建筑史上的非线性建筑

建筑史上的非线性建筑建筑史上的非线性建筑一、非线性建筑“非线性”一词来自于非线性科学，即复杂科学，它完全不同于发源于牛顿原理的现代经典线性科学，它可以对动态、不规则、自组织、远离平衡状态等现象进行合理地阐述，是人类对自然及社会的一种全新的认识理论。非线性建筑已经诞生，并在世界各地蔓延，它预示着一个新的时代，展现了人类更自由和睦的未来。正如建筑评论家查尔斯.詹克斯上世纪末所预言的那样，“非线性建筑将在复杂科学的引导下，成为下一个千年一场重要的建筑运动。”由于非线性建筑处在建筑设计的前沿，加之建筑本身没有固定的形式可循，目前为止，并没有一个明确的定义。非线性建筑是指在信息时代，受复杂科学理论影响，依靠计算机解决各种综合性复杂问题，试图通过多元与变幻莫测的直观形态和丰富的空间体验来模拟与还原现实世界复杂性的建筑思潮。非线性建筑的流行有其深刻的社会背景：突变论，混沌理论，分形等非线性复杂系统的引入，将人们的视线从规则建筑中释放出来，投入到与自然更接近的复杂形态创作中。数字化技术在建筑的运用，使非线性、扭曲面等很多难以计算和分析的问题都得以解决，空间也不必受形体的约束；虚拟现实技术发展，为建筑师的想象力提供了更强大的技术支持。法国哲学家吉尔·德勒兹的混沌思想，去中心说、非整体化思想、推崇即时性与偶然性的观念为非线性建筑提供了思想依据，特别是德勒兹对“褶子”、“平滑”、“图解”、“生成”等概念的哲学解释，更是直接给非线性建筑提供了形体创造的途径。新材料的出现，也使建筑师可以随心所欲地设计任何形式的形状和空间。同时，信息时代人们多元选择的需求，也为非线性建筑的繁盛起到推波助澜的作用。人们往往忽视最普通的自然现象，比如自然界中的万物都是非规则的形状便是一例。无论植物、生物还是动物，包括人本身在内，其形状没有一个是规则状的、线性的。但是，在人类世界中，人造物大部分却都是规则规范的几何形体，建筑更是如此。原因之一可能与人类坚信欧几里德几何理论有关，原因之二也许因为人类生产能力有限，技术条件不够，因而，依靠仅有的生产技术能力只能制造出简单标准的人造物体。20世纪中叶开始，非线性科学理论的不断发明，突破了线性科学对人类的束缚，人们对欧几里德几何体系产生了怀疑，影响到人类产品制造业，则表现为产品形态的非标准化。模糊理论、混沌学、耗散结构理论、涌现理论、非标准数学分析等理论的建立，给人们展现了远离平衡态下的动态的稳定化有序结构；揭示了自然界丰富的复杂性潜力；清除了时间与空间的二元对立，表现了时空统一共呈的状态；歌颂了高度的连续性与流动性。建筑物也像其它人造物一样受这些新的科学理论的影响，开始摆脱规则标准几何形体的枷锁，走向非线性的发展道路，可以推测，其目标将是向着接近自然万物的方向。非线性建筑已经诞生，并在世界各地蔓延，它预示着一个新的时代，展现了人类更自由和睦的未来。正像建筑评论家查尔斯·詹克斯上世纪末所预言的那样，“非线性建筑将在复杂科学的引导下，成为下一个千年一场重要的建筑运动。”非线性建筑是一种连续流动状的形体，这种形体作为结果来自于对建筑性能及周边环境因素的分析，建筑的设计过程即是对各种影响建筑因素的研究，并通过提练和综合，将各种影响因子从概念发展到形象，作为建筑的最终形体，由于影响的因素是复杂的，建筑的形体也必然是不规则的。因而建筑的形体是设计研究过程的结果，是分析发展的生成物，从而也最符合建筑的性能，并也能最好地适应场地。流动状的非线性形体不仅在形体的生成上依赖于计算机软件技术，并且在形体的建造上依靠于计算机辅助制造技术(CAM)。借助于编程或已有软件，影响建筑的各种因子首先转化成计算机内在逻辑语言，而后可通过计算机生成建筑形体，经过不断地修正与反馈，确立最终建筑形体。而借助于计算机数控机床(CNC机床)，非标准的建筑形体可以拆分成不规则的部件，由计算机数控机床自动制造出来，并组装成型。计算机强大的运算能力为非线性建筑的产生与发展奠定了坚实的基础。二、从建筑史上看非线性建筑的演变和发展从形体上来说我们生活中不存在真正的线性建筑，全部是非线性建筑，因为世界上没有真正的直线、弧线；从建筑生成因素来说一个建筑的生成是各方面因素相互作用的结果，所以说每个建筑都是非线性的。现在我们所说的非线性建筑是用计算机来处理各个方面的因素数据而生成的建筑，它具有复杂的形体，丰富的空间，单凭人类的思考很难得到这样的形体和空间。而在我们的建筑历史长河中一直有非线性建筑的出现，虽然它们从来未占据建筑设计的主流，但每一个非线性建筑作品都对当时的建筑设计产生了深远的影响。1)原始形态的非线性建筑1．原始住宅聚落人们在原始社会搭建的木棚，巢穴，很显然是最早出现的非线性形态。但是．从严格意义上来说，这种形态的构筑物并不能称之为建筑，它更多的表现对场所的限定。在一切归为生存需要的时代，人类是没有其他精力来满足精神需求，更多的是来规避危害，隐于自然环境之中。2．生土建筑生土建筑是一种最古老而迄今还不断被建筑师赋予新意义的建筑类型。从人类社会形成以来，生土一直是最主要的建筑材料，世界上一度有超过三分之一的人口居住在生土建筑之中。由于生土材料的可塑造性强，故而呈现出多种形态，其中大多数是以非线性形态存在的。生土建筑不仅仅在个体形态上表现出灵活而富有个性的特点，在聚落木棚组织也有其一定的自然性，英国建筑理论家可切尔曾经详细分析了加纳北部那波丹姆的构成，他发现一批批小型的生土建筑被依序组织在村落之中，直接体现出当地的社会等级，而这种秩序是以非线性形态生长出的。对于这些充满自然气息建筑物，格兰赛曾经这样赞叹道：“这些巨大的清真寺证明，生土建筑远比人们居住的钢筋混凝土建筑在技术上更为成熟。”。生士并不仅仅是制作陶罐的材料，也可用来建造寺庙、宫殿甚至巨大的群体建筑。这种材料的流动性和黏性，容许建筑师利用它创造出动态而感性的形式。生土建筑不仅仅在个体形态上表现出灵活而富有个性的特点，在聚落组织也有其一定的自然性，英国建筑理论家#可切尔曾经详细分析了加纳北部那波丹姆的构成，他发现一批批小型的生土建筑被依序组织在村落之中，直接体现出当地的社会等级，而这种秩序是以非线性形态生长出的。2)感性的非线性形态建筑由绘画发起的矫饰主义使艺术家将非线性形态的诉求拓展到建筑设计。各种镶嵌工艺以及雕塑的大量使用，使建筑室内空间呈现出马里的杰内大清真寺繁多复杂的装饰化形态，让人目不暇按。在七世纪后期，巴洛克风格建筑的出现，让建筑师进行非线性形态塑造的重点由室内装饰转向建筑实体空间。它反对古典主义的严肃、含蓄和平衡，追求浮夸、豪华和奇特的艺术效果，力图寓情感于具有感性吸引力的形式之中，表现各种强烈的感情色彩和无穷感，追求自由奔放的格调和世俗情趣，而被古典主义者认为是“离经叛道”。西赛罗对巴洛克艺术的本质做出了评价，那就是：“情感和运动不惜任何代价。”对比古典主义时期建筑的完美比例，巴洛克风格建筑抛弃了圆满和完善，而代之以骚动和变化。它最常见的特点是气势雄伟、生气勃勃、有动态感、气氛紧张、采用光亮和阴影交替的技巧、风格纤巧、浮华，以色彩美给人造成幻觉。很多巴洛克风格的建筑师将建筑设计与雕塑相结台，建筑以雕像的质感展现出富于变化的形态。如意大利建筑师波洛米尼的圣卡罗四喷泉教堂：其建筑立面呈波浪式凹凸起伏的曲面状，断裂的山花以及丰富的细部雕刻，形成复杂的建筑形态。虽然巴洛克风格建筑在建筑空间布局比古典主义建筑相对自由，但建筑帅还没有办法像手工雕刻那样随心所欲地去控制建筑实体空间形态。只是对于非线性形态的情感上的诉求，使得建筑师希望能够意大利的圣卡罗四喷泉教堂打破原有的建筑模式，在建筑局部形态上采用了更多象征自由的曲线，使装饰(雕塑或绘画)便有了与建筑结构相互对等的地位。3)表义的非线性形态建筑进入工业社会之后，建筑的形态不仅仅处于感性的情感抒发，建筑师们有意识地将个人的意识理念注入到设计之中。新艺术运动中，建筑师挑选某些洛可可风格中萃取的元素(例如火焰和贝壳的纹理)，代替从历史衍生和高维多利亚风格的根本结构或写实自然主义的装饰，形成了新的建筑风格。不过，新艺术运动更多的是利用可以自由弯曲的装饰构件来达到丰富空间的目的，是装饰的延续，在建筑整体空间上并没有太大的改变，直到西班牙建筑师高迪的出现。同新艺术运动中许多艺术家一样，高迪结合自然的形式，以浪漫主义的幻想极力使塑性的艺术形式渗透到三维的建筑空间中去，精心地独创了他自己的具有隐喻性的塑性形态，高迪的米拉公寓就是一个很有代表性的建筑。在高迪之后出现的另一位在非线性形态设计中有着突出表现的作品则是由建筑师门德尔松设计的爱因斯坦天文台(1920—1921)。门德尔松的作品时常会出现丰富的表义的变化，这在二十世纪初期是不多见的。尽管当时建筑师的探索并没有随着现代主义运动的发展成为20世纪建筑的主流方向，但是其作品的米拉公寓象征性表达已经为后来的建筑师们所接纳，并得到进一步的发展。当现代主义出现时，伟大的建筑大师柯布西埃在其晚年时创作出令世人惊叹的建筑——朗香教堂，朗香教堂的建筑形式和设计过程处处体现着非线性的思维，自由的曲线、变幻莫测的建筑空间。在朗香教堂的设计中，勒·柯布西耶把重点放在建筑造型上和建筑形体给人的感受上。他摒弃了传统教堂的模式和现代建筑的一般手法，把它当作一件混凝土雕塑作品加以塑造。教堂造型奇异，平面不规则；墙体几乎全是弯曲的，有的还倾斜；塔楼式的祈祷室的外形像座粮仓；沉重的屋顶向上翻卷着，它与墙体之间留有一条40厘米高的带形空隙；粗糙的白色墙面上开着大大小小的方形或矩形的窗洞，上面嵌着彩色玻璃；入口在卷曲墙面与塔楼的交接的夹缝处；室内主要空间也不规则，墙面呈弧线形，光线透过屋顶与墙面之间的缝隙和镶着彩色玻璃的大大小小的窗洞投射下来，使室内产生了一种特殊的气氛。4)数字化设计下的非线性形态建筑工业制造是最早采用计朗香教堂算机技术的领域，数控车床的广泛应用，使工业制造并没有受到太多造型上的限制。无论是承载动力的汽车、航空工业，还是基于人体工程学的零部件加工，工业造型呈现出更为科学的非线性形态。相对工业制造成熟的造型能力，建筑师也希望像加工工业零部件一样，建造出具有非凡曲线的建筑，而应用于制造业的各种软件无疑提供了巨大帮助。建筑师为寻求丰富多变的空间形式进行诸多实验探索，但是对于大规模体量成型还是十分困难。复杂的结构以及建筑建造成型等诸多技术问题亟待解决。而西班牙建筑师的弗兰克·盖里独辟蹊径，设计并建造出超凡的建筑形态，成为瞩目的焦点。上世纪九十年代完成的毕尔巴鄂古根汉姆博物馆是盖里享誉世界的重要作品。夸张的雕塑形态，弯曲的墙面，耀眼的钛金属表皮，无一不让世人为之惊叹。当代众多先锋建筑师,无论是扎哈·哈迪德，库哈斯，李伯斯金德，弗兰克·盖里还是蓝天组，FOA,MAD,ARM，LAB……我们可以发现这些建筑师的作品中都存在着建筑形体变异的倾向和对非欧几里德几何形体的娴熟运用，它们呈现出复杂性、矛盾性、模糊性和不确定性的建筑形象。先锋建筑师以各自的形式语言来探索非线性建筑，通过个人主观的审美情趣和艺术倾向来表达当代生活中的动感、不确定性和复杂性的特征，从而对现代城市以及全球文化的复杂性特征作出回应。在当今科技发展如此迅速的今天，非线性建筑会不断地出现在世界蓝天组慕尼黑BMW公司客户接待中心各地，并且非线性建筑从建筑诞生之日开始，它就一直存在。任何事物的出现必有其存在的深刻原因。我们应该正视非线性建筑，并对它进行深入、透彻的研究，为今后非线性建筑的创作提供科学的依据和理论基础。我相信非线性建筑在现代科技和思想的推动下会不断地出现在我们的视野里，给我们带来新的建筑空间体验和新的建筑理论的洗礼，丰富我们的建筑理论和建筑设计方法。