基于無定型材料實(shí)驗(yàn)的“負(fù)空間實(shí)體化”設(shè)計(jì)語言研究

[ 關(guān)鍵詞 ]正負(fù)空間；材料姿態(tài)；無定型材料；空間研究；數(shù)字化技術(shù)

[ 中圖分類號 ]J502 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1008-9675（2024）02-0173-05

空間中的虛實(shí)關(guān)系可以在物質(zhì)行為上歸納為一種“占據(jù)”和“缺席”的狀態(tài)。老子所說的“埏埴以為器，當(dāng)其無，有器之用。鑿戶牖以為室，當(dāng)其無，有室之用”[1] 正是體現(xiàn)了這種狀態(tài)下空間的意義。在傳統(tǒng)的空間設(shè)計(jì)中，正負(fù)空間的形式通常都是由人為操縱工具和材料形成的。它們被賦予了很明確的人的意志。尤其在當(dāng)今大量依托機(jī)械化生產(chǎn)和模塊化復(fù)制的時代，這種設(shè)計(jì)趨于可預(yù)測、同質(zhì)化的狀態(tài)越來越明顯。所以，找到一種激發(fā)材料本身主觀意志的方法，并通過材料對空間不同影響行為的反映，將這種空間在時間中變化狀態(tài)具象化，可以成為主導(dǎo)設(shè)計(jì)的新思路。這種不以人的主觀意識為主導(dǎo)的設(shè)計(jì)方式是“負(fù)空間實(shí)體化”①實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵出發(fā)點(diǎn)。

一、空間記憶

建筑師尤哈尼·帕拉斯瑪（Juhani Pallasmaa）認(rèn)為，人類的記憶并不僅僅依托于大腦，骨骼和肌肉的活動也是記憶重要的組成部分。[2] 在對早期建筑手工制造的探討中也有類似觀點(diǎn)：記憶是通過人在物理空間中活動產(chǎn)生的。[3] 而當(dāng)材料作為空間中運(yùn)動的主體時，其運(yùn)動的狀態(tài)，可以成為展現(xiàn)空間記憶的印記。然而在當(dāng)今的筑造手段中，主流方法還是通過模具筑形。這其中材料運(yùn)動的軌跡和結(jié)果在設(shè)計(jì)之初就已被論證預(yù)設(shè)好。能否擺脫固定模具的空間形態(tài)限制是“負(fù)空間實(shí)體化”實(shí)驗(yàn)需要解決的首要問題。

在自然狀態(tài)下生成的許多藝術(shù)奇觀中，流體的運(yùn)動起到了很大的作用。如借助水的不斷沖刷運(yùn)動形成的獨(dú)一無二的太湖石藝術(shù)景觀。天然太湖石所展現(xiàn)的空間關(guān)系，是流體在不同的狀態(tài)和時間中運(yùn)動過程的疊加。[4] 而這種材料自發(fā)塑造的孔洞也是實(shí)體形態(tài)中不可分割的一部分。英國雕塑家亨利·摩爾（HenryMoore）就在他的雕塑作品中提出：“洞本身和實(shí)體具有同樣的‘形體意義’?！盵5]

因此，遵循著這些線索，“負(fù)空間實(shí)體化”初期實(shí)驗(yàn)希望探索更有潛力的無定型材料②——明膠和石膏，通過設(shè)定澆筑中的定量和變量，借助無定型材料來自由劃分空間中的正負(fù)形。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在固定容器，操作中不斷調(diào)整澆筑點(diǎn)位和材料黏稠度來激發(fā)無定型材料之間的表面張力，讓材料自由引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)成果（圖1）。從該階段實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)，無定型材料更容易塑造出人為難以設(shè)計(jì)出的形態(tài)。由于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的顯現(xiàn)取決于材料的性質(zhì)和狀態(tài)，因此每一個結(jié)果都是特定材料在特定時間下的產(chǎn)物。這一過程有利于探索材料自身的設(shè)計(jì)語言。在實(shí)驗(yàn)初期，無定型材料形體所展現(xiàn)的空間記憶打破了模具的固定限制，重新塑造了我們對負(fù)空間的認(rèn)知（圖2）。原本的無實(shí)際邊界及形態(tài)的負(fù)空間被石膏充斥，復(fù)刻下來，轉(zhuǎn)換為可見的，有明確邊界的空間。這一凝固的負(fù)空間不再依附于正空間存在，它可以隨意展示，移動到任何位置，進(jìn)一步挑戰(zhàn)和強(qiáng)調(diào)觀者在觀察負(fù)空間時視覺和想象力之間的關(guān)系A(chǔ)（圖3）。[6]

二、材料的姿態(tài)

無定型材料石膏賦予了負(fù)空間固定的形態(tài)，這些形態(tài)反映了負(fù)空間曾經(jīng)所存在的狀態(tài)?，F(xiàn)如今，借助模具通過流動的混凝土塑造出的設(shè)計(jì)與其有相似的內(nèi)核?；炷劣涗浟宋锢砜臻g中被實(shí)體模具占據(jù)之外的負(fù)空間。日本建筑師隈研吾認(rèn)為，混凝土因其材料的特殊性可以塑造出最自由，最普遍的建筑形式。[7] 在混凝土塑型的過程中具有神秘性和時間上的不連續(xù)性。但是在人主觀固定的設(shè)計(jì)框架下澆筑出的混凝土，相對于其材料飄移不定的本質(zhì)，也是不自由的。紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)托馬斯教授（Katie Lloyd Thomas）在她的“織物模具”（Fabric Formwork）實(shí)驗(yàn)中也證實(shí)了，傳統(tǒng)的混凝土澆筑技術(shù)體現(xiàn)了由模具帶來的材料的物質(zhì)惰性屬性。[8]

在當(dāng)代對藝術(shù)創(chuàng)作的討論中提到，材料所具有的物質(zhì)性，以及我們對于物質(zhì)的可支配認(rèn)知，使我們會主觀地賦予其一定的意義。這在很多時候阻礙了材料和空間的自然連接。如果材料只被視為某種載體或工具，材料的特征無法完全發(fā)揮，最終也只能得到功用性的器物。[9] 所以藝術(shù)評論家多蘿西·達(dá)德利（DorothyDudley）指出，我們需要遵從材料自己的意志，允許材料去認(rèn)識到它們自身的語言而不是迫使材料來迎合我們的語言。[10] 而“負(fù)空間實(shí)體化”實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在設(shè)計(jì)中采用兩種無定型材料分別代替混凝土和模具的角色，那么人在設(shè)計(jì)中的主觀意志就會被削弱。

尋找一種誘發(fā)無定型材料間對話的暗示是貫穿整個實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)的初期分別選擇了四種液體材料：石膏、混凝土、水和明膠。在整個實(shí)驗(yàn)過程中，液體材料不同狀態(tài)下的表面張力創(chuàng)造了許多難以想象的形態(tài)語言。其中水和石膏是四種液體中流動性最強(qiáng)的材料，它們不受控制且容易混亂地聚集在一起。而與之相反，由于混凝土中包裹了沙石，可以推動或者包圍無定型材料。其次，明膠在不斷實(shí)驗(yàn)的過程中，展現(xiàn)出了這四種材料中最多樣的塑形潛力。它可以在不同溫度下展現(xiàn)不同的流動狀態(tài)，在負(fù)空間的擴(kuò)張過程中可以和其他液體材料形成一個反作用力。明膠凝固的過程有助于材料語言的顯現(xiàn)。這種語言在特定的環(huán)境中是獨(dú)一無二，無法通過人為定義的（圖4）。

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，這些流動的物質(zhì)在負(fù)空間中形成了自己的“姿態(tài)”（Gesture）。在這一過程中，材料與制造過程之間開始建立了聯(lián)系。法國理論家羅蘭·巴特（Roland Barthes）在評價畫家賽·托姆布雷（CyTwombly）的作品時將“姿態(tài)”一詞定義為動作的剩余。這一定義與動作不同，巴特認(rèn)為動作是及物性的，并試圖鼓勵一個對象和得到一個結(jié)果。然而“姿態(tài)”卻是一個被氣氛包圍的動作。正如巴特的評價：“這些創(chuàng)作是一系列不確定的、無窮無盡的原因的總和。”[11]從托姆布雷的作品中，觀眾可以跟隨著材料物質(zhì)姿態(tài)的線索想象出獨(dú)屬于設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作動作?！柏?fù)空間實(shí)體化”實(shí)驗(yàn)也是通過一系列不確定的材料狀態(tài)和當(dāng)下的筑造行為生成的獨(dú)一無二的“材料姿態(tài)”。正如荷蘭建筑師安妮·霍爾特羅普（Anne Holtrop） 在他的《材料的姿態(tài)》（Material Gesture）一文中聲稱的那樣，材料的物質(zhì)特性和制造行為的意外影響將成為一種潛在的新筑造方式。[12]

三、空間的“占據(jù)”與“缺席”

建筑師西蒙娜·皮薩加利（Simone Pizzagalli）在《空間，詩學(xué)與虛空間》（Space， Poetics and Voids）這篇文章中提到虛空間可以被它自己存在的狀態(tài)所定義?！疤摽臻g”一詞的傳統(tǒng)定義是：空隙，空白或未被占據(jù)的區(qū)域。皮薩加利認(rèn)為虛空間意味著一種缺席的狀態(tài)。[13] 塞巴斯蒂安·紹爾（Sebastian Scholl）等人也在其關(guān)于空間的占據(jù)與缺席問題的研究中提出，缺席允許物體出現(xiàn)并處于其間的任何位置。[14] 這意味著設(shè)計(jì)師的行為可以在與實(shí)體占據(jù)的正空間相反的負(fù)空間中呈現(xiàn)一些東西。

在“負(fù)空間實(shí)體化”實(shí)驗(yàn)中，基于無定型材料的表面張力，利用基本的澆注方法來研究負(fù)空間中材料占據(jù)和缺席的狀態(tài)。明膠和石膏因?yàn)闈仓^程中流動速度不同，兩者邊界碰撞出的狀態(tài)也會不同（圖5）。明膠和石膏呈現(xiàn)出兩個相互依存的空間，這兩種依存的空間狀態(tài)可以反復(fù)被重新定義。石膏占據(jù)的部分永久地記錄了空間中被實(shí)體占據(jù)的特定部分。而明膠記錄了空間的另一部分——負(fù)空間部分?；诿髂z可以加熱融化脫模的特性，這部分空間又會從明膠占據(jù)重新回到缺席狀態(tài)?？偠灾?，在實(shí)驗(yàn)中明膠和石膏都代表了最初空間的存在狀態(tài)，而在最終，明膠的再次缺席帶來了新的負(fù)空間。

這個實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以很直觀地看到材料澆筑實(shí)驗(yàn)在二維空間上的變化。石膏和明膠之間的邊界將空間分為正空間和負(fù)空間?！督ㄖ盒问?、空間和秩序》一書中，建筑師程大錦用可感知的圖形定義了正空間。相比之下，負(fù)空間則是該圖形的背景。正空間和負(fù)空間是評估空間“封閉性”的標(biāo)準(zhǔn)，并影響著用戶的舒適感。因此，正負(fù)空間相互支撐，給使用者帶來不同的情感體驗(yàn)。正空間有明確的邊界，這是一個安全穩(wěn)定的空間。而負(fù)空間是碎片化的，很難被固定下來。它就像是安靜、靜態(tài)的實(shí)踐缺席的背景。[15]

美國導(dǎo)演托德·海因斯（Todd Haynes）的電影畫面中常用這種空間狀態(tài)來烘托氛圍。電影《卡羅爾》里，角色無法表達(dá)的情感是通過負(fù)空間來可視化的。純黑的負(fù)空間強(qiáng)調(diào)了正空間中發(fā)生的動作。當(dāng)一部分的正空間消失時，安靜的氣氛會進(jìn)一步增強(qiáng)（圖6）。在這些場景中，負(fù)空間和正空間相互支持。它們?yōu)樗囆g(shù)作品營造了一種相互依托的氛圍。[16]

本次實(shí)驗(yàn)中，明膠和石膏通過它們的語言分別塑造了空間中的正空間和負(fù)空間。我們組裝一系列在明膠影響下由石膏固化的正空間時，正是無定型材料與石膏隨機(jī)碰撞的邊界定義了這些空間（圖7）。新的正空間在明膠塑造的負(fù)空間的支持下創(chuàng)造了一種材料自己刻畫的不被定義的空間姿態(tài)。

四、邊界與尺度

基于“負(fù)空間實(shí)體化”實(shí)驗(yàn)，邊界作為一種設(shè)計(jì)工具將空間劃分為正負(fù)空間。它保留了材料姿態(tài)的痕跡，同時定義了空間結(jié)構(gòu)，通過實(shí)驗(yàn)中的不同邊界可以來區(qū)分和組裝空間。[17] 當(dāng)從實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中獲得一些結(jié)果時，如何將這些紋理反映在更大尺度的建筑上，以及尺度的變化是否會對原始的設(shè)計(jì)信息產(chǎn)生影響，是需要進(jìn)一步探討的問題。如果僅使用手工澆筑方法，設(shè)計(jì)師很難在原始模型的邊界上開發(fā)。此時數(shù)字化方法可以幫助設(shè)計(jì)師放大和重建邊界。而在放大過程中，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)邊界發(fā)生了拓?fù)渥兓?。這種設(shè)計(jì)信息的增減與改變也為空間的迭代帶來了新的啟發(fā)。

在此次實(shí)驗(yàn)中， 尺度的概念影響著實(shí)驗(yàn)的不同階段。開始時的樣品筑件小，不具備功能特性。因此，當(dāng)從實(shí)驗(yàn)中獲得一系列隨機(jī)結(jié)果后，需要開始以不同尺度來考慮它們。

基于手工澆筑的方法，用明膠和混凝土建造一塊80 厘米×80 厘米的混凝土塊，這兩種無定型材料只影響彼此的邊緣。雖然澆筑的成果整體尺寸放大，但從中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)邊界想要包含更多紋理信息時，這種放大是一種定量小尺度紋理的聚合。例如，在澆注100 厘米×100 厘米的混凝土塊之前，在木模板上鋪了一層土。事實(shí)上，由于土壤的孔隙率是恒定的，土壤產(chǎn)生的紋理的大小并沒有改變，只是紋理的面積被擴(kuò)大了。此時，相同尺寸的紋理放置在不同尺寸的空間中，其紋理在空間尺度上并沒有變化。在這個放大過程中，起到控制邊界關(guān)鍵作用的土壤尺寸信息并沒有等比放大?；魻柼亓_普的作品《巴塔拉》也是基于這種方法將模型轉(zhuǎn)化為架構(gòu)。《巴塔拉》被澆筑在場地周圍的土模板里，最終記錄了土地信息，用來表現(xiàn)建筑和自然環(huán)境相互聯(lián)系。在這個項(xiàng)目中，混凝土塊上的土壤雕刻出的邊界只展示了土壤空間碎片的聚集，混淆了我們的尺度感，將我們始終置于模型尺度中。

因此，需要進(jìn)一步開發(fā)設(shè)計(jì)中的邊界信息。如果在實(shí)驗(yàn)中只關(guān)注手工的方法，會發(fā)現(xiàn)邊界是唯一的。因此，實(shí)驗(yàn)后期嘗試用數(shù)控銑床（CNC-Milling Machine）復(fù)制和放大實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。雖然放大后的成果邊界上會有一些信息丟失，但設(shè)計(jì)中的紋理和空間都可以進(jìn)一步放大。這個結(jié)果可以看作是基于原始邊界的拓?fù)浒l(fā)展。利用數(shù)控銑床，實(shí)驗(yàn)分別使用3、5 和12 毫米鉆頭重建原始邊界。所有手工模型借助手持3D 掃描儀轉(zhuǎn)化為電子模型，該模型作為原始文件由數(shù)控銑床重新雕刻出。在銑床雕刻過程中，手工澆筑方式記錄下的空間信息被機(jī)器雕刻轉(zhuǎn)譯。相較手工澆筑過程中對材料信息1 ：1 的復(fù)刻，機(jī)器雕刻的精度取決于鉆頭的大小。邊界在原有形態(tài)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化，較大的鉆頭更容易將邊界重建為幾何形狀（圖8）。在手工方法中，開發(fā)密集紋理的功能具有挑戰(zhàn)性，然而，當(dāng)紋理經(jīng)過拓?fù)鋬?yōu)化后，紋理在結(jié)構(gòu)和功能上有更多的發(fā)展空間。借助機(jī)器復(fù)刻的過程中，邊界信息可能會丟失，然而這對于與邊界相關(guān)的空間來說并不是一個缺點(diǎn)，它可以展示出不同的尺度對于空間不同的意義。[18]

瑞士建筑師克里斯蒂安· 克雷茲（ChristianKerez）設(shè)計(jì)的“偶發(fā)空間”（Incidental Space）也展示了邊界功能擴(kuò)展的可能性（圖9）?！芭及l(fā)空間”誕生于將液體石膏倒入一系列材料（蠟、沙子）中的實(shí)驗(yàn)。這些奇特的空間最終通過3D 掃描和數(shù)控打印被放大，然后組裝在一個新的場地。這個項(xiàng)目就像一個虛擬的屏障，鼓勵人們思考空間是否變大了，或者是我們縮小了。[19]“偶發(fā)空間”的概念構(gòu)建了一個抽象而復(fù)雜的空間，以了解建筑邊界可以被推到多遠(yuǎn)。因此，通過數(shù)字技術(shù)，邊界信息被優(yōu)化而不是復(fù)制，并用于在虛空間中創(chuàng)造更多的空間。在這個項(xiàng)目中，建筑邊界積極地回應(yīng)著空間結(jié)構(gòu)。[20]

“負(fù)空間實(shí)體化”實(shí)驗(yàn)中，邊界信息在放大縮小過程中來回切換，并不斷改變手工制造和數(shù)字制造之間的順序和運(yùn)用頻率。這些實(shí)驗(yàn)表明，手工和數(shù)字方法對于原始物理模型的信息處理有不同的權(quán)衡，但它們都對設(shè)計(jì)有著積極的啟示（圖10）。邊界在這個過程中可以從工具性轉(zhuǎn)向功能性，從單一的聚集到輔助空間的擴(kuò)張。

五、結(jié)語

無定型材料在空間中引導(dǎo)劃分出虛實(shí)空間。這組空間相互支撐，定義了空間中通過邊界來體現(xiàn)的正負(fù)關(guān)系。正如皮薩加利所說：“虛空間作為一種消極的存在，是一組給定的空間元素和關(guān)系。它們產(chǎn)生了一種張力，不僅解釋了邊界的創(chuàng)建，而且還引發(fā)了分解空間結(jié)構(gòu)和將結(jié)構(gòu)碎片化展示的愿望?！盵21] 邊界從空間誕生，同時也幫助觀者建立對虛空間的感知。

同時，邊界的進(jìn)一步擴(kuò)張?zhí)剿饕搽x不開整個實(shí)驗(yàn)中手工與數(shù)字方式的結(jié)合。許多建筑研究人員擔(dān)心數(shù)字工具會弱化人雙手和頭腦之間感覺的建立。[22] 維克托·維斯科普夫（Victor Weisskopf）提到，當(dāng)設(shè)計(jì)師使用計(jì)算機(jī)時，計(jì)算機(jī)知道結(jié)果，但他們本人可能并不理解最終的結(jié)果。[23] 然而，在“負(fù)空間實(shí)體化”實(shí)驗(yàn)中， 手工的方法只能連續(xù)獲得一系列聚合的效果，并且在開發(fā)初始結(jié)果上具有挑戰(zhàn)性。因此，如建筑史學(xué)家馬里奧·卡普（Mario Carpo）所言，我們應(yīng)該討論的問題不是數(shù)字技術(shù)如何損害建筑工藝，而是它如何改變設(shè)計(jì)。[24] 當(dāng)在實(shí)驗(yàn)中反復(fù)嘗試和調(diào)整設(shè)計(jì)中數(shù)字和手工方法的結(jié)合，可以發(fā)現(xiàn)邊界不僅在縮放和復(fù)制的過程中重建，虛空間與人的關(guān)系也可以發(fā)展出一個不同的獨(dú)一無二的個性空間。

雖然當(dāng)前實(shí)驗(yàn)成果向?qū)嶋H運(yùn)用方向上轉(zhuǎn)化還存在著許多問題需要去探討解決，但借助無定型材料的空間實(shí)驗(yàn)，建筑設(shè)計(jì)可以打破傳統(tǒng)定義中采用固定形式結(jié)構(gòu)、理想的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、具有均勻性、完整性和穩(wěn)定性以及堅(jiān)固和永久邊界的印象，重新定義一個由無定型材料創(chuàng)造的不穩(wěn)定的、可變的和多態(tài)的空間，并引申出全新的設(shè)計(jì)語言。

（責(zé)任編輯：尚澎）