建造——科学还是艺术？（上）
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前不久DEDALO小团体在家里的客厅组织了一次关于意大利建筑师、工程师Pier Luigi Nervi的小论坛，当然，IL DEDALO也是在这个37平米的客厅里的建筑聚会诞生的概念，颇像80年代Memphis运动在Ettore Sottsass家里的诞生过程。
在正式进入Pier Luigi Nervi和建造艺术的关系之前，我们认为可以先从了解建造在历史长河里所扮演的角色开始，使其和Nervi理念进行对话。整个话题分为上下部分，建造——科学还是艺术？（上）。that s a question，和建造——科学还是艺术？（下）。Pier Luigi Nervi。
建造与历史的关系
人类是建造者。建造思想，逻辑，语言，物品和技术。在古希腊梁柱体系和古罗马辉煌的建造技术系统下，科学以自我指涉（∞，指无限循环）的方式存在，和技术之间并没有交集，其社会准则基于人类的道德行为，各个领域的逻辑和语言之间不相通；另外生产系统基于手工和大自然资源，此时不存在功能价值和美学逻辑的分离，技术也只是一个工具。到了现代时期，技术和科学保持平行发展，并开始寻找交集，但生产系统依然基于手工业，但此时人类已经开始驾驭大自然，技术趋于独立。而近代，人们通过控制论（1948 年Norbert Wiener《控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学》）实现技术与科学的重合，破除区域本体的壁垒，任何现象都可以得到控制和认证。工业化和后工业化下的生产系统，形态不再取决于材料，更不取决于技术。我们迎来了一个全新的科学时代，但同时科学和艺术的分离也不可避免。所以未来这两者之间的关系将会带领我们去向何方，that s a question。
Maurits Cornelis Escher 的《衔尾蛇》：自我指涉
循环的世界
建筑师这个名称第一次出现是公元前五世纪古希腊作家Erodoto撰写的《历史》卷三中：建筑师Reco di File（有意思的是，Google查无此人）。根据Erodoto描述，任何优秀的结果或建造艺术的原型（archetype）：“画廊、水道、港口、神庙，都该拥有被称为“建筑”的尊严，建筑师是那群掌握技术并拥有领导和指引技术能力的人”，这里第一次提出了建造的艺术。古埃及的建筑在艺术意向的实施中，运用了数学，几何，天文学等知识，这些知识能使他们更有效的解决实际操作问题。如埃及第四王朝法老斯尼夫鲁的陵墓——红金字塔的倾斜角度便是根据两座斯早期建造的金字塔修改后所产生的结果，第一个事件是美杜姆54°金字塔坍塌，而第二个事件是曲折金字塔的设计，从54°的倾斜角度大幅修改成43°，红金字塔也是唯一一座使用43°角的陵墓。再后来的古希腊建筑师擅长运用比例，为了建筑比例结构承载能力可以远远大于需求，他们认为建造技术是为艺术服务的经验和知识的集合。而维特鲁人和古罗马人的建造史基于拱，三角桁架和穹顶的发明，他们的技术已到达炉火纯青的状态，无奈务实的古罗马人在理论层面上并没有任何推进和发展，他们甚至鄙夷和害怕理论，认为那是不切实际的时间浪费。
希腊柱是由多个石墩组成，之间用木栓或铁栓连接和巩固
Danubio桥的护栏被认为是世界上最早的桁架系统
有趣的建筑史进化图，我们可以发现拱是在古罗马人之前出现的
自我意识的诞生
人文主义的诞生打开了现代社会推翻旧文明的意识，但早在11世纪哥特时期建筑就已经悄悄开始从旧社会脱离走向建造现代化。奥地利历史学家Hans Sedlmayr在他的《中心的丧失》书中提到真正的现代文明诞生于哥特教堂的建造工地：这里是新知识，新技术，新世界的诞生地。一方面教堂是代表宗教权益，文明和政治的中心，而另一方面教堂建筑的表现手法逐渐趋向文明标识而不是宗教标识，通过无宗教的世俗逻辑减少象征意义。宗教逐渐丢失的中心，将会在教堂建筑里诞生的自我意识中找回。
早期的建筑图纸只完成到平面和立面的草图，多名建筑师根据平面跟进施工，现场决定建造方案和结构细节，在工地里他们通常是以随身带着大尺子，测量绳和大圆规的形象出现的。他们使用一些“现代”的建造模式来科学化建筑形态，如巴黎圣母院的结构本身就是一件巨大的结构实验模型：在主结构完工后停工一年将其暴露在外部环境中，就是为了测试经验主义时期的结构产物是否能够承受物理和环境的外力荷载，之后才能继续完善附属于结构的部件，而这一经验数据也将积累到下一个建造工地。哥特工地的另一大发展在于分工，预制和模块化，在建筑师的指挥下，工人们将所有统一的部件在地上预制好进行搭建。另外当时还没有诞生工程计算，但建筑的构件形态开始基于力的表现，这使得所有多余的部件被削减，达到哥特理念的核心：垂直空间和纤细感。但还有不可忽略的飞扶壁，作为哥特式的主要元素在很多建筑里并没有多少结构上的意义，我们仔细观察就可以发现，主厅屋顶其实可以自主承重，他所形成的力比飞扶壁的位置要低，这和我们印象中飞扶壁是做墙壁支撑作用完全不同。有些学者认为多余的飞扶壁是后人的误解加上去的，这也是因为当时无法留下前人的任何图纸信息造成的。
Girart de Roussillon笔下的中世纪教堂建造工地，
建筑师手持直角尺在工地指挥施工
飞扶壁并没有起到什么作用的Chartres教堂
直到十三十四世纪羊皮纸的出现，建筑师开始改变社会地位，从工地指挥转移到图纸绘制，他只需要使用小的尺子，小的圆规和羊皮纸（恭喜建筑师打怪升级），名字也以雕塑的形式出现在建筑里。建筑师不再全程跟进建造，而是通过中间的“工头”指挥，一名建筑师可同时兼顾多个项目，在他去世后人们也可以根据他提供的图纸继续完成。
不久后Filippo Brunelleschi的圣母百花大教堂穹顶的出现，给建筑师提供了新的参考价值：
- 建造机械的发明
- 加入三条链圈辅助每一层的建造
- 未采用任何木支架搭建穹顶
- 使用托架式脚手架
- 采用古罗马鱼刺形砌砖法（砖石从下往上逐层砌成，这样砖石的重量便能转移到距离圆顶最近的垂直肋骨）
- 几何的精准控制（由于每片屋面不仅是弧形还是向内倾斜的，无法采用传统的工具绘制和控制几何，Brunellischi从金匠那里借鉴一种叫Gualandrino的测量方法控制每一排首块砖的摆放位置，这种方法后来并没有图文信息保存下来）
- 双层薄壳屋顶减少重量（后被普遍运用在穹顶结构）
Brunelleschi和Nervi很相似，“progettare come costruire，以建造去设计”，追崇的是设计与建造、理论与实践、科学与艺术之间平行或交叉的发展。Nervi在自己的书中《建造—科学还是艺术？钢筋混凝土的特性和可能性》称赞圣母百花大教堂穹顶的伟大，其建造的前卫思维使得穹顶不管在美学上还是承重能力上都经受住了时间的考验。
达芬奇观察穹顶建造时绘制的机械吊塔，《亚特兰堤斯抄本》第808页
G. A. Breymann绘制的穹顶建造细节，左下方可以观察到有铁片连接的链圈和下方用于搭建脚手架的悬挑梁
圣母百花穹顶其中一片屋面的裂缝走向，每片屋面的走向相似，Pier Luigi Nervi，《建造—科学还是艺术？钢筋混凝土的特性和可能性》，1945
技术知识直到哥特后半页前都是基于口头传播，技术取决于工具的使用而并非基于形式逻辑，每个技术都太局限于某个领域和用途。Brunelleschi将金匠的技术gualandrino横向运用到建筑里，可操作性强和效果极佳，直接切断了自我指涉这一个怪圈，这是现代连接科学和技术的重要模式和力量，是推进理论思考的重要前提。
工程的介入
真正对于结构和工程的科学认知起始于1638年伽利略在《论两种新科学及其数学演化》书中提出的理论：拉力，悬挑梁和静定梁的问题。直到18世纪工业革命时期，结构理论和计算才真正开始应用于建筑，结构计算和工程师的诞生颠覆了传统建筑的认知，从几何承重转变为力学承重。然而建筑形式并没有跟上技术发展和材料革新的脚步，以至于出现了许多工程师替代建筑师在建造上的角色：传统的建筑与建造开始和结构理论的发展脱轨，工程师们也无法如建筑师般拥有掌控整个施工现场的能力，这是一次科学和艺术完全的分离。Max Weber认为艺术是永恒的，而任何一个以科学为基础的产物终将带来新的问题，终将被超越。包豪斯学院的Walter Gropius则希望能实现工程计算和建筑形态的一次大结合（“艺术与技术的新统一！”）。
《论两种新科学及其数学演化》 中的悬挑梁问题，伽利略
第一座需要购买门票入场的“商业”建筑埃菲尔铁塔，我们现在看到的铁塔已经是建筑师Sauvestre“美化”后的版本，第一个版本才是埃菲尔的纯正“设计”
J. Fowler和B. Baker的Firth of Forth桥梁设计和他们的力学实验
钢筋混凝土
那个时期诞生的新材料彻底改变了建造模式，其中不得不提和此次主题相关的钢筋混凝土——Nervi最擅长的材料。古罗马人早在2000年前便使用天然火山灰和骨料制成的混凝土实现了万神庙43.3米的穹顶跨度；1744年John Smeaton第一次将现代混凝土运用到Eddystone灯塔的地基里；随后Joseph Aspdin发明了波特兰硅酸盐水泥；而花匠Joseph Monier仅仅是因为不满市场上供应的花盆的脆弱，使用钢网作为骨架加固在混凝土里，并在1867年的巴黎国际展览会上展出了自己的钢筋网混凝土发明，期间他也一直在发展钢筋混凝土结构的运用。这个概念之后被Francois Hennebique运用在楼板结构里并申请了专利，是我们现在熟知的钢筋混凝土之父。钢筋混凝土的发展并没有因此得以完善，在预制，防火，模板，结构计算，成分比例等方面一直在优化，而August Perret是将这种新材料运用到建筑（非工程）里的第一名建筑师（1925年巴黎装饰艺术和现代工业国际展览会剧院梁柱结构）。
Joseph Monier的钢筋网混凝土专利
Musée national des Travaux Public, August Perret已经很成熟的运用钢筋混凝土结构
前面提到，新材料和技术的发展不能局限于传统的建造模式，欧洲大陆也已经抛弃传统的承重墙结构，转向更经济，承重能力更强，预制时间更快速的结构（结构与非结构脱离的模式），因此建筑师Victor Horta也第一次实现了建筑平面的自由化，这也是之后现代主义建筑师Mies vander Rohe，Walter Gropius和Le Corbusier的核心理念，结构重新定义了空间。
布鲁塞尔公寓的自由平面，Victor Horta
Salginatobel桥，曾经是HennSebique学生的Robert Maillart是第一个脱离框架结构思维的建筑师，他认为借助模板的灵活性，钢筋混凝土结构的潜力比早期的其他结构都大得多（Dedalo正在考虑组织一次瑞士建筑春游，其中包括非常著名的公共设施设计Bellizona泳池）
Nervi在自己的书中写到，大自然的美依赖于他最纯粹的生长结构，他会根据自身的功能，材料特性，和物理感知进化出最有效率的生存形态，这种具有生命力的和谐本身才是美的表现。建筑亦是如此，美来自对于物理世界运转的尊重并将其转化为具象。所以回到我们的一开始的疑问，建造是艺术还是科学，Nervi认为建筑师，作为一名能够集合经验，技术，美学来完成一样及其复杂作品的人，其本身所有的行为和思考过程就足够被称之为艺术。
Nervi一直认为混凝土依然有太多的可能性待发掘：“钢筋混凝土是人类至今发现的最好的建造系统。混凝土的可塑性是其他材料无法提供的”。“每当我们发现新技术时我们习惯性愚蠢的将其运用在传统形态上。一种新的材料，如钢筋混凝土，他自身会创造形态。一个结构只有基于建筑意义的成立上才是正确的建筑。钢筋混凝土结构应该拥有他自己的“灵魂” （Nervi称其为animo cementizio，混凝土灵魂）并独立于任何承重墙结构，木结构和钢结构的思维。”
钢筋混凝土结构的制造过程基于模板的搭建，钢筋摆放和混凝土浇筑。在这个过程中混凝土最难解决的问题不是前期工程计算也不是材料本身的强度或性能，而是加工和搭建耗时耗力耗材的木制模板。模板的制作需要依随可塑性强的水泥，这使得模板回收利用率几乎为零。战争期间Nervi根据水泥特性发明的Nervi系统不仅解决了模板相关的一系列的问题，最大程度利用了钢筋混凝土的特性，更是为建造周期和预算的缩减提供了全新的思维。
建造的科学还是建造的艺术
意大利建筑师Aldo Rossi在写给《建造——科学还是艺术？钢筋混凝土的特性和可能性》（Pier Luigi Nervi，1945年）的前言中提到，Andrea Palladio追求的“形态比材料更重要”中的“形态”指的是从建造概念和静力概念中提取出的美感，他只承认与静力规律，材料和内部生命力相关的美。
科学诞生前，建筑师一直以建造师的身份介入，古时的人们在构思初期空间和几何概念的同时会根据积累的建造经验来推测建筑物的承重能力。Nervi将其称之为static sensibility，静力感知。想象一个受力系统是一种创造行为，这种感知只有很小的一部分可以基于计算和实验，更多的是依靠建筑师的个人能力和对于物理规则的理解。当时的建筑师都是平行运用艺术，静力和建造感知的，这使得还没有诞生工程计算的时代里，建筑师非常依赖自身积累的建造经验和对物理原理的观察，从而延长职业培养周期。
Nervi认为现代的建筑师们足够幸运，他们不需要积累多年的建造经验，仅仅通过简易的初步结构计算便可了解建筑的可实施性，但与此同时学院教育模式下走出来的未来建筑师们却逐渐失去对于建造概念的感知。所以工程的诞生，不仅没有起到过渡和连接，反而加剧了建筑设计与结构以及建造、建筑师与工程师职业、艺术感官思维和数字技术思维、学院与职业的分离。作为教师的Nervi也提到：“建造是艺术，连同它最技术的一面--结构稳定性也可以称之为艺术。”一名优秀的建筑师，是可以从初期概念到建筑设计，到建造这一系列过程都囊括在设计思考里的，他所要完成的，是建造统一性。
Pier Luigi Nervi
这一场回顾建造历史的过程并不能代表建筑的全部发展，但我们能够更加清楚的认识到，不管是哥特时期还是现代建筑的形态，都不取决于某种形式特征，而是基于建造和技术需求的拓展。科学是客观的知识，艺术是主观的表现方式，但未来这两者的生硬区分将变得越来越没有意义，哲学家Thomas Kuhn，Imre Lakatos 和PaulFeyerabend一致认为科学和艺术之间没有区别，建筑和工程的分离也终将瓦解，尽管他们之间的哲学理念都不尽相同。
在这两者之间似乎没有一方是答案，我们何不像Brunelleschi那样跳出这个循环的怪圈，寻找另一种可能，他的多重身份帮助他去更加广义的思考：建筑师，工程师，工程师，数学家，文学家，发明家，金匠，据说还和Andalo一样是但丁《神曲》的粉丝。
最后献上Brunelleschi打造的小金人。故事还没有结束，我们继续通过Pier Luigi Nervi来了解科学和艺术在建筑运用中的解释：建造——科学还是艺术？（下）。Pier Luigi Nervi。
位于Pistoia San Zeno教堂的银质镀金雕塑：Geremia，1400-01
参考：
《建造—科学还是艺术？钢筋混凝土的特性和可能性》，Pier Luigi Nervi，1945
《Pier Luigi Nervi》，Paolo Desideri，1982
《Dedalo的迷宫。建筑技术的历史》，Umberto Barbisan，Roberto Masiero，1999
从勺子到城市，DEDALO 是一个态度的传递者，他将人们在空间创造当中所寄托的理念，思想和情感提取，进行解析，追求本质。他认为设计是人们内心的宣召，是着眼当下，包容历史和未来的载体。DEDALO可以是任何人，任何人都可以成为DEDALO。
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