脆弱的联盟
——论复杂性建筑与复杂性科学的关系

2022-04-21 12:31周官武

工业建筑 2022年1期

周官武

(石家庄铁道大学建筑与艺术学院，石家庄 050043)

当下，西方发达国家的基础设施建设已进入缓慢发展的阶段，规模宏大的中国基础设施建设则方兴未艾，看似南辕北辙的两种现象却共同成就了一个风口，为建筑的去实质化提供了广阔市场。建筑创作以创新名义挣脱“适用性”的约束，在发明空间之路上突飞猛进。为了更多、更快地发明空间，建筑学全力发明着概念，并不断从外部引进更多概念。其中，复杂性建筑的贡献尤其令人眼花缭乱，解构、非线性、涌现性、褶子，诸如此类为晦涩建筑形式做注脚和背书的晦涩概念，多来自同一个源头——复杂性科学。

1 当代建筑的理论匮乏焦虑

自从现代建筑运动将创造性确定为核心价值，建筑学便丢掉了按图索骥的工匠式传统，高度依赖理论的注解和支持，因而经常性陷入理论匮乏引发的焦虑。

现代建筑运动确立的现代建筑范式是理论与实践的综合体系，以哲学严格性和社会责任感著称。在现代建筑范式支持下，建筑师只需依循柯布西耶、密斯开创的传统，聚焦效率与服务，不必为寻求新理论而困扰(图1[1])。

图1 多米诺体系

然而，现代建筑范式的形式语言是相对固化的，商业文化却要求形式不断花样翻新来刺激公众的感官，藉以推动消费的增长。作为建筑创作主体的建筑师无法无视商业文化的驱策而永久托庇于现代建筑范式羽翼之下。他们不得不尝试跳出现代建筑范式的安全区，探寻新的建筑形式语言。问题是，瞬间的范式脱离只需灵光一现，但要另辟天地，就必须夯实逻辑基础，构建与现代建筑范式相仿的可靠理论台地。因此，相对历史上任何时期的建筑，当代建筑都更加渴求理论来提供认识论和方法论。但建筑界往往怯于理论思考，这使建筑学的理论产出总是无法满足自身需求，不得不经常求诸外部，从其他人文社会学科和自然科学中寻觅理论引擎。

复杂性建筑与复杂性科学的结盟正是在这种情况下发生的。

2 复杂性建筑与复杂性科学的联盟

复杂性科学于20世纪80年代兴起，先后经历了埃德加·莫兰学说、普利高津引领的布鲁塞尔学派以及圣塔菲研究所的理论三个发展阶段，包括协同论、突变论、混沌理论、分形理论等一系列理论。复杂性科学以复杂性系统为研究对象，揭示了复杂性的广泛存在及其非线性、不确定性、自组织性、涌现性特征。其超越还原论的方法论，颠覆了传统的还原论研究范式，是分析处理复杂性事物的强大工具。所以，兴起不久，其影响即溢出自然科学领域，向哲学、社会科学等领域全面渗透[2]。

复杂性建筑同样发端于20世纪80年代，解构建筑是其早期发展阶段，代表人物如艾森曼、屈米等大多受德里达解构理论影响。解构建筑并不标榜复杂性、非线性，更关切从价值论角度对整体性、结构进行颠覆。但解构建筑与后期复杂性建筑之间有明显的传承关系，而且其形态已经很复杂，有些作品甚至开始部分借助计算机非线性算法生成建筑形态，表现出一定的非线性特征[3]。

20世纪90年代，复杂性科学的影响开始波及建筑学领域，复杂性建筑进入后期发展阶段。曾经的解构派领袖艾森曼这时候对解构失去了兴趣，开始大谈非线性。一度对解构建筑持严厉批评态度的查尔斯·詹克斯，也转而称赞解构建筑蕴含的复杂性，并预言非线性建筑运动即将到来[4]。

复杂性科学为建筑的发展带来巨大的想象空间，计算机科学的飞速发展则使想象的落实成为可能。随着计算机模拟复杂系统技术的成熟，通过非线性算法生成复杂建筑形式不再遥不可及。格雷格·林恩、蓝天组等前卫建筑师敏锐地认识到其中蕴含的机会：一种颠覆性的设计方法及其一体化形式语言成为可能。他们开始积极寻求复杂性科学的指导，将非线性生成置于设计方法的核心，从而突破了现代建筑还原论方法的束缚，同时孕育出一种颠覆现代建筑语言的生成性形式语言，刷新了有序与无序、整体与局部等基本形式问题的认知。

后期复杂性建筑对更复杂的非线性生成工具的渴求永无休止，这推动着算法生成工具不断发展完善，参数化设计正是在此基础上逐渐成熟、流行起来。当今天的建筑师通过参数化设计创造各种奇异形体或表皮时，他们或许只是追求视觉冲击，未必会深究设计工具与复杂性科学的关系，甚至意识不到自己采用的设计方法和形式语言是复杂性建筑实践的组成部分，而这恰恰证明复杂性建筑的思想和方法已深入人心。

从早期到后期，复杂性建筑经历了重大理论变化，解构理论为复杂性科学所替代，价值论换成了科学论，科学主义对人文主义再次取得胜利[5]。这并不令人意外，一则，引进科学范式提高“科学”成色是建筑学的长期传统，况且作为最前沿科学理论，复杂性科学还自带时尚光环；二则，解构理论不仅存在逻辑问题，更无法解决设计方法问题，关键的概念——形式转化完全依赖主观理解和想象。而基于复杂性科学发展出的非线性生成设计方法可以确保概念——形式转化的严格性和精确性。最后也是最关键的，作为一种价值理论，解构理论却无法为复杂性形式提供有力的价值论证，逻辑上很难令人信服。所以，当复杂性科学揭示出复杂性的机理，西方建筑界从中看到了摆脱价值论困扰的希望，便无暇顾及复杂性科学是否适用于建筑，急匆匆宣布复杂性建筑投入复杂性科学麾下：“我们获得了第一个后基督教的新型综合世界观，一个能使科学家、理论家、建筑师、艺术家以及普通民众联合起来的结合点。它是由所谓‘复杂性科学’阐明的新世界观。”[3]

3 并不稳固的联盟

拥有纯正科学血统的复杂性科学也是当今最富魅力的时尚题材，混沌、分形、非线性、蝴蝶效应之类术语掺杂在影视文艺作品中，使复杂性科学成为“一个专业人士与非专业人士，科学家与公众，既复杂又有吸引力的结合点。”[6]复杂性建筑与之结盟，方方面面皆大欢喜，建筑界得到新理论、新方法，公众得以满足时尚需求，商业文化则捕捉到一个可供长期炒作的消费热点。但问题是，这一维系专业群体、科学理论、流行文化、商业需求的纽带是否足够坚韧？

第一个必须面对的问题是，公众对复杂性科学的热情有多少出自真正的科学认知和兴趣，又有多少出自被流行文化扭曲的浪漫想象。肤浅且变动不居的流行口味赋予的荣耀是廉价的，即使复杂性建筑可以分享复杂性科学的这份荣耀，但得到的支持也是不深刻、不持久的。

第二个更为关键的问题是，复杂性科学是否能够在复杂性建筑中真正兑现。

早期复杂性建筑多不具备足够“复杂性”，如弗兰克·盖瑞的迪士尼音乐厅(图2[7])、艾森曼的辛辛纳提阿罗诺夫中心、李伯斯金的柏林犹太人纪念馆，已经被今天的评论家开除出“非线性建筑”，尽管“它们部分地通过计算机非线性的方法生成出来”[8]。

图2 迪士尼音乐厅

后期复杂性建筑的非线性特征普遍更加鲜明[8]，如格雷格·林恩的胚胎住宅(图3a[9]、图3b[10])、蓝天组的云状建筑(图3c[11])。这些作品大量使用数字化设计技术进行生成，具有典型的非线性空间形态，理论上的确很符合复杂性科学的标准。不过建筑最终得落实到现实空间。一旦进入实施环节，正如徐卫国教授指出的，那些基于非线性生成的建筑方案，如FOA的日本横滨国际码头(图4a[12])、扎哈·哈迪德的广州歌剧院(图4b[13])，蓝天组的大连国际会议中心(图4c[14])，都不得不向技术妥协，以大量平面转折寻求复杂曲面的近似效果。[8]

a、b—胚胎住宅； c—Paneum中心。

a—横滨国际客运码头； b—广州大剧院； c—大连国际会议中心。

非线性生成设计方法确实非常有吸引力，它使建筑形式的自动生成一定程度上成为可能，无须全程依赖人的控制。建筑师可以借助Wavefront、Rhino等大型3D软件模拟各种力场的复杂相互作用，建构复杂性动力系统，只需改变一些系统参数即可引发系统的自组织演化。软件以动画呈现系统演化带来的几何形变，动画的瞬间定格即可得到原始的建筑形式，也即所谓的“动画形式”[15]。但在当前技术条件下，复杂性的真正兑现还局限于计算机内的生成过程，动画定格为“动画形式”的瞬间，生成便终结了，不确定性随之消失，得到的只是生成过程的片段和遗迹，自然也无法如詹克斯所期待的那样运动起来，与人共生，反映宇宙发生的过程。[3]而且，动画形式只是纯粹的几何形式，生成过程中悬搁的材料、工艺等建构问题依旧离不开人为干预。接下来的营建过程，需要确定技术保障下的确定形式、确定结构，只能拼凑线性部件“伪装”非线性。总体来看，复杂性建筑在形式生成初期阶段，在非线性生成过程确实比较严格地遵循着复杂性科学，但也仅限于此了。

第三个问题，复杂性科学向建筑领域的全面渗透，并被复杂性建筑奉为圭臬是否具备逻辑和现实的必要性。

有些学者认为，现代建筑范式只是工业社会的空间方案，而今天的社会则是所谓“后工业化信息社会”，注定要将基于数字化技术的非线性建筑推向核心位置[16]。那么，信息社会与工业社会的空间需求是否有本质不同？信息时代确实带来一些新的空间需求，但这些新需求是否是现代建筑范式无法应对的？如果能够应对，为什么还要在资源危机频发的情况下，以如此巨大的代价寻求一个更复杂，却不能带来太多福利的解决方案？

20世纪90年代以来，数字化依赖确已逐渐形成。但全面的数字化生存仍只存在于科幻作品之中，现实的数字化则寄居在现代建筑空间之内，并没有表现出明显的适应。或许现代建筑范式无法满足信息社会特有的空间需求，但还不足以引发现代建筑范式的崩溃。复杂性建筑依旧无法成为主流范式，离核心位置还远得很。所以，让人不得不怀疑：以复杂性科学为基础重塑建筑学，到底是出于现实的需要，还是为了给建筑学涂抹更多的科学装饰色，顺带解救陷入理论焦虑的建筑共同体？

复杂性建筑从复杂性科学大量吸收规则、工具和方法，自觉接受后者的规定，并因此越来越依赖计算机技术，大量进行进行虚拟设计和仿真。复杂性建筑在解构建筑阶段曾激烈反对现代建筑的机械论，而今却彻底离不开机器，比异化的现代建筑更加异化了。

非线性生成是复杂性建筑设计方法的核心，也是复杂性建筑从复杂性科学得到的最大馈赠。其实质是虚拟系统的自组织过程，对人而言则是一个“黑箱”，可以排除价值判断和隐喻，保证生成形式的绝对抽象性。不过，即使是最狂热的复杂性建筑派也不敢完全信任计算机，他们会设计和选择算法，再通过反复输入输出寻求理想方案，其结果就是“黑箱”不黑，自组织滑向他组织。在现实面前，复杂性建筑与复杂性科学的联盟总是这么摇摇晃晃，把方法论逻辑搞得支离破碎。

在与复杂性科学结盟后，复杂性建筑就经常脱离现实的轨道：无视人的需求和资源禀赋对建筑的规定性，一味追求“复杂性”；排斥人对建筑天然拥有的干预控制权利，为计算机算法生成让路；无视建筑的人文属性，清除价值判断，诸如此类。归根结底，复杂性建筑并非出于建筑的现实和逻辑需要选择理论，而是预先选择理论，再裁剪现实以服从理论。但现实并不会真的服从理论，所以复杂性建筑必然要陷入两难困境：如果坚持复杂性科学逻辑就会在现实面前不断碰壁，如果向现实妥协又会违背复杂性科学逻辑，令两者的联盟变得脆弱不堪。

4 复杂性科学是否适用于建筑

建筑是否复杂到必须采用复杂性科学来进行研究，对于复杂性建筑与复杂性科学的联盟来说，这是一个根本性问题。

建筑界对建筑的复杂性有两种不同理解。其一为文丘里所谓的复杂性，产生于大量堆积的样式符号的多层次意义纠缠，空间本身并不复杂。这是一种建筑意义的复杂性，用詹克斯喜用的“双重编码”来表达或许更准确[4]。其二为建筑本体的复杂性，如复杂性建筑的复杂性，表现为抽象几何形式构成的复杂空间关系，不附加外部意义或隐喻。由于意义的理解主观性太强，前者很容易导向无视建筑自身规律的形式主义游戏，而后者着眼建筑本身，逻辑要严密得多。但必须指出的是，复杂性建筑的复杂性由复杂性科学定义，不同于一般意义上的建筑本体的复杂性。这就带来一个问题：作为有限尺度的空间单位和更大尺度空间系统的构成元素，建筑是否具备这样的复杂性。“在宏观的空间、时间尺度上，在建筑和城市的统一体中的确存在非线性、突变、混沌、自相似性的性质。……它们真的能够在一个单体建筑上全部展现出来吗？”[6]

詹克斯曾经提出过一种缩微宇宙论，主张建筑必须追随科学尤其是复杂性科学，“表现宇宙发生的基本规律——自组织、突变以及向更高或更低层次的跃迁”[3]。“建筑的下一个挑战是如何创造真正给能够运动的局部，使居住者或参观者与建筑建立共生关系，积极反映宇宙发生的过程。”[3]这一理论将建筑看作宇宙的同构缩微模型，与凯文·林奇在古代城市中发现的“宇宙模式”颇为相似，其内在逻辑也与“宇宙模式”一样充满神秘主义色彩[17]。詹克斯并不能证明建筑与宇宙间存在自相似性，或具有宇宙式的“复杂性”，却强行要求建筑套用宇宙图式、提高复杂度，以便与复杂性科学相匹配。这样得到的建筑并不能反映宇宙，充其量是对宇宙的静态的、图式化的隐喻[6]。

“复杂性”并非元素的属性，而是系统对元素进行组织和整合的产物，是在系统整体层次上涌现出来的东西。”[18]因而，作为大空间系统的城市，或大规模聚落、城市区段表现出高度复杂性并不出人意料。早在复杂性科学影响建筑与城市研究领域之前，简·雅各布斯和克里斯托弗·亚历山大等学者对此就有深入阐述，复杂性科学则帮助我们对城市空间复杂性的认识更加精确、严格。但单体建筑只是城市空间系统的元素或局部，不具备系统整体才能具备的复杂性，赋予城市空间复杂性的自然与社会因素的复杂相互作用，及其历时性演化并不存在于建筑单体层面。[19]

建筑的核心问题始终是适用性问题，即基于资源禀赋和人的需求，对经济、技术、功能及形式等各方面加以综合、平衡的问题。这些问题显然不是复杂性科学所能应对的。所以，复杂性科学对建筑的影响几乎从未超越形式层面。复杂性建筑推进了建筑形式和形式生成方法的革新，却并未提高建筑的适用性，反倒经常因为过度追求形式的复杂性而牺牲经济、技术和功能各方面的合理性。这不是作为科学工具的复杂性科学本身的问题，而是在非适用领域滥用科学工具造成的问题。

复杂性建筑追随复杂性科学很大程度上是为了摆脱现代建筑范式的束缚。现代建筑强调功能与效率，反对任何非必要的空间、形式复杂化。这样或许会损害多样性，但对建筑的认知并无原则性问题。其真正问题在于过度推崇简约化，试图在本质复杂的城市层级上消灭复杂性。而复杂性建筑正相反，以复杂性为目标，不分单体建筑还是大规模空间系统。藉此固然可以跳出现代建筑范式的樊笼，却也同时迷失了面向建筑的问题视野。当建筑师沉迷于在建筑单体中构建复杂性，他们不只是在浪费宝贵的资源，也是对基本建筑价值的践踏：用喧嚣、自负的几何杂耍替代严肃的人类空间生产实践，其深层则是陷入混乱的哲学意识和社会责任感的沦丧。

复杂性科学或许可以在大规模建筑群体和城市空间组织中大展身手，但用于单体建筑却是严重的对象选择错误，复杂性建筑的逻辑与现实困境的根源正在于此。

5 结束语

复杂性建筑与复杂性科学的结盟是建筑学科学化的又一次努力。复杂性建筑派试图将建筑形式的发生更多建立在科学逻辑之上，降低人的干预，减少价值判断的影响，提高建筑创作的客观性。这种尝试推进了设计方法的进步，对当下的建筑设计产生了深刻影响。但作为社会产物，人为、为人是建筑的根基，建筑的人文属性是内在的，必须永远接受价值的约束。建筑学的意义在于寻求“好的空间”，这本身就是一个典型的价值问题。所以建筑创作无法摆脱价值判断，建筑也从来不是理想的自然科学应用领域。无视这一点，一味用科学判断挤压价值判断，并不能真正提高建筑学的科学成色或推进建筑工业化的深入，只会得到另一种创造新奇形式的手段，作为一时的流行符号而沦为商业文化的附庸。[20]