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在科学中,对称性指的是研究对象在某种变换或操作下保持不变的性质,因而具有根本性的意义。所谓对称变换是对称操作的结果。在平面中,对称操作只影响对象的几何学性质的变换,即对称变换仅涉及到设计的结构。同时,也允许反演对称操作并使对象重新回到原点。在艺术中,对称性常与平衡、形状、形式、空间、秩序、和谐以及美感等相联系。最早意识到“对称”在二维平面设计中具有辅助作用,并努力使“对称”原理应用于设计实践的人是英国利兹大学纺织系的物理学家H.J.Woods。在20世纪30年代,他相继发表了多篇研究论文。并通过可视化的图形符号,解析对称在构建图形结构与设计过程中的辅助作用。从非数学研究的角度看,由OwenJones所著,出版于十九世纪初的《装饰原理》一书,似乎最具影响力。分析介绍了大量的图案与装饰,并根据不同的时期、民族区域和风格将图案与装饰进行分类,该书对图形与对称的研究起到了进一步的促进和推广作用。从数学研究的角度看,历史上的数学家和科学家,例如Coxeter、Guggenheimer、Gans、ShwbnikovandKoptsik、Schattschneider都已经意识到数学意义上的对称,是以四种基本对称操作或几何变换在平面中的应用为特征。这四种基本对称操作是:平移对称、旋转对称、反射对称、滑移反射对称。历史上,曾有无数的人们进行过有关数学对称理论的开创性研究与探索实践。在中西方传统文化、艺术和建筑中,存在许多类似案例可供研究。从图形创意的理论研究与实践探索综合的角度看,荷兰艺术家M.C.埃舍尔(M.C.Escher)的研究与探索最具代表性,并且理论研究体系也十分系统和深入。他的图形创意具有数学思维和艺术的创造,他的作品堪称科学与艺术相融合的典范。M.C.埃舍尔图形创意的数学灵感和理论来源于很多方面,其中有规律的对称图形创意灵感源自数学对称理论。研究和欣赏埃舍尔的艺术,首先必须了解其作品所蕴含的数学思想,如此才能真正享受到他的艺术与数学完美结合所带给人们的审美愉悦。图1这是M.C.埃舍尔基于对称变换原理而创作的作品。
二、数学对称原理在传统建筑文化符号中的应用
文化符号在构建过程所基于的数学原理与理论分类很多,就数学对称原理而言,可追溯到人类的史前文化。综观人类的艺术史,根据现已被考古发现的大量的记录在岩石上的原始文明、新石器时代的手工陶艺、夏商周的青铜制品、古希腊文明、以及埃及和玛雅文明中,均有发现文化符号基于数学对称思维的例证。本文着重介绍和分析了传统建筑文化符号中所蕴含的数学对称原理。数学意义上的对称在传统建筑文化符号中的应用相当常见,在中西方传统建筑和圣殿的建造过程中都能找到与数学对称有某种关联。在文化和艺术中,对称常与和谐以及形式美感等含义相关联,其根本的原因是,数学对称的灵感源于对宇宙和自然以及人类自身的探索和发现,同时这种数学的生命力完全根植于养育她的文明社会生活之中,对称与中国的文化和哲学思想以及所崇尚的“天地交而万物通”、“天人合一”的哲学精神是吻合一致的。在这种哲学思想的影响下,传统建筑在文化特征、美学追求、建筑风格、形式结构等因素受到影响是必然的。“天人合一”的建筑环境是中国传统建筑文化所推崇的理想境界,把人和天地万物紧密地联系在一起,并视为不可分割的共同体。文化意义上的对称,通常与中庸、秩序、和谐、典雅、庄严以及权威等含义相关联,中国传统建筑十分讲究对称的文化。中国古代帝王的宫殿以及宗教寺庙在建筑布局和结抅中,一般都按照均衡对称的方式,沿着纵轴线与横轴线进行布局及设计。例如北京的故宫就以中轴线为中心轴,图2是北京故宫鸟瞰图,其沿着纵轴线与横轴线进行布局设计。宫殿的布局,一般都以主宫殿位于中轴线上。以宫室为主体,次要建筑位于两侧,左右对称布局,所谓“前朝后市”、“左祖右社”等。这种布局体现了封建社会中简明的组织规律,同时与其宗法和礼教制度密不可分。它是人类智慧的结晶,更是人类文化的重要组成部分,又是一种跨国界和文化的桥梁。因此,常见于人类的建筑、文化和艺术之中。对称在东西方传统建筑文化符号中的表现十分常见。图3是法国的兰斯大教堂,哥特式建筑风格的结构和装饰中到处都能发现基于对称思考的装饰。图4是婆罗浮屠佛塔鸟瞰图,这是世界上最大的佛教遗址——瓜哇島的佛塔群。其基底尺寸为114×14m、高46m,塔结构基于中心及轴的反射对称原理而构筑。人类由于生活在不同的区域和民族文化,虽然在生活与实践过程中都发现和应用对称原理,然而,由于文化背景及所处的民族和区域以及生活环境的不同,显然对对称的理解与应用是有区别的,这种差异体现在文化特征、美学追求以及文化符号的表现、传播、及审美等各层面。例如早期的摩尔人和阿拉伯人,他们在对称图案的装饰风格方面却有着独特的审美观和表现,他们对复杂的数学几何的研究与应用给后人留下深刻印象,如图5,这是分别基于中心及旋转(120及60)对称以及反射轴对称而构成的图案装饰,图6为对称结构示意图,许多穆斯林和伊斯兰教的建筑结构、装饰风格和图案的文化特征给人们留下了深刻印象。可见,对称已不仅仅对建筑师有吸引力,数学家、物理学家、画家、心理学家、考古乃至音乐家都在思考和研究它的意义和影响力。事实证明,数学一直伴随和见证了人类的文明历程,始终是人类文化的重要组成部分。
三、结语
建筑文化分为三个层次:首先,是物化形式;其次是外部形式与内在的结合,也可称如各种创作理论、规范和法规等;最后是最本质的内在,如宗教感性、价值观念、伦理道德和民族习性,这些本质的东西影响着前面两个层面。现代主义建筑风潮的显现出弊端之后逐渐平息下来,而后的后现代建筑试图重拾对传统文化的重视弥补之前的不足,但是后现代主义建筑的效果也并没有如预期一样,止步于建筑文化的表层,在本质上没有摆脱现代主义建筑的弊端。传统建筑文化是在它们所在的时代产生的满足它们那个时代要求的建筑,而我们所在的时代由于需求,背景的不同,同样需要具备我们时代的特点。如果我们回头审视的时候会发现很多传统建筑文化整体上是在特定主题下发展的,属于建筑文化的第三个层次。和谐观是中国传统建筑文化的核心,出自于我国“天人合一、和谐共存”的儒道互补的哲学体系。自古以来,中国主流的传统建筑正是沿着这条清晰的路线发展的,这便是中国传统建筑文化的精髓所在,也是当代建筑文化重生的主干。建筑文化的重生所指的绝不是将传统的建筑形式形而上学地附着在建筑体中,这样低层次的建筑文化的表达方式最后只能导致建筑文化的面目全非,轻浮而没有内涵。真正重拾建筑文化是指在建筑文化的第三层次的基础上,结合时代的背景,资源和要求加以创新,使建筑符合时展的需求,才是建筑文化活络重生的之道。
2建筑文化在生态建筑中重生
近年来,生态建筑潮流是中国传统建筑文化复兴的良机。生态建筑是将建筑本身作为一个生态系统利用技术、建筑学、生态学等将建筑内外的生态因素有机地融合起来,形成建筑生态系统内的自循环,从而解决建筑低耗环保的要求,这与中国建筑文化“天人合一”的观念不谋而合,是一个填补建筑文化缺失的一个契机。古代中国建筑宣扬的是“天人合一”的宇宙观,是在古代中国先贤对大自然的敬畏和敬仰的文化基础上形成的。基于这样的观念,古代匠师从基地的选择到建筑的功能的布局、结构、造型等方面都考虑建筑与环境、建筑与建筑、建筑与人的相互协调与融合,建筑虽由人造,宛若天成。或使建筑顺应自然生态,成为自然生态中的一部分,即适应环境,或使建筑整体自成生态,创造自循环的小生态,即创造环境。这样的建筑观念本身就已经契合了生态建筑的生态学的主体。
2.1中国美术学院象山校区
王澍的作品中充斥着传统低技术的运用,如碎砖瓦片拼凑而成的建筑外墙不拘一格展现了中国传统民居古朴而优雅的质感;建筑的水平发展趋势通过披檐的加入而得到加强,同时竖向层次也丰富了;大面积透明玻璃的应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对建筑细部的单纯的植入较少,而是通过创新来塑造建筑氛围和空间趣味使我们能够感觉到传统中国建筑环境的。正如安藤忠雄所提到的,建筑并非模仿形式,而是继承内涵。
2.2吉巴欧文化中心
吉巴欧文化中心是伦佐•皮亚诺的代表作品之一,这个温暖中心的灵感来源于当地人的“棚屋”文化。当地人认为人只是自然界中一个小小的环节,生死是人生命的历程,但是灵魂永恒存在,躯体只是灵魂的一个载体,终究还要尘归尘,土归土。“棚屋”是由自然界中的材料搭建而成的,当地人将他们对生命和自然的理解赋予建筑,使之与人一样同样有类似于生命体生老病死的过程,建筑来源自然,并最终归于自然。皮亚诺在理解了当地的建筑文化后,在利用当地建筑材料的同时采用新型的钢结构结合计算机的精密计算形成建筑编织结构的主体,并且在建筑中运用百叶窗调节自然通风使建筑更加生态节能,而经过精密计算的主体不仅具有形式美,更具有实用性。伦佐•皮亚诺设计的吉巴欧文化中心在当时是一种新的尝试,他使建筑继承了传统建筑文化的同时通过创新更加深化了建筑的文化内涵,建筑的形式完美地融合于周围环境,营造出符合传统建筑文化的氛围,同时又不失时代感,是一次传统建筑文化与生态建筑结合的成功尝试。
3结语
中国传统建筑的“传统四有”与“现代四缺”
传统建筑的教育状况通过对中国传统建筑文化在营造和教育上的比较,可概括归纳为“传统四有”与“现代四缺”。“传统四有”,指在既往形成的传统建筑营造教育中有明确的建造体系,如多种结构类型;有清晰的空间体系,如空间的等级序列;有相应的营造技艺,如各种建造材料的加工技艺;有脉络的师承方式,如依托于方言分区上的传播关系。“现代四缺”,指现行建筑学教育体系中,缺少中国传统建筑的教育内容,如与传统建筑相关的课程少且处于体系中的附属地位;缺少资源转化,如有关传统建筑的典籍丰富,但缺乏向专题教学资源的转化;缺少营造技艺的延续,如各地传统建筑存留类型和技艺众多,但缺乏延续的方式;缺乏营造实操的引领,如在现行建筑学教学中缺乏具有传统建筑实操能力的教师、缺乏开展实践教学的基地。一句话概括,即中国传统建筑文化有建造体系、缺教育体系。
当代建筑学教育体系概略
当代建筑学教育体系概略主要分为:布扎、包豪斯和建构3个体系。布扎体系为巴黎美术学院的建筑学教学体系,在建筑学教育上侧重将前人已有的建造形态转换成要素,再转化为形式组织规则,进而通过艺术构图进行设计。布扎体系的教育核心在于建筑实体艺术形式的创造,在形式上的创新能力成为专业教学的培养目标。包豪斯体系随现代建筑运动而起,成为现代建筑学教育体系的主体,在教育上侧重从功能行为、空间类型的角度出发,以人的行为方式设计空间建造逻辑。包豪斯体系的教育核心在于空间上组织的创造,在空间组织形式上仍然呈现出艺术创作的取向。建构体系在建筑学教育上关注于建筑空间的构造逻辑,侧重空间与材料、构造之间的对应组织,如空间的骨骼和外表皮形态呈现,建构体系的教育主轴为空间建造语汇的培养。以上3个建筑学教育体系建构均源自西方,暂且不论体系之间的优劣,三者均很好地将空间的建造现象转化成了适于传授的专业课程,并形成了理论知识和技能方法之间的配置。国内高校的建筑学教育体系由西方引入,早期主要为布扎体系,现行的建筑学教育主体为包豪斯体系,由于深受布扎体系中艺术精英思想的影响,在现代建筑学教学中呈现出较为强烈的艺术创作倾向。如在设计课程教学中追求空间造型、形态构图的独特与变化,审美悟性的启发教学多于规则理性和营造逻辑的传授教学,专业人才的培养目标侧重于艺术创作而非工程建造。此外,由于现行的建筑学教育体系为西方引入,在教学内容的主体架构中中国传统建筑文化与营造必然是缺位的。
面向历史建筑保护的教育课程与专业
国内外针对历史建筑保护开设课程与专业可追溯到上世纪60年代,如1962年国际文物保护与修复研究中心(ICCROM)与罗马大学合作开设建筑保护课程,哥伦比亚大学在1964年开设研究生历史建筑保护专业。国内的高校也先后开设了与历史建筑保护的相关专业,如东南大学开设了建筑遗产保护专业、同济大学与北京建筑大学开设了历史建筑保护工程专业、香港大学开设了建筑文物保护专业。国内外多所高校在本科和研究生阶段开设了与历史建筑相关的教育课程,比较下来,研究生阶段开设的课程普遍比本科阶段多。在大学教育中提出创新能力的培养已经有多年了,但从专业教学的规律上比较素质与能力的培养,创新能力很明显是无法培养的,但创新意识和创新素质是可以培养的。在高校的教育体系中,尤其是本科阶段应该提倡专业规则教学和专业素质教学,为日后形成创新能力做储备。具体到历史建筑保护专业的人才培养上,由于该领域涉及到的内容复杂,多包含对历史建筑的认知、传统建筑结构与构造的认知、对建筑设计的理解和历史文化等人文知识的储备,只有经历了相对较长时间的专业训练后,才能成为具有从事历史建筑保护工作能力的人才。要做到这一点,仅仅依托现行建筑学教育体系中的本科阶段、研究生阶段的培养是远远不够的。那么,如何更新建筑学教育体系,在本科阶段将素质培养到何种程度,研究生阶段培养到哪种层次,就成为了建筑学教育在体系建构中需要关注的焦点。
建筑学教育体系中的中国传统建筑课程
在现行建筑学教育体系中,基本都开设了与中国传统建筑相关的课程,如中国建筑史、古建测绘等课程,但在教学深度上普遍都停留在专业认知层面,而非专业建造层面。中国建筑史包括中国城市建设史等课程,在教学内容上偏向于断代认知,孤立地讲授如唐代、宋代、明代或是清代建筑史内容,列举各朝代的建筑风格。从中国传统建筑系统的角度看,这仅仅是认知层面的教学内容,缺少脉络延续层面的内容。古建筑测绘课程更是单纯的对象认知,教学过程中只是训练了学生对具体某个传统建筑外观尺寸的了解,而非掌握构造尺寸的由来,对于隐藏在构件内部的构造尺寸更是不得而知。传统民居专题课程在教学中属于科普认知范畴,教学内容展现出丰富的地区与民族传统建筑类型与样式,但基本不涉及各种类型在建造上的规律。
历史建筑保护专业教学课程体系的问题
对国内高校在历史建筑保护专业教学课程体系的问题,粗略列举以下4点:第一,专业课程体系结构与内容应该如何搭建?既然是一个独立开设的专业,就会有相应的且区别于其他专业的教学体系、课程结构以及教学内容,而这部分工作还处在探索阶段。第二,工科类院校设置历史建筑保护专业如何依托建筑学教育的基础?高校开设此类专业基本上是“2+2”或“3+1”模式,即前两三年与建筑设计课程设置相同,后一两年有所区分。暂且不论学期长短,历史建筑保护专业嫁接在建筑设计课程体系之上,嫁接到何种程度就涉及到专业课程建设的问题。第三,如何改变传统建筑知识的方志式讲授方式?涉及中国传统建筑与文化的专业课程,在讲授中通常描述一个地区和另外一个地区的类型不同、一个元素与另外一个元素的区别,偏向于方志式描述性讲授。讲“异”的同时忽略了“同”的普遍性原理讲授。第四,保护设计、保护实操在教学中如何形成主次配置?在主干设计课程上与传统建筑知识、实操如何衔接,即用何种载体去讲授“同”、用何种载体去训练保护设计的类型、用何种方式去传授实操技艺,专业教学课程的主次结构配置亟待研究。作为资源的传统建筑中国地理版图广阔、气候环境多样、历史悠久、民族众多,由此形成了传统建筑在空间实体类型和地区文化类型上的丰富资源。由于自然环境的类型多样,在建筑的营造中应对环境要求、获取建造材料、加工技艺多元化,加之民族文化、等人文要素诸多方面的影响,中国的传统建筑呈现出各个地区和民族独特的类型。传统建筑多样化的空间实体类型,具有转化成为教育资源的潜力。如在地区空间分布上,建筑类型以及营造中的形变等体现出建造智慧和建造逻辑;在建造材料上,对木结构、夯土、石筑等材料加工技艺体现出建造的技术逻辑;在民族信仰上,传统建筑在空间实体上反映出文化共同体的状态;在方言文化圈上,传统建筑的形态样式可以体现出建造传播的脉络等。当然,随着社会经济的变迁,传统建筑的这些方面不可能全部原封不动地继承下来,但将其转化成专业教学资源至少具有两个方面的价值,即在历史建筑保护实践方面,对历史建筑修缮、保留构件如何衔接、修缮材料选择、砖墙和瓦片等修缮方式具有实操价值;在传统建筑文化方面,对未来的传承发展和文化标准的建立具有基础支撑价值。
传统建筑的教育转化
面向传承与发展的传统建筑教育体系
面对传统建筑文化在当代的传承与延续需求、未来的发展与自强趋势,在教育体系建构上有5个方面的内容需要实现转化:一是从类型缺位向体系建设转化。我国的建筑学教育体系由西方引进,在这其中中国传统建筑是缺位的。在教育体系中仅仅将中国传统建筑中的某一部分或者某一类型提炼出来作为辅助教学载体是远远不够的,必须将中国传统建筑从空间到文化融入教学课程体系当中,进而构建其中国本土建筑的教育体系。二是从对象资源向教育载体转化。如前所述,中国传统建筑与文化作为实体对象资源非常丰富,但缺乏将其转化成教育载体。只有实现了对象资源向教育载体的转化,才能将传统建筑营造背后所蕴含的智慧、技艺以及文化等传授下去。三是从图典书籍向专业教材转化。关于传统建筑的图典书籍众多,有《营造法则》、《工部则例》、《营造法原》等,如同字典不是教材一样,有关传统建筑的法则、案例、图典也不是教材。要构建传统建筑的教育体系,就需要将这些丰富的图典书籍转换化为可传授的专题教材。四是从方志讲授向规律掌握转化。对传统建筑的方志式讲授是描述性的,该部分内容是专业教学的基础,是面向过去的,要构建面向未来发展的传统建筑教育体系,应更多地侧重对于差异性现象背后的专业规律的掌握。五是从兴趣培养到能力建构转化。中国传统建筑在思维环境中普遍被认为是“老建筑”、“旧建筑”和“破建筑”,本土建筑文化在现行的建筑学教育体系中缺位,导致在传统建筑方面培养出来的人才匮乏。也有少量从事于传统建筑保护和设计的人才出现,但多是由于个体的兴趣使然。对于专业教育层面而言,人才培养仅仅寄托在兴趣培育上是远远不够的,更多地应该通过教育体系的建构而落实在素质和能力的培养上。
实操能力培养的教育基地建设