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在科學中,對稱性指的是研究對象在某種變換或操作下保持不變的性質,因而具有根本性的意義。所謂對稱變換是對稱操作的結果。在平面中,對稱操作只影響對象的幾何學性質的變換,即對稱變換僅涉及到設計的結構。同時,也允許反演對稱操作并使對象重新回到原點。在藝術中,對稱性常與平衡、形狀、形式、空間、秩序、和諧以及美感等相聯系。最早意識到“對稱”在二維平面設計中具有輔助作用,并努力使“對稱”原理應用于設計實踐的人是英國利茲大學紡織系的物理學家H.J.Woods。在20世紀30年代,他相繼發表了多篇研究論文。并通過可視化的圖形符號,解析對稱在構建圖形結構與設計過程中的輔助作用。從非數學研究的角度看,由OwenJones所著,出版于十九世紀初的《裝飾原理》一書,似乎最具影響力。分析介紹了大量的圖案與裝飾,并根據不同的時期、民族區域和風格將圖案與裝飾進行分類,該書對圖形與對稱的研究起到了進一步的促進和推廣作用。從數學研究的角度看,歷史上的數學家和科學家,例如Coxeter、Guggenheimer、Gans、ShwbnikovandKoptsik、Schattschneider都已經意識到數學意義上的對稱,是以四種基本對稱操作或幾何變換在平面中的應用為特征。這四種基本對稱操作是:平移對稱、旋轉對稱、反射對稱、滑移反射對稱。歷史上,曾有無數的人們進行過有關數學對稱理論的開創性研究與探索實踐。在中西方傳統文化、藝術和建筑中,存在許多類似案例可供研究。從圖形創意的理論研究與實踐探索綜合的角度看,荷蘭藝術家M.C.埃舍爾(M.C.Escher)的研究與探索最具代表性,并且理論研究體系也十分系統和深入。他的圖形創意具有數學思維和藝術的創造,他的作品堪稱科學與藝術相融合的典范。M.C.埃舍爾圖形創意的數學靈感和理論來源于很多方面,其中有規律的對稱圖形創意靈感源自數學對稱理論。研究和欣賞埃舍爾的藝術,首先必須了解其作品所蘊含的數學思想,如此才能真正享受到他的藝術與數學完美結合所帶給人們的審美愉悅。圖1這是M.C.埃舍爾基于對稱變換原理而創作的作品。
二、數學對稱原理在傳統建筑文化符號中的應用
文化符號在構建過程所基于的數學原理與理論分類很多,就數學對稱原理而言,可追溯到人類的史前文化。綜觀人類的藝術史,根據現已被考古發現的大量的記錄在巖石上的原始文明、新石器時代的手工陶藝、夏商周的青銅制品、古希臘文明、以及埃及和瑪雅文明中,均有發現文化符號基于數學對稱思維的例證。本文著重介紹和分析了傳統建筑文化符號中所蘊含的數學對稱原理。數學意義上的對稱在傳統建筑文化符號中的應用相當常見,在中西方傳統建筑和圣殿的建造過程中都能找到與數學對稱有某種關聯。在文化和藝術中,對稱常與和諧以及形式美感等含義相關聯,其根本的原因是,數學對稱的靈感源于對宇宙和自然以及人類自身的探索和發現,同時這種數學的生命力完全根植于養育她的文明社會生活之中,對稱與中國的文化和哲學思想以及所崇尚的“天地交而萬物通”、“天人合一”的哲學精神是吻合一致的。在這種哲學思想的影響下,傳統建筑在文化特征、美學追求、建筑風格、形式結構等因素受到影響是必然的。“天人合一”的建筑環境是中國傳統建筑文化所推崇的理想境界,把人和天地萬物緊密地聯系在一起,并視為不可分割的共同體。文化意義上的對稱,通常與中庸、秩序、和諧、典雅、莊嚴以及權威等含義相關聯,中國傳統建筑十分講究對稱的文化。中國古代帝王的宮殿以及宗教寺廟在建筑布局和結抅中,一般都按照均衡對稱的方式,沿著縱軸線與橫軸線進行布局及設計。例如北京的故宮就以中軸線為中心軸,圖2是北京故宮鳥瞰圖,其沿著縱軸線與橫軸線進行布局設計。宮殿的布局,一般都以主宮殿位于中軸線上。以宮室為主體,次要建筑位于兩側,左右對稱布局,所謂“前朝后市”、“左祖右社”等。這種布局體現了封建社會中簡明的組織規律,同時與其宗法和禮教制度密不可分。它是人類智慧的結晶,更是人類文化的重要組成部分,又是一種跨國界和文化的橋梁。因此,常見于人類的建筑、文化和藝術之中。對稱在東西方傳統建筑文化符號中的表現十分常見。圖3是法國的蘭斯大教堂,哥特式建筑風格的結構和裝飾中到處都能發現基于對稱思考的裝飾。圖4是婆羅浮屠佛塔鳥瞰圖,這是世界上最大的佛教遺址——瓜哇島的佛塔群。其基底尺寸為114×14m、高46m,塔結構基于中心及軸的反射對稱原理而構筑。人類由于生活在不同的區域和民族文化,雖然在生活與實踐過程中都發現和應用對稱原理,然而,由于文化背景及所處的民族和區域以及生活環境的不同,顯然對對稱的理解與應用是有區別的,這種差異體現在文化特征、美學追求以及文化符號的表現、傳播、及審美等各層面。例如早期的摩爾人和阿拉伯人,他們在對稱圖案的裝飾風格方面卻有著獨特的審美觀和表現,他們對復雜的數學幾何的研究與應用給后人留下深刻印象,如圖5,這是分別基于中心及旋轉(120及60)對稱以及反射軸對稱而構成的圖案裝飾,圖6為對稱結構示意圖,許多穆斯林和伊斯蘭教的建筑結構、裝飾風格和圖案的文化特征給人們留下了深刻印象。可見,對稱已不僅僅對建筑師有吸引力,數學家、物理學家、畫家、心理學家、考古乃至音樂家都在思考和研究它的意義和影響力。事實證明,數學一直伴隨和見證了人類的文明歷程,始終是人類文化的重要組成部分。
三、結語
建筑文化分為三個層次:首先,是物化形式;其次是外部形式與內在的結合,也可稱如各種創作理論、規范和法規等;最后是最本質的內在,如宗教感性、價值觀念、倫理道德和民族習性,這些本質的東西影響著前面兩個層面。現代主義建筑風潮的顯現出弊端之后逐漸平息下來,而后的后現代建筑試圖重拾對傳統文化的重視彌補之前的不足,但是后現代主義建筑的效果也并沒有如預期一樣,止步于建筑文化的表層,在本質上沒有擺脫現代主義建筑的弊端。傳統建筑文化是在它們所在的時代產生的滿足它們那個時代要求的建筑,而我們所在的時代由于需求,背景的不同,同樣需要具備我們時代的特點。如果我們回頭審視的時候會發現很多傳統建筑文化整體上是在特定主題下發展的,屬于建筑文化的第三個層次。和諧觀是中國傳統建筑文化的核心,出自于我國“天人合一、和諧共存”的儒道互補的哲學體系。自古以來,中國主流的傳統建筑正是沿著這條清晰的路線發展的,這便是中國傳統建筑文化的精髓所在,也是當代建筑文化重生的主干。建筑文化的重生所指的絕不是將傳統的建筑形式形而上學地附著在建筑體中,這樣低層次的建筑文化的表達方式最后只能導致建筑文化的面目全非,輕浮而沒有內涵。真正重拾建筑文化是指在建筑文化的第三層次的基礎上,結合時代的背景,資源和要求加以創新,使建筑符合時展的需求,才是建筑文化活絡重生的之道。
2建筑文化在生態建筑中重生
近年來,生態建筑潮流是中國傳統建筑文化復興的良機。生態建筑是將建筑本身作為一個生態系統利用技術、建筑學、生態學等將建筑內外的生態因素有機地融合起來,形成建筑生態系統內的自循環,從而解決建筑低耗環保的要求,這與中國建筑文化“天人合一”的觀念不謀而合,是一個填補建筑文化缺失的一個契機。古代中國建筑宣揚的是“天人合一”的宇宙觀,是在古代中國先賢對大自然的敬畏和敬仰的文化基礎上形成的。基于這樣的觀念,古代匠師從基地的選擇到建筑的功能的布局、結構、造型等方面都考慮建筑與環境、建筑與建筑、建筑與人的相互協調與融合,建筑雖由人造,宛若天成。或使建筑順應自然生態,成為自然生態中的一部分,即適應環境,或使建筑整體自成生態,創造自循環的小生態,即創造環境。這樣的建筑觀念本身就已經契合了生態建筑的生態學的主體。
2.1中國美術學院象山校區
王澍的作品中充斥著傳統低技術的運用,如碎磚瓦片拼湊而成的建筑外墻不拘一格展現了中國傳統民居古樸而優雅的質感;建筑的水平發展趨勢通過披檐的加入而得到加強,同時豎向層次也豐富了;大面積透明玻璃的應用增加了建筑的透光率,也使建筑通透清心,更加古典雅致。由王澍的作品可以看出他對建筑細部的單純的植入較少,而是通過創新來塑造建筑氛圍和空間趣味使我們能夠感覺到傳統中國建筑環境的。正如安藤忠雄所提到的,建筑并非模仿形式,而是繼承內涵。
2.2吉巴歐文化中心
吉巴歐文化中心是倫佐•皮亞諾的代表作品之一,這個溫暖中心的靈感來源于當地人的“棚屋”文化。當地人認為人只是自然界中一個小小的環節,生死是人生命的歷程,但是靈魂永恒存在,軀體只是靈魂的一個載體,終究還要塵歸塵,土歸土。“棚屋”是由自然界中的材料搭建而成的,當地人將他們對生命和自然的理解賦予建筑,使之與人一樣同樣有類似于生命體生老病死的過程,建筑來源自然,并最終歸于自然。皮亞諾在理解了當地的建筑文化后,在利用當地建筑材料的同時采用新型的鋼結構結合計算機的精密計算形成建筑編織結構的主體,并且在建筑中運用百葉窗調節自然通風使建筑更加生態節能,而經過精密計算的主體不僅具有形式美,更具有實用性。倫佐•皮亞諾設計的吉巴歐文化中心在當時是一種新的嘗試,他使建筑繼承了傳統建筑文化的同時通過創新更加深化了建筑的文化內涵,建筑的形式完美地融合于周圍環境,營造出符合傳統建筑文化的氛圍,同時又不失時代感,是一次傳統建筑文化與生態建筑結合的成功嘗試。
3結語
中國傳統建筑的“傳統四有”與“現代四缺”
傳統建筑的教育狀況通過對中國傳統建筑文化在營造和教育上的比較,可概括歸納為“傳統四有”與“現代四缺”。“傳統四有”,指在既往形成的傳統建筑營造教育中有明確的建造體系,如多種結構類型;有清晰的空間體系,如空間的等級序列;有相應的營造技藝,如各種建造材料的加工技藝;有脈絡的師承方式,如依托于方言分區上的傳播關系。“現代四缺”,指現行建筑學教育體系中,缺少中國傳統建筑的教育內容,如與傳統建筑相關的課程少且處于體系中的附屬地位;缺少資源轉化,如有關傳統建筑的典籍豐富,但缺乏向專題教學資源的轉化;缺少營造技藝的延續,如各地傳統建筑存留類型和技藝眾多,但缺乏延續的方式;缺乏營造實操的引領,如在現行建筑學教學中缺乏具有傳統建筑實操能力的教師、缺乏開展實踐教學的基地。一句話概括,即中國傳統建筑文化有建造體系、缺教育體系。
當代建筑學教育體系概略
當代建筑學教育體系概略主要分為:布扎、包豪斯和建構3個體系。布扎體系為巴黎美術學院的建筑學教學體系,在建筑學教育上側重將前人已有的建造形態轉換成要素,再轉化為形式組織規則,進而通過藝術構圖進行設計。布扎體系的教育核心在于建筑實體藝術形式的創造,在形式上的創新能力成為專業教學的培養目標。包豪斯體系隨現代建筑運動而起,成為現代建筑學教育體系的主體,在教育上側重從功能行為、空間類型的角度出發,以人的行為方式設計空間建造邏輯。包豪斯體系的教育核心在于空間上組織的創造,在空間組織形式上仍然呈現出藝術創作的取向。建構體系在建筑學教育上關注于建筑空間的構造邏輯,側重空間與材料、構造之間的對應組織,如空間的骨骼和外表皮形態呈現,建構體系的教育主軸為空間建造語匯的培養。以上3個建筑學教育體系建構均源自西方,暫且不論體系之間的優劣,三者均很好地將空間的建造現象轉化成了適于傳授的專業課程,并形成了理論知識和技能方法之間的配置。國內高校的建筑學教育體系由西方引入,早期主要為布扎體系,現行的建筑學教育主體為包豪斯體系,由于深受布扎體系中藝術精英思想的影響,在現代建筑學教學中呈現出較為強烈的藝術創作傾向。如在設計課程教學中追求空間造型、形態構圖的獨特與變化,審美悟性的啟發教學多于規則理性和營造邏輯的傳授教學,專業人才的培養目標側重于藝術創作而非工程建造。此外,由于現行的建筑學教育體系為西方引入,在教學內容的主體架構中中國傳統建筑文化與營造必然是缺位的。
面向歷史建筑保護的教育課程與專業
國內外針對歷史建筑保護開設課程與專業可追溯到上世紀60年代,如1962年國際文物保護與修復研究中心(ICCROM)與羅馬大學合作開設建筑保護課程,哥倫比亞大學在1964年開設研究生歷史建筑保護專業。國內的高校也先后開設了與歷史建筑保護的相關專業,如東南大學開設了建筑遺產保護專業、同濟大學與北京建筑大學開設了歷史建筑保護工程專業、香港大學開設了建筑文物保護專業。國內外多所高校在本科和研究生階段開設了與歷史建筑相關的教育課程,比較下來,研究生階段開設的課程普遍比本科階段多。在大學教育中提出創新能力的培養已經有多年了,但從專業教學的規律上比較素質與能力的培養,創新能力很明顯是無法培養的,但創新意識和創新素質是可以培養的。在高校的教育體系中,尤其是本科階段應該提倡專業規則教學和專業素質教學,為日后形成創新能力做儲備。具體到歷史建筑保護專業的人才培養上,由于該領域涉及到的內容復雜,多包含對歷史建筑的認知、傳統建筑結構與構造的認知、對建筑設計的理解和歷史文化等人文知識的儲備,只有經歷了相對較長時間的專業訓練后,才能成為具有從事歷史建筑保護工作能力的人才。要做到這一點,僅僅依托現行建筑學教育體系中的本科階段、研究生階段的培養是遠遠不夠的。那么,如何更新建筑學教育體系,在本科階段將素質培養到何種程度,研究生階段培養到哪種層次,就成為了建筑學教育在體系建構中需要關注的焦點。
建筑學教育體系中的中國傳統建筑課程
在現行建筑學教育體系中,基本都開設了與中國傳統建筑相關的課程,如中國建筑史、古建測繪等課程,但在教學深度上普遍都停留在專業認知層面,而非專業建造層面。中國建筑史包括中國城市建設史等課程,在教學內容上偏向于斷代認知,孤立地講授如唐代、宋代、明代或是清代建筑史內容,列舉各朝代的建筑風格。從中國傳統建筑系統的角度看,這僅僅是認知層面的教學內容,缺少脈絡延續層面的內容。古建筑測繪課程更是單純的對象認知,教學過程中只是訓練了學生對具體某個傳統建筑外觀尺寸的了解,而非掌握構造尺寸的由來,對于隱藏在構件內部的構造尺寸更是不得而知。傳統民居專題課程在教學中屬于科普認知范疇,教學內容展現出豐富的地區與民族傳統建筑類型與樣式,但基本不涉及各種類型在建造上的規律。
歷史建筑保護專業教學課程體系的問題
對國內高校在歷史建筑保護專業教學課程體系的問題,粗略列舉以下4點:第一,專業課程體系結構與內容應該如何搭建?既然是一個獨立開設的專業,就會有相應的且區別于其他專業的教學體系、課程結構以及教學內容,而這部分工作還處在探索階段。第二,工科類院校設置歷史建筑保護專業如何依托建筑學教育的基礎?高校開設此類專業基本上是“2+2”或“3+1”模式,即前兩三年與建筑設計課程設置相同,后一兩年有所區分。暫且不論學期長短,歷史建筑保護專業嫁接在建筑設計課程體系之上,嫁接到何種程度就涉及到專業課程建設的問題。第三,如何改變傳統建筑知識的方志式講授方式?涉及中國傳統建筑與文化的專業課程,在講授中通常描述一個地區和另外一個地區的類型不同、一個元素與另外一個元素的區別,偏向于方志式描述性講授。講“異”的同時忽略了“同”的普遍性原理講授。第四,保護設計、保護實操在教學中如何形成主次配置?在主干設計課程上與傳統建筑知識、實操如何銜接,即用何種載體去講授“同”、用何種載體去訓練保護設計的類型、用何種方式去傳授實操技藝,專業教學課程的主次結構配置亟待研究。作為資源的傳統建筑中國地理版圖廣闊、氣候環境多樣、歷史悠久、民族眾多,由此形成了傳統建筑在空間實體類型和地區文化類型上的豐富資源。由于自然環境的類型多樣,在建筑的營造中應對環境要求、獲取建造材料、加工技藝多元化,加之民族文化、等人文要素諸多方面的影響,中國的傳統建筑呈現出各個地區和民族獨特的類型。傳統建筑多樣化的空間實體類型,具有轉化成為教育資源的潛力。如在地區空間分布上,建筑類型以及營造中的形變等體現出建造智慧和建造邏輯;在建造材料上,對木結構、夯土、石筑等材料加工技藝體現出建造的技術邏輯;在民族信仰上,傳統建筑在空間實體上反映出文化共同體的狀態;在方言文化圈上,傳統建筑的形態樣式可以體現出建造傳播的脈絡等。當然,隨著社會經濟的變遷,傳統建筑的這些方面不可能全部原封不動地繼承下來,但將其轉化成專業教學資源至少具有兩個方面的價值,即在歷史建筑保護實踐方面,對歷史建筑修繕、保留構件如何銜接、修繕材料選擇、磚墻和瓦片等修繕方式具有實操價值;在傳統建筑文化方面,對未來的傳承發展和文化標準的建立具有基礎支撐價值。
傳統建筑的教育轉化
面向傳承與發展的傳統建筑教育體系
面對傳統建筑文化在當代的傳承與延續需求、未來的發展與自強趨勢,在教育體系建構上有5個方面的內容需要實現轉化:一是從類型缺位向體系建設轉化。我國的建筑學教育體系由西方引進,在這其中中國傳統建筑是缺位的。在教育體系中僅僅將中國傳統建筑中的某一部分或者某一類型提煉出來作為輔助教學載體是遠遠不夠的,必須將中國傳統建筑從空間到文化融入教學課程體系當中,進而構建其中國本土建筑的教育體系。二是從對象資源向教育載體轉化。如前所述,中國傳統建筑與文化作為實體對象資源非常豐富,但缺乏將其轉化成教育載體。只有實現了對象資源向教育載體的轉化,才能將傳統建筑營造背后所蘊含的智慧、技藝以及文化等傳授下去。三是從圖典書籍向專業教材轉化。關于傳統建筑的圖典書籍眾多,有《營造法則》、《工部則例》、《營造法原》等,如同字典不是教材一樣,有關傳統建筑的法則、案例、圖典也不是教材。要構建傳統建筑的教育體系,就需要將這些豐富的圖典書籍轉換化為可傳授的專題教材。四是從方志講授向規律掌握轉化。對傳統建筑的方志式講授是描述性的,該部分內容是專業教學的基礎,是面向過去的,要構建面向未來發展的傳統建筑教育體系,應更多地側重對于差異性現象背后的專業規律的掌握。五是從興趣培養到能力建構轉化。中國傳統建筑在思維環境中普遍被認為是“老建筑”、“舊建筑”和“破建筑”,本土建筑文化在現行的建筑學教育體系中缺位,導致在傳統建筑方面培養出來的人才匱乏。也有少量從事于傳統建筑保護和設計的人才出現,但多是由于個體的興趣使然。對于專業教育層面而言,人才培養僅僅寄托在興趣培育上是遠遠不夠的,更多地應該通過教育體系的建構而落實在素質和能力的培養上。
實操能力培養的教育基地建設