植物仿生學在公共藝術設計中運用的最新趨勢探究

王鶴

植物仿生學在公共藝術設計中運用的最新趨勢探究

王鶴

近年來，運用植物仿生學最新成果，以生態(tài)、低碳為標志的歐美公共藝術建設案例快速增加。相對于傳統(tǒng)形式的作品，它們更易融入都市環(huán)境，更方便結合能源采集與空氣凈化等新型功能。此類公共藝術的繁榮反映出單晶合金、復合碳纖維等材料工藝的進步和復興城市社區(qū)的特殊需求，在未來勢必有更大的發(fā)展空間。

公共藝術；植物仿生學；低碳

近年來，歐美公共藝術領域出現(xiàn)了一個引人注目的新趨勢，即模仿植物外觀和組織結構，具有生態(tài)、低碳特征的公共藝術大行其道，從英國墨西河畔的《未來之花》開始為人們熟知，逐漸成為各路藝術家創(chuàng)作的熱門。最近在澳大利亞墨爾本維多利亞公園的MPilivion 2015更是最新的弄潮兒。作品大量運用了應用于航天領域的碳纖維材料，以95根纖細的支柱支撐著13個大葉片和30個小葉片，這些僅有5毫米厚的葉片打造出了一片看似輕盈卻十分堅固的人工“森林”，并將在活動期間舉辦近200場活動。這種高度借鑒植物造型甚至組織結構的公共藝術形式可以被稱為植物仿生型公共藝術。它集中反映了歐美近年來在此領域不斷探索并借鑒最新科技的成果，對其研究可以為中國公共藝術的發(fā)展提供有益借鑒。（見圖1）

1.歐美植物仿生型公共藝術的發(fā)展

1998年由法國藝術家皮埃爾·維維安在倫敦完成的《信號燈樹》應當是植物型公共藝術較早的實踐案例。75組信號燈像樹冠一樣被布置在高8米的燈桿上，為晚間提供了豐富多變的燈光效果。作者的初衷是代替原處一棵因污染死去的法國泡桐，完工后的作品形態(tài)都與旁邊的樹木十分相近，視覺效果統(tǒng)一，同時帶有人工特征的信號燈又能與都市的摩天大樓融合到一起。作品落成后成為金融街地標，享有很高的知名度。（見圖2、3）

圖1　MPilivion 2015

圖2　《信號燈樹》的夜間效果

圖3　《信號燈樹》的晝間效果

圖4　《Shadow Play》的晝間效果

圖5　《Shadow Play》以LED營造的夜間效果

圖6　《Shadow Play》營造出豐富的光影變化

圖7　《Warde》無人經(jīng)過時花瓣合上

圖8　《Warde》有人經(jīng)過時花瓣會打開

圖9　《太陽花》

相比于技術簡單的單體作品《信號燈樹》，在美國亞利桑那州首府菲尼克斯（鳳凰城）的口袋公園，設計師打造了更為復雜的金屬森林《Shadow Play》。作品由三個獨立部分組成，鋼板狀的枝干與幾何模塊狀的樹冠組合在一起，為游人提供了沙漠中難得的蔭涼。這組沙漠中的公共藝術作品集成了太陽能電池板，可以為自身LED夜間照明提供能源。設計者對藝術性琢磨較多，作品多變的外形在地面上形成了如幾何派繪畫一樣的陰影，極富視覺美感。（見圖4、5、6）

以花作為仿生原型的還有耶路撒冷市中心Vallero廣場上出現(xiàn)的《Warde》。為了振興這個日趨破敗的空間，設計師打造了一系列30英尺高的巨大紅色充氣花朵，花朵本身類似罌粟花。有趣的是，花朵集成了探測感應器，當人經(jīng)過時花瓣就會打開為人們提供蔭涼，反之則會關閉。夜間同樣可以提供照明?！禬arde》的落成使人們愿意在這個廣場駐足停留，向復興這一近乎荒廢的空間邁進了一大步。（見圖7、8）

如果說《Warde》致力于通過互動技術改造所在空間的人文環(huán)境，那么美國“重塑波士頓”組織選擇法國藝術家設計的人造樹項目也著重于對物理環(huán)境的改造。這一項目通過大量樹木形態(tài)的空氣凈化設備實現(xiàn)自身效能，在美化空間環(huán)境之外每年可吸收9萬噸二氧化碳?？赡苡腥藭|疑為何不種植真正的樹木？需要看到人造樹對二氧化碳的吸收和對空氣的凈化能力遠遠強于天然樹木，更重要的是人造樹可以安排在都市越來越多的室內(nèi)空間。

除了藝術家和設計團隊，連基礎設施供應商也加入到這場熱潮中來，爭相通過高水平的工業(yè)設計與環(huán)境設計，將風能和太陽能發(fā)電設施與植物形態(tài)結合在一起。比如美國德克薩斯州首府奧斯汀的一條高速公路旁盛開了15朵《太陽花》（solar sunflower）。它們首先是向日葵型的太陽能電池板，白天可以吸收太陽能，除夜間滿足自身照明需求外，還可通過電網(wǎng)將剩余的15千瓦電能傳輸走，換取自身維護和運營的資金。同時作品也具有非同一般的藝術美感，無論是晝間花瓣模數(shù)化的規(guī)整造型，抑或夜間點亮的藍色LED營造出海洋般夢幻效果，都獲得極大成功。（見圖9）

同樣由企業(yè)參與創(chuàng)新的還有法國New Wind集團開發(fā)的公共藝術型風力渦輪發(fā)電機——風樹。這種風力渦輪發(fā)電機選擇成年大樹的形態(tài)和相近高度（26英尺），能夠很好地被人們所接受，也彰顯了生態(tài)環(huán)保的主題。更值得關注的是，這樣的生態(tài)樹對植物仿生學的運用已經(jīng)從外在形態(tài)走向內(nèi)在機制，設計者摒棄了效率低下的傳統(tǒng)葉片式風力渦輪，選用了酷似豌豆莢的小型風力渦輪，其獨有的凹槽型設計能夠更好地捕捉都市中無處不在且風向多變的微弱風力。（見圖10）

2.植物仿生型公共藝術的特征及趨勢

盡管上述案例以及許多尚未介紹的案例形態(tài)紛繁多樣，但它們的總體特征是非常鮮明：大量運用最新的材料及工藝，普遍具有遮蔭、發(fā)電等實用功能，大多成對或成組布置等。但最統(tǒng)一的特征無疑是它們在形態(tài)上高度模仿樹木、花朵等植物。

植物一直為人類提供著豐富的靈感來改善與適應自然。比如人們觀察牛蒡子將種子掛在動物身上，發(fā)明出了尼龍搭扣；樹葉的光合作用為太陽能發(fā)電提供了借鑒等。因此，在仿生學大幅度進步的基礎上，誕生了植物仿生學?？茖W家們通過研究自然界中的植物系統(tǒng)，借鑒其形態(tài)、結構和特征進行設計，從而提升工業(yè)領域的科技水平。

雖然在公共藝術領域借鑒植物仿生學的成果相對比較晚，但發(fā)展較快，僅僅十余年間，對植物的模仿就從形態(tài)仿生向非形態(tài)仿生發(fā)展，由對外在形態(tài)的借鑒，如早期的《信號燈樹》，深入到對植物系統(tǒng)的能量轉化與環(huán)境適應特性的模仿，如《太陽花》借鑒植物光合作用轉化能量。植物仿生型公共藝術的快速發(fā)展不是偶然的，是由其一系列內(nèi)在優(yōu)勢決定的，對其加以歸納有助于深入了解這種藝術形式。

3.植物仿生型公共藝術在當前城市環(huán)境下有何優(yōu)勢

植物仿生型公共藝術的崛起必然有其社會需求，有其相對于其他傳統(tǒng)類型公共藝術所獨有的優(yōu)勢。通過案例分析和對比研究，可以歸納如下：

3.1更容易融入都市環(huán)境

公共藝術相對于傳統(tǒng)雕塑來說，對融入環(huán)境的要求更高，以極少主義為代表的幾何構成型公共藝術就是因為更好地契合國際風格建筑群而獲得較大成功。在這方面，天然樹木首先就是都市中不可缺少的固有景觀之一。模仿樹木造型、尺度的公共藝術是不會讓人感到突兀的，《信號燈樹》就是這方面較突出的案例之一。另一方面，隨著城市化程度的不斷加深，都市環(huán)境寸土寸金，像紀念碑時代那樣為每件作品設計獨立的廣場已是奢侈。公共藝術的布置方式必須順應時代的發(fā)展，盡可能不阻擋交通流線。大師亨利·摩爾在新加坡華聯(lián)銀行門前的《斜倚像》就為此調(diào)整了沿用多年的經(jīng)典造型，反例如塞拉位于華盛頓聯(lián)邦廣場上的《傾斜之弧》，因阻礙交通流線而被大廈員工告上法庭進而拆除。相比之下，植物仿生型公共藝術可以模仿樹木的排列方式，如奧斯汀《太陽花》那樣沿道路一字排開以節(jié)省空間，或者如《Warde》那樣成對布置于空曠空間中而不顯喧賓奪主。總體而言，此類公共藝術在空間中的排布方式更近似于景觀園林而非雕塑。

3.2更方便采用互動技術

追求與公眾互動一直是當代公共藝術設計的重要目標之一。在這方面，由于植物本身即有生命，相當多的種類能夠對外界刺激做出反饋，因此植物仿生型公共藝術采用與人互動的技術更易為公眾所接受。而且與幾何形體或動物造型公共藝術相比，植物型公共藝術與人的互動更不具威脅感，這都對營造社區(qū)空間的積極友好氛圍大有幫助。

3.3更利于結合實用功能

由于植物本身就具有遮蔭、通過光合作用轉化能量、吸收二氧化碳并釋放氧氣等功能，因此植物仿生型公共藝術具有這些功能就變得順理成章。由于新材料、新技術的采用，植物型公共藝術的此類功能遠遠強于同尺度的天然樹，波士頓的“人造樹”項目就是典型案例。這在當前城市熱島效應加劇、空間日漸逼仄、空氣污染狀況愈發(fā)嚴峻的形勢下具有積極意義。

4.建設植物仿生型公共藝術需要注重的問題

圖10　《風樹》

圖11　MPilivion 2015利用航天級碳纖維營造出動人效果

圖12　制造《風樹》小尺寸風力渦輪的單晶合金

圖13　《太陽花》采集的太陽能依靠智能電網(wǎng)傳輸

大量形態(tài)、機制相似的公共藝術在短時間內(nèi)大量涌現(xiàn)并非偶然現(xiàn)象，而是在相似的社會發(fā)展程度上，在相近的文化思潮與科技進步層面上衍生出來的。從目前來看，要開展高水平植物仿生型公共藝術建設，觀念、材料和配套技術的進步缺一不可。

4.1觀念需要創(chuàng)新

首先需要看到，作為一種從本質上強調(diào)“低碳”“環(huán)保”“環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展”的藝術形式，植物仿生型公共藝術近年來在歐美的快速發(fā)展與所在社會對環(huán)境的重視整體提高直接相關。［1］“重環(huán)境”已經(jīng)成為美國公共藝術的主要特點之一。美國綠色建筑委員會推出了“能源及環(huán)境設計先導計劃”LEED，從“選擇可持續(xù)發(fā)展的建筑場地”“就地取材和資源的循環(huán)利用”等五個方面對美國現(xiàn)有建筑進行科學有效的生態(tài)評估，目前也已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到廣泛應用。［2］歐美社會對環(huán)境的關注還上升到理論層面，以卡爾松、瑟帕瑪、柏林特等環(huán)境美學大師為代表對歐美環(huán)境美學理論研究的深化就是一例?！碍h(huán)境美學思索如何改善人所生存的環(huán)境，在探索環(huán)境倫理、環(huán)境審美之余，還注重結合建筑、園林、規(guī)劃等應用性學科，直到或親自參與環(huán)境改造、景觀創(chuàng)造活動的實踐。”［3］

這些觀念創(chuàng)新都極大地助推了植物仿生型公共藝術設計活動的繁榮，并且為公眾接受奠定了理論基礎并營造了必要的社會輿論氛圍。

4.2材料需要突破

植物仿生型公共藝術普遍在形態(tài)上借鑒了植物的簡單構型，因此實現(xiàn)巧妙構思和復雜功能相當程度上落在了先進材料的使用上。正如MPilivion 2015的設計師Amanda Levete所言：“我們設計的MPavilion旨在創(chuàng)造一個森林樹冠一般的感覺，看似脆弱、難以支撐起花瓣的纖細柱體，在微風中輕輕搖擺。樹冠下光影斑駁，看起來非常的夢幻。我們正在與澳大利亞專業(yè)機構mouldCAM不斷突破技術屏障、所研制的復合材料制成的花瓣有著五米直徑，但只有幾毫米厚?！蓖瑯?，法國的風樹能夠利用小尺寸風力渦輪發(fā)電，離不開對合金化程度高的單晶高溫合金的利用，有效克服了傳統(tǒng)鑄鍛高溫合金的不足，與同樣代表先進科技水平的陶瓷熱障涂層綜合使用，使得葉片在惡劣工作環(huán)境下具有極佳的抗熱疲勞和機械疲勞性能?？梢哉f上述大部分案例的構想得以實現(xiàn)，先進材料及其配套加工工藝必不可少。由此可以看出，對公共藝術的后起國家來說，扎實的材料科學基礎，以及能夠使最新材料成果運用于公共藝術設計制造的順暢合理機制實在是必不可少的。（見圖11、12）

4.3配套技術需要突破

將植物特性運用于公共藝術設計既需要材料科學的進步，更需要相關工業(yè)領域技術的突破，比如《太陽花》能夠實現(xiàn)將太陽能采集的電能除自用外輸入電網(wǎng)，就是依賴智能電網(wǎng)技術的突破。傳統(tǒng)電網(wǎng)無法適應太陽能、風能等電壓不穩(wěn)定的電流，一度國內(nèi)相當數(shù)量的風力發(fā)電機都處于空轉狀態(tài)就是因為這個原因。同樣，大多數(shù)植物仿生型公共藝術在夜景照明中能夠實現(xiàn)低能耗，也離不開LED光源的普及。相比之下國內(nèi)很多大型城市雕塑夜景照明還依賴于高能耗、高維護成本的大功率射燈。由此可見，植物仿生型公共藝術的推廣對整個社會的科技水平與基礎設施的智能化程度都提出了較高要求。（見圖13）

5.技術哲學視角下的思考

如同機器人在工業(yè)生產(chǎn)以外領域普及時，必然會受到人們從倫理學角度的審視一樣，作為一種具有技術和美學屬性，并深度介入社會生活的新生事物，植物仿生型公共藝術有必要經(jīng)受技術哲學層面的審視。從積極視角看，原本可能以任何生硬甚至丑陋的機器形態(tài)出現(xiàn)的功能設施，現(xiàn)在以更易為人們所接受的生態(tài)形象出現(xiàn)，這應該是一種進步。但從相反角度說，用一棵高科技的人造樹或人造花替代天然植物的必要性有多大？人類追求的是否是一種矯飾的生態(tài)中心主義？當我們身邊越來越多運用高科技的人造樹、人造花出現(xiàn)，我們是否越來越接近科幻電影中的虛擬世界？這些問題都值得我們認真分析，并基于中國國情進行決策。事實上當前國內(nèi)對于人造植物在景觀中的運用相當普及，許多地方都可見相當多大型人造樹木、多肉植物甚至蔬菜，由于技術含量不足，設置地點不當，形式美感不佳，很多時候成為視覺污染的來源。如果能夠通過借鑒歐美經(jīng)驗，將很多量產(chǎn)型的風能或太陽能發(fā)電裝置設計成植物造型，以更好融入都市環(huán)境，不論對藝術進步還是生態(tài)文明建設都有很大助益。

6.結語

綜上所述，我們介紹了當前歐美發(fā)達國家運用植物仿生學最新成果設計的公共藝術潮流?？偨Y了此類植物仿生型公共藝術的總體特征，分析了其快速推廣開來的主要因素，并論述了此類公共藝術能夠在歐美發(fā)達國家出現(xiàn)的社會思想基礎、材料與配套技術的突破。對于公共藝術領域的后起國家，如果能夠結合當前中國日漸完善的科技基礎和強大的工業(yè)生產(chǎn)力，植物仿生型公共藝術無疑是一個追趕世界先進水平的良好契機。但怎樣保持“人造樹”建設與天然樹種植在投入上的平衡，則既需要精細的量化統(tǒng)計分析，又需要冷靜的技術哲學審視。

1.凌敏.透視當今美國公共藝術的五大特點［J］.裝飾，2013（9）

2.胡哲，陳可欣.LEED指引下的公共藝術綠色評價體系［N］.中華建筑報，2013-12-12（010）

3.廖建榮.環(huán)境美學與生態(tài)美學［J］ .鄭州大學學報（哲學社會科學版），2012（45）

王鶴博士，天津大學建筑學院副教授