同济大学/第3章数字建筑学的性能化技术方法/3.3 行为模拟/3.3.1 行为性能化理论

阐述了行为性能化理论的起源、发展以及在数字时代的演进。作为性能化建构研究的三大分支之一，行为性能化是一个自下而上进行新型建构的起点，也是建筑设计各个阶段需要着重考虑的核心议题。

学科交叉背景：环境行为学源于行为科学与建筑学的融合。它聚焦于物理环境系统与人之间相互依存的关系，在关注环境对个人内在心理过程影响之外，还研究集群行为、社会价值、文化理念等广泛的跨学科议题。
数字时代的设计方法：在数字时代，建筑师将设计中需要考虑的行为要素进行合理量化，并转化为可被性能标定的参数，通过相应的逻辑算法生成建筑形式。这种以数据思维进行的行为性能研究，被称为“行为性能化设计方法”。
行为感知与虚拟模拟：借助传感器、视觉相机、手机等数字采集和可视化分析技术获取行为数据，提取对象的行为特征。通过算法在计算机中进行虚拟模拟与标定，推演其在现实空间中可能发生的行为轨迹，从而以动态的、以行为主体为核心的方式呈现空间，作为优化空间布局、材料感知和空间体验的依据。

建筑师对行为的关注，在很大程度上受到了管理学家的启发和影响：

泰勒的“科学管理”：美国古典管理学家泰勒（Taylor，科学管理之父）提出，其核心思想是通过生产效率最大化来追求共同财富的最大化，将人的行为视为产生经济生产动机的根源。这在早期加剧了资产阶级对工人行为过程的控制，导致劳资矛盾激化。
霍桑实验与“行为科学”的诞生：为了缓和矛盾，哈佛大学心理学家梅奥（Mayo）于1924至1927年间主持了著名的“霍桑实验”（在芝加哥郊外的霍桑工厂进行），探究照明、福利措施等对生产效率的直接对应关系。实验得出划时代结论：工人不仅是机械的延伸，也不仅是受经济利益驱动的“经济人”；管理研究的重点应该从物的生产转向对人的研究。这一发现促使大量西方学者转向人际关系行为的深入研究，并于20世纪50年代形成了“行为科学”，为环境行为学奠定了深厚基础。

从20世纪60年代开始，学者们将行为科学引入建筑领域，创立了环境行为研究领域，并相继出现了一系列环境分析方法和评估体系：

城市意向五要素：凯文·林奇（Kevin Lynch）在《城市意向》中指出，大多数人从路径（Paths）、边缘（Edges）、节点（Nodes）、标志/地标（Landmarks）以及区域（Districts）五个方面来认知和思考城市的布局与环境场所。
环境-行为-社会（EBS）框架：盖里·摩尔（Gary Moore）根据时代发展、需求和技术手段的革新，系统更新并扩展了“环境-行为-社会”（Environment-Behavior-Society, EBS）的框架体系。
空间句法（Space Syntax）：由比勒（Bill Hillier）于20世纪70年代在英国UCL教书期间，结合拓扑学和图论创立。它是一种通过对人居空间（建筑、聚落、城市、景观）进行结构化、量化描述，来研究空间中人类感知和行为模式（Pattern）的图示关系理论与方法。
行为标注法（Behavior Mapping）：由威廉·伊特尔森（William Ittelson）于20世纪70年代提出，从人的空间位置出发，把握行为的客观属性。该方法可归纳为五个核心要素：
1. 观察实验区域的平面；
2. 通过技术观察、图示记录和文字描述，对人的行为进行精确的描述性定义；
3. 严格控制观察和记录过程中的时间间隔；
4. 严格遵守实验事先制定的步骤，摒弃主观因素；
5. 制定一套适用于标记技术和人员编号的图标系统，以最少的时间记录信息。

20世纪中叶以来，系统科学、非线性科学和复杂性科学蓬勃发展，全面挑战了16世纪以来作为人类认识自然有力工具的牛顿力学与微积分经典科学纲领：

系统科学的“老三论”与“新三论”：
- 老三论：系统论、控制论、信息论，构成了对系统整体性、行为不确定性及调控方式的描述。
- 新三论：突变论、耗散结构理论、协同力学（协同论），代表了系统科学的最新发展。
复杂性理论与涌现（Emergence）：由美国圣塔菲学派（Santa Fe School）于20世纪80年代中期提出，是如今行为仿真技术的源头。霍兰（Holland）于1994年正式提出其基本思想：系统的成员是具有适应能力的主体（Agent），在持续不断的交互中学习或积累经验，并改变自身结构和行为方式。这种自下而上的由微观主体进化引发宏观系统和结构上突变的现象，被称为“涌现”（Emergence）。由于涌现具有不可预测性，导致复杂系统在宏观行为上具有数学上的不可计算性，因此建模和行为仿真成为了研究复杂系统的唯一途径。
多代理人系统（Multi-agent System, MAS）：一种基于代理人（Agent/智能体）的仿真技术。它通过模拟自主性个体之间相互影响的过程来生成宏观的行为效果，在时间维度上进行自下而上的逐步迭代，呈现出动态变化和自由组织（自组织）的特征，具备自制性、反应性、主动性和社会性。