非线性世界、——哲学视域下的非线性建筑设计思路探究

非线性世界、——哲学视域下的非线性建筑设计思路探究

吴露洁

福建信息职业技术学院福建福州350001

摘要：本文从哲学视角切入，对过去线性思维所产生的建筑现象进行剖析，从中总结出线性思维所存在的局限性与弊端，并跳脱出线性框架，尝试以非线性的哲学观重新解读建筑设计的思维方式，文中列举了多位建筑师的相关作品并对他们的非线性思想进行简单阐述，再结合学科交叉所产生的更丰富的建筑设计方法，展望未来非线性建筑设计思路的发展前景与趋向。

关键词：非线性哲学建筑设计有机学科交叉

Nonlinearworld--explorationofthenon-lineararchitecturaldesignideasintheperspectiveofPhilosophy

WuLujie

FuJianPolytechnicofInformationTechnologyFuzhouFujian350001

Nonlinearworld--explorationofthenon-lineararchitecturaldesignideasintheperspectiveofPhilosophy

Abstract：Startingfromaphilosophicalperspective，Ianalyzethearchitecturalphenomenonproducedbypastlinearthinking，summedupthelimitationsandproblemsofthelinearthinking.Andthen，thinkingbeyondthelinearframework，Iattemptstointerpretarchitecturaldesignwayinthethinkingofnonlinearphilosophy.Thispaperlistsseveralarchitects，andrelatedworkstoelaboratetheirnon-linearthoughtintheirarchitecturaldesignmethod.Combinedmoreabundantmethodofthearchitecturaldesignwiththeproducedbytheinterdisciplinarityofmodernsubjects，wecanlookintothedistanceofthedevelopmentandtrendofnon-lineararchitecturaldesigninthefuture.

Keywords：Non-linear；Architecturaldesign；Organic；interdisciplinarity；Philosophy

前言：二十世纪的哲学理论出现的一个重要飞跃，就是认识到人类的世界其实应该是非线性的，并非简单的二维、三维、四维等空间，而存在着分数维的解读层面。这种分形理论的出现，以及几乎同时期的混沌、随机、无序的扰动等现象被人们发现并总结，导致了人类社会意识形态的微妙改变①。这种意识形态上的改变是思维的又一次进化，从哲学开始，渐渐影响到自然科学、社会人文等诸多领域。人们发现生活的维度不是单靠直线就能丈量的，思维的广度和深度也是如此。与此同时，人们对建筑的感受，从一直以来的直线性与毫不掩饰的直角硬边，渐渐跨越到对流线型、柔和或者多变的空间与形态的认同。可以肯定的是，建筑界，就好像其他任何领域一样，已然步入非线性的认知世界。如何利用非线性世界观来指导建筑设计，又如何将非线性与建筑美学结合融洽，这些，都将是值得建筑师思考的问题。

一、推翻思维里的线性之墙

从古希腊数学家欧几里得写作《几何原本》到牛顿力学体系的建立，可以说线性系统科学是奠定西方近代科学研究成果的基石。十八世纪的启蒙运动被认为是理性时代的开始，，却也将人的思维方式控制在“机械决定论”的框架中——世界是一个受到精确数学比例支配的机器②。

反思欧几里得的几何论述，人们发现这对人类的世界观、自然观的建立产生了某种负面影响。从建筑角度而言，线性的思维方式带来了20世纪初“国际式建筑”的现代城市，以及广为流传的“住宅是居住机器”③理论等，这些建筑思想理论是建立在西方文明基础之上的理性思维延伸结果，是基于“理性”、“简单性”原则之上的产物。

线性的思考方式使得建筑师常常无视人类行为的多样性，将建筑作为某种机械装置，忽略了使用者的具体行为特征和时间进程中的不定因素，忽视场所营造、地域文化、自然与人的有机联系。

二、非线性世界的理论研究

随着20世纪70年代以来的科学研究开始跨入“无序世界”④的大门，科学家纷纷探索呈现于各学科的各类不规则现象。

非线性的原始概念由数学而出。在数学中，非线性与线性是相对而言的，“线性”与“非线性”常用于区别函数y=f（x）对自变量x的依赖关系。线性linear，指量与量之间按比例、成直线的关系，在数学上可以理解为一阶导数为常数的函数；非线性non-linear则指不按比例、不成直线的关系，一阶导数不为常数。通俗的说，非线性系统的特点是方向多变、分布非均匀、速度可变等等，因而具有种种内在不确定性、永恒的新颖性和不可预料性。非线性科学研究表明，非线性代表不规则的运动和突变，而这恰恰导致了客观事物所呈现的复杂形态。⑤

几何研究认为，线性实际上是非线性作用在一定条件下的简化、近似或模拟。非线性科学揭示了线性科学观的局限，主张人们以非线性观点来认识与处理事物，克服了线性观点中的机械还原、过度简化等缺陷，尽可能还原事物由多种因素相关联的本来面目。

三、非线性建筑设计思维与手段

二十世纪非线性理论提出以来，混沌学、协同学、耗散结构理论、突变理论、分形理论、自组织理论等渐渐被人们所接受，也影响着新时代建筑的设计潮流。在建筑的诸多表现形态中，非线性建筑的表现形态，是通过建筑外形表达建筑各个形态构成元素之间的张力关系，以至形成动感和复杂的建筑形象。非线性建筑形态特征从整体上有两种形态类型，即由曲线组成的柔顺“连续的变体”，和由无规则直线、曲线组构而成的突兀的“蒙太奇”形态。这些表现手法构成了当代的诸多建筑流派的形态特征，如解构主义、超理性主义等等。

这些新建筑形态的生成，要求建筑师们具有对人类生活世界的重新关注、追求科学精神与人文精神的融贯性思维。然而不同的建筑师也有着其对非线性理论的独特的“转译”方式——有追求确定性与不确定性共存的建筑方式，有运用分形几何的自相似性与嵌套性去解构传统的欧几里得几何，有对自然进行艺术性提炼与升华，还有从人的行为非线性特征着手展开设计与创造等等。以下列举几名具有代表性的“非线性”主义建筑师，从中体现出不同建筑师对非线性建筑理论所产生的不同的“转译”方式。

3.1主体自生成的设计尝试

罗马2000年教堂（图1）是解构主义建筑师彼得•埃森曼的一项投标竞赛作品，虽未获胜，但建筑师在这个项目中，不但借由图解手段探讨了建筑主体自生成的可能性，同时还用分形几何的手段深入研究了基地特征，将城市外部空间肌理组织特质与建筑本体形态构成两相结合，为宗教建筑赋予了极具时代特征、地域特色的形态表征。埃森曼将教堂的主厅分成两条扭曲的侧廊，各自作为人们礼拜时与神的交流空间，凹凸有致的体量塑造、张弛有度的运动节奏控制，其实来自于该建筑外部空间围合性与导向性因素，通过计算机辅助设计的初步引入，使得建筑的形式本身在一种起始概念的界定下，借由程序运算，获得自发生成的契机⑥。

混沌学的初始值敏感性以及系统内部演化的随机性与不可预见性，应用到建筑学上则表现为动态的有机思维。非线性建筑作品与思想从某些层面上反应了建筑师们思维角度或是数据角度出发的非线性实践。这在某种意义上是混沌学中的初始值，这些设计思想与“转译”实践将会不断地积聚能量与信息，从目前单一行为以及相应的无需状态而逐渐汇聚形成一个庞大的非线性有机建筑集，并不断从散点状态向聚合方向发展，从子系统发展到整体系统，最终将会形成一个有机复杂的巨系统，这一系统，也恰好将是非线性世界的一部分。

四、非线性的有机未来

4.1建立有机的数字建筑思维体系

非线性世界的构架，必须依靠着高速的信息网络时代，以及数字技术与数控制造的日渐成熟。从游戏场景到电影模型建立，数字技术所引发的技术革命成为时代跃迁的必然趋势。一些新名词不断涌现：参数化设计、脚本、数字模型、协同设计、继承信息模型、数控制造等。数字技术改变了传统建筑表现方法与手段，解放了建筑师对空间与形态的认知。

数字技术的介入使传统的建筑学出现了裂变，建筑体现生命的内涵，数字设计使建筑师摆脱了枯燥与抽象的设计思维手法，从而实现人类生存空间与大千世界的有机叠合。计算机可以借助编程、参数模型生成与遗传算法来构建数字模型并产生类似生命体的有机的建筑场所、形式与空间。

这种类似生命体的建筑却并不像上世纪初赖特所提出的有机建筑思想，而是需要建筑师突破线性思维，重新整合建筑系统中人与自然的关系，在设计中充分考虑到环境的不确定因素以及人对场所空间的复杂性需求。

建筑的数字有机性使建筑植根于自然环境中，服务于人类生活，而且其自身的设计与制造过程将会通过内部数据互换模型集成各专业设计的三位数字信息，并使用数控加工技术集成建造与控制，数字模型将取代传统图纸变成建筑制造的主要依据。随着建模软件的推陈出新，建筑师可以通过参数与曲面自由控制，设计出理想的数字模型与细部模型。数字化集成表达技术的发展将有效消解设计与制造之间的界限。

建筑师可以通过数控制造，运用变量、参数进行编程与设计，运用数字设计与制造技术，与相关学科、部门等进行有效整合，从中探讨自然界的深层肌理与人类行为活动规律，对未来建成建筑环境中人的行为模拟，并生成理想的场所空间与形态，从而达成建筑的可实施性与建筑建造过程中的高效性与有机性。

4.2学科交叉将带来层次丰富的建筑思考

二十世纪七十年代年代以来跨学科研究已经成为科学研究的重要手段，混沌理论、分形几何等非线性科学就是学科交叉研究的成果。而建筑界的跨学科研究与协同设计仅仅呈现出零星的非系统状态，然而他们的研究成果已经让人十分惊喜——

沙利文、赖特将建筑学与生物学结合在一起从而提出了有机建筑思想；麦克哈格将生态学的知识运用到都市规划与设计中，提出了设计与自然相结合的一整套设计策略；彼得·埃森曼、斯蒂文·霍尔、伊东丰雄则将哲学、现象学、分形几何学与混沌现象自觉地运用到设计中去，从而设计出杰出的作品；盖里则将艺术、造船术、飞机制作工艺以及先进的数字技术进行有效地组合，并运用远程网络使设计与制造实现异地协同运作，从而产生著名的“毕尔巴鄂”建筑现象。

不断寻求创新、追求优秀的建筑师们，必须走出学科封闭的孤岛，从线性的建筑学思维框架下解放自己，与哲学家、历史学家、社会学家进行交流并探讨生活的哲理；与生物学家、生态学家、人类学家共同黑色做与设计；与机械、造船、航天工程师一起研究建筑的制造；与城市规划师、景观设计师、环境工程师进行深入的沟通；与艺术家合作把握前沿的时代审美。换言之，建筑师应当运用游牧者的思考模式，设计出不断完善着的、趋于最佳状态的建筑作品。

例如，对建筑现象学解读，可以加深场所精神与生活体验的感悟。哲学上的混沌理论帮助解决建筑空间中的不确定性，与不可预知性难题；分形几何学拓展了设计中几何操作方式；对数字技术的进一步研究和操作，实现了针对建筑设计的非线性操作。而在与哲学的交流上，建筑师可以学习从整体上辨别与诊断建筑学思维构架，重新审视自己内心所向往的建筑未来。

结语：当建筑师们开始以深度的有机自然观为主线，以建筑学科为基础平台，并跳出学科之外，运用其他学科的最新成果与智慧来重新审视建筑，传统而古老建筑学即可显出更加年轻而生机勃勃的未来样貌。当非线性的新鲜血液被注入建筑学之中，建筑学所经历的变革，将是跨时代的展现。

参考文献：

[1].非线性有机建筑，孔宇航，中国建筑工业出版社，2012年1月第一版.

[2].非线性建筑的建筑空间表达方式探究，金华，合肥工业大学.

[3].基于非线性科学观的建筑创作策略，王科奇，吉林建筑工程学院学报2010年12月.

[4].漫谈“参数化设计”——访清华大学建筑学院徐卫国教授，住区，2012-10-18

[5].当代非线性建筑解析及其设计策略探索，侯成鑫，重庆大学，2016-05-01

[6].FractalsEverywhere，MichaelF.Barnsley，MorganKaufmann出版，2000-4-18

[7].PhilosophiaeNaturalisPrincipiaMathematica，IsaacoNewtono，KessingerPublishing，LLC出版，2008-06-02

[8].VersUneArchitecture，LeCorbusier，Flammarion出版，1995-5-25

[9].浅议有序与无序[J]，孙化阳，承德民族师专学报，2002（02）

[10].从线性到非线性的哲学思考，何曼杰，哲学动态，1993-06-30

[11].矛盾的整合——彼得·埃森曼的罗马2000年教堂之城市视角解读，黄林琳，蔡永洁，华中建筑，10/2006

[12].直觉的本能——浅析弗兰克·盖里的草图表现，逯海勇；胡海燕，艺术科技2014-03-25

[13].建筑数字化编程，尼尔•里奇（NeilLeach）/袁烽，同济大学出版