創(chuàng)新設計視域中的“編織”異構*

徐旻培,李嘉樹

(南京藝術學院 設計學院,江蘇 南京 210013)

著眼當下,“創(chuàng)新設計”作為設計學的新興專業(yè)進入了大眾視野。與建筑、視傳、產(chǎn)品這些限制設計對象的專業(yè)不同,創(chuàng)新設計已經(jīng)不再局限于特定的方法和固定的產(chǎn)品。創(chuàng)新設計具有三個核心特征——交叉性、新視角、流動性,它甚至突破了地域、文化、時間、空間、虛實的限制,并且創(chuàng)作出前所未有的產(chǎn)品與系統(tǒng)。目前,基于不同學科的創(chuàng)新方法有很多,不論在自然科學領域,還是在人文社會科學領域,都能找到創(chuàng)新的切入點。

“編”與“織”均為形聲字,皆從“糸”?！熬帯笔菍l狀物交叉組織起來,引申為編排;也指穿聯(lián)竹簡的繩子,引申為書籍?！翱棥钡谋玖x則是布帛,或紡織布帛的活動,后者可引申為“構成”。編織是人類最古老的手工藝之一?！吨芤住は缔o下》載:“古者包犧氏之王天下也,……作結(jié)繩而為網(wǎng)罟,以佃以漁,蓋取諸離?！盵1]86意指古人借鑒了卦象中的離卦①,用手將繩子編結(jié)成羅網(wǎng),用來畋獵捕魚。時至今日,一方面,從事編織相關行業(yè)的人員對傳統(tǒng)材料與技藝的運用已經(jīng)駕輕就熟,另一方面,伴隨著工業(yè)4.0 時代的到來,“編織”的社會性與實驗性也日漸得到強化,其語意在不斷變化與彌散。近些年,從事相關研究的科學家、工程師、藝術家、設計師也以更加開放、包容、互動、交叉的方式開展著自己的工作。在此背景下,“編織”通過創(chuàng)新設計的催化,原本一些非典型性特征被高頻利用,并很快進入了大眾視野。由此可見,“編織”一詞包含產(chǎn)品物件、行業(yè)技藝、構建思維、組織行為等多重含義,而“編織”也因此與交叉、跨越、包裹、縫合、紐合、拼接、纏繞等詞語關聯(lián)起來。

斯賓塞·約翰遜(Spencer Johnson)曾說,“唯一不變的是變化本身”[2]77,這在創(chuàng)新設計中表現(xiàn)得尤為明顯。如今“編織”的內(nèi)涵早已離人們的固有認知相去甚遠。它到底是一種傳統(tǒng)工藝,是一種技術手段,是一種設計方法,還是一種思辨邏輯? 抑或全部都是? 對這些問題的思考使其語義變得籠統(tǒng)而微妙起來。但不論怎樣,由推演到范式,由程序到物態(tài),由類像到語法,由內(nèi)核到外延,圍繞它的創(chuàng)新活動大量出現(xiàn),進一步推動了相關理論與創(chuàng)作的發(fā)展。當我們將視野轉(zhuǎn)向創(chuàng)新視域中的“編織”時,虛實、跨維度、符號等特征或許可以作為研究的重點,為后續(xù)的創(chuàng)新設計實踐提供新的思路。

一、虛實:由實而虛與以虛馭實

隨著科學技術的快速發(fā)展,“編織”工藝開始打破“實”的原貌,逐漸向“虛”傾斜,由實而虛的發(fā)展趨勢為創(chuàng)新設計應用激活了更多可能性。區(qū)別于傳統(tǒng)編織工藝的手工化制作,數(shù)字時代設計師們憑借更加高效且智能的手段完成與機器、圖紙、作品之間的對話?，F(xiàn)如今,大量從業(yè)者通過人工智能、數(shù)字建造等手段,對“編織”的組織架構、產(chǎn)品物件等進行規(guī)劃重組乃至拓展、創(chuàng)造,使相關生產(chǎn)活動從工地、作坊轉(zhuǎn)移至智能廠區(qū)、機器人流水線。從前以作坊為單位的生產(chǎn)活動雖然鮮活直觀,但是人與物直接對話的傳統(tǒng)模式在現(xiàn)今快節(jié)奏的社會環(huán)境下已日漸式微。因此,當我們經(jīng)歷了漫長的經(jīng)驗造物階段后,以匠人的“實”作為主要生產(chǎn)力的時代已漸漸落下帷幕,虛擬化、數(shù)字化逐漸成為編織工藝的未來發(fā)展主題。在此背景下,一些與編織相關的概念設計正在變?yōu)楝F(xiàn)實。比如谷歌研發(fā)了一款Project Jacquard 面料,他們把芯片、導線等電子材料直接織進服裝中。[3]88用戶在織物上進行觸控操作,借助導線將數(shù)據(jù)傳輸至芯片,最終達到遠程操控設備、感知現(xiàn)實的目的,甚至為連接虛擬世界做好了準備。此時的“編織”已成為一種連接虛擬與現(xiàn)實的重要介質(zhì)。又如Teamlab 藝術團隊通過跨域藝術創(chuàng)作來探索藝術、科學、技術和自然界的交匯點。由藝術家、程序員、工程師、CG 動畫師、數(shù)學家和建筑師等各領域的專家組成的設計團隊在虛擬技術的幫助下,使光影的表現(xiàn)形式超越于物質(zhì)層面。相關作品通過實時投影、體感交互等方式,將以往局限于屏幕上的影像投射至整個空間,從而強化作品的可變性與創(chuàng)新性。此時,對實物的映射不再是作品的主題,觀賞者以光為媒,編織疊影,體現(xiàn)為超現(xiàn)實的“體”與“空間”,材料與物象都被虛化了。

在設計者把傳統(tǒng)工藝置于數(shù)字平臺上進行創(chuàng)新性設計的同時,人們也迫切希冀虛擬空間中的產(chǎn)物能夠轉(zhuǎn)化到現(xiàn)實生活中,“以虛馭實”相應地成為實現(xiàn)這一過程的核心手段。簡單來說,虛擬化的數(shù)字技術可以在一定程度上引導并控制設計實踐的發(fā)展,并進一步探索未來設計發(fā)展的可能性。作為當下最熱門的數(shù)字技術之一,機械臂建造便以虛擬化的數(shù)字平臺為中介,利用材料自身屬性,通過算法的開發(fā)將外部模具的需求降至最低,從而更直觀地挖掘材料自身潛力,在“以虛馭實”的過程中達到設計目標。以ICDITKE②的設計實踐為例,其多年前就以數(shù)字化、機械化的方式針對纖維技術進行了大量實驗性研究。在其設計的仿生展館昆蟲亭子(圖1)中,設計師們便借助機械臂建造的技術手段,研發(fā)出一種用于模塊化雙層纖維復合結(jié)構的纏繞方法(圖2)。具體來說,這種機器人無芯纏繞方法使用兩個協(xié)作的六軸工業(yè)機器人,在機器人固定的兩個定制鋼框架效應器之間纏繞纖維。雖然每個組件的邊緣取決于效應器,但最終的幾何形狀是通過隨后鋪設纖維的相互作用而形成的:將在樹脂中浸漬過的纖維束在兩個效應器框架之間相互拉緊,再將纏繞的纖維相互重疊并拉緊,以使二者相互形變,最終按照計算機生成的獨特纏繞句法程序完成雙曲面模塊的制造。整個系統(tǒng)憑借計算機不斷更新的反饋與效果模擬,使復雜形態(tài)中每個部件的纖維排列、密度和方向都精確按照建筑結(jié)構和制造方式進行校準與優(yōu)化,突破了傳統(tǒng)纖維材料與形式的制約。可以說,作為建構技術的一部分,計算機的纏繞算法也成為“編織”的一種虛擬語言并被應用于創(chuàng)新設計領域,“以虛馭實”的概念也因而得到了充分展現(xiàn)。

圖1 ICD-ITKE 設計的昆蟲亭子仿生展館及其單元模塊示意

圖2 ICD-ITKE 建構技術圖解示意

二、跨界:模糊的邊界

近現(xiàn)代以來,人們對具象物的認知度逐漸提高,這種高度認知的自信似乎伴隨著隔閡的情緒將物件品類甚至專業(yè)門類目別割裂開來,學科壁壘在森嚴的劃分制度中悄然形成。然而,早在19世紀,戈特弗里德·森佩爾(Gottfried Semper,1803—1879)便擺脫建筑史固有認知,認為建筑是由編織藝術發(fā)展而來的,建筑就像織物,起到保護、覆蓋、包裹和圍繞的作用。[5]124“編織”的語義也隨之衍生到了更注重構造的建筑領域。森佩爾所提出的理論在融合紡織與建筑的同時引發(fā)了行業(yè)共情,為后續(xù)相關理論的發(fā)展提供了基礎,這在當時顯得尤為重要。進入20世紀,普利茲克獎得主約翰·波特曼(John Portman,1924—2017)提出的城市編織理論則進一步將編織與建筑的聯(lián)系納入更為宏觀的城市設計視域。該理論站在整體的城市立場,關注與協(xié)調(diào)建筑群的體態(tài)、尺度、肌理、材料等元素之間的關系,使其具有內(nèi)在統(tǒng)一性,從而營造一個和諧統(tǒng)一、整體有機的城市。[6]36當具體到城市的路網(wǎng)系統(tǒng)、供能系統(tǒng)時,它們的經(jīng)緯、避讓、穿插、放行、正逆等設計邏輯與編織邏輯相互對應,城市編織理論也由此得到證實?？偟膩碚f,當功能主義大行其道,多數(shù)具象物被人們解構剝離至物態(tài)本源,這種突進更似抽象意識的破土飛升,仿佛讓人們于萬物中找到統(tǒng)一的關鍵詞,并在一定程度上打破學科壁壘。當下,人們已經(jīng)習慣于從不同視角來審視研究對象,這就為不同學科提供了多元而科學的思考路徑,人們得以將關系網(wǎng)、體系網(wǎng)、神經(jīng)脈絡、計算機編程、科學模型、文藝作品線索等與“編織”聯(lián)系起來,并對其進行交叉研究。然而,理論研究的創(chuàng)新難以完全支撐設計實踐,因此,對“編織”材料的多學科交叉研究同樣值得關注。

創(chuàng)新設計的重大突破離不開材料的跨界發(fā)展,而基于學科跨界,材料與物理、化學、信息等的融合已隨著科技的發(fā)展進一步加強。長久以來,編織材料主要以細密的絲狀產(chǎn)物為主,相對固定的表現(xiàn)形式約束了人們的認知。伴隨著科技的發(fā)展和理念的創(chuàng)新,“編織”無論在其形態(tài)上還是行為上,都呈現(xiàn)出跨界的態(tài)勢,并在復合材料出現(xiàn)后初見端倪。編織材料通常以自然纖維的面貌出現(xiàn),如植物中的纖維材料、動物中的膠原蛋白、昆蟲和甲殼類動物中的幾丁質(zhì)等,雖然僅寥寥幾類,但我們不得不驚嘆,大自然通過改變纖維的排列方式和密度,以及纖維矩陣中的化學成分,在有限的材料調(diào)色板上,建立了一個令人難以置信的多樣化系統(tǒng)。該系統(tǒng)跨越多個層次結(jié)構,其固有的各向異性也跨越了從微觀到宏觀的幾個量級。大自然利用自然纖維系統(tǒng)可能存在的異質(zhì)性和局部變異性,進化出了更多的纖維材料,使得纖維材料品種多不勝數(shù)。即便這樣,在人類想象力的驅(qū)動下,現(xiàn)存的纖維材料種類對人類不斷擴大的需求而言仍然顯得捉襟見肘。因此,當所需材料的屬性大大超出自然范疇時,人們便會通過各種干預手段進行材料創(chuàng)新,借此跨越“編織”在形態(tài)與行為層面上的界限。以碳纖維的制作過程為例,科學家首先對自然纖維進行碳化、石墨化處理以制得碳纖維,再采用前驅(qū)纖維作為原料,使用熱處理工藝制得碳纖維長絲,最終將碳纖維長絲與玻璃纖維交織結(jié)合起來,獲得新型復合材料。在具體實踐中,上文所提到的ICD-ITKE 便是以碳纖維束纏繞玻璃纖維的方式來對其創(chuàng)新設計作品進行搭建(圖3),從而滿足設計師對構建物穩(wěn)定性的要求。由此可見,在材料的跨界創(chuàng)新中,科學家與設計師們突破了傳統(tǒng)編織技術在建造領域的瓶頸,憑借新型復合材料的特性來織建更為復雜的作品,從而實現(xiàn)了學科跨界,使邊界變得模糊。

圖3 ICD-ITKE 作品中碳纖維與玻璃纖維的纏繞構件

三、維度:多維與擬多維

創(chuàng)新設計理念所提倡的技術交叉與思辨,使傳統(tǒng)“編織”在新技術中得以延續(xù)。新技術的出現(xiàn)不僅促進了數(shù)字建造與計算機算法的結(jié)合,還跨越維度的界限,在科學和藝術之間架起了橋梁。相較于以往平面化、裝飾化的編織藝術作品,現(xiàn)如今織物已能夠在藝術家的創(chuàng)作中輕易形成類似莫比烏斯環(huán)、折疊空間、矛盾空間等復雜形態(tài),從而使“編織”以多維的表征形式拓展了其自身屬性。因此,編織的概念已經(jīng)從傳統(tǒng)纖維藝術中經(jīng)緯線的小空間中釋放出來,通過延續(xù)、解構、再創(chuàng)造,衍生到整體的建筑空間甚至更大范圍的戶外空間。在20世紀六七十年代洛桑國際壁掛雙年展上,當人們還在探討壁掛作品是否應該擺脫傳統(tǒng)平面繪畫模式時,波蘭藝術家阿巴卡諾維奇(Magdalena Abakanowicz,1930—2017)的作品《紅色阿巴康》,便創(chuàng)造性地以其懸掛在空中并向前突出刺狀物的構成形式,向世人宣告編織已不再局限于靜態(tài)表達(圖4)。[7]27在這件作品中,鋒利的刺刀狀物體完全穿破了圍合的橢圓形織物,犀利地指向遠方,在偶發(fā)的形態(tài)中挑戰(zhàn)了原有創(chuàng)作觀念。由此可見,阿巴卡諾維奇作品中自發(fā)性、偶發(fā)性的創(chuàng)作技巧,不僅詮釋著靜態(tài)作品的多維屬性,同樣也擴展了“編織”作品創(chuàng)作手法的無限可能。

圖4 瑪格達萊娜·阿巴卡諾維奇《Abakan Red》(紅色阿巴康),1969

如果說時間與空間的介入使“編織”擁有了多維特性,那么建筑設計視域中的分形與拓撲理論則幫助“編織”順理成章地跨入了擬多維的平臺。曼德布羅特(Benoit B.Mandelbrot,1924—2010)在《大自然的分形幾何學》中首先提出了分形(fractal)這個特定的詞語,開創(chuàng)性地將分形集合定義為部分與整體以某種所呈現(xiàn)出的形式相似的形,將分形理論引入了數(shù)學領域。[8]19而林秋達在其博士學位論文《基于分形理論的建筑形態(tài)生成》[9]19中將分形理論引入建筑設計領域,利用分形理論的自相似性與多維性,提出了建筑設計應更加注重建筑自身乃至與環(huán)境之間的體量關系,在一定程度上挑戰(zhàn)了“人是萬物的尺度”這一傳統(tǒng)建筑設計觀念。具體來說,在分形理論的指導下,建筑結(jié)構可以被分為多個子系統(tǒng),而眾多子系統(tǒng)仍然由更低一級的系統(tǒng)組成,最終以一種循環(huán)遞進的形式進行維度上的轉(zhuǎn)化。其中,“編織”的網(wǎng)格、偏移、對稱、互補、循環(huán)、遞進等邏輯無疑符合分形理論的跨維度特征,為“編織”的擬多維呈現(xiàn)提供了可能(圖5)。以建筑表皮的設計為例,“編織”便在分形理論的基礎上呈現(xiàn)擬多維的構成形式:一維線條形成的二維表面相互交疊纏繞,從而使表皮具有一定的空間深度,最終構成了看似動態(tài)的三維建筑表皮。[10]43

圖5 利用Chaotica 分形軟件調(diào)整公

分形理論探討的是形態(tài)維度連續(xù)變化的問題,而拓撲學探討的則是形態(tài)或空間在連續(xù)性變化下的不變性質(zhì)。[11]12可以說,拓撲學方法論的發(fā)展,很大程度上為以數(shù)字技術為主的創(chuàng)新設計提供了技術理論支撐。而拓撲學中的拓撲變形法在數(shù)字技術的運作下,拓展了設計作品的可能性與可變性?！熬幙棥逼鹾贤負渥冃畏?利用各種形式使客體得以流變,最終達到無限預想的目的。就如一件織物,在材料恒定的情況下,樣式與針法可以無限變化,最后在形態(tài)或空間的變化中得到呈現(xiàn)(圖6)。由此可見,“多維”從此不再是設計師們提出的口號,而成為一種創(chuàng)新設計樣態(tài)。

圖6 編織的拓撲變形參數(shù)生成的“編織”圖形

四、符號:承載與托喻

編織與符號的聯(lián)系,最早可以追溯到上古時期的結(jié)繩記事?！吨芤住は缔o下》:“上古結(jié)繩而治,后世圣人易之以書契?！盵1]87《周易集解》引《九家易》:“古者無文字,其有約誓之事,事大大其繩,事小小其繩。結(jié)之多少,隨物眾寡,各執(zhí)以相考,亦足以相治也?！盵12]458由此可見,“編織”可以在一定程度上作為行為與符號的“表達面”與“內(nèi)容面”。和語言文字一樣,作為人造物的“編織”同樣是人類活動的直接行為符號,例如,通過符號所承載的信息,人們可以了解苗繡與雕題文身的關系,知曉為什么掇繡粗狂而自由,理解管羽繡(羽毛管刺繡)背后的游牧文化等?？梢哉f,作為人類文明的載體之一,也作為學者們的歷史解碼器,編織一直扮演著重要的角色。而在藝術與設計層面,人們不僅提取編織的符號系統(tǒng)與樣式邏輯以為己用,也汲取其漫長篤厚的歷史人文傳統(tǒng),以將編織行為與符號意義納入創(chuàng)新設計領域。具體來說,編織行為的符號承載與托喻功能可以體現(xiàn)于對自然界的映射以及對藝術形式的創(chuàng)新上。

人類對符號的探索最初源于對自然界各種生物的描繪。但是,人的想象力總是先于大自然而疲竭。[8]4在進化過程中,人類不斷模仿自然,從而提高生產(chǎn)力。因此,科學家們提出了以研究并模仿自然界生物體為重點的仿生學理論。從人類模仿蜘蛛進而織網(wǎng)捕魚開始,“編織”便與仿生學有了交集。從生產(chǎn)工具到生活用品再到建筑結(jié)構,許多影響人類文明進程的重大發(fā)明都源于仿生學。有別于建筑師圣地亞哥·卡拉特拉瓦(Santiago Calatrava,1951— )在其仿生建筑作品中對人體結(jié)構特性的探究,ICD-ITKE 更注重研究自然界動植物所蘊含的微小結(jié)構特性,并借此探究編織行為的符號意義。

ICD-ITKE 利用分形、拓撲、仿生等相關知識,創(chuàng)作了一系列創(chuàng)新設計作品——“編織建筑”(圖7)。在設計前期的研究中,ICD-ITKE 發(fā)現(xiàn)并證實甲蟲翅膀為其腹部提供的強大保護是搭建仿生建筑形態(tài)的合適榜樣。這些輕質(zhì)結(jié)構的實現(xiàn)條件,也使得新型碳纖維增強聚合物材料具有施展空間,成為實現(xiàn)復雜自然幾何形的最好材料。在具體設計中,ICD-ITKE 用計算機生成面貌不一的編織樣式,以機器人制造的方式將生物結(jié)構轉(zhuǎn)換成仿生結(jié)構。因此,“編織”便以符號的形式承載人們對自然界生物的托喻。

圖7 ICD-ITKE 創(chuàng)作的系列 “編織建筑”作品

“編織”作為人類活動的行為符號,同樣推動了藝術形式的創(chuàng)新。正如藝術家克里斯托(Christo,1935—2020) 與珍妮·克勞德(Jeanne-Claude,1935—2009)夫婦,雖然他們拒絕被定義,但是他們跨越藝術、建筑、工程等領域,暗合創(chuàng)新設計之意。他們利用織物來包裹建筑物、構筑物、植被甚至地貌,將織物符號和包裹行為進行極致放大(圖8)。然而在克里斯托夫婦看來,“包裹”不是他們作品的共同點,這些織物符號只為作者與受眾提供解讀信息。

圖8 克里斯托、珍妮-克勞德《包裹國會大廈》,1995年

五、結(jié)語

從上述“編織”行為的四大特征中,我們不難發(fā)現(xiàn)它們已成為創(chuàng)新設計中“編織”的主要外顯要素。然而透過表象,促使其發(fā)展的原動力更應該被關注。

自古以來,對“編織”的闡釋往往集中于功能與形式兩方面?，F(xiàn)代主義時期,物的簡潔實用符合大工業(yè)生產(chǎn)的要求,設計的功能性得以凸顯。隨后,由于經(jīng)濟的發(fā)展與思想的解放,相對單一的形式已無法滿足民眾日益增長的需求,功能性不再是設計的第一要務,“形式追隨功能”的理論也顯得不再應時了,“形式追隨理念”的觀點因而被提出來。所以,在保守與激進的歷史漩渦中,人類文明總是由創(chuàng)新理念推動的。進一步說,創(chuàng)新理念揭示了不同時期個人與社會的追求,并直接與設計作品相關聯(lián)。人們將創(chuàng)新理念和人文精神融入對社會、自然、物質(zhì)的思考中,最終使“編織”在思辨中得以升維。紡織品藝術家安妮·阿爾伯斯(Anni Albers,1899—1994)曾提出編織線需在自我表現(xiàn)的同時形成自身風格的觀點,她將紡織技術與抽象藝術相結(jié)合,讓古老的工藝成為一種現(xiàn)代藝術的載體,沖破了“大藝術”和“小藝術”之間的嚴格邊界。而半個世紀后的今天,數(shù)字技術與人文哲思的進步,使得“編織”突破技藝與時空的限制,阿爾伯斯的呼聲因此得以延續(xù)。由此可見,技術與理論在不斷更迭,形式與功能也瞬息萬變,唯有追求創(chuàng)新的理念永恒不變。

當我們將目光轉(zhuǎn)向創(chuàng)新視域中的“編織”異構時,其已在實用與去實用、具象與抽象中的交替前行中留下了深刻印記,并向世人們宣示著自己的影響。具體來說,“編織”不僅在虛擬化、數(shù)字化的進程中跨越了學科與工藝的邊界,還在多維表征形式下擺脫以往具象化的束縛,進而成為一種邏輯與符號?？梢哉f,“編織”的定義在物與行為的滲透中早已實現(xiàn)擴張,而科學、技術、人文、哲思等關鍵詞,也始終盤旋在“編織”周圍,推動著“編織”的創(chuàng)新。本文期望豐富“編織”在創(chuàng)新設計中的語義,為創(chuàng)新設計提供部分補充性樣本,進而提出創(chuàng)新理念是“編織”發(fā)展原動力的觀點。這或許可以改變從包豪斯時期至今,設計學科中人們一直視“編織”為邊緣門類的根深蒂固的認知,從而為創(chuàng)新視域中的“編織”研究提供新的思路。

① 離卦,上下皆為離,離為目,也就是網(wǎng)眼。離卦的二三四爻為巽卦,三四五爻為兌卦(覆巽),巽為繩。兌伏卦為艮,艮為手。所以,整個離卦,就是用手編結(jié)繩網(wǎng)的“象”。

② ICD-ITKE 即德國斯圖加特大學計算機設計學院(ICD)、建筑結(jié)構與結(jié)構設計學院(ITKE)。