n個維度來評價，即維度向量D={D1,D2,D3…Dn},n∈Z+，則設計者對每一維度的吸引力進行評價， -1表示排斥作用，0表示中性作用，+1表示吸引作用，則評價

RDn=c,c∈{-1，0，1}

另設權重向量W={W1,W2,W3…Wn},n∈Z+，表示不同維度對吸引力評價的權重。則Ep對Aq的吸引力總分：

本項目中，我們認為“地形條件”“功能”與“環(huán)境體驗”是城市“環(huán)境因素”對“主體”纖維系統(tǒng)的形態(tài)產(chǎn)生物理位置上影響的重要維度，因此本項目設維度集D={D1,D2,D3}，其中D1為“地形條件”，D2為“功能”, D3為“環(huán)境體驗”。在城市設計經(jīng)驗中，“地形條件”與“功能”維度在吸引力評價上權重更高，設權重集W={W1,W2,W3}，W1=2，W2=2，W3=1，表示吸引力評價的“地形條件”與“功能”權重分別是“環(huán)境體驗”權重的2倍。接下來，可按此假設對每個“環(huán)境因素”在各“主體”上的吸引力計算總分。例如，環(huán)境因素Fucha河（E1）對生態(tài)主體（A1）的“地形條件”“功能”與“環(huán)境體驗”吸引力均為正，則吸引力總分：

于是據(jù)此模型，得到場地的重要“環(huán)境因素”對不同“主體”的吸引力評分參數(shù)表（見表1）。

表1 生態(tài)主體和都市主體環(huán)境因素評分表

12 生態(tài)主體的穩(wěn)態(tài)纖維系統(tǒng)

13 都市主體的穩(wěn)態(tài)纖維系統(tǒng)

14 濕地空間（藍）與城市用地（紅）

15 城市設計土地利用平面圖

4.3 計算機動態(tài)模擬和轉譯（輸出）

在動態(tài)模擬的迭代過程中，生態(tài)主體和都市主體不斷更新自己的地理位置，使得纖維系統(tǒng)逐漸形成肌理。當生態(tài)主體和都市主體經(jīng)過多輪迭代達到相對穩(wěn)定，肌理變化趨于靜止，生成了穩(wěn)態(tài)纖維系統(tǒng)，即得到了城市設計的雛形肌理（圖12、13）。

纖維系統(tǒng)作為城市設計雛形，是進步一提煉形態(tài)輔助建模的重要基礎。觀察都市主體生成的纖維系統(tǒng)肌理，可以明顯地看到集聚發(fā)生在基地西側城市主干道卡里拉10號和富查河道的交界處，形成一近似三角形的都市區(qū)域。如圖14，將纖維變粗的地方提煉成為新的城市干道，將孔洞提煉成為城市用地。可以發(fā)現(xiàn)，越靠近三角區(qū)核心的孔洞越大，圍繞的纖維越粗壯，城市形態(tài)越清晰。因此，將此三角區(qū)域定義為都市層人口密度最高的核心地區(qū)，也是城市主體高層建筑物落位的最佳場地。另一方面，依據(jù)生態(tài)主體生成的纖維形態(tài)提煉出濕地系統(tǒng)。纖維密集交錯的區(qū)域被視為水流的匯聚，設計為地勢相對較低的濕地空間；而纖維舒散的區(qū)域則成為設計地勢相對較高的與生態(tài)系統(tǒng)交融的科研、教育類用地（圖15）。

在纖維系統(tǒng)肌理的指導下，結合真實的設計語意，完成了更具體的設計方案。沿著富查河兩岸塑造地面形態(tài)，創(chuàng)造一個個大小不一、自然流暢的濕地水庫，并均勻分布在不同的地勢高度形成生態(tài)階梯。從山地流淌下的河流就沿著地勢形成一個個水塘，為各類動植物的生存生長提供了最佳環(huán)境?？蒲泻徒逃ㄖ槃輳睦w維空洞中生長出來，懸于水塘之上，種植屋頂逐漸形成坡面并消失于農(nóng)地中，與生態(tài)景觀融為一體，“城市農(nóng)場”設計方案由此完成（圖16-18）。

5 討論

城市由大量小規(guī)模離散個體構成，并通過“集群智慧”運轉。在波哥大城市設計項目中，借助計算機軟件嘗試將這種“集群智慧”的邏輯應用到城市生長預測中。通過模擬個體對外界環(huán)境以及個體之間的互動機制，獲得了“自下而上”生成的自組織城市形態(tài)，是將涌現(xiàn)理論應用到城市設計實踐的一次很好的嘗試。

與以元胞自動機（cellular automaton）為代表的其它模擬算法相比，本項目中采用的Maya動態(tài)系統(tǒng)在城市設計方面具有更大優(yōu)勢。前者在城市土地利用、生長預測模擬等方面能力強大，而Maya動態(tài)系統(tǒng)在具體的城市設計尺度上可拓展的功能較為全面，與城市設計語義結合的較為充分。具體而言，本項目所采用的方法在以下幾個方面呈現(xiàn)了其創(chuàng)新性的特征：

（1）“自下而上”的纖維運動生成城市肌理：代表城市行為的“主體”以纖維系統(tǒng)的形式表達群體性，這一表達使“主體”在“自下而上”的運動過程中帶動纖維逐漸形成具有清晰圖案的城市肌理，因此能夠更有效的轉譯為城市設計這一尺度的規(guī)劃；（2）富于美感的新形式：纖維系統(tǒng)遵循涌現(xiàn)理論生成的圖案，與城市設計中各個自然生成的流體發(fā)生共鳴，如人流、水流等，激發(fā)了一種合理的城市肌理的美感認同，也激發(fā)了新設計形式的探索；（3）純粹的規(guī)則：相較于對個體與環(huán)境設置一系列的規(guī)則，Maya動態(tài)系統(tǒng)將此過程更純粹的抽象為力的吸引-排斥作用，通過將復雜的外部條件與個體條件轉譯為不同的吸引-排斥力場，集群過程就可在力場的作用下呈現(xiàn)出豐富的復雜性，并暗含設計的理念和意圖；（4）穩(wěn)態(tài)：本方案中的技術路徑具有逐漸趨向穩(wěn)態(tài)的特性，使得模擬過程擁有了結束標志，使設計意圖能不斷趨近最優(yōu)解。

“設計結合自然”也是本方案在設計過程中尊崇的設計思想之一。除了結合基地的自然環(huán)境稟賦，本案又綜合性地結合了當?shù)氐恼?、?jīng)濟、居民組成、用地現(xiàn)狀等與設計理念相關的環(huán)境因素，共同疊加、綜合分析、抽象轉譯為力場作用于主體。在 “設計結合自然”的理念方法上，本案的設計邏輯對其進一步拓展抽象，使其作為影響設計生成的外部組織力量，作用于內(nèi)部組織力量，內(nèi)外因素共同作用生成結果。

然而，通過計算機對個體行為進行模擬，操作方法卻仍舊基于精英（設計師）假說。例如，計算機模型中為每一種環(huán)境因素影響力設定的參數(shù)，很大程度取決于設計師經(jīng)驗。在未來的探索中應嘗試將計算機建模方式與傳統(tǒng)田野調(diào)查方法更為充分地結合：一方面，基于初步模型假說，制定模塊化、標準化的田野調(diào)查框架；另一方面，將田野調(diào)查獲得的大量信息進行參數(shù)化轉換，作為數(shù)學模型建構依據(jù)，并利用居民的歷史行為信息對模型進行校核。這樣，設計成果才更能真實反映個體需求，真正體現(xiàn)集群智慧。

17 與濕地交融的科研建筑

18 生態(tài)引入都市圈（9-18 圖片來源：作者自繪）