论文部分内容阅读
摘要：本文将分形现代科学前沿迅速发展的非线性系统科学理论，结合中国传统建筑、上海世博会中国馆以及苏州博物馆新馆讨论了新时期的理论研究对中国古代的建筑传统形式上再创新的影响，希望为探索和发展新的空间分析与设计的理论和方法提供新的思路。
关键词：分形 建筑形制 无限 超越
中图分类号：K879.1 文献标识码：A 文章编号：
长期以来，建筑学家们已经习惯了以统一与变化为基本原则的传统形式美，如均衡与稳定、对比与微差、韵律、比例、尺度等。分形理论探索根植于中国文化传统又富于时代精神的建筑空间观念和形式语言，是一种 “扣古朴与现代之两端, 揉合而再生”的创新。
1.分形理论
1.1分形理论
“分形 ”一词译于英文，系分形理论的创始人曼德尔布罗特于1975年由拉丁语一词创造而成，词本身具有 “破碎”和“不规则 ”两个含义。目前关于分形还没有严格的数学定义，只能给出描述性的定义。分形理论渗入到艺术领域也就是20年左右。简单地说，分形艺术是一种在所有尺度上用自相似描述的形状或集合，并具有无限细节结构的艺术流派。分形理论对于中国传统建筑形式的再创新有着重要的影响，分形美学是超越传统的统一与变化原则的全新的建筑形式美的基本法则。
1.2分形理论对建筑的影响
分形绝不是传统形式美的翻版，它是对传统形式美的发展、突破和超越。这主要体现在三个方面：
1.2.1对称美学的突破。最具特色的是对称的突破，分形图形的对称既不是左右对称，也不是上下对称或中心对称，而是一种局部和更大的局部、或者是局部和整体的对称，并以此获得整个图形的平衡。
1.2.2 不规则事物的规则化。分形图中更多的分叉、缠绕、突出、不规整的边缘和丰富的变换，其实都潜在着一定的几何规律，元素和元素变化时存在一定的关系，这正是分形几何要诠释的精华。
1.2.3 由于分形圖形包含着精细的层层嵌套体系，因而画面十分丰富，常能使人感到耳目一新，给人以启迪和联想，能充分发挥人的想象能力。当从不同的尺度和远近距离观看，甚至不同的时间观看，都能发现它的构造单元的变化，从而获得新的感受。
1.3分形理论与中国传统建筑
中国传统建筑向来以秩序分明，等级制度明确而著称于世，等级制度在建筑中主要体现在以下三个方面：空间布局、建筑形制、建筑装饰。而越复杂、越华丽，多次使用分形理论的建筑等级越高，这也体现了古人以复杂形体为美和高贵的标准的建筑原则。
1.3.1空间布局的分形
中国的传统建筑中，建筑的中轴线最为神圣，而布局在这条轴线上的建筑的规模、院落则反映了建筑使用者的身份以及地位。规模越大、院落越多的建筑群或建筑园林一般情况下说明使用者的权力越大，允许拥有的财产越多。在建筑形式上，这种气势恢宏的建筑一般都有一进、二进、三进甚至更多的院落。奇特的是，在中国古代很少有大规模的四合院或广场，在中国古代，地位显赫的表现可能在于院落的数量和规模，在一个大范围的基地上，运用各种分形手法，将简单的空间复杂化和情趣化。
1.3.2建筑形制的分形
在中国古代建筑中，等级制度的划分还体现在居住空间结构上，如《唐六典》规定，“三品以上堂舍不得过五间九架，厅厦两头，门屋不得过五间五架……”这种标准化的实行，使各等级的住居总体上看来，只要规模和空间体量的差别，其内部空间的关系是一样或相似的，它们之间的差异就体现在建筑单体的开间、进深上。对于一栋单体建筑的分形的越细致，越是象征使用者的权势，在建筑这些建筑时都有着严格的限制规定。
1.3.3建筑装饰的分形
斗拱是分形理论最明显的体现，斗拱越复杂，越华丽，越细致越能体现建筑的深宏，说明经过分形处理后的复杂建筑形式对于中国建筑伦理等级的重要性。这一点根深蒂固于中国传统文化中，通过世博会中国馆的设计更是说明了分形理论对于中国传统建筑文化的重要性（图1）。
图1 传统建筑到现代建筑形式的分形
1.4.分形理论在苏州博物馆建筑设计中的体现
1.4.1亭子的处理
苏州博物馆的亭子采用了双层玻璃屋顶，看起来集古典和创新于一身。中国传统建筑园林中的亭子很少有重檐的（图2），即使有，双层屋檐的亭子规模一般比较大，体量和小型建筑相当，会显得比较笨重。在苏州博物馆的亭子屋顶通透轻巧，同时对古亭的屋顶进行分形，形成了双重屋檐，配合现代玻璃和百叶的运用，建筑形态清新雅致。
图2 传统的亭子与苏州博物馆的亭子的对比
1.4.2屋顶 苏州博物馆的屋顶看似与古代的屋顶有很大的不同，但却出人意料地符合中国传统建筑文化的审美，这是因为，苏州博物馆看似复杂的屋顶是由简单的中国古亭的屋顶样式经过分形而得出，下图为苏州博物馆屋顶形式生成的过程（图3），利用分形的手法，苏州博物馆的屋顶生成了一个既古典又新颖，既简单又复杂的空间形态。同样的手法多见于贝聿铭的其他建筑，比如美秀博物馆的屋顶，也是一个大的屋顶被分形为若干小块，在小块的屋顶上继续生成变化，形成了丰富多彩的光影效果和视觉感受（图4），据贝聿铭所述，这种透光、具有神奇光影效果的屋顶的样式是受儿时在中国园林居住时看到的竹子形成的光影所启发。正是这样的设计，在自我呈现的同时也赋予周围环境一种全新的感觉。
图3 苏州博物馆屋顶生成过程
1.4.3 水景中的假山
在苏州博物馆的院落之中，有这样一个著名的假山叠石群，在经过数个模拟“山”的片石的有机堆叠后，形成了一幅山水图。这与中国传统园林堆砌假山的套路不同，中国传统假山的堆砌方式是分散的、错落的，在空间位置上形成一定的关系，以构成精巧、迂回的趣味空间（图5）。这个的石景的用料不是苏州园林常见的太湖石，它是远从外地运来的石材，再经切割而成，以贝聿铭的创意营造花园假山，一改传统苏州园林传统堆石法，以壁为纸、以石为绘，勾勒出属于东方恬静的自然之美这里石块的堆砌用到的是明显的分形主义手法。
图5 传统假山的分形
1.4.4墙
细观苏州博物馆的墙，虽说在博物馆建筑的外立面上是大面积的白墙，但凡是大面积的白墙都被分形为一块块的墙面，不仅削减了大体量建筑的笨重感，与周边的园林建筑体量上相呼应，还赋予了墙体以中国水墨画般的诗情画意（图6）。分形在处理与周边环境的融合、与自然的融合上起到了重要的作用。同理，徽州建筑和湘南建筑的马头墙，也运用了分形手法，马头墙没有使用呆板、僵硬的片墙，而是在墙角和边缘做了分形化处理，使建筑与天空和自然得到了融合。
图6 墙面的分形处理
2.结论
由于我们长期用西方以欧式几何为基础的空间造型观念来研究中国古典建筑和园林设计，并由此发展出一套对传统建筑形式简化屋顶和斗拱的形式，设计出了大量与传统建筑 “形似” 和 “神似” 的作品。毋庸置疑, 这其中不乏成功的杰作，但是由于这一方法只是在传统建筑风格和式样上的模仿与简化，并不是真正意义上的创造。
分形建筑学的提出, 是基于这样一个想法: 中国建筑学除了拥有丰富的 “方言” 外, 还更拥有可贡献于人类文明的全球文化的中国建筑思想和建筑理念。分形建筑学的提出，希望能为探索依据中国传统空间设计观念和造型方法内在原则的有力借鉴。尝试借助分形的理念和方法进行空间组织和造型设计，摆脱具体的外在形式的 “羁绊”，走入不断丰富和发展中国建筑、园林及城市空间分析与设计的理论方法和形式语言的创造过程之中。
参考文献：
[1] 龚晓文，王小凡，非线性理论在建筑设计中的应用，山西建筑，2007
[2] 刘华杰，分形艺术，湖南电子音像出版社，1997
[3] 周至禹，思维与设计，北京大学出版社，2007
[4] 董豫赣，北大建筑3极少主义，中国建筑工业出版社，2003
[5] 毛自滔，建筑作品解读，江西美术出版社，2006
[6] 叶晓健，建筑创作原点与过程，中国建筑出版社，2004
关键词：分形 建筑形制 无限 超越
中图分类号：K879.1 文献标识码：A 文章编号：
长期以来，建筑学家们已经习惯了以统一与变化为基本原则的传统形式美，如均衡与稳定、对比与微差、韵律、比例、尺度等。分形理论探索根植于中国文化传统又富于时代精神的建筑空间观念和形式语言，是一种 “扣古朴与现代之两端, 揉合而再生”的创新。
1.分形理论
1.1分形理论
“分形 ”一词译于英文，系分形理论的创始人曼德尔布罗特于1975年由拉丁语一词创造而成，词本身具有 “破碎”和“不规则 ”两个含义。目前关于分形还没有严格的数学定义，只能给出描述性的定义。分形理论渗入到艺术领域也就是20年左右。简单地说，分形艺术是一种在所有尺度上用自相似描述的形状或集合，并具有无限细节结构的艺术流派。分形理论对于中国传统建筑形式的再创新有着重要的影响，分形美学是超越传统的统一与变化原则的全新的建筑形式美的基本法则。
1.2分形理论对建筑的影响
分形绝不是传统形式美的翻版，它是对传统形式美的发展、突破和超越。这主要体现在三个方面：
1.2.1对称美学的突破。最具特色的是对称的突破，分形图形的对称既不是左右对称，也不是上下对称或中心对称，而是一种局部和更大的局部、或者是局部和整体的对称，并以此获得整个图形的平衡。
1.2.2 不规则事物的规则化。分形图中更多的分叉、缠绕、突出、不规整的边缘和丰富的变换，其实都潜在着一定的几何规律，元素和元素变化时存在一定的关系，这正是分形几何要诠释的精华。
1.2.3 由于分形圖形包含着精细的层层嵌套体系，因而画面十分丰富，常能使人感到耳目一新，给人以启迪和联想，能充分发挥人的想象能力。当从不同的尺度和远近距离观看，甚至不同的时间观看，都能发现它的构造单元的变化，从而获得新的感受。
1.3分形理论与中国传统建筑
中国传统建筑向来以秩序分明，等级制度明确而著称于世，等级制度在建筑中主要体现在以下三个方面：空间布局、建筑形制、建筑装饰。而越复杂、越华丽，多次使用分形理论的建筑等级越高，这也体现了古人以复杂形体为美和高贵的标准的建筑原则。
1.3.1空间布局的分形
中国的传统建筑中，建筑的中轴线最为神圣，而布局在这条轴线上的建筑的规模、院落则反映了建筑使用者的身份以及地位。规模越大、院落越多的建筑群或建筑园林一般情况下说明使用者的权力越大，允许拥有的财产越多。在建筑形式上，这种气势恢宏的建筑一般都有一进、二进、三进甚至更多的院落。奇特的是，在中国古代很少有大规模的四合院或广场，在中国古代，地位显赫的表现可能在于院落的数量和规模，在一个大范围的基地上，运用各种分形手法，将简单的空间复杂化和情趣化。
1.3.2建筑形制的分形
在中国古代建筑中，等级制度的划分还体现在居住空间结构上，如《唐六典》规定，“三品以上堂舍不得过五间九架，厅厦两头，门屋不得过五间五架……”这种标准化的实行，使各等级的住居总体上看来，只要规模和空间体量的差别，其内部空间的关系是一样或相似的，它们之间的差异就体现在建筑单体的开间、进深上。对于一栋单体建筑的分形的越细致，越是象征使用者的权势，在建筑这些建筑时都有着严格的限制规定。
1.3.3建筑装饰的分形
斗拱是分形理论最明显的体现，斗拱越复杂，越华丽，越细致越能体现建筑的深宏，说明经过分形处理后的复杂建筑形式对于中国建筑伦理等级的重要性。这一点根深蒂固于中国传统文化中，通过世博会中国馆的设计更是说明了分形理论对于中国传统建筑文化的重要性（图1）。
图1 传统建筑到现代建筑形式的分形
1.4.分形理论在苏州博物馆建筑设计中的体现
1.4.1亭子的处理
苏州博物馆的亭子采用了双层玻璃屋顶，看起来集古典和创新于一身。中国传统建筑园林中的亭子很少有重檐的（图2），即使有，双层屋檐的亭子规模一般比较大，体量和小型建筑相当，会显得比较笨重。在苏州博物馆的亭子屋顶通透轻巧，同时对古亭的屋顶进行分形，形成了双重屋檐，配合现代玻璃和百叶的运用，建筑形态清新雅致。
图2 传统的亭子与苏州博物馆的亭子的对比
1.4.2屋顶 苏州博物馆的屋顶看似与古代的屋顶有很大的不同，但却出人意料地符合中国传统建筑文化的审美，这是因为，苏州博物馆看似复杂的屋顶是由简单的中国古亭的屋顶样式经过分形而得出，下图为苏州博物馆屋顶形式生成的过程（图3），利用分形的手法，苏州博物馆的屋顶生成了一个既古典又新颖，既简单又复杂的空间形态。同样的手法多见于贝聿铭的其他建筑，比如美秀博物馆的屋顶，也是一个大的屋顶被分形为若干小块，在小块的屋顶上继续生成变化，形成了丰富多彩的光影效果和视觉感受（图4），据贝聿铭所述，这种透光、具有神奇光影效果的屋顶的样式是受儿时在中国园林居住时看到的竹子形成的光影所启发。正是这样的设计，在自我呈现的同时也赋予周围环境一种全新的感觉。
图3 苏州博物馆屋顶生成过程
1.4.3 水景中的假山
在苏州博物馆的院落之中，有这样一个著名的假山叠石群，在经过数个模拟“山”的片石的有机堆叠后，形成了一幅山水图。这与中国传统园林堆砌假山的套路不同，中国传统假山的堆砌方式是分散的、错落的，在空间位置上形成一定的关系，以构成精巧、迂回的趣味空间（图5）。这个的石景的用料不是苏州园林常见的太湖石，它是远从外地运来的石材，再经切割而成，以贝聿铭的创意营造花园假山，一改传统苏州园林传统堆石法，以壁为纸、以石为绘，勾勒出属于东方恬静的自然之美这里石块的堆砌用到的是明显的分形主义手法。
图5 传统假山的分形
1.4.4墙
细观苏州博物馆的墙，虽说在博物馆建筑的外立面上是大面积的白墙，但凡是大面积的白墙都被分形为一块块的墙面，不仅削减了大体量建筑的笨重感，与周边的园林建筑体量上相呼应，还赋予了墙体以中国水墨画般的诗情画意（图6）。分形在处理与周边环境的融合、与自然的融合上起到了重要的作用。同理，徽州建筑和湘南建筑的马头墙，也运用了分形手法，马头墙没有使用呆板、僵硬的片墙，而是在墙角和边缘做了分形化处理，使建筑与天空和自然得到了融合。
图6 墙面的分形处理
2.结论
由于我们长期用西方以欧式几何为基础的空间造型观念来研究中国古典建筑和园林设计，并由此发展出一套对传统建筑形式简化屋顶和斗拱的形式，设计出了大量与传统建筑 “形似” 和 “神似” 的作品。毋庸置疑, 这其中不乏成功的杰作，但是由于这一方法只是在传统建筑风格和式样上的模仿与简化，并不是真正意义上的创造。
分形建筑学的提出, 是基于这样一个想法: 中国建筑学除了拥有丰富的 “方言” 外, 还更拥有可贡献于人类文明的全球文化的中国建筑思想和建筑理念。分形建筑学的提出，希望能为探索依据中国传统空间设计观念和造型方法内在原则的有力借鉴。尝试借助分形的理念和方法进行空间组织和造型设计，摆脱具体的外在形式的 “羁绊”，走入不断丰富和发展中国建筑、园林及城市空间分析与设计的理论方法和形式语言的创造过程之中。
参考文献：
[1] 龚晓文，王小凡，非线性理论在建筑设计中的应用，山西建筑，2007
[2] 刘华杰，分形艺术，湖南电子音像出版社，1997
[3] 周至禹，思维与设计，北京大学出版社，2007
[4] 董豫赣，北大建筑3极少主义，中国建筑工业出版社，2003
[5] 毛自滔，建筑作品解读，江西美术出版社，2006
[6] 叶晓健，建筑创作原点与过程，中国建筑出版社，2004