当代建筑“涌现”浅析

[摘要]本文探讨了当代新兴起的一种学术性理论——涌现理论，通过对其的出现、发展以及当今广泛应用的阐述，引发对当代建筑中“涌现”理论应用的思考，从而使当代建筑具备自适应的机能。

[关键词]涌现 自适应 当代建筑

[中图分类号]TU-0 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349（2012）09-0114-01

涌现理论是当代新兴起的一种跨学科学术性理论。20世纪中期，在数学、化学、生物以及物理等许多基础学科思想与技术的交叉中，产生了涌现一词的本源概念。但直到现今，关于“涌现”的概念还没有确切的界定。涌现理论与许多后现代文化思潮如当代的混沌理论、自组织理论、耗散结构理论、系统论等，互相交叉渗透，有着不可分割的联系，并且是与其一脉相承的产物，此理论是对具有普适性的事物生成与发展变化规律进行的探讨，对当代各个科学技术领域产生了十分广泛的影响，并被建筑、教育、农业、工业、医学、军事等诸多方面的研究所运用。

基于上世纪中期逐渐形成的复杂思想，当代涌现理论也开始逐渐地形成。1998年约翰·霍兰（John Holland）在《涌现——从混沌到有序》一书中，把“涌现”当做一门具有普适性的跨学科理论，并对其展开了初步系统的论述。

霍兰认为“涌现”是普遍的现象，其现象在很多看似不相关的领域都有发生，比如说种子发芽生长，在《涌现——从混沌到有序》一书的开篇他就写道：“当杰克把一粒种子种到地里时，一棵美丽的蔓藤葡出现了，慢慢地它变为一棵成熟的巨大的葡萄树。”这也说明虽然涌现理论产生的时间并不长，但是涌现现象在自然界却是极为普遍的，海螺的螺旋型，沙丘与海浪，松果与花序的形态都是涌现的体现。另外，不仅仅是种子生长，鸟群与蚁群的活动、神经网络系统与免疫系统的运作等生物现象，包括互联网络的运行、人类社会经济系统的运作等非生物现象都有这个相类似的涌现特征，“整体大于部分之和”“简单生成复杂”，也就是说整体的行为比个体的行为复杂很多，即整体所做出的行为比简单个体做出行为的叠加更为复杂。

在霍兰看来，一些最基本的单元个体相互构成“集群”，按照简单得近乎荒谬的规则，却能够生成极为复杂的涌现现象。例如狼群的“集群智慧”，狼虽然通常独自活动，但如果面对比自己强大的生物时，就会群起而攻之，从而展现出惊人的“集群智慧”。在广阔无垠的旷野上，一群狼踏着积雪寻找猎物，它们最常用的一种行进方式是单列行进，一匹挨一匹，它们之间有着明确的分工协作，还会采取一些行之有效的“战术”，如迂回、围猎等方式，进行捕猎。单独的几匹狼所产生的能量并不大，但集群之后整个狼群产生的能量就会增强，大于单匹狼所产能量相加之和，这就是涌现的“整体大于部分之和”的特征。一些棋类博弈游戏也具有此特征，人们在下国际象棋时往往会形成一种极为复杂的博弈格局，然而国际象棋的规则只有简单的二十几条，典型的“简单生成复杂”。

另外，《涌现——从混沌到有序》一书中，阐述了事物的涌现还应具“受限生成”“自适应”等特征。作者认为系统是由基本的单元或者个体组成的，比如蚁群中的蚂蚁、动植物机体内的细胞和棋类游戏中的棋子等。这些个体遵循一些简单的规则进行活动，在此过程中，系统内的这些基本单元之间存在着前后关联、“无中心”“自组织”的相互作用，并形成复杂的非线性关系，从而生成“整体大于部分之和”的涌现现象。许多有机体都具有“自适应”机能，有机体为了适应环境、适应竞争而生存下去，能够对一些环境的变化或者是紧急的情况，做出瞬间的反应。比如，蚂蚁会觉察到移动的物体并迅速做出判断而逃走。此外，霍兰认为，可以通过建造模型来模拟涌现现象，计算机技术的发展和进步，也使得模型的建构较为便捷，形象更具象化，他对涌现的研究就是在计算机建模的基础上开展的，而计算机建模的设计和运作本身也在证实着涌现的“简单生成复杂”的特征。

涌现理论已经被广泛应用于人工智能、复杂科学、自组织、集群理论等科学和社会科学领域，为各领域的学者们提供了新的思路和视角，对当代城市和建筑设计的发展产生了很大的影响，使我们对认识和解释城市与建筑设计中的许多现象有了新的启发，并开辟了新的思路。

许多建筑学者和建筑设计师都展开了涌现在建筑空间设计领域的研究，如史蒂文·约翰逊在表述城市的生成状态时使用了“涌现”一词；曼纽尔·德兰达进行城市组织结构生成研究时，关注城市在涌现过程中内部个体之间的非线性作用；格雷格·林恩对“块茎”概念的阐述与涌现理论中集群关系、受限生成等相互融合；近年来致力于非标准形态研究的徐卫国提出的计算机参数化设计，就是涌现理论和计算机技术相结合的产物，他对建筑设计中的“涌现”理念进行了阐释，认为涌现这一概念是针对建筑复杂性的一种研究，而这种复杂性是指一种动态、稳定的有序化结构，这种复杂性是由组成集群的单体遵守简单的规则，而后产生复杂的集群行为。而当今建筑界所关心的主要是怎样解释建筑的复杂性，以及在建筑设计当中的应用，也就是说现在的建筑设计师们试图展示一种新的设计方法，和由于该方法导致的不规则形体。

总之，涌现理论的出现与发展应用对当代建筑形态形成的“自适应”机能提供了相应的理论基础，并使当代的建筑设计者们对建筑设计有了新启发、新思路。也就是说，我们当代的建筑要想拥有涌现的特性，就要像生物自组织自适应生长，和动植物在自然界生存相似，不仅受到自身遗传的限制，也会受到周围环境的影响。

【参考文献】

[1]约翰·霍兰（著），陈禹等（译）.涌现从混沌到有序[M].上海：上海科学技术出版社，2006.

[2]矫苏平，孙秀丽.涌现理论与当代空间设计.南京：南京艺术学院学报，2010.06.

[3]（英）彼得·绍拉帕耶（著），吴晓，虞刚（译）.当代建筑与数字化设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.