科学牵引下的建筑学科之变

张昕楠

他们把建筑学视为一种利用空间单元来工作的数学科学：他们在透视法则中找到了科学地阐释这些宇宙空间组成部分的钥匙……

——鲁道夫·维特科尔（Rudolf Wittkow）[1]

在未有莱昂·巴蒂斯塔·阿尔伯蒂（Leon Battista Alberti）、安德烈亚·帕拉第奥（Andrea Palladio）和塞巴斯蒂亚诺·塞利奥（Sebastiano Serlio）3 位古典建筑巨擘奠定经典建筑学科之时，“全能人”菲利浦·布鲁内莱斯基（Filippo Brunelleschi）几乎凭一己之力，完成了对圣母百花大教堂穹顶从图纸设计、结构设计、施工管理、材料应用等全部工作的计划与实施（图1、2）[2]。布鲁内莱斯基之所以被称之为“全能人”，是因其在学科尚未分明的文艺复兴早期乃至之后的一段时间里，“建筑师”综合统协了几何、数学、人文、地理、艺术、工学及管理等学科。倘使我们承认“科学是反映自然、社会、思维等的客观规律的知识体系”的话，在当时、或者说是在经典建筑学诞生之前的时间里，可能没有哪门专业或者职业如同这些“全能人”一般遵循着科学的思维逻辑和方法。

1 圣母百花教堂穹顶剖面草图，引自参考文献[2]

2 布鲁内莱斯基发明的施工机械，引自参考文献[2]

之后的一个世纪，在文初提及的3 位建筑师的共同推动下，建筑学终于从图学语言基础、设计的客观方法和建筑师职业的权力3 个层面得到了确立。此处，如果类比于“普遍意义”“量化标准”和“可重复性”的科学三要素的话，我们也可以在以弗朗切斯科·波洛米尼（Francesco Borromini）于四喷泉圣卡罗教堂（Chiesa di San Carlo alle Quattro Fontane）为代表的设计过程中，发现其以几何数理逻辑的方法对建筑生成的严谨控制（图3）[3]。也因此，自文艺复兴发端以来的设计方法论、设计数理的推衍对于建筑的生成即具有超前的影响，一定程度上揭示了建筑师认识宇宙的实践方法——科学[4]。

3 四喷泉圣卡罗教堂空间的几何生成逻辑，引自参考文献[3]

当然，不得不指出的是，上述时期建筑所指向的目的也回应着其时代的命题——“整个文艺复兴时期考虑到人与自然的神性一面，神性地完美在人体中……置身于一种伟大的宇宙秩序的和谐之中。”[4]而其后的时代，随着社会和技术的发展，建筑的目的也不断发生着变化，而建筑的理论则在每一个转折时期肇始（图4），将建筑导引向当时的“现代主义”。

4 代表性建筑理论梳理

上述的论述也可以从我国建筑教育的发展中窥得一斑：中国建筑教育自1927 年至今，在社会国际大背景之下从未脱离过理论与技术的共同影响。后现代以来的建筑行业和建筑教育面临着理论解构和科学、技术的迭代，无论是基于计算机的程式化设计（CAAD）还是智能建造技术，仍延循着文艺复兴以来的建筑图学基础和设计方法规则，虽然其判断方法的目的发生了根本的变化。

当然，当代的技术也给了我们挖掘并归纳前人基于经验的设计方法的门径，或者说给对既往经验方法的研究提供了更为科学的视角。以笔者指导的两例专业硕士论文为例：在题为《基于古典园林空间特征量化的设计生成研究》的设计讨论中，陈珂欣同时运用了数理分析的方法对园林大样本进行梳理。基于语料库的建立，对相关园林空间序列阈值、图景阈值进行梳理，并借助建筑节点特征量化的转译进行编程，最终输出结果以指定任务序列对园林漫游空间组织进行自生成（图5）[6]。

5 漫游空间组织数字化自生成过程，引自参考文献[6]

而在题为《传统院落民居设计生成研究》的讨论中，古子豪基于Shape Grammar 界定传统院落民居并从院落层次、同类性划分和空间开放层次进行概念性分析，使用编程对闽南古厝进行深入的量化分析，以现代计算机技术从规划和建筑两个层面完成了蕉溪村的村落设计（图6）[7]。

6 闽南传统古厝量化分析，引自参考文献[7]

以上两个案例，尽管是当代技术支撑下完成的虚拟的生成设计，然而其立足的建筑学语境仍是基于“环境、尺度、类型、结构、材料”所表征的——显见于碳基世界的经典建筑学内核。当我们将目光从碳基转向硅基、或者说是虚拟世界，我们会遗憾地发现——尺度、类型、结构、材料这4 个可以被真实讨论的要素将不复存在，而环境也从立足的语境变换为创造所指的目标。

如果说近年的NTF 像帕拉迪奥争取建筑师署名权一般，保证了虚拟世界数字化信息的版权，硅基的世界为未来的建筑师们提供了无限的施展空间，未来的我们可否像柯布西耶定义新建筑五点那般去定义硅基世界的“建筑”五点？在笔者看来，联系了“碳—硅”的联觉的交互可以替代真实碳基环境中基于人尺度的衡量，而类型则由艺术化的形式予以替代；结构则可由程式进行表征并促生形态的结果，大数据的挖掘和预测回馈即是材料的反映。上述几点共同作用之下将导引出复合了“碳—硅”模糊现实环境（图7）。

7 硅基世界的“建筑“五点

自文艺复兴发展至今，建筑学作为一门多学科交叉的综合性学科，极深地受到了技术、理论和社会发展的影响，其每一个发展阶段均是遵循着人类文明的科学发展规律进行着迭代。上述行文，仅为基于笔者的建筑学体系认知从史实、范例、思考及愿景这几个方面进行的浅尝辄止的讨论。基于建筑学教师身份，笔者仍坚信在当代愈发多元的语境下，无论基于碳基还是硅基，技术、方法、思辨、态度亦或是立场才是优秀建筑师培养过程中不可回避的要点。□