建筑學及科學：空間及其形式語言.doc

《建筑學及科學：空間及其形式語言.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《建筑學及科學：空間及其形式語言.doc（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

建筑學的科學：空間及其形式語言 發(fā)布時間：2008-11-19 張毓峰 摘 要 本文從形式語言對人類科學事業(yè)的重要意義切入，認為所謂科學就是用一種形式語言對事物存在形態(tài)的解釋；進而指出建筑學專業(yè)語言的闕如與必要性，并對我們?yōu)榇私⒌年P于建筑空間的一般形式系統(tǒng)作了概略呈示；最后通過示例的方式，對上述命題進行了經(jīng)驗性的驗證。作為一種專業(yè)的基本語言，我們期望，該系統(tǒng)能為建筑學提供一個交流討論的科學的語言和理論的平臺。 關鍵詞 科學 建筑學 空間 形式語言 引 子 巴比倫塔的故事 這是“挪亞方舟”后的一個故事。洪水過后，挪亞三個兒子及其后裔在地上分邦立國。他們往東遷移，在示那這個地方遇見一片平原，并在那里定居下來。那時，天下人的言語口音都是一樣的。他們商量說：來吧，讓我們共同建造一座城和一座塔! 塔頂要通天，為了傳揚我們的名，為了昭示天下的人……。上帝耶和華得知此事后想：既然這些人如今能做出這等事來，那么他們以后還有什么事做不成的呢？于是，上帝就變亂了他們的語言，使他們彼此無法溝通。于是，他們就停下手頭的工作，不再造那座城和那座塔了。①（圖1） 圖1 建造巴比倫塔 解 讀 語言的意義 語言是人們彼此思想溝通的工具。因為有了語言，人們才能表達自己并了解他人的心思意圖，人們才能同心協(xié)力的去完成非個人所能完成的一項偉大事業(yè)；因為有了語言，人們才能打破時空的局限，形成更大乃至無窮的合力：把人類的愿望和成就記錄下來，使人們可以跨地域、數(shù)千年的延續(xù)和傳播一項事業(yè)。語言是人類迄今打造的所有工具中最偉大最有價值的一把工具，籍此人類才造就了今天輝煌的文明業(yè)績。 演 繹 空間形式語言及其必要性 科學就是用一種形式語言（文字的或數(shù)字的或圖形的）對事物存在形態(tài)的解釋?？茖W事業(yè)尤如一座巴比倫塔，同樣需要科學家們的共同努力，它同樣需要一種語言。譬如數(shù)學的語言、物理學的語言、化學的語言、生物學的語言、社會學的語言、經(jīng)濟學的語言、音樂和聲學的語言、詩學的語言（詩詞格律）等等?？茖W家們正是憑籍著這種交流討論的語言平臺，奠定了各學科發(fā)展的基礎，紛紛建造起一座座科學的巴比倫塔。 建筑學的巴比倫塔在哪里？如何建造我們的科學巴比倫塔？十八世紀末葉，在當時科學思潮影響推動下，法國人JNL迪朗開始思考這個問題：即如何為建筑學奠定科學基礎以及它的基礎是什么？他開創(chuàng)了這項事業(yè)，并正確地將其研究對象確立為建筑的空間形態(tài)，即將其研究目標定格為用一種科學的形式語言來解釋建筑的空間現(xiàn)象。但是囿于思想和方法的局限，迪朗包括他的后繼者都未能完成這項工作。 （圖2） 圖2 迪朗的圖構系統(tǒng) 建筑學仍處于“失語”狀態(tài)。建筑學迄今尚無真正屬于自己的專業(yè)語言，即一種用抽象圖形符號來描述建筑空間現(xiàn)象的形式語言系統(tǒng)。因此，對于建筑空間現(xiàn)象以及與之相關的建筑現(xiàn)象，人們無法作出客觀理性的解釋和評價。建筑學領域中的種種弊端皆由此而生。② 我的工作正是在此基礎上開始的。 建筑學應該是一門以研究建筑空間現(xiàn)象為基礎的科學。建筑是空間的容器，空間是建筑存在的理由。建筑，本質(zhì)上是一種關于空間的建造活動。因此，建筑學的基本問題應該是“如何建造空間”和“建造什么樣的空間”的問題，或可將其轉(zhuǎn)換為“什么是空間的本質(zhì)屬性”、“什么是空間的形態(tài)構造”等一系列的專業(yè)問題。③ 我們把建筑空間現(xiàn)象看作是一種類語言現(xiàn)象。這里包含兩層含義：其一，空間本身的構造意義。即認為復雜的建筑空間現(xiàn)象如同日常語言一樣，其本身也是一種具有構造性的東西；其二，空間描述的構造意義。即認為對復雜建筑空間現(xiàn)象的解釋也可以通過一種類似日常語言簡單確切的描述方式來進行。④ 為此，我們初步建立了一種關于空間的一般形式語言系統(tǒng)，即一種能對空間現(xiàn)象在抽象層面上作出解釋的形式化系統(tǒng)。在這里，我們把空間語言視為建筑的第一語言，把空間確立為該系統(tǒng)的構建實體。由于建筑空間的構成形態(tài)同時蘊涵著使用功能、工程結構諸項約束條件的可能性與合理性，空間語言無疑將成為建筑的不可再分的基本語言。 所有學科的科學體系都是以基本單位及其組織結構兩個要素來“搭建”完成的。在我們的建筑空間形式語言系統(tǒng)中，它們具體表現(xiàn)為空間元（UNITY OF SPACE 保持空間屬性的最小單位）和空間結構（STRUCTURE 空間單位UNIT與空間單位UNIT的關系）。除此，鑒于空間現(xiàn)象的特殊性，我們又引入了另一個特定考量：空間路徑（PATH 在空間單位中，人的運動軌跡與空間向量的關系）。因此，空間元U、空間結構S和空間路徑P共同構成我們解釋或定性描述所有建筑空間現(xiàn)象僅有且完備的三個基本考量（圖3）。⑤ 圖3 空間形式語言系統(tǒng)中的三個基本考量 作為度量事物的一把絕對標尺，這個一般空間形式語言系統(tǒng)可用來客觀真實地記錄、描述、解釋建筑的空間現(xiàn)象，同時它也以“語言分析”的方式解析了建筑空間的形態(tài)構造規(guī)則⑥。（圖4） 示 例 密斯、萊特和東西方建筑 形態(tài)的解釋是學科的起點，也是它的終點，自然學科、人文學科皆同。在此，我們將以空間元U、空間結構S和空間路徑P這三個基本考量，通過一種簡單明了的方式，對建筑史上“懸而未決”的幾個建筑現(xiàn)象作出客觀、合理的解釋。 1.密斯對現(xiàn)代建筑運動的意義 考量參數(shù)：空間元U（圖4） 在人類建筑史上，密斯首次創(chuàng)建演繹了4個垂直界面均為“透質(zhì)”的空間元。相對于4個垂直界面均為“非透質(zhì)”的古典空間，他標立了建筑的另一個極點。顯然，它最大程度地拓展了在現(xiàn)代技術條件下建筑空間的表現(xiàn)力和可能性，為后來現(xiàn)代建筑運動的發(fā)展奠定了堅實的基礎。 圖4 密斯 柏林國家美術館新館 1962－1968 2.萊特的建筑創(chuàng)作 考量參數(shù)：空間結構S 圖5 萊特 瑪丁住宅 1904 萊特第一個解讀出西方建筑的精髓：“拉丁十字”——垂直相交的兩個具有空間向量的結構單位（空間結構S2）——所蘊涵的西方建筑空間的精神，將其推演（瑪丁住宅，1904年：“拉丁十字”的二向度復合），并發(fā)展至極致（落水別墅，1932年：“拉丁十字”的三向度復合）。作為一個局內(nèi)人，萊特在無“東方建筑”參照比對情況下作此獨立判斷，尤顯其過人的智力與悟性。（圖5） 3. 對“中國建筑”和“西方建筑”的解讀 考量參數(shù)：空間結構S 空間路徑P a.空間結構S（圖6） 在空間結構上中西方建筑體現(xiàn)了兩種截然不同的形式，這恰恰是對僅有兩種基本“空間結構”的瓜分：中國建筑采用了空間結構S1，即“平行并置”結構；而西方建筑則采用了空間結構S2，即“垂直相交”結構。 圖6 東西方建筑空間結構之比較 在空間結構S1中，由于空間路徑穿越內(nèi)部空間→外部空間→內(nèi)部空間，外部空間作為整個空間序列中的一個有機組成部分，預示著中國人對“院落空間”的關注與向往，以及中國建筑空間“內(nèi)向收斂”特征傾向的形成與強化；在空間結構S2中，由于空間路徑穿越垂直相交的兩個具有空間向量的結構單位所組成的“復合空間”，西方人則形成了對建筑的另一種理解或觀念，即他們更多的是去探討這種“復合空間”的可能性和表現(xiàn)力。這與現(xiàn)代西方建筑師在構筑“復合空間”上的造詣和成就不無關系。 b.空間路徑P（圖7） 在空間路徑上中西方建筑也體現(xiàn)了兩種截然不同的形式：中國建筑采用了空間路徑P1，即垂直于空間單位的空間向量；而西方建筑則采用了空間路徑P2，即平行于空間單位的空間向量。 圖7 東西方建筑空間路徑之比較 當中國人和西方人在最初（約8千年前）對“矩形盒子”的進入方式（空間路徑）做出了不同的價值取向之后，就決定了中西方建筑之后數(shù)千年的獨立平行的發(fā)展道路，包括上述在空間結構的選擇與運用上。這就好像一旦人類把基本詞語確立后，人類的詞語或概念世界的擴展演化、走向趨勢就不可再更改逆轉(zhuǎn)了。⑦ 直到20世紀初以后，隨著全球一體化進程的開始，中西方建筑這兩條平行發(fā)展的軌跡在空間結構、空間路徑層面上才發(fā)生了各種方式的碰撞交匯。譬如，萊特的羅比住宅：平行并置的復合空間(圖8)、安藤忠雄的光的教堂：空間路徑P1 +空間路徑P2 (圖9)、貝聿銘的盧浮宮改建：空間結構S1 +空間路徑P1/P2 (圖10) 圖8 萊特 羅比住宅 1909 圖9 安藤忠雄 光之教堂 1987－1989 圖10 貝聿銘 盧浮宮擴建 1983－1989 結 語 大千世界混沌復雜而又簡單清晰。科學家的工作就是使混沌復雜的世界“變得”簡單清晰。 事物的構成、事物的發(fā)生發(fā)展機制、事物的“來龍去脈”等等，其實并不如人們想象得那么復雜，它們都可以由一些最簡單的“道理”來解釋清楚的。只不過人們往往對那些簡單的事實熟視無睹，對那些簡單的道理不以為然；只不過人們往往還不善于用簡單的方式去思考復雜的事物。事實上，我們還不曾看到過有誰用復雜方式有效地解釋了這個世界，我們所看到的只是在一些簡單方式下的混亂敘述。 “建筑的本質(zhì)是空間”，這話聽起來很“老套”，但是它說得很實在。正是為了這個空間才有了界面；為了這個界面才有了材料，才有了結構和構造，才有了實體，才有了我們稱之為“建筑”的這個東西。因此，在我們看來，人類的建筑史就是一部關于建筑空間發(fā)展的歷史。正是人類的空間意識、人類對空間的意志或欲望，才是促進建筑不斷發(fā)展演化的真正原動力?？臻g才是建筑的源頭活水。 我現(xiàn)在所做的就是法國人迪朗兩百年前曾做的事，區(qū)別僅僅在于他沒做成我做成了；我現(xiàn)在所做的就是迪朗之后兩百年來很多人想做的事，只不過誰也沒做成我做成了。建造一座建筑學的巴比倫塔是我們的迪朗曾為之努力的，它也將成為我一生的事業(yè)和夢想。 張毓峰 完稿于2002.5.26 注 釋 ① 參見《舊約創(chuàng)世記》第十一章 ② 無論對于建筑的創(chuàng)作、實踐、設計教學、建筑評論還是對于歷史研究，即便對于專業(yè)人員之間最淺層面的交流討論，這種專業(yè)語言都是不可或缺的。 ③ 盡管“基本單位”、“組織結構”并非事物本身所有，但它們是人類構筑知識大廈時所必備的兩個基本要素。 ④ 在我們看來，建筑的人文現(xiàn)象很大程度上也可以用這種物質(zhì)化的空間現(xiàn)象予以解釋。 ⑤ 這是一個“公理系統(tǒng)”，它是基于“建筑或建筑設計的本質(zhì)是空間限定的過程和結果”這個“科學公設”以及若干“基本假定”前提下經(jīng)邏輯推導得出的。它是自明的。限于本文篇幅和性質(zhì)，關于空間形式語言系統(tǒng)的論述及推導從略。它考量的是自然人（視覺與運動）在空間中的靜態(tài)或動態(tài)的客觀空間體驗。 ⑥ 作為一般形式語言，建筑空間形式語言也可以用來描述所有建筑空間現(xiàn)象的特征。譬如，古典建筑或現(xiàn)代建筑的空間特征、東方建筑或西方建筑的空間特征等等，并可讀出它們相互之間的差別，包括物質(zhì)性的和精神性的。由此，摒棄了通過事物間的相互比對來對事物進行描述界定的所謂“比較法”。 ⑦ 人類的這種最初選擇是先驗的、不可言說的。 參考文獻 1． Jean-Nicolas-Louis Durand, Prcis des lesons d’ architecture donnes a l’ cole Royale Polytechnique, Vol.1 (Paris, 1819) 2． Leandro Madrazo, Swiss Federal Institute of Technology, “Durand and the Science of Architecture”, Journal of Architectural Education, Volume 48, No.1, Sep 1994. 三維空間的二維表達 概念-形式系統(tǒng)與符號 形式體系是一個抽象的符號系統(tǒng)，它揭示事物的本質(zhì)和事物形態(tài)的構成規(guī)則。象征符號關聯(lián)符號 考量什么 / 如何考量 1．自然人（視覺與運動）在空間中的靜態(tài)或動態(tài)的客觀空間體驗； 2．矩形的基本空間的集合； 3．垂直界面的透質(zhì)/非透質(zhì)； 空間形式系統(tǒng)中研究單位UNIT的確立 1．UNIT是研究對象的最小單位； 2．空間UNIT是研究空間現(xiàn)象的最小單位。在空間形式系統(tǒng)里，我們把它具稱為空間原型；譬如，對分子生物學而言，它的UNIT是分子而不是原子。 3．空間UNIT是一系列矩形的基本空間； 4．空間UNIT 具有兩種形式： a. 空間原型 “關閉”頂、底面，考量4個垂直界面（透質(zhì)/非透質(zhì)） b. 空間結構 “關閉”頂、底面，“懸擱”4個垂直界面； 5．建筑是這種空間UNIT的集合； 6．UNITY原始詞義：a combination or ordering of parts that constitutes a whole or promotes an undivided total effect. 7．UNIT原始詞義：a determinate quantity adopted as standard of measurement, a single thing, person, or group that is a constituent of a whole. 空間形式系統(tǒng)中的三個基本考量 1．空間元U （UNITY OF SPACE） 定義 保持空間屬性的最小單位。我們把它設定為一個矩形的、具有6界面的基本空間。當關閉頂、底（活動平臺）2個水平界面，考量邊界的4個垂直界面（透質(zhì)/非透質(zhì)）及其內(nèi)域垂直介體（有/無）的各種狀態(tài)，（邊界限定/內(nèi)域限定） ……它具有10種形式。 2．空間結構S （STRUCTURE 原始詞義 the aggregate of elements of an entity in their relationships to each other 定義 空間單位UNIT與空間單位UNIT的關系。 3．空間路徑P （PATH 原始詞義 a trodden way; a track specially constructed for a particular use; the continuous series of positions or configuration that can be assumed in any motion or process of change by moving or varying system） 定義 人的運動軌跡與空間空間軸向性的關系。 空間界面與活動平臺 空間元與空間單位 1． 空間元U UNITY 是研究空間現(xiàn)象或表達空間屬性的最小單位。正方形，空間無軸向性，水平界面（含活動平臺）關閉（即設定為非透質(zhì)界面），通過對空間邊界垂直界面和內(nèi)域垂直介體的不同設定，而獲得表達不同空間屬性的10種空間基本形式。 2． 空間單位UNIT ……具有空間含義不表達空間屬性。6界面全懸擱（空間界面均不作設定）。它是用以表達空間結構，即空間與空間關系的一個表征符號。 完全空間與非完全空間 1．在我的空間辭典里，只有完全空間、自然空間和介于這兩者之間的非完全空間； 2．完全空間 6界面完備。…… 即一般意義上的建筑空間； 3．非完全空間 6界面有缺省。包括院落空間（5界面 空間形式系統(tǒng)中稱異質(zhì)空間）、巷道空間（3界面）和片墻獨柱限定空間（1界面/垂直介體）等等。即一般意義上的外部空間、城市空間； 建筑空間形式體系—— 一把解釋建筑現(xiàn)象的工具 當我們把基本空間設定為具有6個界面的矩形空間時，其中4個垂直界面與垂直介體的不同狀態(tài)決定了人們對空間的10種基本體驗。