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我们正在进入一个全面、深入的、对我们所认识的物理世界进行数字模拟的时代。

这场数字变革的首要表现就是与“显性知识”有关的事物大量涌现。具体说来包括：书籍信息的数字重现；已经被学术研究论文、百科全书、地图、词典等出版物所认可的真实可触摸的信息；人们普遍接受和广为散播的符合既定标准和定义的有据可依的或有经验可循的信息。

普遍认为这场数字变革正在进行的第二个表现，是网络通讯、文化娱乐媒体、电子邮件和电话以及艺术、音乐和电影的数字化。

通讯领域涌现出的大量需求，伴随着前所未有的对降低产品成本的经济要求，由此产生数字变革的第三个表现，即生产领域的数字化。体现为新型工具大量进入机械工程领域，使得汽车、飞机和无数电子装置实现了计算机驱动、智能化批量生产，而最新的数字化媒体则将最新的数字设计和制造的产品传递给日益全球化的观众，供其收听、观看和消费。

促进医学和自然科学的进步，是第四个表现，它初步实现利用可视的波形技术，继而是更加可辨识的、图形的三维建模。虽然几何图形远为复杂，标准也完全不同，应用于传播医学实验新发现的建模技术与今天用于建筑设计的建模技术却非常相似。然而最引人注目的成就产生于，并将继续产生于科研领域对已知的化学和物理元素进行几何表达，结合对这些元素已知和未知的活动方式的模拟。这项研究将超级计算机的数字运算能力与“隐性知识”进行综合，隐性知识即那些无据可依的，建立在个人的经验或本能上的，本质上更多依靠直觉的，难以整理成形的知识（有关“隐性知识”的介绍参见Xerol PARC前主席John Seely Brown有关著述）。按照这位作者的观点，这类抽象知识能够而且应该应用到建筑施工领域——这就是数字变革的第五个表现。让我们来看看数字模拟技术在这个领域到底有多重要。

在建筑领域，数字化的第一个实例发生在电子绘图（CAD）到来之际——这固然是从手工绘图前进了一大步，但基本而言只是用一种表现手法代替另外一种。更重大的变革现在正在进行，从电子绘图到所谓的建筑信息模型（BIM），建筑实际构件用数字化的方法来搭建，与此同时（自动实时）链接到报告生成（数据库）引擎，根本上产生人们所说的“智能几何”。

这项变革本质上仍具有很强的可操作性，尽管BIM技术在视觉辨认度上存在不足，在可预期的将来，这项技术将不再仅仅被看作加强型的CAD文档管理方案，而将超越到一个更加重要的战略定位，涵盖更广泛的应用领域。建筑信息模型将成为生产的动力和轴心，各种各样的分析和模拟工具或应用或直接吸收到“智能几何”之中，从而将建筑信息模型转化为对一个建筑已知（或潜在未知）行为模式的可预测的传播器。所有与设计和建造方法相关的累积显性知识，与建筑师隐性设计知识相结合，奠定了这样一种相关性：适用于特定类型建筑条件的特定设计，与相关联可量化的环境、金融、性能结果（这些条件也可后续设定）联系在一起。因而我们在此将这项技术更广泛意义上的视野命名为“数字设计”，并分层次定义如下：

数字化设计环境

视野	描述
概念模型	建筑要求：“模块化与堆积化”
建筑信息模型	几何开发/数据生产中心
可视化模型	展示/渲染/动画
分析与模拟	环境预测与行为
设计实现	应用知识、建筑法规和规格
文档编制	从建筑信息模型“析取”二维图纸
建造阶段的建筑信息模型	建造排序与管理
建筑到模型的反馈	实时的环境报告（建筑到BIM）
模型到建筑的反馈	实时的环境改变（BIM到建筑）
机器建造	“建筑是一种居住机器”

新的以计算机为驱动的模拟方法在学术上和商业上都得到了应用，能够（而且将要）名副其实地模拟一切事物，从基本的照明、能量、风以及人流量控制，到更复杂的建造、制造、规范、材料和保安系统。通常容易把数字设计误解为用于设计完成后日常信息统计的补充工程数据，对此我们认为，数字建筑模拟将体现建筑实践的未来发展趋势；致力于在造型基础上发掘更广阔天地的业界人士，将极大地受益于这种能解析的信息，且无论设计前后，从项目的概念设计，到设计和建造阶段，再进一步到居住和建筑生命周期管理阶段，都能应用的数字化工具。占有了翔实准确而非盲目揣测的信息，决策的优势是不言自明。但业界对这项技术的正确理解和运用，还取决于建筑师素质的大幅度提高。而从根本上忽略这项技术的结果，则使建造项目经理一跃上升到主要决策人的位置，而建筑设计只是公司的一个服务项目而已。当建筑师的才能需要进一步的证明时，往往只有一张轻易就可以得到工作许可。让我们感受一下一个即将举行的建筑技术研讨会的会议议程安排：

“这是渗透到建筑业序列的新的专业称号——‘建造模型师’。无论有无建筑师的参与，这个新兴的建筑专业都可以制作针对建造目的的3D模型。让我们看看这些新兴建筑专业人士如何将3D模型运用到可建性分析、更好的预测、排序和采购优化，并增加数据流用于制造。”

建筑信息模型的运用蕴含着对设计过程本身以及由私人或公司的建筑师设计出来产品的理性的再思考。回顾在主流建筑媒体上出现的新的建筑信息模型工具，甚至出席最近关于建筑信息模型的业界会议，关于建筑设计队伍采取这项新技术并开始制作数字建筑构件，进而就象真实建筑一样将这些构件组装到数字建筑当中，这种必然发生的重大建筑文化转变居然缺乏广泛的讨论。这是从CAD制图过程的彻底的文化和流程的转变，极少数人能够理解这点。这个转变就好象是参与一个大规模的综合性的3D拼图游戏，在这个游戏中每个人的模块都必须吻合得天衣无缝——否则将根本不能使用。

数字设计的重要性不可低估，而且应当重申——当今的建筑生产方式（以及所有相关产品）将被彻头彻尾地转变。建筑师（以及新受雇的设计学校毕业生）将不得不考虑建筑构件的生产和装配问题，而非大堆的图纸或诱人的渲染；他们不得不将思维过程从一种几何表现转向构件及其装配，和对实际建造及装配的理解。

更进一步说，建筑师们将不得不改变他们对合作的理解，学会团队同步（实时）创建和装配一套相互关联的建筑构件，而非团队异步（时间错开）创建和装配一套松散关联的图纸。如今的数字构件将被保存在中央建筑模型，通过立即确认以保证构件的一体化，而不是成堆的CAD图纸或文件夹根据线、层、剖面图和细节设计一字排开，一旦出现脱节就彼此推卸责任。建筑信息模型带来的改变将深入人心，而苦不堪言的劳心费力的手工CAD制图将淡出人们的视野。

这是通常被学术界和专业实践所理解和操作的对合作的完全不同注解（见图1和图2）。容易造成困惑和错误标记的地方，比如数字设计的构成，在两大阵营里都能发现。这一点在预料之中，特别是几个世纪以来的建筑文化都赞扬个体是唯一的、最高级的、形式发明者，而生产方式被定义为在串联方式下个体劳动所产生的表现图纸的集合。

这就产生了一个问题“在数字设计环境里模拟和分析的应用是否意味着艺术的天赋或个人与生俱来的创造力不得不靠边站呢？”恰好相反：我们可以理性地申辩，运用数字工具处理的任何新型建筑设计，无论本质上多么深奥，也无论外观多么多变，由于能够对所产生数据进行结果的量化分析，就可以有的放矢地进行调整，从而使设计得到充分的验证。换言之：建筑师们将能够提供量化的、环境的和工程数据作为其设计理念当中的内在本质部分。这些信息将从中心数据源来同步显示，而不是众多专家前前后后在一段时间内提出报告的集合。所有想象得出的情况都将在单一的环境中显示出来，各个因素之间的直接关联和间接关联都将得到彻底的检验。一切尽在掌握之中。

一个半世纪以前，医生被称作“庸医”并不是什么稀奇事，他们的方法常常建立在头脑推测的基础上，缺乏科学研究或可分析数据的支撑。的确，医学在很长一段时间内没什么发展（医学专业人士也常常不被当回事儿）。直到医学界摆脱公众巨大的恐惧心理和蔑视，为了更好地搞清楚与人体构造和循环系统有关的各个人体器官之间的关系，开始研究真实的人体并将其发现转化为阐示性的图形，并进一步转化为可操作的示意图，医学界才有了新的突破。今天，我们之所以去看医生，是因为潜意识中我们知道医生在正规医学院得到很深的造诣，而不是凭着“本能的胆量”在行医，或凭“直觉”在寻找新的医药配方。

在新车的设计和推介上，我们会认为汽车具有一定的逻辑、环境和功能工程，汽车并不只是“想象出来的”，其部件和各种条件参数完全是“电脑设计”出来的，它的特性是制定、分析和模拟的结果。而且我们期望，汽车的内部就算不采用市面上最昂贵的材料，也至少应该能享受到恰当的冷气或暖气，保证空气流通和降低噪音；挡风玻璃应该是能够减少强光并且不会碎；仪表盘应该能够精确记录和显示正确的油量、保安和安全条件；车主的手套箱里应该有本用户手册可以参考备件的使用及车辆的长期保养；经销商那里应该有张贴纸显示估计的行驶油耗，这样我们就可以预先估算这辆车的行驶成本。而事实上，我们不必再要求新车具备所有这些条件，也不必在购买或拥有之前通过模拟驾驶来搞清楚所有已知的功能和故障。我们明确地希望无瑕疵工程应该是每辆新车从设计到交付的一个完整部分。

通过对生命安全性、批量化生产和规模经济几方面的对比，我们就可以提出这样一个问题：假如我们期望医学专业人士通过对经充分研究和经充分文档化的程序，成功地取得职业资格，能够正确履行其职责；假如我们期望汽车在投产之前就能够完全符合性能和环境标准；假如我们知道这些期望正通过知识驱动的研究、分析和数字模拟工具正在得以实现，那我们可不可以对建筑师和建筑抱有同样的期待？确实，我们可以期待他们具有同样的高标准，运用同样先进的技术，利用同样的模拟和分析方法，如同任何其他领域一样将显性知识和隐性知识融合到广为接受的、数字化的、程序化的方法系统之中。反过来，他们在这个建好的环境中体现出来的专业水平也将得到更广泛的认可和尊敬。

至此我们已经越来越清楚地看到，知识驱动的分析和数字模拟工具在建筑领域的渗透，不仅验证了建筑师的设计意图，而且凸显了建筑师作为理解设计意图和建筑表现之间直接联系角色的唯一性。这套系统也将使客户就能够凭借以往不曾有过的及时与细节程度，来获得建造成本、环境因素和长期维护费用（在费用发生以前）。当入驻新家、办公塔楼或医院的时候，对业主来说，期望有一本象车主那样的数字化“业主手册”不再是不切实际的了——建筑信息模型绝不仅仅只包括了几何考虑因素、生产商部件序列号、单价成本、及在线定单服务。如果从下线到经销商店车辆成本就上涨25%，消费者是断然不会接受的；同样，建筑客户也不必忍受这点。

假如你认为这些对比和问题看上去过于简单化，这些理由完全不能接受，你有可能会问到底是什么原因促使建筑师和他们的客户采用这项技术？正在进入市场的数字设计工具看起来还很稚嫩（随着时间推移情形将有可能改观），但是这仅仅是一个开始，用研究、观察、分析、制作、自动化、模拟的能力，以及可预测的、面向结果的决策和利益来推动行业的进步，这些利益并不只局限于建筑师和工程师的生产过程。在这个由飚升的健康保险费和责任事故保险费（被本土安全所耗费）所主宰的年代，保险公司很自然鼓励和要求大公司办理质量保险，而那也是建筑信息模型大显身手的地方。他们将鼓励数字设计带来的可预测效益，这为提高建筑工地安全、改善室内环境健康、快速紧急撤离程序以及提升建筑保安等方面带来了机遇，而这一切都将以建筑信息模型为中心。

建筑师采用数字设计还能给客户（包括建筑师自己）提供在补偿和收费结构方面更好的机会，因为账单不再基于对不断的（CAD）劳务计算，而是基于一次性提供的（BIM）产品。客户通过选择综合费用结算可以降低总体成本（想象一下，建筑师无须再等最后的账单出来才能拿到报酬！）。建筑信息模型的交付机制及其对所模拟实际建筑环境因素的管理、控制、和修改能力，可能会引起诸如业主权利和设施管理服务之类的问题。而在实际项目完成之后，这也将为建筑师与客户提供持续合作关系的机会，在工作机会不那么充足时这也可以为建筑师们提供一个续接项目增加收入的机会。例如提供可以显示能量/日照模拟的符合能源规范的“电子提交”就是这样一种机会，现在正在新加坡展示的规范分析模拟那样的建筑规范检查则是另一种机会。

向数字化建筑模拟方向的不断发展将逐步证明，建筑师在设计和建造过程中确实扮演了一个至关重要的、中心的和关键的角色。建筑信息模型技术在使他们隐性和显性知识的有效体现得以转化为标准化的、数字化的、模拟化的和可预测的行为模式的同时，也使得他们承担了相当的责任，在这个过程中他们由此被赋予了行业的领导地位。这些责任在过去一个多世纪以来基于可靠性的考虑被有效地避免了，或从立法上削弱了。这些责任的实现需要声称引领建筑领域未来的各个专业建筑协会和机构重新审定一个多世纪以前制定的合同协议。需要协会抓住这天，在建筑师对作为其职业权利之一的数字设计程序的所有权问题的立法上采取更加主动的立场，停止一切毫无意义的喋喋不休而将数字设计的责任连同利益拱手让给他人。问题的核心必须超越在线提供合同文档、对非强制执行的国家BIM标准和数据交换的讨论，而是要直接针对建筑师控制和领导数字设计程序的立法保证，就如同医学专业人士掌握自已的命运一样。第一步是从开展全国性的对建筑师和公众的教育普及运动着手，宣传建筑师在数字设计方面拥有所有权所带来的优势。第二个重要的步骤是创建一个促进数字设计可持续执行并进入专业实践的认证计划，对那些主动使用目前已有的建筑信息模型工具的个人和公司予以认可，就如同LEED证书在绿色建筑设计项目上鼓励了更多的参与者一样。第三个步骤是这些组织从资金上支持国家科学基金会（和其它政府补贴的研究机构），确保这些更先进的分析和模拟工具的研究和发展项目，特别是针对业界量身定制的项目，有充足的资金和项目的续接。这些主动精神一定能创造出一个焕然一新的、更加意义非凡的认证（保持认证）过程。

这个以数字化建筑模拟为核心的运动还需要对现行教育进行重新评估和再造，并且在强调发展学生个人设计才能的同时，强调他们参与到新的合作方法的能力，这种能力是过去未曾提及的，更遑论理解。无论他们今后从事自由职业或是加入公司，都将越来越被强调、理解和应用这种新的方法系统。因此我们建议采用一种双向教学大纲核心，在注重设计和理论的同时也注重合作项目的方式方法。探索建筑的新形式固然重要，更重要的则是要理解建筑项目从开始到结束并不只有建筑师参与；任何一个项目环境都将涉及到一个大得多的由结构、系统和建筑管理工程师组成的合作核心队伍。这种恰当地将他们的BIM模型融合为一个凝聚模型的能力才是一切，而这个凝聚模型是数字设计、分析和模拟的灵魂所在。当生产方式从图纸表达转化为构件建模和组装，建筑专业的学生至少需要拥有这样的能力来理解材料装配、BIM结构与MEP系统（特别强调冲突检查）的一体化、项目施工顺序和现场物流的基本原理、天气条件的影响，等等。如同现在飞行员需要使用飞行模拟器来进行训练一样，建筑和工程学生现在也必须开始做同样的事情；并且他们还要训练彼此互动合作，正如他们在实际从业中也被要求的那样。

建筑系主任应该拥抱而不是扼制数字化发展的机遇，为建筑专业的学生提供更灵活的选择以发展他们的才华与技能：数字设计对创造性的清泉所造成的泥沙混浊，或对职业发展所带来的挫折，并不比历史上任何新技术或新思想对创造性或想象力所造成的阻碍来得多。建筑专业的学生也需要探索各种编程语言以磨砺他们的思想，而不应仅仅依赖市场出售的工具软件。接着还应全方位接触新的快速原型设备，以熟悉改进的制造方法和提供的机遇。

对计算机程序的自觉运用以及其复杂性还将导致建筑专业人员对他们信任和需要的商业软件所提供的数字设计工具能否满足建筑师的需要重新进行审查。建筑师们必须开始放弃对软件开发商提供资助这种不现实的期望，代之以可持续发展的金融架构（保证收益和席位承诺），在经济回报的前提下开发特定的数字工具，基于特定的请求而为公司组织或财团提供新的数字工具。这种在几乎所有其他商业行业通行的作法，唯独在建筑行业行不通！这种顽固的等等再说的态度，对必须抢占尽可能大的市场领域（从而使分值最大化）的建筑软件程序来说是一种极大的愚弄，它阻碍了创造力，并且没有任何一方能从中受益。

最后，数字设计与建筑领域的结合将有助于一劳永逸地建立一项原则，那就如同“只是执行外科手术”是不够的，“只是设计”或“只是建造”也是不够的。也许这并非事关生死，但是假如建筑是科学和艺术的结合，最终能够构想和实施其思想对于建筑师来说是何等丰厚的回报和心满意足——不管这是牵强还是深奥——并且不仅可以通过艺术论文或者哲学的、数学的或语言学的宣言，而且可以用建筑模拟数据来解释建筑师的想法，建筑模拟数据能勿容置疑地论证设计意图、性能条件和关心的其它方面；这已经付诸建筑实践并且公认是行得通的；如同所有数字化模拟模式导致的数字制作和建造已经证明的一样，建筑不仅是视觉上的模拟，而且实际上“表现良好”。如果数字设计能够保证他们的设计在最后时刻将不再被无意中取代或贬损的话，如果数字设计不仅在他们工作实现过程中带来极大的提升，同时通过数字设计也增加他们在客户心目中的价值和地位的话，没有一个头脑正常的建筑师会拒绝在建造过程中使用这个辨认度更高的数字工具。唯有那些在使用数字设计及其工具和方法系统方面流畅的（和愿意成为流畅的）、内行的、博学的和取得资质的，并且能够实现与建筑实践一体化的人士，才有能力利用这项新技术。

数字设计和数字建筑模拟时代已经来临，它决不仅仅是引进一套帮助建筑师更好地协调建造文件的新的计算机工具，它昭示着建筑业自身的未来。

SOM创建立于1936年，是世界领先的建筑、城市设计、工程和室内设计公司之一。SOM曾设计过许多世界著名建筑，包括纽约的Lever House, 芝加哥的Sears大厦和John Hancock中心，以及上海金茂大厦。公司在数字设计技术和建筑技术的开发和执行方面已成为革新型的领导者。 SOM在芝加哥、纽约、旧金山、华盛顿特区、伦敦、香港及上海均设有分支机构。