珍妮?班娜斯：如何向自然學(xué)習(xí)設(shè)計

關(guān)于嘉賓：?

珍妮?班娜斯是Biomimcry 3.8公司和仿生學(xué)協(xié)會的聯(lián)合創(chuàng)辦者。她是一位生物學(xué)家、創(chuàng)新咨詢師以及6本書的作者，包括《仿生學(xué)：來自自然的創(chuàng)新》，在這本書里她命名仿生學(xué)為一門新興學(xué)科，模擬自然設(shè)計和程序創(chuàng)造一個更健康、更加可持續(xù)發(fā)展的地球。?

向自然學(xué)習(xí)設(shè)計

為什么要向自然學(xué)習(xí)設(shè)計？為什么自然的方法一定是最棒的？

珍妮?班娜斯：地球上有生命已達38億年，那時就知道地球上該生存什么。它有許多好的想法。空前的長久。不能在地球上生存的物種就被淘汰，能夠生存的就被下一代優(yōu)化保留。自然選擇那些能夠在區(qū)域生存良好的物種以及可以創(chuàng)造生活條件的物種。

我們現(xiàn)在看到的是之前生存在地球上1%的物種；它們是精英中的精英。它們的設(shè)計方案是在地球的背景下完成的。它們被設(shè)計發(fā)揮極限的力量，制造大部分的機會。發(fā)揮它們棲息地極限和機會的有機體勝出，留在地球上。這個方法建造出情境塑造的適應(yīng)力——技術(shù)。我們稱這種適應(yīng)為"生物智能"，因為這些設(shè)計中充滿智慧。

當(dāng)你問"為什么設(shè)計使用自然的原則和模式？"時，我想是這樣的：它們以無悔的方式在地球上生存了下來。意外后果？已不復(fù)存在。我不能想到更好的模型了。

仿生學(xué)進化史

在過去的幾十年，仿生學(xué)設(shè)計運動是如何進化的？從哪里開始的？你是怎樣走到今天的？途中發(fā)生了什么事？

珍妮?班娜斯：在過去的幾年里，仿生學(xué)從一個文化基因發(fā)展成一場運動。當(dāng)我寫《仿生學(xué)：來自自然的創(chuàng)新》時，觀察自然尋求靈感的理念只是文學(xué)上一個微弱的信號。我發(fā)現(xiàn)一些關(guān)于受葉子啟發(fā)創(chuàng)造的太陽能電池、受牧場啟發(fā)建造的農(nóng)業(yè)、蜘蛛絲和纖維以及受生態(tài)啟發(fā)創(chuàng)造的商業(yè)的文章，但是這些理念只在一些小眾的雜志上發(fā)表。

我當(dāng)時發(fā)現(xiàn)受自然啟發(fā)進行創(chuàng)新的方法開始流行，但是它沒有名字！我把它命名為仿生學(xué)，出乎意料它成為一個受人矚目的文化基因。我認為出版后大部分科學(xué)作者的反應(yīng)是沉默。但是相反，我的電話快被打爆了。然后許多公司打電話說"讓生物學(xué)家參與到我們的設(shè)計中來，因為我們需要解決方案，我們想知道自然是如何解決這個問題的。"

1998年，戴娜?鮑邁斯特博士和我創(chuàng)辦了生物學(xué)家公司（Biomimicry 3.8），將生物知識與創(chuàng)新者結(jié)合起來。我們想它應(yīng)是關(guān)于產(chǎn)品設(shè)計和工程學(xué)，事實上它就是這樣。我們?yōu)樵S多客戶創(chuàng)造了產(chǎn)品，從美國波音公司到耐克公司到綠山咖啡公司到美國通用電氣公司、通用磨坊公司、英特飛公司、寶潔公司以及金百利克拉克公司，有250個客戶?，F(xiàn)在還有許多財富榜上50強的公司。我們解決他們最困難的可持續(xù)發(fā)展的問題，而且我們培訓(xùn)公司實行仿生學(xué)思維。

慢慢開始有人對將仿生學(xué)融入建筑世界中很感興趣。簡?雅各布斯就是第一個。她突然地給我打電話。在大學(xué)的時候，我是《美國大城市的生與死》的忠實讀者，并不是因為我是城市規(guī)劃師，而是因為我是一個作者，其意義明確的論文會教我如何寫作。當(dāng)她給我打電話時，我震驚了，因為我確定她已經(jīng)傳播出去了。在80歲左右，她閱讀了仿生學(xué)，并把它作為圣誕節(jié)禮物送出去了。她正在寫一本新書，以仿生學(xué)作為主要點。鮑勃?伯克比利（Bob Berkebile）讓我在AIA環(huán)境會議上演講。仿生學(xué)就是從這里起步的。美國霍克公司和美國晉思公司這樣的客戶雇傭我們，我們正在考慮怎樣將仿生學(xué)應(yīng)用到建筑、景觀以及城市層面上。

2006年，我們創(chuàng)辦了非營利機構(gòu)仿生學(xué)協(xié)會，給人們分發(fā)工具，讓人們有機會通過設(shè)計挑戰(zhàn)實踐仿生學(xué)?，F(xiàn)在我們有了AskNature.org，它是一個有31個中心的全球網(wǎng)絡(luò)，我們現(xiàn)在是全球設(shè)計挑戰(zhàn)的第6年。我們最新的挑戰(zhàn)——食物系統(tǒng)——吸引了將近71個國家的2000人。仿生學(xué)已經(jīng)從一個文化基因轉(zhuǎn)變成一場運動，因為它給人們帶來許多感覺。它是一個全新的學(xué)科，第一次在大學(xué)、工業(yè)和這個時代思潮中開設(shè)，這不是經(jīng)常發(fā)生的。

人們正在繪制仿生學(xué)畫布。我們已經(jīng)將自然模型應(yīng)用到了工程學(xué)、建筑、城市規(guī)劃、計算、醫(yī)藥、化學(xué)、機器人學(xué)、產(chǎn)品設(shè)計、甚至是財政上?，F(xiàn)在可以將仿生學(xué)應(yīng)用到社會創(chuàng)新中——管理、領(lǐng)導(dǎo)能力以及組織結(jié)構(gòu)中——這是一個新的關(guān)注點。

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仿生學(xué)設(shè)計與創(chuàng)新

如今仿生學(xué)設(shè)計和創(chuàng)新中最令人興奮的區(qū)域是什么？什么有潛力改變此格局？

珍妮?班娜斯：你不能在沒有拯救這個游戲時就談?wù)摳淖冇螒?。氣候變化緩解策略現(xiàn)在很棘手，最好的策略就是2個仿生學(xué)方法。

第一個策略是生物隔離，要明白如何獲通過深層土壤獲得大氣中的碳儲存。解決的方法不是通過農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化或林業(yè)產(chǎn)業(yè)；要通過生態(tài)系統(tǒng)啟發(fā)的土地利用達到——自然畫面中的農(nóng)業(yè)和牧場和林業(yè)。生態(tài)系統(tǒng)肯定能儲存碳，仿真模型就是這樣做的。我認為囊括受生態(tài)啟發(fā)創(chuàng)造的土地管理方法的設(shè)計原則也能應(yīng)用于景觀設(shè)計中。

景觀設(shè)計師已經(jīng)開始建造多功能景觀。同時人們要求建造更多的綠色空間，尤其是在城市中。它們正在尋找碳沉降的方法。因為我們在過去的200年里丟失了土壤中一半的碳，我們要填滿這個半滿的容器。當(dāng)你開始查看聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會的報告時，他們支持自然啟發(fā)的混合種植農(nóng)業(yè)或混養(yǎng)。他們支持農(nóng)林間作——將樹木和農(nóng)作物混合種植。他們開始表示最具前途的一個策略是循環(huán)放牧——將牛放到大群水牛之前漫步的區(qū)域上，然后在向前移動。這個程序能真正的產(chǎn)生深根草，將碳傳輸?shù)酵寥乐?，供養(yǎng)微生物，儲存碳。當(dāng)我第一次寫它時，被看作是激進的方法。現(xiàn)在，它被認為是我們必須要做來對抗氣候變化的事情，同時還要減少溫室氣體排放、使用清潔能源和智能能源。我們一旦停止了這種瘋狂的排放形式，依然有最后一個難題——沉降我們已經(jīng)排放的碳。

另一個仿生學(xué)策略是利用有用的產(chǎn)品捕獲二氧化碳。現(xiàn)在我們能基于珊瑚礁方法建造碳儲存混凝土，因為珊瑚一直將二氧化碳儲存在混凝土狀的暗礁里。我們能使用碳污染制造塑料，有50%的二氧化碳成分。這有8家公司被政府間氣候變化專門委員會提到，獲取二氧化碳，將它儲存在聚合物以及混凝土和建筑產(chǎn)品里，就像藍色星球公司所做的那樣。今年的XPrize被稱為碳X。有2000萬的美金獎勵給獲取二氧化碳并轉(zhuǎn)化成有用產(chǎn)品的團隊。為什么這個程序是仿生學(xué)的？植物將二氧化碳轉(zhuǎn)化成糖、淀粉、纖維素。這是個難題。我們在滅火器中使用二氧化碳的原因是它反應(yīng)性差——它很難轉(zhuǎn)化成其他東西。你可能要加很多的能源，或者有超級酵素將二氧化碳連接到碳纖維長鏈中。但是植物和珊瑚以及軟體動物整天都在進行這項活動。突然，自然將二氧化碳轉(zhuǎn)變成材料或燃料的方法在二氧化碳隔離中是必要的了。這是傳統(tǒng)的仿生學(xué)，這次，它幫助我們對抗氣候變化問題，把我們200年的二氧化碳呼出密度利用起來。

另一個使我興奮的地方是循環(huán)經(jīng)濟的概念，它不是將東西丟進垃圾堆，我們要回收利用這些材料，模擬自然世界中的流動。這個概念來的正是時候，因為隨著3D打印，制造業(yè)就要回歸家園，使用當(dāng)?shù)卦?。?dāng)打印店出現(xiàn)在每一個零售角落時，產(chǎn)品不會跨越全球但設(shè)計會。我很興奮，因為仿生學(xué)結(jié)構(gòu)藍圖是利用原始材料并使其富有功能的好辦法。根據(jù)它們內(nèi)外的結(jié)構(gòu)，生活的結(jié)構(gòu)就很詳細了。想想動物形狀，減少外部的累贅和分水界，但內(nèi)部就是復(fù)雜的骨頭城堡，因為其設(shè)計堅固且輕。3D打印機的算法——生成設(shè)計文件——正逐漸來自于生物學(xué)。

應(yīng)用于建筑中的一個主要的、最佳的技術(shù)是被稱為OptiStruct的軟件，基于骨算法設(shè)計。這項技術(shù)模擬骨頭如何在壓力線上所需的部分放上材料，在不需要的地方移除材料。這些骨算法被看作是橋梁和建筑橫梁，而且40%用于輕型空客的新肋拱和機翼裝備。除了形狀，我認為自然的低溫、低毒化學(xué)品也變得很重要——打印機上安全的化學(xué)品，以及生物啟發(fā)的分解的化學(xué)品——這樣我們能歸還產(chǎn)品，打印成其他東西。

在AskNature.org網(wǎng)站上，能看到動物和植物類別。這個植物類別同樣吸引人。植物能教給景觀設(shè)計師關(guān)于設(shè)計方面的信息呢？

植物是水循環(huán)中的主力，但是有些事情我們現(xiàn)在剛學(xué)到。10年前，氣候科學(xué)家試著解決一項難題。雨林是如何在旱季產(chǎn)生樹頂上的云朵呢？它們在哪兒發(fā)現(xiàn)的水分蒸發(fā)化成云朵的？這被稱為水分再分配，下面是它工作的流程。雨林中的一些灌木有深根和淺根。在雨季，淺根吸收雨水，傳輸?shù)街鞲校瑵B入到深層土壤中，儲存用于未來使用。當(dāng)旱季來臨，情況倒轉(zhuǎn)過來。主根將水提升上來，傳輸?shù)綔\根里，這樣其他有機物就能獲得水分。亞馬遜10%的降水以這種方式再分配。我能看到景觀設(shè)計師在項目中種植一些"生物灌溉器"，這樣即使在旱季，水也能從土壤中釋放出來，通過淺根進行再分配。這是自我灌溉的景觀。我喜歡這個。

植物也向我們展示了如何從大氣中提取水分。在納米布沙漠，植物從干燥的區(qū)域里梳理出水分來，有時產(chǎn)生霧氣。紅木就是這樣的。加州大學(xué)伯克利分校的研究員托德?道森展示了30.5米（100英尺）的紅木一晚上能聚集相當(dāng)于2.5厘米（4英寸）的降水。水凝縮在針葉上，滴落下來。這是很大數(shù)量的水。
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植物狀的汲水以及凝結(jié)水珠輸送到根部的程序能轉(zhuǎn)變成工程學(xué)景觀設(shè)計方案。

植物怎樣移動水分也是驚人的。它們通過毛細作用將水移動到非常細的柱子中，就像細細的吸管一樣。你會認為這些吸管直達樹木的樹干，卻不是。在樹里，這些吸管構(gòu)成一個細細的套管，樹皮下的圓筒。一些吸管將糖傳輸?shù)礁?，其他吸管將水分提升上來。有趣的是，這些吸管不會徑直的向上向下；它們從下到上以螺旋狀的結(jié)構(gòu)包裹樹木。這意味著如果你丟失了根部網(wǎng)絡(luò)的一邊——被建筑裝備切斷——這棵樹也不會死。如果這些吸管從根部直上，樹木被破壞的左邊樹干就不會運輸水分。由于螺旋木質(zhì)部，右邊根部的水分傳開，到達每個樹干。這就是彈性發(fā)展。

植物沒有墩基礎(chǔ)；它們有水平樹根。亞利桑那州立大學(xué)有一個研究生物媒介和生物啟發(fā)土工學(xué)的新工程研究中心，剛剛從國家科學(xué)基金會上獲得幾百萬美元的資金。他們的項目之一是更好的了解根部將樹木固定在陡峭的山坡上的方法，以此來幫助他們重新設(shè)計低影響地基。樹木有許多明智的方法。

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宜居城市

仿生學(xué)怎樣過渡到城市水平？我們能模仿什么樣的自然系統(tǒng)使我們的城市更加有效和宜居？

珍妮?班娜斯：城市是仿生學(xué)中一個有趣的地方。當(dāng)我們城市規(guī)劃的客戶問我們："我們怎樣將自然的原則應(yīng)用到城市中？"時，我們反過來問"那一個城市像生態(tài)系統(tǒng)一樣運作是什么意思？"

我們認為仿生學(xué)城市應(yīng)該和附近的野地是沒有區(qū)別。它應(yīng)該產(chǎn)生有益的服務(wù)，就像本土生態(tài)系統(tǒng)一樣，因為仿生學(xué)不是關(guān)注外形而是功能的問題。我們開始尋找附近可供參考的棲息地，如果我們不在這里，會生長著什么植物。我們發(fā)現(xiàn)了牧場或森林或濕地的殘余物。我們能測量它們?nèi)缃裨鯓舆\行的，而不是歷史上。我們所測量的事情是與人們息息相關(guān)的事情——稱為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。這些事情如凈化水源、儲存水源、保護土壤不受侵蝕、支持生物多樣性和傳粉昆蟲、管理害蟲，森林和其他天然系統(tǒng)都能做到。

我們不是集中于經(jīng)濟價值（后來可以考慮）而是數(shù)量上。每年每英畝能夠儲存多少碳？一場暴雨中能儲存多少水？能凈化多少空氣和水？多少營養(yǎng)是可以循環(huán)的？可以冷卻幾度溫度？可以建造多少土壤？我們將生物文學(xué)與GIS模型配對使用獲得這些數(shù)據(jù)。

然后我們對城市管理者、規(guī)劃師以及這個區(qū)域的居民說：這是新的性能標準。你的發(fā)展區(qū)——建筑和人行道和街道和綠色景觀結(jié)合——能與附近相等的野地區(qū)域發(fā)揮的功能一樣嗎？我們稱它們?yōu)樯鷳B(tài)性能標準?，F(xiàn)在它不僅僅是以隱喻的方式提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的事情——它是關(guān)于達到或超過當(dāng)?shù)乜蓽y量數(shù)量的事情。這是不可思議的、期望中的目標，但我們知道這是可行的，因為野地正在進行著。我喜歡它是因為它與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)，因為它給社區(qū)一個設(shè)計的框架。一旦一個夢幻城市終止了這些度量值，每個設(shè)計干預(yù)——每個綠色屋頂、每英尺可滲透的鋪裝路面，每個自我灌溉的景觀——都會增加。試問這個問題——該城市應(yīng)該返回給周圍區(qū)域多少東西呢？

城市有一個目標，能夠通過修復(fù)和新建達成。每個建筑有一個目標。每個街區(qū)有一個目標。每個區(qū)域有一個目標。最后，我們能看到我們所有的設(shè)計干預(yù)組合在一起產(chǎn)生的結(jié)果。如果我們想要一個城市像當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)一樣運作，我們就有了設(shè)計的方式。

就印度拉瓦薩的一個項目來說，我們?yōu)槊腺I東南部的一個新開發(fā)區(qū)創(chuàng)造了生態(tài)性能值，需要為3000到5000人提供5個新城市村落。我們與霍克公司合作規(guī)劃一個主體規(guī)劃方案以及一個景觀主體規(guī)劃方案，解決季風(fēng)季節(jié)雨水問題，因為它們能引起大量的土壤侵蝕問題。在3個月的時間里，這個區(qū)域獲得了8.2米（27英尺）的水，但在附近的西高止山林地里，沒有明顯的侵蝕現(xiàn)象！霍克公司的景觀設(shè)計師因為這個挑戰(zhàn)非常的興奮。他們說他們好像回到了學(xué)校，熬夜研究他們怎樣建造出一個植物景觀，能獲得100%的土壤保持。我們提供了生態(tài)性能值，但景觀設(shè)計師想出一個方案獲得了生態(tài)性能值。

全球農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

話說以生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)，通過在土壤中儲存碳能解決多少氣候問題？它會利用什么獲得一個更加可持續(xù)性的全球農(nóng)業(yè)系統(tǒng)？

珍妮?班娜斯：正如環(huán)境人士保羅?霍肯所說，只改善能源有效性并不能去除碳，更何況空氣中的碳。碳會存在幾個世紀，除非我們想辦法收回它，回歸原處。與Project Drawdown一起，他和同事正在模擬100個從現(xiàn)在到2045年減少氣候變化的有效策略。數(shù)據(jù)沒有全部計入，但是前20個策略正在做大量的工作。在那20個策略中，生物隔離——深根將碳傳輸?shù)絻Υ鎱^(qū)，可以保存幾個世紀——是最大的玩家。它不是良方；它不會替代消減排放或使用清潔能源，但是它會是對抗氣候變化最大的貢獻者。2014政府間氣候變化專門委員會針對決策者的框架是明顯的：即使我們完全削減了排放，但幾世紀以來我們依然在解決氣候變化產(chǎn)生的影響，如果不想達到千年，就要沉降碳。

我感覺大型的產(chǎn)業(yè)化農(nóng)民只在有物質(zhì)鼓勵的情況下才會儲存碳。一旦隔離二氧化碳的市場出現(xiàn)，土地管理體制可能會改變。但是工業(yè)化農(nóng)民不會種植全球食用的大部分食物。人們沒有意識到全球所使用的70%的食物是只有三分之一的人口（被稱為小農(nóng)）種植的。他們的農(nóng)場不到2公頃（5英畝），必要時要有機種植——不使用肥料或殺蟲劑。食物和飲料工業(yè)也在依靠這些人提供有機原料。突然，產(chǎn)生了一小部分的中間商，要求健康的土壤實踐。在這里我們消費者也要參與進來。

如果消費者要求食物和飲料廠發(fā)誓他們會與這些小農(nóng)合作，不僅使用有機實踐，還會使用仿生學(xué)碳種植技術(shù)，我們會產(chǎn)生很大的影響。這些工廠會說："我們會從你們那里買，如果你在土地上實踐仿生學(xué)農(nóng)業(yè)——一種生態(tài)系統(tǒng)啟發(fā)的混養(yǎng)和植物/動物結(jié)合的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生深根物種、健康的土壤微生物和長期的碳儲存。"

我們已經(jīng)規(guī)定了如何種植食物。我們會問："它包括轉(zhuǎn)基因生物嗎？它包括激素嗎？"幾年前，難以想象我們會如此認真對待食物的故事。氣候友好型農(nóng)業(yè)是另一個層面。推動力來自于消費者和碳經(jīng)濟市場。 12月在巴黎參加氣候變化峰會的國家即將會面，他們會消減碳排放或儲存更多的碳。他們會意識到更加正確的土地利用——農(nóng)業(yè)、林業(yè)、放牧等——只占四分之一的溫室氣體排放量。運輸部只占19%。當(dāng)他們開始尋找如何發(fā)揮金錢的最大效益，我們就要利用津貼達到碳目標。你打算怎樣進行碳種植？

所以當(dāng)我查看緩解景觀時，我看到仿生學(xué)出現(xiàn)在一些最新的方案中用來沉降碳：牧場啟發(fā)的農(nóng)業(yè)、農(nóng)林業(yè)、蹄類動物啟發(fā)的循環(huán)放牧以及收集區(qū)域的二氧化碳轉(zhuǎn)變成有用的產(chǎn)品。我們要從收集每個二氧化碳和甲烷分子開始。這也是城市中要進行的事情。為什么沒有中央公園因碳隔離服務(wù)和健康的土壤生產(chǎn)而受到贊揚？另外，作為對抗氣候變化的重要貢獻者，一個大氣的城市只是一個更好、更健康、更加漂亮的居住區(qū)域。這就是為什么仿生學(xué)受歡迎的原因——它只良好的、無悔的設(shè)計。

高銀鋒/譯

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原文鏈接： http://dirt.asla.org/2015/11/04/interview-with-janine-benyus-on-how-to-design-like-nature/

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