由涌现理论看当代城市与建筑设计思路

摘要：涌现理论是当今活跃在多领域前沿的门跨学科新兴理论，为当代学术界开创出全新的研究视角，并不断冲击着空间环境设计者对事物的既定认知，从而对城市设计、建筑设计、室内设计等领域产生深远影响，引发各种新的设计思潮与革命性试验。它还为城市和建筑的研究思路开辟出更广阔的空间。对于城市系统而言，基于涌现理论的系统思维有利于探索高密度环境下的城市发展模式，推动城市各子系统协调共生；对于建筑个体而言，树立整体创作观有利于使建筑设计的环境背景涵括整个城市乃至更加宏观的范畴，从而促进建筑与城市之间保持和谐有序的互融状态。

关键词：涌现；整体思维；系统思维；建筑与环境；城市更新

中图分类号：TU-021

文献标识码：A

文章编号：1008-0422（2014）02-0049-03

1、前言

涌现理论是当今活跃在多领域前沿的一门跨学科新兴理论。伴随着系统科学的发展，该理论逐渐成为复杂性研究的主题，它探讨的是具有普适性的事物生成与发展变化规律。涌现理论不仅为当代学术界开创出全新的研究视角，而且不断冲击着空间环境设计者对事物的既定认知，从而对城市设计、建筑设计、室内设计等领域产生深远影响，引发各种新的设计思潮与革命性试验。英国建筑理论家尼尔-林奇（Neil Leach）称其为“激发顶尖年轻建筑师创力的最有趣的科学理论”。

2、涌现理论概述

2.1 概念与界定

涌现（Emergence）这一概念最早由系统科学的开创者贝塔朗菲（Bertalanffy，Ludwig von）提出，他把“涌现”定义为系统的整体界定所产生的一种性质。随着系统科学不断推进，涌现作为一切复杂系统的共性逐渐成为复杂性研究的主题。实际上，复杂性研究的本质就是对涌现内部过程的研究。

对于涌现的含义，目前一般性的理解为：诸多部分如果按照某种方式形成系统，就会产生系统整体具有而部分或部分加和不具有的属性、特征、行为、功能等，整体一旦被还原为互不相干的各部分，这些属性、特征、行为、功能便不复存在。亚里士多德最简明通俗的表述就是“整体大于部分之和”。涌现现象普遍存在于生物界和科研领域，如鱼群效应、神经系统活动、因特网运行、棋类博弈等，它们都是由个体单元通过集群组构，并且活动过程遵循简单的基本规则，最终却能生成一个复杂整体而显现出个体无法实现的特性。

然而这些都只是对涌现的一般描述，不能作为对它的科学定义。迄今为止，学界共同认可的有关“涌现”的正式定义尚未形成。基于各种对涌现现象不同属性的描述，我们仍然可以从中提炼获取到明显的共性，它们构成了界定涌现现象的普遍准则，即涌现的本质特征，这些特征包括：

1）随机性：涌现的结果带有不可预测的偶然性：

2）非演绎性：涌现的结果是出其不意的随机事件，任何形式的逻辑推理都无效；

3）历时性：涌现是一个随时间不断演进的过程，且这一过程不可逆；

4）跳突性：涌现过程中前后相继的两个过程之间没有稳定的过渡状态，后一个状态总是突然出现；

5）层级性：涌现现象在不同层次上有不同的表现形式，其复杂度会随层级的升高而提高。

2.2 涌现理论与城市系统的关联

美国圣塔菲研究所（Santa Fe Institute）的代表学者霍兰（John.H.Holland）曾提出复杂适应系统理论（CAS理论，也称复杂性科学），其基本思想为：系统中的成员被称为具有适应性的主体，主体在与环境和其他主体的交互作用中“学习”或“积累经验”，并反过来改变自身结构和行为方式，以适应环境变化并且与其他主体相协调，从而促进整个系统演化。相互作用开始后，系统能自组织、自协调、自加强，并随之扩大、发展，最后发生质变，这种质变在复杂性科学中就称为“涌现”。

城市作为一个复杂巨系统，具有一切复杂适应系统的特征：

1）城市的形成、维持和演化都遵循层级结构这种复杂系统的组织方式和运行模式；

2）城市系统具有适应能力、平衡能力、学习能力，能够产生临界行为、自组织行为、演化行为、工程技术行为等；

3）城市系统与自然环境互塑共生，不断发生着物质、信息与能量的交换；

4）城市具有多元性、相关性、整体性、秩序性、自组织性、目的性和演化性等复杂系统特征，遵循系统的整体涌现原理。

2.3 涌现理论与建筑系统的关联

涌现是一切复杂系统的共性，而建筑作为人类最庞大的物质产品，其本身即为一个关于空间的复杂系统，其复杂性表现在：

1）建筑内涵具有多义性

建筑是人类文明的重要组成部分，全方位反映着经济的发展、技术的进步和社会的变迁，与自然环境和人文背景紧密关联，具有实用性、艺术性和技术性等多重属性。这些特性互为依托，共同构成了建筑的复杂内涵。

2）建筑具有多层次外延

建筑的多重属性决定了其外延的模糊性和复杂性。广义的建筑学涉及人类学、哲学、社会学、经济学、政治学、管理学、传播学、心理学等，还有大量新兴学科正纷纷渗透到建筑研究领域。介入因素日益庞杂，使得建筑学涵盖的内容已经不再局限于内部空间和外部造型，而是更倾向于关注建筑、城市、自然和人之间的互动关系。

3）影响建筑的因素多变

城市作为建筑最直接的外部环境，就是一个具有开放性和多元性的复杂巨系统，其内部的物质流、信息流、技术流和人口流等要素共同构成了城市各子系统间的复杂关系，而建筑作为城市的下级组成会直接受到这些因素的影响；建筑同时也是人类主观意识的映像，其使用者会因社会地位、文化背景、审美取向、等多方面差异而造成建筑外部条件的深刻不确定性。

4）建筑系统具有动态演变性

建筑作为一个动态的复杂适应性系统，为了适应城市和人类社会的不断进化，其使用功能、建造技术和艺术风格等都必须随着时代的变迁而不断更新，以满足使用者生理和心理方面的需求变化。

3、涌现理论对城市更新研究的意义

3.1 传统街区的文脉保护

传统城市的构建形态不同于现代社会所遵循的城市发展模式，不受“自上而下”的城市规划方案所制约，而是自发性生成的状态，表现出“自下而上”的“涌现”特征。传统街区在适应环境的漫长经历中，积累了大量物质储备与情感记忆，并且具备一定的自我调节能力。大规模变迁只会破坏原有的平衡状态，导致传统文脉的断裂。因此在传统地段的更新策略研究中，应提高使用者的参与度，鼓励其发挥自组织能力，引导城市沿袭原有的生活轨迹渐进式地演化，以最大程度地保留地域特质。

3.2 城市发展的合理预期

一座城市得以形成和发展有赖于人的行为活动，这是城市进化的根本动力。城市与其居住者之间经过交互作用、彼此影响，形成互惠互利的共生系统。基于涌现思想，通过分析主体即居住者的行为特征，探索这一系统的运行规律，进而对城市未来的变化趋势做出合理预期，并以此作为城市空间的规划依据，由此就能得出更加有效的设计方案，从而引导城市向更有利于人类发展的方向演化。

4、涌现理论对建筑创作思维的影响

4.1 整体思维

从涌现理论的角度看，任何事物都是由局部构成的复杂整体系统，不能仅作简单的量化分析。同理，城市不仅是建筑集合，而且是它所负担的各种机能穿插交错形成的复杂而高效的系统，内部的建筑都应成为使用者所期待的生活的一部分。因此，一切设计的起点都该是基地特定的环境背景，将设计对象视为系统的一部分，而不是孤立个体。抽象的建筑是不存在的，每个建筑单体都深深根植于地域环境中，是具体的自然条件和人文条件共同影响的结果。其中，自然条件包括地理、地貌、气候、材料等，而人文条件包括生产、生活、习俗、信仰、审美观念等，这些影响因素都须在设计之初被纳入方案的生成依据。

例如：坐落于悉尼北部猎人谷（Huntervalley）的亚历山大农业大学（C.B.AlexanderCollege图【1】），设计者考克斯（PhilipCox）充分考虑了对地域性的关照，从不同侧面回应当地特殊的环境条件，使整个校园弥漫着乡土气息：建筑材料选取的是当地盛产的木材和质地粗糙的褐色砖瓦；室内天花用编织复杂的木构屋架抽象地表达哥特时期建筑遗风；檐下回廊和中庭空间适应本土的草原气候；简单的矩形平面和深远的出檐等当地传统民居形式以及令人回味的传统工艺手法的运用等。

4.2 过程思维

世界是一个复杂的过程集合体，时刻进行着物质与精神的繁衍与更迭。而时间和空间是运动着的物质存在的基本形式，是物质固有的普遍属性，因此任何事物都是时间维和空间维辩证结合的结果。

从宏观的城市系统来看，只有善于利用既有资源，持续更新转变，不断适应时代的变化，才能使城市真正充满活力。今日的建筑就是明日的历史资产，要深入挖掘城市更新过程中的既存建筑价值，使城市拥有它所经历的每个时代的独特遗产，其中的每个建筑都是“瞻前顾后”的存在，既关联历史传统，又反映时代特征。

从微观的建筑空间来看，人对空间的实际体验是在连续移动中实现的，抽离时间概念而单方面关注三维实体本身只是对建筑空间的片面认知。只有在空间设计中加入时间参考系，将创作思路从平面布局规划和立面形式设计的观念桎梏中解放出来，转为设计空间序列的过程逻辑，通过空间关涉、轴线暗示和视觉关联，建立起使用者对场所环境的完整体验，从而真实表达其空间神髓。

早在60年代，以黑川纪章、菊竹清训、桢文彦等人组成的新陈代谢派（Metabolism）就已表露出动态过程思想的主张，他们强调事物的生长、更新与消亡，反对把城市和建筑看成固态的自然进化，而是要像生物新陈代谢一样引入时间周期的因素。他们基于这种理念而提出“可替换系统”的概念，通过现代技术使建筑成为一个由标准件装配而成的部件可调装置。由黑川纪章设计的中银舱塔（CapsuleTower图2）和1970年大阪世博会上展出的实验性房屋（Takara Beautilion图3）集中体现了这种“临时性”和“可动性”的思路。虽然这一流派由于盲目强调新技术而对时代特征认识不足，导致他们的主张没有结出硕果，但是这种开放性动态理念为都市化进程中诸多问题的研究和以生态主义代替人本主义的转变倾向灌注了有力后劲。

4.3 混沌思维

世界的本质是非线性的，人类面临的生存空间具有难以预测的复杂性、矛盾性和不确定性，因此城市和建筑需要从多层次、多维度、多途径应对世界的混杂多变和不可捉摸。近年来，曾经喧嚣一时的解构主义日渐隐匿，因为人类逐渐意识到“颠倒、肢解、重组”的解构策略无法直面建筑和城市之间的复杂悖论，自然、人文、历史、生态和技术等多种因素的对立依然存在，城市陷入愈演愈烈的混乱中。而这些冲突的应对策略不是激烈碰撞，而是要向顺应与融合的方向发展，因此要将设计观念由“非此即彼”转变为“亦此亦彼”。

模糊界面就是混沌思维影响下的一种空间设计思路。一方面通过柔化和消隐建筑外界面，使建筑与环境的界限模糊化，从而将建筑个体消融于城市之中；另一方面通过弱化室内分隔界面来消解距离感，给空间使用以更大的灵活度。德勒兹（Gilles Louis Rene Deleuze）用游牧空间（Nomadic Space）的概念来描述无中心、无等级、无规则的含混空间状态，人可以在任何两点之间随意移动，完全不受功能理性的束缚，如同游牧民族逐水草而居的生活一样无明确的路线与边界。藤本壮介的“弱建筑（Weak Architecture）”思想所表达的也是这样一种退让型设计态度，放弃强加于使用者的明确功能界定，使建筑成为能够激发多种可能性事件的暧昧空间。正如他的设计作品THouse图4所表达的洞穴概念，空间的魅力在于其带有强烈偶然性和关联性的渐变状态。此类理念的本质其实都是出自于混沌视野下的模糊界面思想，传达一种自由流变的空间诗学，以此未反抗绝对定义的静态空间对建筑适应能力的限制。

4.4 关系思维

任何个体都与环境相互依存、彼此制约，截然的主客二分和绝对的客观理想是不存在的。城市不是建筑的简单群聚和集体表演，而是具有经济性、社会性和文化性的相互共生。每个建筑设计方案都必须在城市环境中找到相应定位，而不是单纯地放在基地里而已。它要与环境建立起一种肌理关系，改变人们的视野，为场所创造新生命，凝聚新磁场。设计者需要充分考量基地现存资源，合理引导各类建筑发挥集群效应，提高公共设施的使用效能。异质空间的组合可以形成多元化的生成结果，赋予场所更加丰富的含义。

通过对空间序列进行逻辑关系的妥善建构，能够使建筑群发挥意想不到的组合效应。坐落于美国德克萨斯州沃斯堡郊区的两座比邻而建的美术馆就是印证这种关系思维的杰出范例：落成较早的是路易斯・康（LouisI.Kahn）70年代的代表作品金贝尔美术馆（Kimbell Art Museum图5），通体素混凝土墙面和单元式重复排列的拱顶，表现出设计师一贯的质朴情怀。而位于它旁边的沃斯堡现代美术馆（Modern Art Museum of Fort Worth图6）竣工于2002年，出自安藤忠雄的设计。同样采用元素重复的手法，安藤以六个平行排列的平屋顶挑檐，呼应金贝尔美术馆的连续弧形拱顶，清水混凝土和玻璃的搭配却诗意地表达出一种禅宗韵味。这一组特定空间经过设计者独具匠心的潜在编排，以东西方审美情趣的对比和古典美学与现代主义的对话，表现出恰到好处的对抗与融合。设计者利用一系列时空线索暗示和场所新秩序生成，对在场建筑进行了意象重构，从而表达出多重隐喻的场所内涵，使穿梭于其间的人们无不惊叹于这种时空迷乱的惊奇体验。

5、结语

在今天这个复杂而多元的时代，普适性规则不足以解决建筑、城市和人类自身之间难以消解的多层冲突，需要设计者以更加系统的多维视野权衡各方利弊，为化解矛盾寻找正确的突破口。涌现理论的兴起在城市和建筑研究领域里掀起了一场创作思维的风暴，使设计者的认识水平提升到前所未有的广度和深度，为空间研究思路拓展出更广阔的视野。对于城市系统而言，基于涌现理论的系统思维有利于探索高密度环境下的城市发展模式，成为推动城市各子系统协调共生的强大助力；对于建筑个体而言，树立整体的创作观有利于使建筑设计的环境背景涵括整个城市乃至更加宏观的范畴，从而促进建筑与城市之间保持和谐有序的互融状态。虽然建筑领域对于涌现的研究目前尚处于初步阶段，但这一理论背后蕴藏的潜能巨大，正受到越来越多建筑与规划研究者的关注，并且不断为创作理念注入新鲜血液。