變革建筑的十個(gè)科學(xué)新發(fā)現(xiàn)

文│張寧遠(yuǎn)

變革建筑的十個(gè)科學(xué)新發(fā)現(xiàn)

著名城市規(guī)劃師、建筑理論專(zhuān)家Michael Mehaffy 和 Nikos Salingaros，在他們的最新著作《星球大設(shè)計(jì)：定居、科學(xué)和人類(lèi)未來(lái)》中，研究了影響甚至可能根本改變未來(lái)建筑的最新發(fā)展。

建筑歷來(lái)關(guān)注自身的未來(lái)，也關(guān)注科學(xué)新發(fā)現(xiàn)及其在建筑工藝上的實(shí)際應(yīng)用。如今我們確實(shí)看到了極具異域風(fēng)情的電腦設(shè)計(jì)的美麗建筑表皮、花鍵連接的形態(tài)和生成圖示。對(duì)于一個(gè)不是科學(xué)家的人，這個(gè)工作可能顯得極端科學(xué)化和“現(xiàn)代化”。我們也看到動(dòng)蕩破裂的宇宙的象征主義，其涵義的舊觀(guān)念正面臨令人痛苦的后現(xiàn)代挑戰(zhàn)。

但是從現(xiàn)代物理學(xué)家的觀(guān)點(diǎn)，建筑仍然深陷過(guò)去的泥淖。那是因?yàn)榻ㄖ驯г谄浜诵脑煨屠碚撝械摹艾F(xiàn)代性”現(xiàn)在幾乎有100年歷史了，它是過(guò)去純樸工業(yè)時(shí)代過(guò)時(shí)的遺跡。當(dāng)然“現(xiàn)代”建筑很多裝飾性外表由尖端技術(shù)制成。但是它們實(shí)質(zhì)上仍是用來(lái)支撐舊工業(yè)聚落方法的新奇噱頭。建筑師讓自己成為引人注目的藝術(shù)包裝者，使用精致藝術(shù)文化的誘惑來(lái)幫助在全球推銷(xiāo)夸張過(guò)時(shí)的項(xiàng)目。為了我們所有對(duì)可持續(xù)性的追求，我們實(shí)際上在與災(zāi)難同行。

問(wèn)題是我們沒(méi)有真正地參與過(guò)定居過(guò)程，也沒(méi)問(wèn)建筑作為工藝和原理怎樣能夠在形成聚落過(guò)程中真正處于領(lǐng)導(dǎo)地位。這意味著超越藝術(shù)隱喻的活動(dòng)為其它活動(dòng)服務(wù)，有助于依據(jù)科學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用聚落科學(xué)。這些科學(xué)必須包括經(jīng)濟(jì)學(xué)、政治學(xué)、環(huán)境心理學(xué)和醫(yī)學(xué)，也包括來(lái)自生物學(xué)、數(shù)學(xué)和物理學(xué)關(guān)于形成和成長(zhǎng)動(dòng)力方面的深刻見(jiàn)解。

與醫(yī)學(xué)類(lèi)比特別恰當(dāng)。聚落科學(xué)的應(yīng)用必須和藝術(shù)與工藝一起應(yīng)用，正如醫(yī)學(xué)必須被有藝術(shù)與工藝的醫(yī)師應(yīng)用。就像醫(yī)學(xué)行業(yè)，聚落科學(xué)必須植根于實(shí)證方法，必須有一個(gè)關(guān)心他人福祉的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)。

但是這意味著深入的再評(píng)估并對(duì)失敗的專(zhuān)家模式進(jìn)行改革。它意味著方法學(xué)、技術(shù)和“現(xiàn)代性”概念方面真正的革命，最終成為設(shè)計(jì)思想本身的革命。

這些來(lái)自科學(xué)的見(jiàn)解是什么？書(shū)的兩位作者，他們是物理學(xué)、數(shù)學(xué)和城市和建筑哲學(xué)與理論領(lǐng)域的專(zhuān)家，總結(jié)了其中十條。

自適應(yīng)系統(tǒng)

各類(lèi)設(shè)計(jì)者得到的一個(gè)重要教訓(xùn)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)不能真正從環(huán)境設(shè)計(jì)中分離。某種意義上我們都是工作在人類(lèi)環(huán)境中的環(huán)境設(shè)計(jì)者。因?yàn)槊總€(gè)系統(tǒng)只是部分封閉的，我們必須設(shè)法像在開(kāi)放系統(tǒng)工作一樣在這些系統(tǒng)中工作——也就是說(shuō)作為更大優(yōu)化整體的一部分。老一套設(shè)計(jì)由于無(wú)法實(shí)現(xiàn)這樣的系統(tǒng)而導(dǎo)致了我們的生態(tài)災(zāi)難。

自組織

任何設(shè)計(jì)如果硬要追求一種“標(biāo)準(zhǔn)的”、“形式的”、預(yù)想的或者自我參照的建筑或者城市的類(lèi)型學(xué)，那它在根本上是有缺陷的。因?yàn)樗鼪](méi)有從當(dāng)?shù)貤l件出發(fā)計(jì)算一個(gè)自適應(yīng)配置。很多二戰(zhàn)后的城市規(guī)劃因此不得不被丟棄。

網(wǎng)絡(luò)城市

我們可以把建成的城市建筑和基建看作城市的“硬件”，它是一個(gè)基質(zhì)，只有在付出相當(dāng)多的時(shí)間和費(fèi)用后才能夠改變。這個(gè)“硬件”能夠到處移動(dòng)、連接、交換信息等等。簡(jiǎn)單地說(shuō)，只要我們能獲得無(wú)限的能源和支持資源，通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)連接的重?fù)?dān)推給“軟件”來(lái)運(yùn)行較差的“硬件”，我們就能建造一個(gè)城市。但是電腦設(shè)計(jì)師非常清楚，設(shè)計(jì)不佳的硬件和日益復(fù)雜的軟件一起使用會(huì)帶來(lái)麻煩，遲早系統(tǒng)會(huì)變得難以管理。

彈性幾何學(xué)

差異制造了熟悉的幾何圖形，比如局域?qū)ΨQ(chēng)性：舉例來(lái)說(shuō)，我們身體有兩手兩腿。感受這種（以及其它相關(guān)種類(lèi)）對(duì)稱(chēng)性的能力是進(jìn)化心理學(xué)非常重要的方面，這也是促進(jìn)人類(lèi)福祉的環(huán)境屬性。通過(guò)差異產(chǎn)生的對(duì)稱(chēng)性存在似乎同樣對(duì)結(jié)構(gòu)彈性必不可少。沒(méi)有它結(jié)果會(huì)是毫無(wú)生氣而僵硬的。差異性產(chǎn)生了對(duì)比，對(duì)稱(chēng)則在抵消均勻性的同時(shí)產(chǎn)生組群。

靈活的設(shè)計(jì)

這里只是舉個(gè)例子，鳥(niǎo)群復(fù)雜的圖形不是從任意的指定時(shí)刻、指定復(fù)雜形狀的藍(lán)圖嚴(yán)格中創(chuàng)造出來(lái)的，那將是極其巨大的指令集。相反每只鳥(niǎo)只有些簡(jiǎn)單的規(guī)則來(lái)保持相對(duì)領(lǐng)頭和相鄰的位置。這些簡(jiǎn)單的指令相互作用，從而產(chǎn)生了鳥(niǎo)群漂亮復(fù)雜的幾何圖形。

縮放和分形

分形加載來(lái)自特有的分形結(jié)構(gòu)的“生成算法”，更小尺度上的重復(fù)穿孔經(jīng)常繼續(xù)下行至細(xì)節(jié)和裝飾的尺度。似乎很可能我們這些使用者通過(guò)這些地方，發(fā)現(xiàn)如此復(fù)雜的環(huán)境更易于理解，也是更清晰的，是更有效的組織，也是更漂亮的。

循證設(shè)計(jì)

最終的確切產(chǎn)品在計(jì)算開(kāi)始時(shí)并不完全明確；只有某些重要品質(zhì)是事先決定好的，實(shí)現(xiàn)需求驅(qū)動(dòng)著設(shè)計(jì)的完成。如果產(chǎn)品一開(kāi)始完全明確了，就不可能有調(diào)適，也就很可能在人文方面失敗。

生物自衛(wèi)

其含義可能極其重大：審美設(shè)計(jì)選擇不僅關(guān)系到設(shè)計(jì)者的藝術(shù)表現(xiàn)，讓用戶(hù)喜歡或不喜歡，而且和其它因素一起能改善或者損壞用戶(hù)的健康。

計(jì)算不可化歸性

在這個(gè)最簡(jiǎn)單的計(jì)算可歸化的系統(tǒng)中（像簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)題），我們不需要迭代計(jì)算工作，但能用公式通過(guò)捷徑達(dá)到最終狀態(tài)。但是自適應(yīng)設(shè)計(jì)過(guò)程的計(jì)算是不可歸化的，如果我們認(rèn)為能強(qiáng)加模板或者設(shè)法通過(guò)公式或捷徑達(dá)到最后的構(gòu)形，那我們是在愚弄自己。這就是“還原性謬論”，到目前為止多數(shù)建筑師和城市規(guī)劃專(zhuān)家已陷入其中，結(jié)果他們的設(shè)計(jì)是非適應(yīng)的，并最終功能失調(diào)。

模型的進(jìn)化

我們?cè)跈C(jī)械思維的工業(yè)年代沉迷于新奇，因?yàn)樗峁┝耸袌?chǎng)營(yíng)銷(xiāo)的力量。新的！改善的！推論得到的思想是舊事物必須當(dāng)作“不真實(shí)的”或者“過(guò)時(shí)的”丟棄。但是科學(xué)給我們展示了不同的世界：這里充滿(mǎn)了循環(huán)、進(jìn)化和模型，這些模型持續(xù)了幾百萬(wàn)年，或者通過(guò)遺傳過(guò)程得以再生。這就是進(jìn)化如何經(jīng)歷無(wú)數(shù)的年代適應(yīng)并且成功。這個(gè)啟示寓意深遠(yuǎn)，人類(lèi)建筑將不得不學(xué)習(xí)或者重新學(xué)習(xí)。