姜全成， 劉 俊

(1. 山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司，山東濟(jì)南 250101； 2. 上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院， 上海 200093)

1 異規(guī)思想

“我開始產(chǎn)生疑問，這些封閉方形的規(guī)律性框架是什么？它們是裝載空洞且無生命的空間的容器嗎？我再次審視這一問題。我不迷信這種限制。我在古代希臘數(shù)學(xué)中找到答案。從其成比例的規(guī)則中可以引出次要組合與主要組合的概念，而在其秩序的行列中產(chǎn)生了內(nèi)在的平衡。均衡一詞表達(dá)了一個(gè)概念，它在同時(shí)度量的節(jié)奏中充滿生氣。它與當(dāng)代復(fù)雜性的思想之間距離并不遙遠(yuǎn)。我好像第一次為算術(shù)與幾何學(xué)所癡迷[1]。”

要認(rèn)識(shí)古希臘數(shù)學(xué)就需要先了解古希臘哲學(xué)。古希臘哲學(xué)的一切努力主要是為了搞清客觀世界及其原因或規(guī)律究竟“是什么”的問題，為此人們創(chuàng)造了數(shù)學(xué)方法、辯證法和邏輯。由此產(chǎn)生了理性思維，通過一種間接的方式去把握客觀規(guī)律。所以，西方哲學(xué)在古希臘的誕生同時(shí)也就是西方科學(xué)精神的誕生[2]。

畢達(dá)哥拉斯學(xué)派提出的數(shù)本原說對(duì)古希臘數(shù)學(xué)有著重要的影響。畢達(dá)哥拉斯學(xué)派提出萬物的本原是“數(shù)”。這種思想產(chǎn)生于他們對(duì)于數(shù)學(xué)和諧音學(xué)的研究。他們根據(jù)音調(diào)高低取決于同樣粗細(xì)的弦的長度這一原理，進(jìn)而認(rèn)為一切事物的性質(zhì)都是由它們包含的數(shù)所決定的。數(shù)不僅可以用來解釋具體事物，而且可以用來解釋抽象事物，數(shù)構(gòu)成了一切變化不定之物共同的確定不變的東西。在他們看來，數(shù)是構(gòu)成事物實(shí)體的物理質(zhì)點(diǎn)或基本元素。“畢達(dá)哥拉斯定理”即勾股定理的得出，意味著數(shù)學(xué)命題可以脫離幾何圖形而獨(dú)立地表示事物的比例關(guān)系，這樣就蘊(yùn)含著一種把數(shù)看得比形更加具有本質(zhì)意義的可能性。畢達(dá)哥拉斯學(xué)派通過數(shù)的確定性第一次建立起一種“有定形”的最高原則[2]。

由勾股定理產(chǎn)生的第一次數(shù)學(xué)危機(jī)，對(duì)認(rèn)識(shí)數(shù)與形分離的影響。整數(shù)的尊崇地位受到挑戰(zhàn)，于是幾何學(xué)開始在希臘數(shù)學(xué)中占有特殊地位。同時(shí)這也反映出，直覺和經(jīng)驗(yàn)不一定靠得住，而推理證明才是可靠的?；仡櫼郧暗母鞣N數(shù)學(xué)，無非都是“算”，也就是提供算法。即使在古希臘，數(shù)學(xué)也是從實(shí)際出發(fā)，應(yīng)用到實(shí)際問題中去的。比如泰勒斯預(yù)測日食，利用影子距離計(jì)算金字塔高度，測量船只離岸距離等，都是屬于計(jì)算技術(shù)范圍的。至于埃及、巴比倫、中國、印度等國的數(shù)學(xué)，并沒有經(jīng)歷過這樣的危機(jī)和革命，所以也就一直停留在“算學(xué)”階段。而希臘數(shù)學(xué)則走向了完全不同的道路，形成了歐幾里得《幾何原本》的公理體系與亞里士多德的邏輯體系。

筆者認(rèn)為基于上述思想，巴爾蒙德試圖尋找數(shù)字的隱喻，不僅僅把它當(dāng)作為數(shù)字的符號(hào)，尋找出數(shù)字的條理，然后用這些數(shù)字塑造成形，或者是圖案，以展示于我們生活世界平行存在的隱秘世界的秩序。巴爾蒙德的書里揭示了抽象的、形式的顯現(xiàn)與人類真理之間的共鳴[3]。巴爾蒙德通過《數(shù)字九》對(duì)古希臘數(shù)學(xué)進(jìn)行分析，探求“圖案”操作的根源?！稊?shù)字九》深刻的展示了巴爾蒙德對(duì)數(shù)字的興趣。巴爾蒙德這種對(duì)數(shù)字的研究，也深入到了他的設(shè)計(jì)思想中。在設(shè)計(jì)創(chuàng)造上，他把數(shù)字視為一種素材[4]。

2 異規(guī)設(shè)計(jì)方法

異規(guī)是機(jī)會(huì)主義的，它是一種設(shè)計(jì)方法，把握某一特定時(shí)刻并從中獲得靈感?；煦缡侵刃虻膸追N狀態(tài)的混合，那些看似隨意的事物實(shí)際上是以穩(wěn)定為核心的，它們不時(shí)地形成一定的秩序來達(dá)成平衡[1]。

異規(guī)有三個(gè)主要特點(diǎn)：個(gè)性、混雜和并置。個(gè)性：它是初始作用因子并向外散播其影響，具有其自身的特性。一個(gè)圓、一個(gè)十字、一根柱子、成角的滅點(diǎn)或夾角、一個(gè)折疊的空間、任何支持自身個(gè)性的事物。在音樂中，個(gè)性是一個(gè)音符或聲響。然而就像一個(gè)音符并不是一維的一樣，一個(gè)個(gè)體的事物，會(huì)發(fā)出弦外之音。并置：兩個(gè)作用比肩而立、對(duì)撞并互相影響，因其相鄰而形成一個(gè)新的整體。一個(gè)事物與另一個(gè)事物間緊密的關(guān)系。因鄰近而躁動(dòng)。一個(gè)圓緊挨著一個(gè)十字，兩根柱子的斷面并立，或者是一個(gè)質(zhì)數(shù)在另一個(gè)質(zhì)數(shù)之旁。不同的相鄰性造成不同的速度。時(shí)間是并置中關(guān)鍵的組成部分。它并非如我們所知是有次序的，而是一個(gè)被捕捉到的片刻的建構(gòu)的時(shí)空?；祀s：它是一個(gè)作用與另一個(gè)作用的重疊，對(duì)不同特性的共同分享。兩個(gè)或更多的個(gè)體特性相互結(jié)合，十字在圓內(nèi)，相同的網(wǎng)格被復(fù)制并旋轉(zhuǎn)，或相似特性的直接重疊。如果并置是拍子，那么混雜就是和聲，它是不同音符的混合，并同時(shí)發(fā)聲。異規(guī)的特點(diǎn)，并不是孤立和分離的，但它們有一定程度的獨(dú)立性。在其極端條件下，并置會(huì)變成兩個(gè)分離的特性或混雜?；祀s兩個(gè)或多個(gè)個(gè)體的直接重疊，也是一種個(gè)性的條件。異規(guī)的特點(diǎn)，是設(shè)計(jì)的切入點(diǎn)。

異規(guī)設(shè)計(jì)方法在一定程度上是基于高級(jí)幾何學(xué)的[5]。在歐氏幾何、解析幾何之后，復(fù)雜性的非線性幾何逐漸產(chǎn)生，包括拓?fù)鋷缀巍⒎中螏缀?、微分幾何、黎曼幾何等。因而?dāng)代建筑沒有重回經(jīng)典歐式幾何，而是隨著自然科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及新材料、新技術(shù)的發(fā)展，再次實(shí)現(xiàn)技術(shù)與藝術(shù)的完美結(jié)合。在幾何概念和非線性思維下進(jìn)行建筑幾何學(xué)的操作是具有其優(yōu)勢的。從點(diǎn)到線：現(xiàn)代建筑的網(wǎng)格是從線到點(diǎn)生成柱網(wǎng)體系的過程，勻質(zhì)的網(wǎng)格使得建造便利，但空間相對(duì)枯燥。非線性思維下的網(wǎng)格是一種從點(diǎn)到線最終生成結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的過程，空間靈活，變化豐富，給建筑帶來生命力。從線到面：簡單的直線勾勒出的現(xiàn)代建筑作為人類創(chuàng)造的秩序，與自然的復(fù)雜多樣截然對(duì)立，而非線性思維下的曲線則是由自然中連綿、盤旋、折疊抑或彎曲的形態(tài)抽象而來。母線作為巴爾蒙德設(shè)計(jì)方法的一種深層邏輯控制著全局連續(xù)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格到空間形態(tài)的生成過程，打破了現(xiàn)代建筑框架結(jié)構(gòu)體系的局限。從面到空間：非線性思維下的空間形態(tài)已經(jīng)打破歐幾里德的傳統(tǒng)空間概念，呈現(xiàn)為一種“動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)中時(shí)空共存的流動(dòng)空間”。將內(nèi)外邊界模糊，也將傳統(tǒng)意義上各個(gè)建筑構(gòu)件(包括結(jié)構(gòu)，樓板、天花以及表皮)的界限模糊。巴爾蒙德在設(shè)計(jì)時(shí)借助算法下的高級(jí)幾何規(guī)則不僅可以實(shí)現(xiàn)高級(jí)且復(fù)雜的空間分隔和一體化的建筑形態(tài)，同時(shí)過程設(shè)計(jì)中的參數(shù)變化可調(diào)整。

3 建構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 基于結(jié)構(gòu)性能化的設(shè)計(jì)

從建筑師的角度來看，基于結(jié)構(gòu)性能的建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展過程，按時(shí)間順序可以被劃分為三個(gè)時(shí)代：靜力學(xué)圖解時(shí)代、力學(xué)建構(gòu)時(shí)代和結(jié)構(gòu)性能生形時(shí)代[6]。在建筑實(shí)踐中，由于當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)的理論研究和實(shí)踐不斷發(fā)展，性能設(shè)計(jì)已成為一種越來越重要的設(shè)計(jì)方法。其中，基于結(jié)構(gòu)性能的設(shè)計(jì)方法起步最早，在建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的各個(gè)時(shí)期不斷演進(jìn)。圣家族教堂就是一個(gè)典型的案例，對(duì)于高迪而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從開始就是建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分。

結(jié)構(gòu)技術(shù)解決建筑的安全性和可實(shí)施性，而建筑學(xué)思考的則是建筑的美觀性和適用性?；诮Y(jié)構(gòu)性能的設(shè)計(jì)方法是一種開發(fā)和運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化制造技術(shù)的設(shè)計(jì)方法。近年來，隨著結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)技術(shù)和理論的發(fā)展以及機(jī)械生產(chǎn)制造技術(shù)的進(jìn)步，以結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)方法為主導(dǎo)的建筑項(xiàng)目不斷涌現(xiàn)，基于結(jié)構(gòu)性能化的建筑實(shí)踐正在向更理性和更優(yōu)化的方向發(fā)展[7]。

3.2 基于高級(jí)幾何學(xué)的設(shè)計(jì)

非線性建筑幾何學(xué)不僅僅處于建筑學(xué)以及應(yīng)用幾何學(xué)的交集，其研究領(lǐng)域更是融合了自然科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程與數(shù)學(xué)、藝術(shù)設(shè)計(jì)等理論，在具體實(shí)踐中又會(huì)涉及到材料科學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，因此在多專業(yè)通力合作的基礎(chǔ)上必將有著更強(qiáng)的適應(yīng)性。其自身蘊(yùn)含的高度建造邏輯和可實(shí)施性將保證當(dāng)前全新的建筑實(shí)驗(yàn)成為現(xiàn)實(shí)[5]。

建筑的幾何形式與結(jié)構(gòu)及材料緊密相關(guān)，新的結(jié)構(gòu)形式的突破與新材料的應(yīng)用緊密結(jié)合在一起。這種注重結(jié)構(gòu)和材料性能的設(shè)計(jì)趨勢中，無論是進(jìn)行形態(tài)發(fā)生的試驗(yàn)還是“異規(guī)”的結(jié)構(gòu)策略，其中的大量原型與高級(jí)幾何都有著緊密的關(guān)聯(lián)。巴爾蒙德的異規(guī)理論中的許多結(jié)構(gòu)形式都源于高級(jí)幾何學(xué)。他利用非笛卡爾式的高級(jí)網(wǎng)格重新組織建筑的形態(tài)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，這些網(wǎng)格可以通過互承、編織、分形得到并呈現(xiàn)出一種動(dòng)態(tài)和自組織效應(yīng)。

3.3 基于自然的設(shè)計(jì)

高迪認(rèn)為“原創(chuàng)就是要回歸本源”，這意味著回歸自然。高迪不僅在他的建筑世界里深刻而直接地反映了自然世界，他還把那些建筑概念的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化方式科學(xué)化，這一點(diǎn)從他所做的一系列實(shí)驗(yàn)中能夠看出，比如校準(zhǔn)石頭抗壓強(qiáng)度、為柱子做的樹木螺旋性實(shí)驗(yàn)(他將教堂的中殿比作森林的樹冠)，及最終通過生長算法得到柱子的形狀。高迪絕對(duì)沒有推斷過，建筑學(xué)幾千年的發(fā)展變化會(huì)被計(jì)算領(lǐng)域的方法顛覆，也沒有推斷過實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案僅會(huì)通過對(duì)自然系統(tǒng)的科學(xué)性的借鑒，而不再考慮哲學(xué)層面的意義。

但是在當(dāng)代結(jié)構(gòu)實(shí)踐中，這種創(chuàng)新只是自然結(jié)構(gòu)演變中通過精妙探索得到的一小部分，我們應(yīng)該從整個(gè)自然化中獲取靈感，將自然看作一種選擇最優(yōu)方案的理念。建筑師認(rèn)為，美學(xué)的介入至關(guān)重要。但在自然界，相較于功能，美觀是第二位的。至關(guān)重要的是，這樣的應(yīng)用算法也許只是一個(gè)更復(fù)雜的設(shè)計(jì)過程的一部分，算法并不能包含所有的可能性。如果沒有意識(shí)到這一點(diǎn)就接受某種或多種算法，并依賴其優(yōu)化設(shè)計(jì)性能，那就有可能導(dǎo)致對(duì)其他所有考量及其影響的忽視。數(shù)字化的設(shè)計(jì)方法是基于自然觀察所產(chǎn)生的附屬物，而不能代替設(shè)計(jì)本身。通過對(duì)自然世界簡單而明確的分析，在選擇差異化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，概念的介入比精確計(jì)算本身更重要。

4 結(jié)論

本文主要對(duì)巴爾蒙德設(shè)計(jì)思想進(jìn)行了梳理和闡述，其思想源于對(duì)西方哲學(xué)的思考，并產(chǎn)生了十分有意義的成果。而東方哲學(xué)的構(gòu)架與西方哲學(xué)是截然不同的。中庸是中國文化的根本，主張和而不同。中庸就是無過無不及，就是恰到好處?！墩撜Z·雍也》記載孔子的話說——質(zhì)勝文則野，文勝質(zhì)則史。文質(zhì)彬彬，然后君子。什么叫質(zhì)，什么叫文？質(zhì)，本意是原材料，質(zhì)材嘛！轉(zhuǎn)過來引申為什么呢？質(zhì)樸、質(zhì)直，本來面目。文呢？裝飾、精加工。轉(zhuǎn)意是什么呢？華麗、文雅、修飾。那么，孔子這段話，什么意思呢？就是說，一個(gè)人應(yīng)該樸質(zhì)，同時(shí)又應(yīng)該有修養(yǎng)[8]。中國人是如此，中國建筑也因如此。作為中國當(dāng)代的設(shè)計(jì)師，用東方哲學(xué)思想對(duì)中國當(dāng)代建筑進(jìn)行思考應(yīng)是必修的功課，相信也會(huì)意義非凡。