劉天緒：在數(shù)學(xué)中探求設(shè)計(jì)的詩(shī)意與自由

惟恩

對(duì)很多人來(lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)是如同夢(mèng)魘般的存在。枯燥的代數(shù)夾雜著變量和方程式，復(fù)雜的幾何裹挾著函數(shù)和微積分。數(shù)學(xué)給人來(lái)帶冷峻的理性常常讓人覺(jué)得不可親近。對(duì)于劉天緒這樣的視覺(jué)設(shè)計(jì)師和跨界藝術(shù)家來(lái)說(shuō)，反倒是數(shù)學(xué)讓他的設(shè)計(jì)富有了詩(shī)意。

九零后、設(shè)計(jì)師、藝術(shù)家，這是劉天緒最顯著的三個(gè)標(biāo)簽。然而，要去深究劉天緒為什么開(kāi)始用數(shù)學(xué)中的分形（Fractal）理論做視覺(jué)設(shè)計(jì)，這顯然要從更深處挖掘。立秋之后的幾天，在北京中關(guān)村創(chuàng)業(yè)大街的一家咖啡廳里，我見(jiàn)到了劉天緒。一米九的個(gè)子，高高瘦瘦的，套著純黑T恤衫。中科院科學(xué)傳播中心的工作經(jīng)歷讓他設(shè)計(jì)師和藝術(shù)家的氣質(zhì)中多了一分理性。在后面的交談中，我慢慢了解到他用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行視覺(jué)設(shè)計(jì)的原因所在。

這還要從他的成長(zhǎng)經(jīng)歷說(shuō)起。他的父親畢業(yè)于清華大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系，此后繼續(xù)從事這一領(lǐng)域的研究。這讓劉天緒在小時(shí)候就認(rèn)識(shí)到了數(shù)學(xué)之美，并對(duì)數(shù)學(xué)保持著濃厚的興趣。和同時(shí)代的許多孩子一樣，他也被從到少年宮學(xué)習(xí)書(shū)法和繪畫(huà)。這雖然算不上什么特別的經(jīng)歷，但讓他慢慢地走上了藝術(shù)與設(shè)計(jì)的道路，并為他最終跨進(jìn)美術(shù)學(xué)院的大門(mén)埋下了伏筆。他對(duì)大學(xué)專(zhuān)業(yè)的選擇顯然和從事數(shù)學(xué)家父親的構(gòu)想南轅北轍，好在父母都很支持他自己的決定。

他真正開(kāi)始接觸到數(shù)學(xué)中的分形理論并把它應(yīng)用于設(shè)計(jì)，正是在進(jìn)入美術(shù)學(xué)院的第一年。在網(wǎng)絡(luò)上，一段關(guān)于朱利亞集合（Julia Set，注：一個(gè)在復(fù)平面上形成分形的點(diǎn)的集合）的視頻吸引到了對(duì)于數(shù)學(xué)十分敏感的他。劉天緒很快意識(shí)到，分形其實(shí)是一個(gè)簡(jiǎn)單幾何形的無(wú)限遞歸，而這正是自然間萬(wàn)物的外在形態(tài)。從某種意義上來(lái)說(shuō)，分形似乎是大自然的形態(tài)語(yǔ)言。

1975年，數(shù)學(xué)家曼德勃羅（Benoit B. Mandelbrot）創(chuàng)立了分形學(xué)。這個(gè)學(xué)科發(fā)展至今天目前仍然十分年輕。其精髓就是把一個(gè)復(fù)雜而不規(guī)則的圖形中某一局部無(wú)限放大之后，人們會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)局部與整體之間存在驚人的相似性。分形學(xué)創(chuàng)立之初，最被人樂(lè)道的一個(gè)例子就是關(guān)于英國(guó)海岸線的測(cè)量。人們發(fā)現(xiàn)，在用更大的比例尺對(duì)不規(guī)則的海岸線進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，海岸線的長(zhǎng)度也因此變得越大。在數(shù)學(xué)意義上，海岸線的形態(tài)接近于一種無(wú)限的遞歸。分形幾何直接面對(duì)了歐幾里得幾何無(wú)法觸碰真實(shí)的自然，而后者只能從較為抽象的層面進(jìn)行測(cè)度。

根據(jù)劉天緒的介紹，不僅是視覺(jué)設(shè)計(jì)，分形還被用于建筑和環(huán)境藝術(shù)和首飾設(shè)計(jì)等方面。分形對(duì)于設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，提供了新的思維和新的形式。在建筑設(shè)計(jì)中，分形幾何的自相似性能夠讓建筑的形態(tài)在不規(guī)則和秩序性的矛盾中尋求統(tǒng)一。日本的柄澤佑輔建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所在s-house的設(shè)計(jì)中就抽取了分形幾何中常見(jiàn)的形態(tài)作為建筑部分結(jié)構(gòu)和立面的樣式。分形理論對(duì)于首飾設(shè)計(jì)的影響更為直接。設(shè)計(jì)師可以通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件快速得到一個(gè)分形幾何圖形。這減少了設(shè)計(jì)師的工作量。由分形軟件得到的令人耳目一新的裝飾圖案，體現(xiàn)了數(shù)學(xué)中對(duì)比與均衡的美感。在設(shè)計(jì)師賦予其質(zhì)感與色彩之后，這種用分形幾何得來(lái)的首飾可謂別出心裁。

幾何形態(tài)的遞歸，讓人們更清楚地發(fā)現(xiàn)事物整體和局部之間的呼應(yīng)關(guān)系。這對(duì)于劉天緒的設(shè)計(jì)創(chuàng)作本身，有著方法論的指導(dǎo)。結(jié)合對(duì)于古代中國(guó)“俯仰往還，遠(yuǎn)近取與”靈動(dòng)的觀察方式，在理性中注入詩(shī)性成為他進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)作的一種思維。在實(shí)踐中，他發(fā)現(xiàn)東方的詩(shī)意之美未必不能與西方的理性之思產(chǎn)生相通之處。

分形幾何帶給他的設(shè)計(jì)最直接的印記顯而易見(jiàn)是在視覺(jué)設(shè)計(jì)的形式方面。這可以從他的設(shè)計(jì)作品中清楚地感受到。在他最早期的設(shè)計(jì)作品中，使用有規(guī)分形。通過(guò)函數(shù)的計(jì)算，設(shè)計(jì)圖形的每個(gè)部分都與整體有著很高的自相似性。在形式上來(lái)看，這是一種理性且抽象的精細(xì)圖案。隨著對(duì)分形幾何理解的更加深入，人們可以發(fā)現(xiàn)了分形應(yīng)用于視覺(jué)設(shè)計(jì)更廣闊的天地。無(wú)規(guī)分形在視覺(jué)表現(xiàn)上，是一種更加自由的形態(tài)。大自然的云朵、山巒、波濤都可以通過(guò)數(shù)學(xué)方法在分形幾何中進(jìn)行還原。這些也都成為他視覺(jué)設(shè)計(jì)的靈感。

從另一方面看劉天緒的分形設(shè)計(jì)作品。前期受到技術(shù)條件的限制，主要是一些二維的作品。后來(lái)，可以在計(jì)算機(jī)上制作三維的分形設(shè)計(jì)。甚至能夠用3D打印技術(shù)嘗試將設(shè)計(jì)變?yōu)閷?shí)物。在這個(gè)方面，也能明顯地感受到他視覺(jué)設(shè)計(jì)作品二維和三維的兩個(gè)分期。出現(xiàn)這兩個(gè)明顯的分期也是由于相關(guān)技術(shù)條件的逐步成熟。這些條件不僅是指相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件與程序的研發(fā)，也包括數(shù)學(xué)和分形學(xué)理論的探索與進(jìn)步。設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)時(shí)關(guān)注隨相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的前沿，因?yàn)檫@些都將幫助設(shè)計(jì)掌握未來(lái)。

在采用分形理論進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)作的過(guò)程中，他也有很多自己的想法。分形函數(shù)和圖形的復(fù)雜性創(chuàng)造了一種混沌，每一種公式和每一個(gè)函數(shù)的任何一點(diǎn)變化都會(huì)呈現(xiàn)出完全不同的結(jié)果。這種混沌的思維也是設(shè)計(jì)思維的一種特征。因此，采用分形理論進(jìn)行設(shè)計(jì)能夠讓人對(duì)于背后的數(shù)學(xué)邏輯和運(yùn)算法則產(chǎn)生深深的迷戀。對(duì)于他來(lái)說(shuō)，每次想起朱利亞集合的分形圖像隨著參數(shù)的變化而變化，總能在心底產(chǎn)生一絲觸動(dòng)。這正是數(shù)學(xué)的奇妙魅力之所在。

在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，劉天緒也遇到過(guò)一些困難。首先，從理論上完全理解分形學(xué)對(duì)于一個(gè)并非從事數(shù)學(xué)研究的設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，需要花費(fèi)很大的精力。從中找出分形理論與設(shè)計(jì)的結(jié)合點(diǎn)也需要自己慢慢摸索。其次，目前在技術(shù)上遠(yuǎn)沒(méi)有出現(xiàn)將分形應(yīng)用于設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)便方式。相關(guān)的計(jì)算機(jī)程序功能還比較單一，有時(shí)沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)構(gòu)想。技術(shù)上的困難需要交給時(shí)間來(lái)解決，而設(shè)計(jì)思維和方法上的難題只能自己下功夫琢磨。

他認(rèn)為，將分幾何論應(yīng)用于視覺(jué)設(shè)計(jì)，有拓展視覺(jué)設(shè)計(jì)的表現(xiàn)方式、表現(xiàn)空間的作用。分形幾何背后的分形理論也成為了視覺(jué)設(shè)計(jì)出現(xiàn)新形式的又一要因。分形理論構(gòu)建出了一種復(fù)雜的視覺(jué)圖形，既是數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)跨界融合的結(jié)果，也是設(shè)計(jì)與科學(xué)的完美結(jié)合的產(chǎn)物。從更宏大的視角看待分形學(xué)和設(shè)計(jì)，分形維度為設(shè)計(jì)師觀察研究周遭的一切提供了一種新的視角，分形理論給設(shè)計(jì)思維揭示了一種新的設(shè)計(jì)方法，分形幾何為設(shè)計(jì)創(chuàng)造了一種新的表現(xiàn)形式。分形讓人們對(duì)于復(fù)雜事物的觀察更接近于真實(shí)的自然，從這個(gè)角度上來(lái)說(shuō)，分形也讓設(shè)計(jì)更接近于未來(lái)。

設(shè)計(jì)自身交叉了各種知識(shí)，因此設(shè)計(jì)師對(duì)于世界的好奇心，能夠讓他收獲設(shè)計(jì)創(chuàng)作更大的自由。分形可以讓人在數(shù)學(xué)所寫(xiě)下的自然之歌中尋找詩(shī)意的美。設(shè)計(jì)正是在科學(xué)的引領(lǐng)下追尋新的意義與形式，從而奔向每一個(gè)未來(lái)。