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人工界关注的是内部环境与外部环境的这一个界面，它关心的是通过使内部环境适应外部环境来达到目标。而对外部环境的适应过程就是指的设计过程。

设计的逻辑——固定了的备择方案

自然科学的普通的逻辑关系关心的是叙述性陈述，适用于有关世界的论断和从这些论断所作出的推论。设计关系的是设计出的人工物能够达到目标。

命令性逻辑的悖论

不能够通过逻辑推论的结论来判断出结论是满足普通逻辑的。但是不代表模态逻辑不可能，而只是表示他们对设计是否有用。

还原至叙述逻辑

做事情全凭直觉，理论松散，那么讨论他们的逻辑是没有意义的。但是在设计实践当中，对于推论的严格性的要求很高，尤其是在“最优化方法”中，它在统计决策理论与科学管理方面发展得最成熟，在工程设计领域亦在不断增加。

最优化方法的逻辑叙述如下：设计问题的“内部环境”由一组给定的备择行动方案来表现。备择方案可以详细给出，但更普遍的是有规定了任务领域的命令变量来表示。“外部环境”则由一组参量表征。我们可以确切地知道这些参量的大小，及其概率分布。内部环境适应外部环境所要实现的目标由效用函数（是命令变量和环境变量的函数，通常是标量）确定。或许还有几个约束条件（比如，命令变量函数和环境参量函数之间的不等式）。最优化问题就是要求出一组可以接受的，与约束条件相容的命令变量的值。环境参数值确定的情况下，命令变量的这一组数值使效用函数达到极大。  （对于只知道参量的概率分布的情况，我们可以说，“使效用函数期望值达到极大”，而不是“使效用函数极大”。）

“P108 膳食问题”的约束条件表征内部环境，参量表征尾部环境。

计算最优状况

设计科学课程的两个中心课题：

1、作为在已知备择方案间进行合理选择的逻辑框架的效用理论和统计决策理论；

2、实际求出现有方案中的哪个为最优的方法体系

求出令人满意的行动方案

并不是只有最优化材涉及计算技术问题。传统的工程涉及方法应用不等式比应用极大极小值方法多得多。例如，控制系统中的根轨迹法。但是囿于现实计算能力的问题，我们在大多数情况下，得到的结果往往是令人满意的，而不是最优的。要想搜索一个满足可接受性具体标准的方案，期望搜索范围取决于标准定得有多高，而与有待搜索的空间的总规模几乎完全无关。

设计逻辑：找出备择方案

手段-目的分析

任何目标寻求系统必须满足的条件是，它通过两种渠道与外部联系：一是传入渠道或感官渠道，系统通过它接受关于环境的信息；二是传出渠道或运动神经，这是系统作用于环境的渠道。系统必须具有某种手段在其贮存库中存储关于世界状况的信息（传入信息或感官信息）和关于行动的信息（传出信息或运动神经信息）。实现目标的能力取决于世界状况的特定变化与能否带来这些变化的特定行动之间建立联系。

通过解题者（GPS）通过在输入一侧表现目前状态，它也必须能表现想望状态与目前状态之间的差别。而在这部机器中，我们采用的是通过一张关联表来实现的。该表将每种可探测的差别与对减小那种差别有用的行动关联起来。这个过程可能使多步的，因此GPS必须探测自己的进度并试行新路子。

搜索逻辑

GPS进行选择性搜索的逻辑规则是什么呢？只需要标准逻辑（何为标准逻辑？）。备择方案搜索的一个特点是，解决方案是由一个单元行动序列构成的。

但是在现实世界中，一系列单元行动序列并不是相互独立的，因此当解决一个问题时，可能在另外的单元产生新的问题。因此解决的问题不仅仅是将单元方案装配成问题的解答，还得要搜寻适当的装配件。

设计科学的教学又可以添加三个课题：

3、改动标准逻辑以适应对备择方案的搜索。

4、目前状况与想望状态之间差别的并行（或近于并行）分解的利用。手段-目的分析是其中一个例子。

5、将搜索用的资源分配给备择的、已进行了部分探索的行动序列。

作为资源分配方法的设计

设计过程通过两种方式与资源分配发生关系。首先，满意化的设计可以将节约稀缺资源作为一条设计标准（即成本最小化）。其次，设计过程本还是呢包括对设计者的智力资源进行管理，以免耗费精力。

公路设计的例子

管理设计过程必须考虑设计自身的成本。

曼海姆的博士论文，他是解决公路布局问题的。

此程序包括两个主要思想：第一，从非常一般的计划层次出发，循序渐进地使设计具体化，直到最后确定实际结构；第二，重视较高层次的计划，以此为基础决定在具体性较强的层次上实施哪些计划。

在曼海姆的具体方法中，一个方案的“前途”是由结果的概率分布来表示的。一旦估计出该分步来，就能在贝叶斯决策理论的框架内使用。

在公路布局程序中，较高层次的方案评价起着两个作用。第一，“下一步我应该在那里搜索？”，第二，“我什么时候停止搜索，以某种答案作为令人满意的答案”。

指导搜索的方法

搜索过程是将搜索过程看做关于问题结构的信息的收集过程，问题结构对于发现问题的解答最终是有价值的。

设计的的形态：层级结构

因为在设计复杂结构的过程中，可以将系统分解为与其许多子功能相对应的半独立部件。因此每一个部件的设计都可以通过与其他部件相对独立的设计来进行。并且分解的方法远不止一种。

产生者——检验周期

分解承认系统部件之间的相互作用不可忽略，但认为设计过程包括两部分：一、备择方案的产生，二、根据一连串要求和约束条件来检验这些方案。

设计理论将包含决定设计过程中的优先问题和排序问题的种种原理。

作为风格决定这的过程

因为一般过程寻求的是令人满意的结果，因此产生者与检验的次序与分工将不仅影响用于设计的资源的使用效率，也将影响最终设计的性质。

设计的形态、设计过程的形态与设计过程的组织都是设计理论的不可缺少的要素。

因此设计课程表的第六项内容：

6、复杂结构的组织及其对设计过程的组织的隐含意义。

设计的表象

三连棋的例子。

作为表象变换的解决问题过程

整个数学的种种结论仅呈现出隐藏在前提中的东西。（说得数学好像很容易一样......）因此数学推导可以简单地视为表象的变换。

这一观点可以沿用至所有解题过程——解决问题仅仅意味着要将问题表现得使解答方案明显可见。

空间表象

很多设计关心的是现实中的欧氏二维或三维空间里的物体或者排列，因此空间的表象和空间中事物的表象就成了中心议题。

表象的分类

理解任何类型现象的第一步，是了解这些现象包括哪些种类事物——即建立一门分类学。但是人类对与表象的认识还并没有达到这一点（无法完全透过现象看本质）。

从完全使用的观点来看，我们知道可以用自然语言对问题进行言语描述。可以用数学手段来描述问题，使用代数、集合或者拓扑学等工具。或者由三维图透视图，来表现这些问题。

设计理论课程表的最后一门课的材料：
7、设计问题的备择表象。

设计在精神生活中的作用

社会分解成多种文化，如果感到割裂，我们就需要寻找一个除了衣食住行意外更有意义的内容，来使得我们的一部分内部环境和外部环境有共同的认识。例如对音乐一窍不通的工程师和对数学一无所知的作曲家，可以就设计问题进行互益的交谈，帮助战胜自己的多文化隔绝（multiplecultures isolation）。

多文化之间的新型知识性“自由贸易”的真正主体是我们自己的思想过程，我们进行判断、决定、选择和创造的过程。

作者说，人的行为的复杂性也许大半来自人的环境，来自人对优秀设计的探索。因此，要研究人，很大程度上是研究设计科学。