混沌學語義下城市空間“無序化”新解

何 璐，陳 剛

（合肥工業大學 建筑與藝術學院，安徽 合肥 230009）

混沌學語義下城市空間“無序化”新解

何 璐，陳 剛

（合肥工業大學 建筑與藝術學院，安徽 合肥 230009）

近年來，經濟的快速發展使城市日趨擴大，而城市的擴大也導致了其內部空間變得混亂無序。如何保持城市有序而可持續發展成為受關注的重點，而混沌學理論的出現給人們的思維方式帶來的新的契機。文章以廣義的混沌學作為研究城市空間中“無序性”問題的學術基礎，對解決城市空間中日益凸顯的“無序”化問題的起源做出了重新分析，對于應對城市無序化的方式方法做出了解釋和探討。

城市空間；無序性；混沌理論

我們只要稍微留心某個城市的細節，就可以感受到城市空間發展越來越多的呈現出無序性的特征。我們只要走入一些稍有年份的居住小區或者沒有被改建的老街道，就能觀察到那些人們自己搭建的小屋、臨時的攤鋪、伸出街道的晾衣架和墻上花花綠綠的涂鴉。這些場景，無論經過多少次的取締、整頓和拆遷，仍是比比皆是、層出不窮。在城市空間的形成和發展過程中，這些“無序化”的問題，或者說是自我衰竭劣化（degeneration）的問題,一直是學界里探討和研究的熱點之一。

1 混沌學基本概念綜述

1.1 混沌的概念

混沌，最初指的是原始人類想象中的天地未分開以前，整個宇宙模糊在一起的現象。后在生態學科技名詞中被定義為在初始條件影響下出現的非線性動態。它的演化大致經過三個階段：原始混沌、布朗混沌和演化混沌。在混沌學的研究中，主要關注的是第三個階段，具體而言，演化混沌指的是一種包含著有序性、隨機性和創造性的積極的混沌。

1.2 混沌學的引入

1972年12月29日，美國麻省理工學院教授、混沌學開創人之一E.N.洛倫茲在美國科學發展學會第139次會議上發表了題為《蝴蝶效應》的論文，提出一個貌似荒謬的論斷：在巴西一只蝴蝶翅膀的拍打能在美國得克薩斯州產生一個陸龍卷，并由此提出了天氣的不可準確預報性。時至今日，這一論斷仍為人津津樂道，更重要的是，它激發了人們對混沌學的濃厚興趣。再加上計算機等技術的飛速進步，混沌學已發展成為一門影響深遠、發展迅速的前沿科學。具體而言，混沌現象發生于易變動的物體或系統，該物體在行動之初狀態極為單純，具有內在隨機性,但經過一定規則的連續變動之后，卻產生始料所未及的后果，也就是混沌狀態。但是此種混沌狀態不同于一般雜亂無章的混亂狀況，混沌現象經過長期及完整分析之后，可以從中理出某種規則出來[1]。

最近20年，混沌學迅速走進化學、生物學、醫學、經濟學乃至社會科學的領域，以其理論與方法的特殊的意義和價值，在哲學范疇內業引發許多爭端和學術的新結論。尤其是在科學日漸遠離日常經驗和真實的現實世界而趨向于更復雜和微觀的世界的今天，不少科學家都把混沌看作是一條出路。

混沌現象雖然最先用于解釋自然界，在城市設計規劃設計領域中，研究的主要對象是城市空間，人為因素同時也作為這個空間中隨時變動起伏的個體。雖然各種因素的之間相互交織牽引，看似發雜的城市空間演化的過程卻基本上依循一定的準則。因此，相當符合混沌理論的架構。

1.3 混沌理論的要點

1.3.1內在隨機性與初值敏感性 “隨機因素”在傳統科學上指次要的、非本質的因素。而“隨機性”也被認為對結果影響甚小的東西。而在混沌學理論看來，“隨機性”應該從屬于事物本身，在具體的操作過程中不能隨意忽視。在對結果造成影響的因素方面，混沌理論還認為，只要初始條件由于外在或自身條件的作用而發生一些細微的改變，都會對結果產生極大的影響。而這其中復雜的過程是不可預測的。這就是指事物發展的“初值敏感性”，前文所提到的“蝴蝶效應”就是“初值敏感性”的一個生動而恰當的例子。

1.3.2 分形理論 分形理論最初由美籍數學家曼德布羅特(B.B.Mandelbort)提出。他在《科學》這本雜志中對海岸線的形態進行了研究。正常視角下，海岸線是極其不規整的曲線，呈現出雜亂無章的狀態。研究人員截取了英國某處長100公里的海岸線與長10公里的海岸線放大圖相比對，卻發現驚人的相似。這就證明，雖然外表是雜亂無章的，內在卻具有遞進性和相似性。這就是分形理論。

1.3.3 普適性 美國物理學家費根鮑姆發現，兩類完全不同的反饋函數通過迭代計算出現混沌之后，其分岔按幾何收斂，收斂的比例完全一致[2]。這也就是說兩組毫無關聯的混沌數據或者圖形經過數學上的迭代運算后，會出現漂亮、有序的幾何圖形。這是數學意義上的混沌的普適。混沌理論認為大凡混沌運動在深度層次上會呈現出一定的規律性和有序性，而這種有序性和規律在不同系統之間有一種超越尺度的相似性。

2 混沌學觀下的城市無序空間

2.1 “內在隨機性”與“初值敏感性”理論對城市空間的啟示

混沌的發現的關鍵正在于其揭示了我們對因果關系的一個基本性的錯誤認識。普遍認為，確定性的原因必定產生預想而規則的結果。但從混沌理論的“內在隨機性”這一觀點看來，它們更多的產生了易被誤解為隨機性的極不規則的結果，就像我們一直認為合理的城市規劃必然出現合理的結果一樣。那么，反過來思考，這是不是意味著無序的現狀必然有其無序的原因？難道有序的空間就是無序的根源？那么我們可不可以推測，這無序的現狀也許會導致城市空間的最終有序？

以混沌理論的“內在隨機性”這一角度看來，城市無序空間的整改產生的結果是無法預期。此結果可能是正面的，也有可能是負面的。不論是正面或是負面的，重要的是，城市空間設計和規劃的成效或研究，除了借鑒經典之外，更應該累積長期數據，從中分析出可能的脈絡出來，以增加其可預測性，并運用其擴大效應。

“初值敏感性”證明，即使是看似隨機或者微妙的影響力，也會對整個復雜系統產生相當的影響。例如，城市早期結構簡單，差異并不大。后來各種不同的因素：大可以是戰爭、革命、動亂、自然災害等等，小可以是微不足道的一場車禍、一個木屋的坍塌、一次失火或者一次集會等等，但這些初始的因素在城市的不斷的發展與進化過程當中被互相波及，迭代放大，逐層分化，最終導致各個城市面貌不一。

對于城市中無序空間的處理，一部分設計人員和決策者們選擇將其移除或者取代，過早的取締或改變，或者干脆聽之任之不管不問做法過于急躁了。更應該做的，是給城市中無序空間一點時間和空間，耐心的觀察和等待并加以記錄和分析，這正如證劵市場中的觀察員一樣：證券市場中的周K線圖看上去與日K線圖、小時K線圖、5分鐘K線圖的形狀十分相似，這就是證券價格的隨機現象的混沌特征。他們可以應用5分鐘K線圖或者小時K線圖來推斷日K線圖或周K線圖的形狀，為投資決策服務[1]。

2.2 “分形理論”對城市空間的適用性

2.2.1 分形理論對建筑美學的貢獻 分形理論對自然美與人工美的元素構成提出了抽象而有力的解釋，使我們看到在所有復雜的美學現象的深層次里，有著一些似乎可以歸納的簡單規律。

德國物理學家艾侖鮑爾曾經提出疑問：“為什么一棵被狂風摧彎的禿樹在冬天晚空的背景上現出的輪廓給人以美感，而不管建筑師如何努力，任何一座綜合大學高樓的相應輪廓則不然？”這其中的奧妙恰恰是分形理論的精華：自然的分形結構比例比建筑的分形比例復雜的多，具有更細致的尺度層級。從城市空間、景觀、建筑的室內和室外等，都存在著若干分形現象。正如在音樂領域中，各個聲部都沒有缺失，聲音聽起來才豐滿一樣，在視覺藝術中，尺度層級越多，跨尺度的細部級數越大，視覺形象越豐滿生動[3]。

2.2.1 “分形理論”對城市空間的美適用性 有一個現象值得深究：就是文章開頭提到的那些雜亂無章的舊街道、小屋、攤鋪為什么往往會成為畫家、攝影師的諸多素材呢？

從心理學的角度看，這是“有序”過剩對“無序”的一種渴求，而從分形理論的角度看，正是因為規劃設計者過于強調整體而忽略了城市空間的細節和層次，使得大多數現代城市空間顯得風格單一，乏味可陳。這就造成了混沌學意義上的“分形的匱乏”。然而一些保留原始面貌的舊街區，例如安徽黃山市“屯溪老街”中傳統的交通、空間形式和肌理得以保留和現代商業氣息交融在一起相得益彰，盼顧間別有情趣。因此在某些意義上說，在城市空間的設計和規劃上，是否可以把有序性控制在一個合理的范圍之內，給無序的空間一些生長環境的手法，是我們專業人員必須深入研究的。適度的無序恐怕更是城市混沌本質的直觀反映，也是城市生命與活力所在。

2.3 “普適性”理論與城市空間設計的結合之路探討

近年來，運用混沌學的手法來研究城市無序空間以及交通規劃問題的文章屢見報端，并對一些經典學說做出了混沌學意義上的普適性的解釋。

例如一些論點認為：霍華德的 “田園城市”學說、到里寧的“有機疏散”論以及麥克哈格的“設計結合自然”等以上各學派觀點，都“自覺或不自覺地”應用了混沌理論的普適性特征，原因是城市系統與自然界的其他系統存在相似性，我們可以從大自然的有機體中借鑒其發展規律用于城市空間的設計。其中，最著名的是芬蘭建筑師沙里寧提出的“有機疏散論”。他認為城市空間的規劃設計可以借鑒自然界中的生物的生長方式。由于城市過分集中帶來的無序性的弊病，可用有序的分散進行解決。

如果我們深入的研究混沌學和城市學的規律，我們就會發現：沙里寧的“樹形結構”與混沌理論中的“普適性”的運用看似十分自然，但我們恰恰忽略的一個事實是：自然系統和城市空間系統本身并不具有多大的相似性。

城市在建造之初就已伴隨著人為意識和某種階級秩序的注入，城市建造的掌握者在一開始就在有意無意的制定者各種空間布局的等級秩序，城市空間的有序無序之爭恰恰是城市中各個階級或者說利益集團互相博弈的一種映射。所以說城市空間系統和有機系統這兩個系統來說是迥然不同的。混沌學觀下普適性的運用首先要求兩個系統具有相似性。說這種將城市發展中的“有機理論”放在混沌學架構下進行研究和對比一看，有機論便顯示出它的缺陷性。“有機體不能通過主觀想象來創造，它太復雜了，沒有哪個建構過程會直接產生這種帶有‘大自然式’的復雜性的城市空間”[4]。

亞歷山大的思想顯然比沙里寧走得更遠。城市空間中的“自然主義”或者說“有機主義”，其實和現代藝術設計史上的“工藝美術”潮流有相似的悲劇性質，“工藝美術”會在短時期形成潮流而不會形成大氣候的原因是：他們在意識形態上是錯誤的，它的本質是一種逃避，是面對工業革命后社會化大生產之下大量粗鄙不堪的生活用品的一種逃避。那么，“回歸自然”或者說“有機主義模式”的實質也是一種逃避——是在城市日益膨脹之后的眾多城市問題凸顯之后，期待躲進一種自然的，帶有中世紀的意味的城市范式的烏托邦中去。

以“普適性”的角度研究城市是無可厚非的，但要把握住是城市發展的根源以及其作為一個系統的復雜性，因而找出相似的系統進行類比和分析。

3 結語

現代城市的發展速度，已經遠遠的超出歷史上任何一個城市的尺度和基本的概念，城市發展過程的復雜性和矛盾性，比中世紀以及以往一切社會都要深刻的多，各種引經據典設計規劃出來的空間，難以滿足城市空間自我的膨脹、增值或者衰竭的速度，這便是無序空間滋生的一個主要原因。

“任何一個社會，任何一種與之相關的生產方式，包括那些通常意義上被我們理解的社會，都生產一種空間，它自己的空間。城市存在一種生產，城市空間是他自己的，自己生產自己，自己塑造自己，自己適應自己”[5]。城市空間又其獨特的生命力，不是簡單的外力所能都干擾的。這個獨特的生命力，指的就是空間的社會生產。無序空間看似單純隨機的產生，正是城市各空間矛盾不能化解而產生出的“次生空間”。這個獨特的生命力，并不能簡單的概括或者模擬為“有機”或者“自然”的，更不是可以簡單的借鑒自然就可以解決的。

在復雜的城市系統中，形成的這種 “混亂”和“無序”有著深刻的內在依據，更需要廣大專業人員深入的研究和探討。令人欣喜的是，對于無序空間的認識，學術界已經從偏激的以“有序”取締“無序”的態度轉向的對無序空間的同情和包容的折衷主義的思想。然而與許多基礎學科相比，城市空間的設計問題也的確偏于經驗性而較少科學性。這個狀況的相關后果之一就是，“我們創造了建筑與城市，卻又不能很好地理解它們”[6]。積極引入其它科學門類是城市空間學走向未來的必經之途，混沌理論的引入理應成為未來研究的方向之一。

[1]吳祥興，陳忠吳,等．混沌學導讀[M]．上海：上海科學技術文獻出版社，2001．

[2]張慶華，楊峰．混沌理論對城市規劃設計的啟示[J]．山西建筑，2010（24）:11-13.

[3]劉洋．混沌理論對建筑與城市設計領域的啟示[J]．建筑學報，2004（6）：32-34．

[4][美]C·亞歷山大.建筑的永恒之道[M].趙冰，譯.北京:知識產權出版社,2002.

[5]楊小彥．城市生長的隱喻[J]．北京規劃建設，2006（4）：118-121．

[6]劉昆軼，柏巍．有序與無序之間，對城市生長狀態的解讀[J]．城市，2008（3）：50-54．

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A

1674-1102(2011)02-0115-03

2010-10-08

何璐（1984－），女，廣西南寧人，合肥工業大學建筑與藝術學院碩士研究生，研究方向為景觀設計；陳剛（1964－），男，安徽合肥人，合肥工業大學建筑與藝術學院副教授，研究方向為城市規劃。

[責任編輯：徐健]