非線性思維

實際上，自然科學或社會科學中的幾乎所有已知系統，當輸入足夠大，都是非線性的。因此，非線性系統遠比線性系統多得多，客觀世界本來就是非線性的，線性只是一種近似。對於一個非線性系統，哪怕一個小擾動，象初始條件的一個微小改變，都可能造成系統在往後時刻行為的巨大差異。

其實，非線性思維日常生活中並不少，尤其常見於比拼智力的遊戲。喜歡下圍棋的朋友都知道，勢與地、厚與薄、死與活、邊角腹、味道保留與否、次序交換先後，始終處於動態變化中。無論專家庸才，如果選擇一本道下法則對局不可避免地成為賭局，所以職業高手無一例外都擅長妥協，精於轉身。橋牌也是如此，製造、保留、放棄、推遲乃至提前進行各種選擇，不同的坐莊與防守路徑形成了複雜的網狀結構。業餘選手被這張網套住，往往剪不斷理還亂。然而，對職業高手來説卻非如此。原因何在？當過程中所有的不確定被不恰當地消滅的時候，便只剩下結局成為不確定，而這恰恰違背了消除那些不確定的初衷。高手之所以成為高手，是因為明白在不實質改變結果的前提下，為增加結果的確定性而儘可能保留過程的不確定性。

現在，人們的非線性思維方式越來越強，而線性思維方式有弱化的趨勢。這是因為，信息技術飛速發展，大量的信息攝入人腦，信息超載使線性思維不堪負重而鈍化，進而不能認識到事物的本來面目。因此，大家不宜過分提倡網絡給人們思維方面帶來的種種好處。

如果説研究性學習就是線性與非線性思維方式的體現，那麼，大家還是多一點“深入”的研究比較好，而非“蜻蜓點水”的學習。如何調控這兩種思維方式和諧發展即元認知，是一個"仁者見仁智者見智"的問題。

思維方式無非是線性與非線性兩種。線性思維方式有助於深入思考，探究到事物的本質。非線性思維方式有助於拓展思路，看到事物的普遍聯繫。非線性思維是為了更好地進行線性思維即深入瞭解事物的本質。線性思維方式是目的，而非線性思維方式是手段。

從思維上講，非線性思維使用的是人的右半腦，從層次上講，非線性思維更多的是在人的潛意識裏完成的。潛意識的活動更接近客觀事物，更真實，更接近道。

用American Heritage Dictionary上的解釋：of,relating,orresemblingaline;straight，或者，having only one dimension。線性思維，是一種直線的、單向的、單維的、缺乏變化的思維方式，非線性思維則是相互連接的，非平面、立體化、無中心、無邊緣的網狀結構，類似人的大腦神經和血管組織。線性思維如傳統的寫作和閲讀，受稿紙和書本的空間影響，必須以時空和邏輯順序進行。非線性思維則如電腦的RAM （Random Access Memory），突破時間和邏輯的線性軌道，隨意跳躍生髮，又如HTML提供超越時空限制的網狀連接路徑。儘管如此，非線性至今仍然沒有一個科學的定義，甚至與科學不沾邊。

非線性科學有很複雜的數學公式和高深的研究方法，然而簡單地説，非線性是一種更加接近自然、接近實際的思維和研究方式。

“從數學角度講就是，運動方程是一個線性微分方程還是非線性微分方程，二者的區別是線性系統在數學上很容易得解，非線性系統沒有一般的解，問題都比較複雜，有很多就需要近似解。數學上線性方法主要用‘加減法’，非線性方法是‘乘法’，複雜程度加大了。”科學用數學語言解釋線性和非線性。線性是一個理想狀態，線性研究也是一種理想模 型，而非線性則是智能現象，它更加接近自然，現實中有很多系統都是非線性的，但線性是非線性研究的基礎。非線性似乎很難理解，實際上是思維方式的長期影響，有些問題只要深入想想就會發現不符合傳統的情況。比如，牛頓力學就是線性力學，牛頓定律F=ma將物體的質量集中於一點，僅考慮這一個點，但實際上物體的各個部分都會產生影響，非線性研究就是要把整個物體的相互作用都考慮進去。

真實的情況中很多因素都是難以預測的，要把現實描述得更好、越來越精確，人類的研究就必須向非線性靠近。線性可以解決問題，但也有很多問題不能解決，還是要用非線性理論，這是一種科學的進步。全球變暖是大家現在十分關注的問題，但究竟是怎樣變暖不是一個簡單的事情，整個地球是很複雜的非線性系統，不是單純地由幾個因素決定的，實際上絕不會是現在排放多少百分比的二氧化碳將來温度就會增加多少，要運用非線性的方法將許多因素考慮進來，從而更加逼近於實際問題。

非線性現象是愛因斯坦希望但卻未能解決的問題之一，“它妙就妙在不能夠預測，相互作用會產生許多新的東西。非線性系統即使開始能完全計算出來，但只要初始條件發生一個很小的不準確的變化，隨着時間的推移效果就會很快放大。比如，氣候是變化莫測的，正是由於在氣候預報中不可能所有因素都能知道，結果肯定是有誤差的，所以重要的是怎麼把誤差矯正到一定範圍內以保證儘量準確。非線性研究對每一個問題都在用不同的近似方法來做，説白了就是要變不同的‘戲法’”。 非線性波動力學和流體力學是張欣比較熟悉的研究領域，非線性波動力學和流體力學研究很多問題，從很小的表面波到海嘯時幾百米的長波，從太陽周圍氣體的運動到水波和地形相互作用等等都有，而在地球物理、海洋以及太空等方面的應用比較廣泛。非線性波動和流體力學研究對航海、氣象預測以及自然災害預警上有很大的價值。比如，對航海很有影響的海面上很陡的波的成因研究將使科學家知道如何保證商業運輸以及海軍船隻的快慢平穩；目前氣象台的波浪預告中非線性研究的使用已經很多，比較弱的非線性因素都已經被考慮進來；同時，利用遙感測風速時並不是直接測量空氣流動，而是測量海表面小波的程度，由於風直接產生浪，因此先測定有關浪的一些微小的因素從而算得風速。非線性方法可以幫助解釋海嘯從大洋到地形較淺區域時的能量集中和發展過程，從而對地震引起的海嘯什麼時候到哪裏、有多大進行預告。

自20世紀中葉以來，隨着計算機的發展，科學技術逐漸的改變着人們的生活，無論是高科技術的航空領域和通信領域，還是人們生活中所應用的工具，信息技術已經改變了這個世界。21世紀以來，中國也隨着經濟的迅速發展，逐漸的進入了信息化時代。為舉辦2008年的北京奧運會，所修建的鳥巢、水立方、CCTV等前衞的建築更加開闊了人們的視野，沒有人會知道建築可以是這樣的，我們也許只知道數字信息化改變着科學技術的發展，例如航空、通信、汽車、互聯網等。卻很少有人知道數字信息化技術，改變着建築的發展。

任何藝術的理論、形式、風格的產生，都與當時的時代背景息息相關，建築更不例外。1920年產生的現代建築體系在統治了世界近半個世紀後，歷史進入了一個多元共存的時代，各種學科的交叉融會，為建築理論的發展與建築設計的創新提供了豐富的養分，建築師們在各種新思想和新理論地指導下不斷進行着各種建築實踐的探索，各種各樣的建築理論與形式不斷湧現。在可持續發展成為人類實踐主題的當代，建築師們都希望能夠為建築學的發展找到正確的方向。這樣的建築必定是運用最新的科學理論與建築技術，符合當代人們精神與心理需求，迎合人類社會的發展趨勢並體現時代精神的特色。20世紀中葉開始誕生的非線性科學理論，作為嶄新的科學理論，突破了線性科學對人類思維的束縛，為人類探索自然，研究複雜問題提供了全新的視野與理論方法，因為它更接近客觀世界的發展規律與原貌。隨着以信息社會為背景的計算機技術的發展與壯大，非線性理論必將為城市建設與建築的可持續發展開闢有利於傳統的全新道路。

國內對非線性建築的研究才剛起步，在為2010年世博會中國館的競標設計中，我們可以看到非線性建築的身影，但那都限於形式。在建築的理念創作中，缺乏科學的理論依據。

國外許多建築師已經開始吸收並運用相關理論於建築理論與建築實踐中去，許多建築流派的思想理論，包括後現代主義、解構主義、有機主義等，都受到了非線性科學理論的影響。這就是為什麼國外的建築師能夠有鳥巢、水立方等理念的構思，並且能夠運用現代的科學技術實現它。

作為最前沿的非線性科學理論，正改變着人們的世界觀與思維模式，在自然科學與社會科學的各個領域發揮着越來越重要的作用。非線性思維對建築的融合是必然趨勢。有人認為，現代建築是工業社會的標誌，而具用非線性特徵的建築將作為信息社會的標誌，引領21世紀世界建築新潮流。因此，該課題的研究跟通信技術一樣具有前沿性和現實意義。

非線性的概念也可以延伸到寫作領域，線性、傳統的寫作，是一種依序的模式，打開文檔從第一頁第一行開始往下撰寫，直至文章的末端；非線性的寫作模式，則無視文章的先後次序，以文中諸要點為核心向外論述、延伸，作家寫作時也可以隨時在不同要點間來回跳躍，待所有部份完成，最後再加以合併潤飾。台灣時間管理專家永錫所獨創的「細胞寫作法」，即是一種非線性的寫作技巧。

目前非線性文本創作與管理工具中，最專業且易用的是Weavi。 ^[1]