“涌现”:建筑学方法论焦虑的解药?
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“ 涌现”的表皮(Courtesy MIT Emergent Design Group)
什么是“涌现“?
建筑理论家弗兰普顿(Frampton)曾经委婉的指出当今的建筑学社区已经失去了理论引擎。而建筑学的理论匮乏正导致了建筑设计实践的方法论饥渴。建筑创作对一个雄辩、强大的生成逻辑的空前渴望其实正暴露了建筑学的“道”与“器”的常态性的时空隔阂。在当前的方法论真空中,“涌现”(Emergence)理论乘虚而入,已经成为建筑师社区表达先锋性的技术暗语。那么,到底什么是“涌现”理论?它对建筑设计实践的方法论意义又在哪里?
“涌现”理论的主要奠基人与遗传算法的创始人密歇根大学电子工程与计算科学教授约翰.霍兰德(John Henry Holland)在《涌现:从混沌到秩序》(Emergence from Chaos to Order)一书中这样描述“涌现”现象,“在复杂的自适应系统中,‘涌现’现象俯拾皆是:蚂蚁社群、神经网络、免疫系统、互联网乃至世界经济等。但凡(一个过程)的整体的行为远比构成它的部分复杂,皆可称为‘涌现’。”通常说来,“涌现”指一个系统中个体间预设的简单互动行为所造就的无法预知的复杂样态(Complex Pattern)的现象。集群并不是组成部分的简单叠加,它是一种无法减简(irreducible)的复杂过程。
“涌现“理论已经被广泛应用于人工智能(Artificial Intelligence)、控制论(Cybernetics)、复杂科学(Complex Theory)、自组织(Self-organization),集群理论(Assemblage Theory),变形学(Morphology)等科学与社会学领域。而近年来致力于非标准形态研究的清华大学教授徐卫国对建筑设计中的“涌现”理念的阐释是:“涌现的概念是对建筑复杂性的一种研究,这种复杂性指的是远离平衡状态下的动态的、稳定的有序化结构。而这种结构表现出来的行为是无限的多样性。这种丰富的复杂性是可以被破解的,即组成集群的单体遵守共同的、非常简单的若干规则,最终产生复杂的集群有序行为。(当今建筑设计界关心的)重点是如何解释建筑的复杂性以及这种复杂性在建筑设计当中的应用,即试图展示一种新的设计方法,以及这种设计方法导致的不规则形体。”(《楼市·居住房产》2006年第7期)
被“涌现”理论包围的建筑学社区
自然界充满了自组织的“涌现”现象,海螺的近似斐波那契螺旋型(Fibonacci Helix),沙丘与海浪,松果与,花序的形态都是涌现的体现。“涌现“带来了一种全新的描述世界的方法。即以研究松果的形态为例,如果按照传统的几何描述方法对松果进行三维扫描将得到一堆离散的数据,因为有机世界显然不是这样来组织的,如果观察一个成熟的松果,可以发现这是一个多重螺旋结构形成的鳞状表面,进一步我们知道松果的表型(Phenotype)是它的基因编码决定的,这就像一个无穷复杂的电脑程序,每一个松果拥有类似的编码结构从而拥有同样的构形(Configuration),它们之间可能仅仅拥有编码参数上的微小差异,或者在生长过程中的某些偶然的因素也会导致一些个体差异。他们拥有无限的多样性但是却共享某些简单的生成规则。
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松果的多重三维Fibonacci螺旋结构
“涌现”现象表现在社会行为上就是集群智慧,即海量的相对低级智能的个体通过简单的社会规则组织成为具有高阶智能的社会行为。细胞自动机就是一种最简单的集群智慧的体现。通过对初始状态(如黑白点阵图像)设定演进规则(往往是通过某一点与其四个相邻点的黑白状态比较来设定某一步操作)来观察图形点阵相对高级的“社会”行为。蚁群算法就是通过观察蚂蚁群优选路径的群体行为来研究集群智慧,即(蚂蚁的)低级智慧如何通过海量(蚂蚁)个体在一定长的时间中实现路径优选这一相对高级的智慧。近几年非常流行的神经元网络算法则是指用计算机 模拟人脑的结构,用许多小的处理单元模拟生物的神经元,用算法实现人脑的识别、记忆、思考过程。应用于图像、语言、声音等的识别,复杂的计算,以及趋势预测等领域。
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细胞自动机
怀特海(Alfred North Whitehead)在《自然概念》一书中也曾说过,过程(Process)而非物质(Substance),才是构成世界的基本元素。在一个涌现的世界里,世界并非是匀质的笛卡儿坐标体系,而是具有非线性的无穷多的维度。“涌现”理论在城市地理学、城市变形学(Urban Morphology)等建筑学的相邻学科中已经得到了广泛的运用。城市作为边际社群行为的空间堆积必然拥有某种深层演变规律。于是研究者通过对城市的边际生长行为进行分形学(Fractal)研究,通过计算机模拟城市边界的变化并通过调节变化因子来预测城市的扩展趋势与整个动态规律。而正是“涌现”理论在城市学与城市设计中引发了建筑设计实践领域的无限想象。“涌现“建筑的推动者们将建筑与其他构筑物视为复杂混沌(chaotic)的社会行为所遗留的痕迹与造物(Artifact)。然而,传统几何学在当代建筑学理论中依然保持着微妙的核心地位,只是对对象的几何描述已经不再是关键,而对一个过程的边界条件与规则的描述才是当今的建筑重呈学(Architectural Representation)的核心问题。“涌现”既可以是一种对自然进化过程的解释与描述,也为创造一种具有简单人工智能的形式与行为的生成工具提供了方法论模型。而建筑师青睐的正是后者的强大力量。设计成为一个一旦启动便不需要借助外部控制的无穷演进的过程。建筑师在一个模拟形态发生学(Morphogenetic)的环境中进行设计,通过概括形式规律,激发变异,进行自然选择来优选最佳方案。这种设计方法提供了无穷的形式可能性,在某种程度上解放了建筑师的想象力。
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Berlage学院的Synthetic Vernacular研究(Courtesy http://www.dysturb.net)
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Digital Morris (笔者根据Processing程序所作)
“涌现”的建筑学阐释——雄辩还是诡辩
在2006年“‘涌现’——国家自然科学基金资助项目、‘非标准形体的生成与建构’研究课题活动暨ABBS2006青年建筑师及学生作品展新闻发布会上,马岩松的梦露大厦也被列入运用“涌现”理论进行设计的作品之一。实际上梦露大厦与“涌现”的理论与方法都无涉。充其量仅仅是对涌现现象的某种性状(Phenotype)的模仿。梦露大厦的设计初衷从本质上说仅仅是一种尼尔.里奇(Neil Leach)所指称的“伪装”(Camouflage),即通过符号化的隐喻,冀望利用模拟“所指”(Referent)的某种性状来达到与该对象同样的功能与行为。具体来说就是通过模仿植物的复杂螺旋结构来赋予建筑事实上并不存在的“复杂”、“有机”的意义与功能。当然对于这类宣教功能高于学术功能的新闻发布会我们可以不必穷究格致,但是我们无法不去追问“涌现”的设计方法论在建筑设计实践中的逻辑起点。无论包裹怎样的 “科学”的推理过程的外衣,过程的繁复与强大无法掩盖建筑设计中“涌现”方法论的逻辑起点的虚弱。即使城市是一个复杂的有机体,一个跨越时空的“涌现”的复杂城市发展现象同建筑形式本身的复杂性与矛盾性之间依然缺乏逻辑上的关联,此“复杂”不是彼“复杂”。“涌现”理论的吹鼓手有偷换概念,蒙蔽大众之嫌。这显然是所谓“涌现建筑学”的硬伤。
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梦露大厦与“涌现”无涉
“建筑复杂性的根源,并不是来自借复杂性科学而可以无穷演绎的几何形体世界,也不是来自自主寻求的游牧空间(Normadic Space)形态中瞬间定格,对其进行精确描绘的计算机新三维技术。因为这些都还只是使建筑的复杂性能得以表现的外部条件或外部原因……从建筑语言学的角度讲,建筑的复杂性,就是指建筑语言所要表达的建筑语义系统方面所包含的复杂性:这种复杂性既表现在建筑对物质文化层面的要求上,也分别放映在建筑对艺术文化层面和精神文化层面的追求之中。我们现在所看到的复杂性,多半是所谓后现代时期文化观念与审美理想对建筑创作的冲击,以及由此给建筑的艺术文化内涵表达与精神文化内涵表达所带来的各种“麻烦”。
——布正伟
《复杂性建筑语言运用辨析——正视和应对信息时代建筑语言演进中的挑战》
即使“涌现”对建筑设计的指导意义在很多情况下仅仅是上层建筑领域的。虚拟空间中的“涌现”生成设计与运用数字切割塑性技术与手工结合的建造实践还是成为了许多“先锋”建筑学院的必修内容。密歇根大学自2006年起在建筑学设置“进程媒介”课程(Procedural Media),其中的一个重要部分就是教授复杂科学与涌现理论在形式发生学上的应用,并通过编程的可视化功能(Visualization)实现某种程度的“涌现”。而西扎在2005年伦敦的“蛇形艺术馆”项目中似乎触及了 “涌现”理论的核心部位。他的设计建造团队对起源于东方建造传统榫卯结构情有独钟,利用榫头与卯眼的拼合将短小的木构件组合成整体受力的大跨度空间网架结构。这是一种更深刻的对涌现理论的建筑实践解读。
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Serpentine Gallery Pavilion 2005
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我请教一点,aa那个1.5年的emergent专业,涉及那么复杂的各种xx学科,这学生毕业后如何自我发展?没那个学术环境很难继续自我提高了。
非常抱歉笔者未曾在英国受业,并不是太了解AA的课程设置,即使有所了解也是二手资料。这里引用的材料基本取自相关书籍与网络。关于美国的大多数具有相似教学风格的学校笔者倒是可以稍做回答。不过根据笔者的理解,硕士课程多半是sampling式的,如同超市里的“试吃”行为,硕士课程的关键还是高级职业技能的培养(虽然很多学校连这点也未能做到),如能培养一两处先锋理论的终身兴趣则属外快。
haha。crusader兄在abbs也有账号吧?记得以前申请这个emergent的时候还查过你的发帖纪录哈哈哈哈。 不知道您现在参数化设计研究到什么地步了?给我们介绍下了?呵呵。
中国传统民居村落,平遥四合院古城等等,可不可以视作“涌现”呢,
推荐一篇文章
非洲大陆的分形数学
http://www.tedtochina.com/2008/10/28/ron_eglash_fractual_arts_in_africa/
Ron Eglash是一位数学家,他长期研究非洲大陆的分形数学,发现分形几可谓遍及非洲大陆的每一个角落,从建筑到艺术甚至是发髻的形状,皆可见分形的踪影。以下是他在TED大会上做的关于非洲分形数学的演讲的讲稿汉译。
哈哈。您说这建筑师都要和高等数学打交道了,这真就是赶鸭子上架了。
呵呵,了解了解开开眼界
“设计成为一个一旦启动便不需要借助外部控制的无穷演进的过程”
太可怕了 20世纪初是到处都是像这样对科学盲目乐观 技术发展工具发展飞快 而理论发展滞后 光看 进化论 在20世纪导致的恐怖后果就知道了
真善美要能控制住技术啊
后面说的“涌现建筑学”的硬伤 说的好!
涌现 是个很好的东西 新数学新物理学产生的新方法
可是方法终归只是方法 是设计的时候拿来用的 不能替代设计过程
让机器替自己做选择?人怎么可能造的出来跟自己一样聪明的机器人嘛 。。。有那力气还不如去生个小孩
人 是宇宙的神 创造的
这边先回答槲栎的问题。说来惭愧,可能是年龄渐长玩不动编程建模这些体力活的关系,另外也是由于某些非个人的原因,最近笔者的研究兴趣已经渐渐从设计科学(Design Science)与建构技术渐渐转移到建筑的现代性与城市史上去了,对参数化设计的研究也渐渐从一个practitioner变成了一个critic。但是参数化设计与整个一套复杂科学的思想方法还是保留在我当前的一些设计实践中,也会深刻影响我未来的研究。
另外根据这一段时间的思考,计划写一篇关于建筑学的自治(autonomy)和自生知识(self-knowledge)的小文。作为对参数化设计等其他新兴设计技术的回应。
「内容不可见」
「内容不可见」
「内容不可见」
回dynamic,关于你说的英文文献,笔者都有浏览,尤其是美国国内学术社区的讨论,笔者都尽量第一时间学习之,欧洲的稍滞后一些,也尽量补课。其实笔者由于各种主客观原因,很少看中文文献,但是不看不等于不关注,对于“讨论这个哪能用中文文献”,笔者不敢苟同。中文表述习惯和英文不同,既然在中文学术社区已有一些被同行认可的成型的表述应该作为literature review的一部分,尤其是布正伟,可能现在的学生不熟悉,一向是笔者所欣赏的思想者。Berlage就是当前的荷兰Berlage学院名称的由来,当年也是先锋。 期待兄的小文章。
「内容不可见」
我认为目前的哲学发展还无法给予建筑学相应的理论支持,因此还是只能停留在科学规律所约束的世界里,相应的目前大多数建筑还是现代主义建筑。现在基于复杂性理论的设计大多都还是隐喻。
有一本名为《The Architecture of the Jumping Universe》的书讲得比较清楚
「内容不可见」
列了个小书单,知道其他的同学可以继续推荐
https://www.douban.com/doulist/287457/
「内容不可见」
之前Achim Menge(就是跟Michael一起搭档写书的那个)做过我们学校的老师。可惜我入学的时候,他正好离开……看过他学生的作品,真是像你说的,没有经历过就不知道具体怎么做
我推荐大家看《异规》塞西尔.贝尔蒙德,我一曾经为这个写过一片拙文,望大家指教!
https://www.douban.com/note/42332291//
「内容不可见」
「内容不可见」
请问Michael Hensel在AD出的叫emergence的哪里能看到呢?
回楼上的朋友,可以去amazon看看有没有出售邮寄到中国的,如果不行本人可以代购,当然加上邮费价格就不菲了。如果是学生可以请学校图书馆出面购买。
真的觉得文章里所说的观点太令人有同感了 从中可以感受到“涌现”其实就是参数化理论的缩影 真正的参数化绝不只是一个模拟炫丽表皮的技术 是一种对空间形式多样性的研究 同时 其中对于“涌现”在建筑运用中的起点的追问也很到位 我想 大都在做参数化的人可能并未真正找到作参数的真正原因 更没有明白它和建筑的联系 为何能运用到建筑中来 可能只是以复杂的形式骗过了大众 强加给了建筑 好文呐 句句真实实在 尤其说道梦露大厦和新闻发布会时候真是一针见血 本人一直觉得梦露大厦真实没有什么理论支持 也不知为何能如此出名 居然还成为了第一个华人建筑师在国外赢取的地标竞图
涌现的下一步研究方向应该是“集群”(assemblage,见Manuel De Landa之A New Philosophy of Society: Assemblage Theory and Social Complexity)。构成集群的个体通过自适应的”协议“(protocol) 组织起来,形成动态的结构。我认为当代的自然哲学研究已经让目前的语言都显得有点落伍。
完全自然哲学的研究向建筑的过渡会不会很勉强⋯⋯