何 璐，陳 剛

（合肥工業(yè)大學(xué) 建筑與藝術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230009）

混沌學(xué)語(yǔ)義下城市空間“無(wú)序化”新解

何 璐，陳 剛

（合肥工業(yè)大學(xué) 建筑與藝術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230009）

近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使城市日趨擴(kuò)大，而城市的擴(kuò)大也導(dǎo)致了其內(nèi)部空間變得混亂無(wú)序。如何保持城市有序而可持續(xù)發(fā)展成為受關(guān)注的重點(diǎn)，而混沌學(xué)理論的出現(xiàn)給人們的思維方式帶來(lái)的新的契機(jī)。文章以廣義的混沌學(xué)作為研究城市空間中“無(wú)序性”問(wèn)題的學(xué)術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)解決城市空間中日益凸顯的“無(wú)序”化問(wèn)題的起源做出了重新分析，對(duì)于應(yīng)對(duì)城市無(wú)序化的方式方法做出了解釋和探討。

城市空間；無(wú)序性；混沌理論

我們只要稍微留心某個(gè)城市的細(xì)節(jié)，就可以感受到城市空間發(fā)展越來(lái)越多的呈現(xiàn)出無(wú)序性的特征。我們只要走入一些稍有年份的居住小區(qū)或者沒(méi)有被改建的老街道，就能觀察到那些人們自己搭建的小屋、臨時(shí)的攤鋪、伸出街道的晾衣架和墻上花花綠綠的涂鴉。這些場(chǎng)景，無(wú)論經(jīng)過(guò)多少次的取締、整頓和拆遷，仍是比比皆是、層出不窮。在城市空間的形成和發(fā)展過(guò)程中，這些“無(wú)序化”的問(wèn)題，或者說(shuō)是自我衰竭劣化（degeneration）的問(wèn)題,一直是學(xué)界里探討和研究的熱點(diǎn)之一。

1 混沌學(xué)基本概念綜述

1.1 混沌的概念

混沌，最初指的是原始人類想象中的天地未分開(kāi)以前，整個(gè)宇宙模糊在一起的現(xiàn)象。后在生態(tài)學(xué)科技名詞中被定義為在初始條件影響下出現(xiàn)的非線性動(dòng)態(tài)。它的演化大致經(jīng)過(guò)三個(gè)階段：原始混沌、布朗混沌和演化混沌。在混沌學(xué)的研究中，主要關(guān)注的是第三個(gè)階段，具體而言，演化混沌指的是一種包含著有序性、隨機(jī)性和創(chuàng)造性的積極的混沌。

1.2 混沌學(xué)的引入

1972年12月29日，美國(guó)麻省理工學(xué)院教授、混沌學(xué)開(kāi)創(chuàng)人之一E.N.洛倫茲在美國(guó)科學(xué)發(fā)展學(xué)會(huì)第139次會(huì)議上發(fā)表了題為《蝴蝶效應(yīng)》的論文，提出一個(gè)貌似荒謬的論斷：在巴西一只蝴蝶翅膀的拍打能在美國(guó)得克薩斯州產(chǎn)生一個(gè)陸龍卷，并由此提出了天氣的不可準(zhǔn)確預(yù)報(bào)性。時(shí)至今日，這一論斷仍為人津津樂(lè)道，更重要的是，它激發(fā)了人們對(duì)混沌學(xué)的濃厚興趣。再加上計(jì)算機(jī)等技術(shù)的飛速進(jìn)步，混沌學(xué)已發(fā)展成為一門影響深遠(yuǎn)、發(fā)展迅速的前沿科學(xué)。具體而言，混沌現(xiàn)象發(fā)生于易變動(dòng)的物體或系統(tǒng)，該物體在行動(dòng)之初狀態(tài)極為單純，具有內(nèi)在隨機(jī)性,但經(jīng)過(guò)一定規(guī)則的連續(xù)變動(dòng)之后，卻產(chǎn)生始料所未及的后果，也就是混沌狀態(tài)。但是此種混沌狀態(tài)不同于一般雜亂無(wú)章的混亂狀況，混沌現(xiàn)象經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期及完整分析之后，可以從中理出某種規(guī)則出來(lái)[1]。

最近20年，混沌學(xué)迅速走進(jìn)化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)乃至社會(huì)科學(xué)的領(lǐng)域，以其理論與方法的特殊的意義和價(jià)值，在哲學(xué)范疇內(nèi)業(yè)引發(fā)許多爭(zhēng)端和學(xué)術(shù)的新結(jié)論。尤其是在科學(xué)日漸遠(yuǎn)離日常經(jīng)驗(yàn)和真實(shí)的現(xiàn)實(shí)世界而趨向于更復(fù)雜和微觀的世界的今天，不少科學(xué)家都把混沌看作是一條出路。

混沌現(xiàn)象雖然最先用于解釋自然界，在城市設(shè)計(jì)規(guī)劃設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，研究的主要對(duì)象是城市空間，人為因素同時(shí)也作為這個(gè)空間中隨時(shí)變動(dòng)起伏的個(gè)體。雖然各種因素的之間相互交織牽引，看似發(fā)雜的城市空間演化的過(guò)程卻基本上依循一定的準(zhǔn)則。因此，相當(dāng)符合混沌理論的架構(gòu)。

1.3 混沌理論的要點(diǎn)

1.3.1內(nèi)在隨機(jī)性與初值敏感性 “隨機(jī)因素”在傳統(tǒng)科學(xué)上指次要的、非本質(zhì)的因素。而“隨機(jī)性”也被認(rèn)為對(duì)結(jié)果影響甚小的東西。而在混沌學(xué)理論看來(lái)，“隨機(jī)性”應(yīng)該從屬于事物本身，在具體的操作過(guò)程中不能隨意忽視。在對(duì)結(jié)果造成影響的因素方面，混沌理論還認(rèn)為，只要初始條件由于外在或自身?xiàng)l件的作用而發(fā)生一些細(xì)微的改變，都會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生極大的影響。而這其中復(fù)雜的過(guò)程是不可預(yù)測(cè)的。這就是指事物發(fā)展的“初值敏感性”，前文所提到的“蝴蝶效應(yīng)”就是“初值敏感性”的一個(gè)生動(dòng)而恰當(dāng)?shù)睦印?/p>

1.3.2 分形理論 分形理論最初由美籍?dāng)?shù)學(xué)家曼德布羅特(B.B.Mandelbort)提出。他在《科學(xué)》這本雜志中對(duì)海岸線的形態(tài)進(jìn)行了研究。正常視角下，海岸線是極其不規(guī)整的曲線，呈現(xiàn)出雜亂無(wú)章的狀態(tài)。研究人員截取了英國(guó)某處長(zhǎng)100公里的海岸線與長(zhǎng)10公里的海岸線放大圖相比對(duì)，卻發(fā)現(xiàn)驚人的相似。這就證明，雖然外表是雜亂無(wú)章的，內(nèi)在卻具有遞進(jìn)性和相似性。這就是分形理論。

1.3.3 普適性 美國(guó)物理學(xué)家費(fèi)根鮑姆發(fā)現(xiàn)，兩類完全不同的反饋函數(shù)通過(guò)迭代計(jì)算出現(xiàn)混沌之后，其分岔按幾何收斂，收斂的比例完全一致[2]。這也就是說(shuō)兩組毫無(wú)關(guān)聯(lián)的混沌數(shù)據(jù)或者圖形經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)上的迭代運(yùn)算后，會(huì)出現(xiàn)漂亮、有序的幾何圖形。這是數(shù)學(xué)意義上的混沌的普適?；煦缋碚撜J(rèn)為大凡混沌運(yùn)動(dòng)在深度層次上會(huì)呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性和有序性，而這種有序性和規(guī)律在不同系統(tǒng)之間有一種超越尺度的相似性。

2 混沌學(xué)觀下的城市無(wú)序空間

2.1 “內(nèi)在隨機(jī)性”與“初值敏感性”理論對(duì)城市空間的啟示

混沌的發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵正在于其揭示了我們對(duì)因果關(guān)系的一個(gè)基本性的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。普遍認(rèn)為，確定性的原因必定產(chǎn)生預(yù)想而規(guī)則的結(jié)果。但從混沌理論的“內(nèi)在隨機(jī)性”這一觀點(diǎn)看來(lái)，它們更多的產(chǎn)生了易被誤解為隨機(jī)性的極不規(guī)則的結(jié)果，就像我們一直認(rèn)為合理的城市規(guī)劃必然出現(xiàn)合理的結(jié)果一樣。那么，反過(guò)來(lái)思考，這是不是意味著無(wú)序的現(xiàn)狀必然有其無(wú)序的原因？難道有序的空間就是無(wú)序的根源？那么我們可不可以推測(cè)，這無(wú)序的現(xiàn)狀也許會(huì)導(dǎo)致城市空間的最終有序？

以混沌理論的“內(nèi)在隨機(jī)性”這一角度看來(lái)，城市無(wú)序空間的整改產(chǎn)生的結(jié)果是無(wú)法預(yù)期。此結(jié)果可能是正面的，也有可能是負(fù)面的。不論是正面或是負(fù)面的，重要的是，城市空間設(shè)計(jì)和規(guī)劃的成效或研究，除了借鑒經(jīng)典之外，更應(yīng)該累積長(zhǎng)期數(shù)據(jù)，從中分析出可能的脈絡(luò)出來(lái)，以增加其可預(yù)測(cè)性，并運(yùn)用其擴(kuò)大效應(yīng)。

“初值敏感性”證明，即使是看似隨機(jī)或者微妙的影響力，也會(huì)對(duì)整個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)產(chǎn)生相當(dāng)?shù)挠绊?。例如，城市早期結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，差異并不大。后來(lái)各種不同的因素：大可以是戰(zhàn)爭(zhēng)、革命、動(dòng)亂、自然災(zāi)害等等，小可以是微不足道的一場(chǎng)車禍、一個(gè)木屋的坍塌、一次失火或者一次集會(huì)等等，但這些初始的因素在城市的不斷的發(fā)展與進(jìn)化過(guò)程當(dāng)中被互相波及，迭代放大，逐層分化，最終導(dǎo)致各個(gè)城市面貌不一。

對(duì)于城市中無(wú)序空間的處理，一部分設(shè)計(jì)人員和決策者們選擇將其移除或者取代，過(guò)早的取締或改變，或者干脆聽(tīng)之任之不管不問(wèn)做法過(guò)于急躁了。更應(yīng)該做的，是給城市中無(wú)序空間一點(diǎn)時(shí)間和空間，耐心的觀察和等待并加以記錄和分析，這正如證劵市場(chǎng)中的觀察員一樣：證券市場(chǎng)中的周K線圖看上去與日K線圖、小時(shí)K線圖、5分鐘K線圖的形狀十分相似，這就是證券價(jià)格的隨機(jī)現(xiàn)象的混沌特征。他們可以應(yīng)用5分鐘K線圖或者小時(shí)K線圖來(lái)推斷日K線圖或周K線圖的形狀，為投資決策服務(wù)[1]。

2.2 “分形理論”對(duì)城市空間的適用性

2.2.1 分形理論對(duì)建筑美學(xué)的貢獻(xiàn) 分形理論對(duì)自然美與人工美的元素構(gòu)成提出了抽象而有力的解釋，使我們看到在所有復(fù)雜的美學(xué)現(xiàn)象的深層次里，有著一些似乎可以歸納的簡(jiǎn)單規(guī)律。

德國(guó)物理學(xué)家艾侖鮑爾曾經(jīng)提出疑問(wèn)：“為什么一棵被狂風(fēng)摧彎的禿樹在冬天晚空的背景上現(xiàn)出的輪廓給人以美感，而不管建筑師如何努力，任何一座綜合大學(xué)高樓的相應(yīng)輪廓?jiǎng)t不然？”這其中的奧妙恰恰是分形理論的精華：自然的分形結(jié)構(gòu)比例比建筑的分形比例復(fù)雜的多，具有更細(xì)致的尺度層級(jí)。從城市空間、景觀、建筑的室內(nèi)和室外等，都存在著若干分形現(xiàn)象。正如在音樂(lè)領(lǐng)域中，各個(gè)聲部都沒(méi)有缺失，聲音聽(tīng)起來(lái)才豐滿一樣，在視覺(jué)藝術(shù)中，尺度層級(jí)越多，跨尺度的細(xì)部級(jí)數(shù)越大，視覺(jué)形象越豐滿生動(dòng)[3]。

2.2.1 “分形理論”對(duì)城市空間的美適用性 有一個(gè)現(xiàn)象值得深究：就是文章開(kāi)頭提到的那些雜亂無(wú)章的舊街道、小屋、攤鋪為什么往往會(huì)成為畫家、攝影師的諸多素材呢？

從心理學(xué)的角度看，這是“有序”過(guò)剩對(duì)“無(wú)序”的一種渴求，而從分形理論的角度看，正是因?yàn)橐?guī)劃設(shè)計(jì)者過(guò)于強(qiáng)調(diào)整體而忽略了城市空間的細(xì)節(jié)和層次，使得大多數(shù)現(xiàn)代城市空間顯得風(fēng)格單一，乏味可陳。這就造成了混沌學(xué)意義上的“分形的匱乏”。然而一些保留原始面貌的舊街區(qū)，例如安徽黃山市“屯溪老街”中傳統(tǒng)的交通、空間形式和肌理得以保留和現(xiàn)代商業(yè)氣息交融在一起相得益彰，盼顧間別有情趣。因此在某些意義上說(shuō)，在城市空間的設(shè)計(jì)和規(guī)劃上，是否可以把有序性控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，給無(wú)序的空間一些生長(zhǎng)環(huán)境的手法，是我們專業(yè)人員必須深入研究的。適度的無(wú)序恐怕更是城市混沌本質(zhì)的直觀反映，也是城市生命與活力所在。

2.3 “普適性”理論與城市空間設(shè)計(jì)的結(jié)合之路探討

近年來(lái)，運(yùn)用混沌學(xué)的手法來(lái)研究城市無(wú)序空間以及交通規(guī)劃問(wèn)題的文章屢見(jiàn)報(bào)端，并對(duì)一些經(jīng)典學(xué)說(shuō)做出了混沌學(xué)意義上的普適性的解釋。

例如一些論點(diǎn)認(rèn)為：霍華德的 “田園城市”學(xué)說(shuō)、到里寧的“有機(jī)疏散”論以及麥克哈格的“設(shè)計(jì)結(jié)合自然”等以上各學(xué)派觀點(diǎn)，都“自覺(jué)或不自覺(jué)地”應(yīng)用了混沌理論的普適性特征，原因是城市系統(tǒng)與自然界的其他系統(tǒng)存在相似性，我們可以從大自然的有機(jī)體中借鑒其發(fā)展規(guī)律用于城市空間的設(shè)計(jì)。其中，最著名的是芬蘭建筑師沙里寧提出的“有機(jī)疏散論”。他認(rèn)為城市空間的規(guī)劃設(shè)計(jì)可以借鑒自然界中的生物的生長(zhǎng)方式。由于城市過(guò)分集中帶來(lái)的無(wú)序性的弊病，可用有序的分散進(jìn)行解決。

如果我們深入的研究混沌學(xué)和城市學(xué)的規(guī)律，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)：沙里寧的“樹形結(jié)構(gòu)”與混沌理論中的“普適性”的運(yùn)用看似十分自然，但我們恰恰忽略的一個(gè)事實(shí)是：自然系統(tǒng)和城市空間系統(tǒng)本身并不具有多大的相似性。

城市在建造之初就已伴隨著人為意識(shí)和某種階級(jí)秩序的注入，城市建造的掌握者在一開(kāi)始就在有意無(wú)意的制定者各種空間布局的等級(jí)秩序，城市空間的有序無(wú)序之爭(zhēng)恰恰是城市中各個(gè)階級(jí)或者說(shuō)利益集團(tuán)互相博弈的一種映射。所以說(shuō)城市空間系統(tǒng)和有機(jī)系統(tǒng)這兩個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是迥然不同的?；煦鐚W(xué)觀下普適性的運(yùn)用首先要求兩個(gè)系統(tǒng)具有相似性。說(shuō)這種將城市發(fā)展中的“有機(jī)理論”放在混沌學(xué)架構(gòu)下進(jìn)行研究和對(duì)比一看，有機(jī)論便顯示出它的缺陷性。“有機(jī)體不能通過(guò)主觀想象來(lái)創(chuàng)造，它太復(fù)雜了，沒(méi)有哪個(gè)建構(gòu)過(guò)程會(huì)直接產(chǎn)生這種帶有‘大自然式’的復(fù)雜性的城市空間”[4]。

亞歷山大的思想顯然比沙里寧走得更遠(yuǎn)。城市空間中的“自然主義”或者說(shuō)“有機(jī)主義”，其實(shí)和現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計(jì)史上的“工藝美術(shù)”潮流有相似的悲劇性質(zhì)，“工藝美術(shù)”會(huì)在短時(shí)期形成潮流而不會(huì)形成大氣候的原因是：他們?cè)谝庾R(shí)形態(tài)上是錯(cuò)誤的，它的本質(zhì)是一種逃避，是面對(duì)工業(yè)革命后社會(huì)化大生產(chǎn)之下大量粗鄙不堪的生活用品的一種逃避。那么，“回歸自然”或者說(shuō)“有機(jī)主義模式”的實(shí)質(zhì)也是一種逃避——是在城市日益膨脹之后的眾多城市問(wèn)題凸顯之后，期待躲進(jìn)一種自然的，帶有中世紀(jì)的意味的城市范式的烏托邦中去。

以“普適性”的角度研究城市是無(wú)可厚非的，但要把握住是城市發(fā)展的根源以及其作為一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性，因而找出相似的系統(tǒng)進(jìn)行類比和分析。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代城市的發(fā)展速度，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超出歷史上任何一個(gè)城市的尺度和基本的概念，城市發(fā)展過(guò)程的復(fù)雜性和矛盾性，比中世紀(jì)以及以往一切社會(huì)都要深刻的多，各種引經(jīng)據(jù)典設(shè)計(jì)規(guī)劃出來(lái)的空間，難以滿足城市空間自我的膨脹、增值或者衰竭的速度，這便是無(wú)序空間滋生的一個(gè)主要原因。

“任何一個(gè)社會(huì)，任何一種與之相關(guān)的生產(chǎn)方式，包括那些通常意義上被我們理解的社會(huì)，都生產(chǎn)一種空間，它自己的空間。城市存在一種生產(chǎn)，城市空間是他自己的，自己生產(chǎn)自己，自己塑造自己，自己適應(yīng)自己”[5]。城市空間又其獨(dú)特的生命力，不是簡(jiǎn)單的外力所能都干擾的。這個(gè)獨(dú)特的生命力，指的就是空間的社會(huì)生產(chǎn)。無(wú)序空間看似單純隨機(jī)的產(chǎn)生，正是城市各空間矛盾不能化解而產(chǎn)生出的“次生空間”。這個(gè)獨(dú)特的生命力，并不能簡(jiǎn)單的概括或者模擬為“有機(jī)”或者“自然”的，更不是可以簡(jiǎn)單的借鑒自然就可以解決的。

在復(fù)雜的城市系統(tǒng)中，形成的這種 “混亂”和“無(wú)序”有著深刻的內(nèi)在依據(jù)，更需要廣大專業(yè)人員深入的研究和探討。令人欣喜的是，對(duì)于無(wú)序空間的認(rèn)識(shí)，學(xué)術(shù)界已經(jīng)從偏激的以“有序”取締“無(wú)序”的態(tài)度轉(zhuǎn)向的對(duì)無(wú)序空間的同情和包容的折衷主義的思想。然而與許多基礎(chǔ)學(xué)科相比，城市空間的設(shè)計(jì)問(wèn)題也的確偏于經(jīng)驗(yàn)性而較少科學(xué)性。這個(gè)狀況的相關(guān)后果之一就是，“我們創(chuàng)造了建筑與城市，卻又不能很好地理解它們”[6]。積極引入其它科學(xué)門類是城市空間學(xué)走向未來(lái)的必經(jīng)之途，混沌理論的引入理應(yīng)成為未來(lái)研究的方向之一。

[1]吳祥興，陳忠吳,等．混沌學(xué)導(dǎo)讀[M]．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2001．

[2]張慶華，楊峰．混沌理論對(duì)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的啟示[J]．山西建筑，2010（24）:11-13.

[3]劉洋．混沌理論對(duì)建筑與城市設(shè)計(jì)領(lǐng)域的啟示[J]．建筑學(xué)報(bào)，2004（6）：32-34．

[4][美]C·亞歷山大.建筑的永恒之道[M].趙冰，譯.北京:知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社,2002.

[5]楊小彥．城市生長(zhǎng)的隱喻[J]．北京規(guī)劃建設(shè)，2006（4）：118-121．

[6]劉昆軼，柏巍．有序與無(wú)序之間，對(duì)城市生長(zhǎng)狀態(tài)的解讀[J]．城市，2008（3）：50-54．

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何璐（1984－），女，廣西南寧人，合肥工業(yè)大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)榫坝^設(shè)計(jì)；陳剛（1964－），男，安徽合肥人，合肥工業(yè)大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院副教授，研究方向?yàn)槌鞘幸?guī)劃。

[責(zé)任編輯：徐健]