建筑学的科学：空间及其形式语言.doc

建筑学的科学：空间及其形式语言发布时间：2008-11-19张毓峰
摘要本文从形式语言对人类科学事业的重要意义切入，认为所谓科学就是用一种形式语言对事物存在形态的解释；进而指出建筑学专业语言的阙如与必要性，并对我们为此建立的关于建筑空间的一般形式系统作了概略呈示；最后通过示例的方式，对上述命题进行了经验性的验证。作为一种专业的基本语言，我们期望，该系统能为建筑学提供一个交流讨论的科学的语言和理论的平台。
关键词科学建筑学空间形式语言
引子巴比伦塔的故事
这是“挪亚方舟”后的一个故事。洪水过后，挪亚三个儿子及其后裔在地上分邦立国。他们往东迁移，在示那这个地方遇见一片平原，并在那里定居下来。那时，天下人的言语口音都是一样的。他们商量说：来吧，让我们共同建造一座城和一座塔!塔顶要通天，为了传扬我们的名，为了昭示天下的人……。上帝耶和华得知此事后想：既然这些人如今能做出这等事来，那么他们以后还有什么事做不成的呢？于是，上帝就变乱了他们的语言，使他们彼此无法沟通。于是，他们就停下手头的工作，不再造那座城和那座塔了。①（图1）
图1建造巴比伦塔

解读语言的意义
语言是人们彼此思想沟通的工具。因为有了语言，人们才能表达自己并了解他人的心思意图，人们才能同心协力的去完成非个人所能完成的一项伟大事业；因为有了语言，人们才能打破时空的局限，形成更大乃至无穷的合力：把人类的愿望和成就记录下来，使人们可以跨地域、数千年的延续和传播一项事业。语言是人类迄今打造的所有工具中最伟大最有价值的一把工具，籍此人类才造就了今天辉煌的文明业绩。
演绎空间形式语言及其必要性
科学就是用一种形式语言（文字的或数字的或图形的）对事物存在形态的解释。科学事业尤如一座巴比伦塔，同样需要科学家们的共同努力，它同样需要一种语言。譬如数学的语言、物理学的语言、化学的语言、生物学的语言、社会学的语言、经济学的语言、音乐和声学的语言、诗学的语言（诗词格律）等等。科学家们正是凭籍着这种交流讨论的语言平台，奠定了各学科发展的基础，纷纷建造起一座座科学的巴比伦塔。
建筑学的巴比伦塔在哪里？如何建造我们的科学巴比伦塔？十八世纪末叶，在当时科学思潮影响推动下，法国人J·N·L迪朗开始思考这个问题：即如何为建筑学奠定科学基础以及它的基础是什么？他开创了这项事业，并正确地将其研究对象确立为建筑的空间形态，即将其研究目标定格为用一种科学的形式语言来解释建筑的空间现象。但是囿于思想和方法的局限，迪朗包括他的后继者都未能完成这项工作。（图2）
图2迪朗的图构系统
建筑学仍处于“失语”状态。建筑学迄今尚无真正属于自己的专业语言，即一种用抽象图形符号来描述建筑空间现象的形式语言系统。因此，对于建筑空间现象以及与之相关的建筑现象，人们无法作出客观理性的解释和评价。建筑学领域中的种种弊端皆由此而生。②
我的工作正是在此基础上开始的。
建筑学应该是一门以研究建筑空间现象为基础的科学。建筑是空间的容器，空间是建筑存在的理由。建筑，本质上是一种关于空间的建造活动。因此，建筑学的基本问题应该是“如何建造空间”和“建造什么样的空间”的问题，或可将其转换为“什么是空间的本质属性”、“什么是空间的形态构造”等一系列的专业问题。③
我们把建筑空间现象看作是一种类语言现象。这里包含两层含义：其一，空间本身的构造意义。即认为复杂的建筑空间现象如同日常语言一样，其本身也是一种具有构造性的东西；其二，空间描述的构造意义。即认为对复杂建筑空间现象的解释也可以通过一种类似日常语言简单确切的描述方式来进行。④
为此，我们初步建立了一种关于空间的一般形式语言系统，即一种能对空间现象在抽象层面上作出解释的形式化系统。在这里，我们把空间语言视为建筑的第一语言，把空间确立为该系统的构建实体。由于建筑空间的构成形态同时蕴涵着使用功能、工程结构诸项约束条件的可能性与合理性，空间语言无疑将成为建筑的不可再分的基本语言。
所有学科的科学体系都是以基本单位及其组织结构两个要素来“搭建”完成的。在我们的建筑空间形式语言系统中，它们具体表现为空间元（UNITYOFSPACE保持空间属性的最小单位）和空间结构（STRUCTURE空间单位UNIT与空间单位UNIT的关系）。除此，鉴于空间现象的特殊性，我们又引入了另一个特定考量：空间路径（PATH在空间单位中，人的运动轨迹与空间向量的关系）。因此，空间元U、空间结构S和空间路径P共同构成我们解释或定性描述所有建筑空间现象仅有且完备的三个基本考量（图3）。⑤
图3空间形式语言系统中的三个基本考量
作为度量事物的一把绝对标尺，这个一般空间形式语言系统可用来客观真实地记录、描述、解释建筑的空间现象，同时它也以“语言分析”的方式解析了建筑空间的形态构造规则⑥。（图4）
示例密斯、莱特和东西方建筑
形态的解释是学科的起点，也