整合、外延与织补——MIT 剑桥校区科研建筑空间百年建设历程回顾*

纪 绵，邓巧明，刘宇波

前言

建设世界一流大学和一流学科(简称“双一流”建设)，是党中央、国务院做出的重大战略决策，结合国内外高等教育发展经验和我国“双一流”建设面临的形势与任务可以发现，积极开展跨学科教育与研究是“双一流”建设的重要环节[1]。麻省理工学院(MIT)自1861 年成立以来，就以其突出的科研创新实力闻名于世，除了管理与制度的因素之外，更重要的是MIT 提供了一种最容易激发和孕育跨学科合作的校园空间环境，特别是体量庞大且彼此相连的科研建筑组群有效促进了不同学科之间的交流与创新。

本文基于对MIT 剑桥校区科研建筑空间百年建设历程的回顾，根据校园发展建设的重要节点将其发展历程划分为三个时期，结合各时期的校园建设背景与重要规划文件解读，重点探讨不同时期适应学科发展目标的规划理念与科研建筑空间形态的演变规律与特征，为我国促进跨学科研究与创新的大学校园规划提供建设经验。

1 1916～1960 年：整合布局——所有学科在一个屋顶下

1.1 建设背景：波士顿校区的分散布局困境

麻省理工学院1916 年搬迁到当前的剑桥校园之前，在波士顿有过一段五十余年的发展时期。1865 年建设的罗杰斯大楼（Rogers Building）（图 1）是MIT 的第一栋建筑，在将近20 年时间里承担了所有学科的使用需求，这种功能混合的布局体现了创始人罗杰斯提倡科学理论与技术实践融合的教育哲学[2]。然而，随着办学规模的扩展，校园建筑逐渐分散于波士顿的多个街区（图 2），给师生的使用带来了极大的不便。亨利·普里切特（Henry S.Pritchett）校长说过，“从一组建筑过渡到另一组建筑所浪费的时间变得越来越令人难以忍受。”[3]1）。化学系的塔尔博特（Talbot）教授也表达过相关的观点：化学实验室不仅十分拥挤，而且分散在四座建筑中，这导致不同部门间的工作人员对彼此的兴趣大打折扣[4]2）。麻省理工学院在波士顿日益分散的校园布局显然也与罗杰斯的整合理念相悖，也进一步让学校意识到整合布局的重要意义，为剑桥新校区的规划奠定了基础。基于波士顿校园的发展困境，麻省理工学院不得不将迁址提上日程，并于1912 年购得位于剑桥查尔斯河边的46 英亩用地（即今天MIT 主校区所在街区）。经过数年的筹备与建设，新校园于1916 年正式迁入使用，MIT 由此开启了校园发展的新篇章。

图2 1915 年MIT 在波士顿的分散布局

1.2 规划理念：所有学科在一个屋顶下

基于MIT 在波士顿时期分散布局的问题与困境，剑桥新校区的规划提出了“所有学科在一个屋顶下”的构想，校友约翰弗里曼（John Ripley Freeman）的“7 号”研究报告（图 3）是指导这一规划理念的重要文件，奠定了科研主楼集中式布局的重要空间雏形。作为当时国际顶尖的土木工程师，弗里曼从科学和工程实践的角度思考新校区的规划设计。弗里曼认为现代化工厂建筑中对高效率与经济性的诉求是最值得借鉴的，因此他广泛调研了欧洲很多集中式布局的大学校园获取经验，他同时还受到泰勒科学主义1）的影响，提倡通过科学的组织管理[5]以提高效率，最终形成了“集中高效”的规划布局原则。弗里曼的新校园设计将整个学院整合于一个巨大的建筑中（图 4），各学科之间没有明确的界限。他认为这种整合布局在经济性、效率和部门间合作的可能性方面都具有更大的优势。虽然剑桥校园规划方案最终不是由弗里曼完成的，但是建成方案显然借鉴吸收了弗里曼基于泰勒主义提出的整合布局原则，加强不同院系之间的联系的校园规划理念也由此开始。

图3 “7 号”研究报告封面

图4 弗里曼的设计方案

这一时期学校还没有成立专门的规划管理部门，除了弗里曼的“7 号”研究报告与博斯沃思的新校区规划设计方案，1949 年由教育调查委员会4）完成的《员工环境委员会报告》（Report of the Committee on Staff Environment）（图 5）是另一重要的规划指引文件。该报告是根据教育调查委员会的指示，研究如何为教职员提供高效的教学和具有创造性的研究环境。报告明确提出了高效与创新的主要目标，建议师生之间无论在课堂上还是在社交场合都保持更加亲密友好的关系，鼓励每个学院的研讨室都配备厨房以提供茶点，学生和教师可以不拘于课堂的形式进行非正式的会议和交流5）；对于研究人员，委员会提出要促进教师之间获得更完整的思想和信息交流，如新建教职工俱乐部大楼等6），委员会还建议将不同领域的学者分组到创造性研究中心7），共同研究感兴趣的问题，以促进跨学科的交流合作[6]。显然，这份报告对校园规划的指引依然延续整合学科的基调，而关注点已经从原来的整合不同学科，扩展到整合不同人群（师生）、整合不同功能（生活与工作）。虽然这份调研报告不是专业的规划文件，但是它结合校园的使用现状与办学使命，强调了促进师生合作交流的规划理念，成为后来MIT 校园规划建设的重要指导文件。

图5 教育调查委员会的员工环境委员会报告封面

1.3 建设回应：整合布局

剑桥校园的最终方案（图 6）由古典主义建筑师威廉·威尔士·博斯沃思（William Welles Bosworth）完成，他在MIT 获得建筑学学位后又前往巴黎美术学院学习，美术学院的建筑教育背景使其更偏好于古典主义的风格，而这也正好满足时任校长麦克劳林（Richard C.Maclaurin）对新校园建筑形象的期许。博斯沃斯自1913年开始陆续为MIT 提供了三版校园规划方案，这三版方案都吸收了弗里曼提出的整合布局原则与“所有学科在一个屋顶下”的规划目标，把学术空间整合于一栋连续、集中的建筑中。由于经费限制，规划方案中的宿舍楼只完成了局部，但承载学术空间的主楼基本按照博斯沃斯的方案建设完成（图 7）。这栋庞大的主楼将当时MIT所有的学科都整合到一起（图 8），包括自然科学、应用科学、社会科学的不同学科，学科的分布也考虑到学科的邻近性，如自然科学主要在东侧、应用科学主要在西侧、社会科学主要在南侧，在整合布局的同时有所分区，体现了弗里曼的“集中高效”原则。

图6 博斯沃斯1915 年的规划方案

图7 剑桥校区初期建成平面

图8 主楼建设方案的学科整合情况

自1916 年迁入剑桥至1938 年二战爆发期，MIT 校园的建设基本遵循博斯沃思的规划方案，但由于建设资金来源仍以捐赠为主，这一时期的建设量相对较少，主要围绕对主楼的扩建进行。二战期间（1939～1945 年），由于战时的军事需求与国家资助，在主楼北侧建成了约2.5 万m2的临时性建筑，其中就包括了孕育了大量创新成果的20 号楼8）。二战结束后（1946～1960 年），MIT办学规模激增，据1946～1947 年的校长报告记载，学生注册人数约达5600 人，超过战前平均水平的80%，因此校园建设量快速增长，西校区作为主要的生活区被逐渐发展起来（图 9）。

图9 1917-1960 年的主要新增建筑

2 1961～2000 年：外延生长——根据学科发展扩建科研建筑网络

2.1 建设背景：建校百年与学科发展

为了迎接学院发展建设的第二个百年，MIT 于1958年开始筹备“第二世纪基金运动”（second century fund campaign），从1960 年正式启动至1963 年5 月共筹集超过9500 万美元，是学院此前历史上筹集资金数目最多的项目，这些资金为校园设施的更新完善奠定了重要的经济基础，推动麻省理工学院从一个地方性机构向一个国家机构的转变[7]9）。麻省理工学院也由此开始进入第二轮规划建设的高速期。

这一时期的校园建设与学科发展密不可分。自1960年起，MIT 开始探索从技术学院过渡到以科学为中心的现代大学阶段。学院在教育方面开始重视科学与工程的紧密联系，重视打破严格划定的部门界限，重视教学与研究的紧密联系[8]10）。同时，学院也越来越重视社会科学的发展，尤其关注与科学和工程领域相关的学科，希望在社会科学和物理科学之间建立更多的联系，并促进它们之间更富有成效的合作[9]11）。学科的发展与联系需求对这一时期校园科研建筑的扩建提出了新的要求。

2.2 规划理念：根据学科发展扩建科研建筑网络

为了更好地规划“第二世纪基金运动”的项目，完成学科发展提出的新建设要求，学校于1958 年成立了校园规划办公室，规划办公室的第一任负责人马尔科姆·里夫金（Malcolm D.Rivkin）于1960 年8 月完成《麻省理工学院规划——给远景规划委员会的报告》（Planning for MIT—a report to the long range planning committee）（以下简称“远景规划”）[10]（图10）。远景规划提出了一套灵活的“政策框架”（policy framework），为以促进学科发展为目标的校园建设指明了方向。在“增长规模”一章中，远景规划明确了研究生工作与跨学科研究中心的巨大增长趋势，提出了新建研究生中心的需求，报告认为这个中心可以为他们提供非正式会面的场所，从而培养一个学者群体与轻松的学术氛围12）；在“规划理念”一章中，报告指出像麻省理工学院这样庞大的技术机构需要集中化和专门化，因此比大多数大学校园要求更高的建设密度13）；在对宿舍、社区与娱乐设施的指引中，虽探讨了将宿舍与科研建筑混合布置的可能性，但规划委员会认为学术活动必须相互联系且集中才能保证其高效率地运作,因此建议将西校区完全保留为非科研用途。总的来说，远景规划结合跨学科的发展趋势对MIT未来的校园建设进行了宏观层面的指引，强调学术建筑的高密度与集中联系是对整合布局的延续，根据学科发展扩建科研建筑网络成为这一时期的规划主旋律。

图10 远景规划报告封面

1960 年以后由罗伯特·西姆哈（O.Robert Simha）接任规划办公室主任至2000 年，他在回顾这段长达40年的校园规划建设情况时指出：规划办公室的目标是要在管理未来资源的同时保持MIT 的独特品质，即将麻省理工学院定义为一个人们可以随时获得一系列想法、并有力阐述自己观点的地方,而物理联系（physical connectivity）是这一品质在校园空间得以孕育的重要手段，物理联系以无数种方式培养了师生的知识和社交生活，为不同知识的碰撞提供了可能，是跨学科合作创新的引擎[11]7。因此，“物理联系”成为这一时期根据学科发展扩建网络的重要手段。

2.3 建设回应：外延生长

在根据学科发展扩建科研建筑网络的规划目标指引下，这一时期的学术建筑实现了在整合基调上的有序外延生长（图 11）。以主楼建筑群为起点，主校区的学术建筑网络开始往东、往北扩展。

图11 1961-2000 年的主要新增建筑

主楼东侧的东校区（乔治伊斯曼研究实验室（George Eastman Research Laboratories，6 号楼）往东到艾姆斯街（Ames Street）的区域，包括了东校区的校友之家（East Campus Alumni Houses，62、64 号楼)，图 12）是这一时期最重要的发展区域。在博斯沃思的规划中，这个区域将作为宿舍区发展，同时建设沃克纪念馆（Walker Memorial）（50 号楼）和一些娱乐设施为北区服务。但截至60 年代初期，东校区的大部分区域都被用作停车场使用，这为后来校园学术建筑的扩张提供了空间。在1958 年至1959 年期间，规划办公室在筹备第二世纪基金运动时，重新明确了东校区的初步规划，其中包括创建新的庭院以及根据学科发展扩大科研建筑网络等，SASAKI、贝聿铭都参与了东校区的规划与建设工作。16 号楼（1956）-56 号楼（1965）-66 号楼（1976）-68 号楼（1994）的扩建序列是东校区科研建筑网络根据学科需求外延生长的最好诠释(图 13）。生命科学系（Life Sciences）原址位于16 号楼，56 号楼是为生命科学系扩建实验室而建，其选址与设计优先考虑与16 号楼进行直接联系。在设计阶段，关于新楼层数的问题曾进行过激烈的讨论，作为设计师的贝聿铭从所在区域规划的角度考虑建议五层，以与54 号楼（20 层）形成更强烈的视觉对比，然而，生命科学系则坚持应该延续16 号楼的八层，这样新旧两栋建筑在每一层楼都可以实现水平连通，进而提高科研工作效率。66 号楼则是化学工程系的扩建项目，选址时考虑了化学工程与生命科学系的潜在跨学科合作可能性。当时规划办公室提供了三个备选用地，包括12 号楼的用地、毗邻48 号楼的用地与毗邻56号楼的用地。12 号楼因为涉及搬迁困难被否决，毗邻48号楼的地块因在主校区北侧被否决，虽然毗邻56 号楼的地块当时还未购得所有权，但化学工程系的时任院长杰罗姆·威斯纳（Jerome B.Wiesner）仍然选择了该紧邻生命科学系（56 号楼）的地块，他认为化学工程系未来可能与生命科学、化学和医学科学领域有更多学术联系，他表示学术活动的进一步混合是有益的[11]98。再后来68号楼的新建也是根据生物系的发展需求进一步扩建而成。显然，学科自身的发展与对外的合作需求成为推动科研建筑网络外延生长的重要动力，而科研建筑之间的物理联系有力促成了学科的发展与联系。

图12 东校区规划范围

图13 16 号楼（1956）-56 号楼（1965）-66 号楼（1976）-68号楼（1994）的建设序列

3 2001 年以后：织补再生——为不同学科创造更多联系

3.1 建设背景：迎接21 世纪的创新目标

20 世纪末，MIT 已然跻身世界创新大学前列，学校持续重视跨学科合作的研究与教学，成立了一批跨学科研究中心与跨学科专业，如成立应用生物科学、物理学、工程学、计算机科学等多学科研究人类大脑功能的麦戈文大脑研究所（2001 年）[12]；为加强对工程与生命和物理科学的融合而创建生物工程系（2005 年）[13]；成立艺术、科学和技术中心（CAST，2011 年）以促进艺术与科学的融合[14]；由城市规划、电气工程和计算机科学系合作成立跨学科本科专业“城市科学”（2018 年）等。在这样的发展背景下，该时期的校园建设致力于为不同学科创造更多的空间联系。

3.2 规划理念：为不同学科创造更多联系

1999 年，为支持学校进入21 世纪能继续践行其培养创新人才的教育使命，MIT 发起了一项15 亿美元的运动，并委托美国奥林景观公司（Olin Partnership）针对校园未来的发展编制完成《MIT 校园发展框架：原则、建议和战略举措》（下文简称《发展框架》，图 14）[15]。《发展框架》再次明确和重申了校园规划的使命与目标，即创造一个多样的混合使用的环境，学校学术事业的扩展应延续相互连通的科研建筑网络理念，通过构建包括科研建筑、校园的公共空间等不同层次的空间网络来实现“连通性”（connectivity），以促进不同学科的交流与合作。因此，为不同学科创造更多联系成为这一时期的重要规划目标。

图14 《MIT 校园发展框架：原则、建议和战略举措》封面

3.3 建设回应：织补再生

相对于前一时期，2001 年以后校园的建设增幅趋于平缓。这一时期主要新增的科研建筑包括32号楼（2004）、大脑与认知科学综合体（46号楼，2005）、6C号楼（2007）、媒体实验室扩建部分（E14 号楼，2009）、76 号楼（2010）以及12 号楼（2018），整体空间形态呈现的是织补再生的演变规律（图 15），如32 号楼是在20 号楼拆除的原址新建而成，建成后与相邻建筑保持空间联通。新建筑同时容纳了计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）、信息与决策系统实验室（LIDS）、语言学系与哲学系等多个学科，为跨学科合作创造了适宜的场所。12 号楼纳米实验室也是拆除重建的，考虑主楼的东西向联通需求，对原12 号楼的南北向布局进行调整，进而加强了主校区科研建筑网络的连通性。除了在规划布局上加强不同建筑的联系以促进跨学科合作与创新的教育目标之外，建筑内部空间的组织上也通过设置实验室外部通透的走廊界面、结合中庭空间设置非正式交流空间（图 16）等方式加强学术信息的可见性，为不同学科之间的联系创造更多可能。总的来说，在MIT 主校区的科研建筑布局结构已基本形成的条件下，这一时期的科研建筑建设主要是在原有肌理之上的进一步织补与优化，虽然建设密度不断加大，但是为不同学科创造更多联系始终是建设的宗旨与目标，互联互通的科研建筑网络因此得以不断加强。

图15 2001 年以后的主要新增建筑

图16 6C 号楼的共享空间

4 科研建筑空间形态的演进特征

4.1 日益密集的科研建筑组群

对1916 年搬迁剑桥后一百余年时间里MIT 的学生人数、用地面积与科研建筑面积增长情况进行统计与分析（表1、图 17），可以发现，随着办学规模与学生人数的增加，学校的用地面积与科研建筑面积呈同步增长趋势，1960 年代以后，科研建筑的增长幅度显著高于校园用地面积的增长幅度，且科研建筑的分布仍主要集中于主校区范围（图 18）。主校区的科研建筑群容积率高达2.6，建筑密度已超过42%，远远高于世界上大部分的大学校园，即使会牺牲一定的外部空间品质，也继续选择在主校区进行科研建筑的扩建，越来越紧凑密集的科研建筑组群使得不同学科都近在咫尺，可以很便捷地联系彼此，这也为构建不同建筑之间的物理联系、实现互联互通的学术网络建立了重要的空间基础。建校之初的集中布局与学科整合理念在不断地延续与强化，日益密集的科研建筑组群成为MIT校园空间形态演变的最显著特征之一。

图17 学生人数、用地面积与科研建筑面积增长趋势对比

图18 MIT 校园科研建筑分布图（黑色填充为科研建筑，灰色填充为MIT 建筑）

表1 校园发展建设基本情况

4.2 日益强化的科研建筑联系

从剑桥新校区主楼建设奠定的整合布局，到建校第一个百年前整合布局的主楼群进一步扩展完善，以及第二个百年以来MIT 根据学科与时代的发展需求呈现外延生长与织补再生的空间形态演进特征（表2），除了日益提高的科研区容积率与建筑密度外，科研建筑之间的联系也被日益强化。基于物理联系建构的科研建筑网络拓扑分析可以计算出各建筑的连接度指标，即与该建筑有直接联系的建筑数量，连接度值的大小与分布揭示了MIT科研建筑日益强化的联系特征：随着时间的推移，科研建筑网络的平均联系强度逐渐增强，2022 年的平均连接度比1916 年提升约49%（1960 年有所下降是受北区战时临时建筑的影响）（表3）。联系较弱的科研建筑占比明显下降，连接度小于等于1 的从1916 年的50%下降至2022 年的18.92%，联系强度较高的科研建筑占比则明显提高，连接度大于等于3 的从1916 年的16.67%上升至2022 年的51.36%（图 19）。日益强化的科研建筑联系，逐渐构建出一个可以实现知识与信息在不同学科、不同学院之间的高效传播的科研建筑空间网络，极大地促进了不同学科之间的交流与合作，而这正是MIT 校园环境激发和孕育跨学科合作与创新的最重要空间特质。

图19 各时期不同连接度值的科研建筑占比分析

表2 主校区科研建筑空间形态演进

表3 基于方差检验的各时期连接度平均值对比结果

结语

回顾剑桥校区一百多年的发展建设历程，MIT 始终秉持其促进跨学科合作与创新的办学使命，在不同时期根据社会的发展与学科需求的变化作出相应的校园规划指引与建设回应。从1916 年搬迁背景下以“所有学科在一个屋顶下”为目标的整合布局，到建校百年“根据学科发展扩建科研建筑网络”的外延生长，再到迎接21世纪“为不同学科创造更多联系”所呈现的织补再生的空间形态演变，MIT 科研建筑组群逐渐形成了高密度与高连接度的重要空间特征，以此构建的高效率的科研建筑网络极大地加强了不同学科之间的联系，MIT 所取得的卓越成就已然证明了其校园空间特点在促进跨学科合作与创新方面的意义和价值。

图、表来源

图1～7、10、14：MIT 档案馆；

图8：作者改绘；

图9、11～13、15、17～19，表1～3：作者绘制；

图16：作者拍摄。

注释

1）原文：Not only is it true that the overcrowded condition of our buildings is becoming every year more of a source o weakness,that the loss of time in passing from one group of buildings to another is becoming more difficult to bear…

2）原文：Professor Talbot says,"...Not only are certain branches of the instruction suffering from the congested state of the laboratories allotted to them,but the department as a whole is lessened in efficiency because of the isolation of portions of its work in separate buildings (four in all),away from the chemical library and sources of supplies,and so widely distributed that community of interest among the members of the department working in different lines is seriously diminished…”3）泰勒科学主义是当时美国工业的核心原则之一，提倡科学的组织管理，而不是分散的生产方式。“效率、管理和科学”是泰勒主义的关键词。

4）教育调查委员会（Committee on Educational Survey）,沃伦·刘易斯（Warren K.Lewis）任委员会主席，因此也称刘易斯委员会（Lewis Committee）。《教育调查委员会报告》是1916-1960 年期间麻省理工学院最重要的研究报告之一，包括教育调查委员会报告、通识教育委员会报告以及员工环境委员会报告。报告是在对校园的发展现状调研以及校园使命的解读的基础上完成的，其成果是后来校园规划发展的重要指导文件。

5）原文：This committee suggests for the purpose that each department have readily accessible for its use an attractive seminar room with kitchen arrangements which could be used for student teas,seminar discussions,and after-dinner meetings.

6）原文：A faculty club building in a suitable location is urgently needed…the club’s luncheon meetings in the Campus Room,quite apart from the interest of the speeches,have been valuable as a means of bringing the staff members together informally.

7）原文：greater professional interchange can also be developed through an increase in the number of professional project which enlist specialists from different fields to work towards a common objective.

8）20 号楼的平面布局强调水平联系，在串联不同研究所的走廊里，可以轻松地分享知识、信息和想法，促进各种学术背景的人们合作与交流，提供了最具创新效率的工作氛围。著名的雷达实验室（Rad Lab）、技术铁路模型俱乐部（Tech Model Railroad Club）、电子研究实验室（Research Laboratory of Electronics）、核科学实验室（LNS，Laboratory for Nuclear Science）等跨学科实验室都诞生于此。

9）原文：The stage was set for changes in the academic character of M.I.T.-and for its transition from a rather local to a national institution-that were to influence its course over the next thirty years.

10）原文：…three highly significant aspects of education at M.I.T.to which I shall refer later: 1.The tight interlocking ofscience and engineering.2.The breaking down of sharply defined departmental boundaries.3.The intimate relation of teaching and research.

11）原文：In our decision to encourage the growth of certain key social sciences at M.I.T.,we determined not only to build on strength,but also to exploit particularly those that have special relevance to our central concerns with science and engineering.We hope to create more points of contact between the social and physical sciences and to foster more fruitful collaboration between them.

12）原文：A community of scholars can be fostered only where there is a central place for these scholars to meet in informal ways and where there is a dignified and relaxing place for them to live.

13）原文：A vast technological Institution such as M.I.T.needs centralization and concentration,and therefore requires higher densities than most universities.