撰文／白千勺
(原文刊載於建築師雜誌2018年8月「建築相對論」專欄文章第一部分)
近二十年來，電腦科學與人工智慧呈指數性成長，透過多樣化的載體及應用，已全面滲透至我們的生活中，甚至改變了從日常社交到政治經濟等人類行為的脈動。建築這個向來發展遲緩的領域，還來不及跟上第四次工業革命的腳步前進，卻出現一種「向後退」的趨勢；當Rem Koolhaas 甫宣布2014年威尼斯雙年展的策展計畫，立即引來Patrik Schumacher的嚴厲抨擊，甚至在兩年後說出了：「關掉這個雙年展吧！」的評論1。Schumacher直指近幾屆的策展團隊，戴著人文關懷這種政治正確的假面具，保守地談論過去，而屏除了雙年展的重要任務：關注新世代建築與文明進程之間的辯證，以及傳遞一種揭示未來的宣言。
儘管Schumacher的極端言論，被視為少數前衛建築師們的曲高和寡，於此同時，全世界有一部分主流建築師正追隨著Zaha Hadid及Frank Gehry等事務所在上個世紀末研發出來的工作模式：以非線性幾何造型作為建築空間形式。建築史論家Mario Carpo 將這波90年代以降的設計潮流稱為『第一次數位轉型』(The 1st Digital Turn)。這是以曲線為主角的時代，其發展源自於建築師們對哲學家德勒茲’The Fold: Leibniz and the Baroque’一書的誤讀，正巧遇上Spline 曲線建模工具的崛起與盛行，讓這美麗的錯誤開啟了20年的風潮2。
「數位工匠」—設計與生產的斷裂
第一次數位轉型，帶來五花八門的建築形式，搭配全球化資本消費市場，順勢將「建築商品化」帶向另一個極端。工程營造業者無疑是這波潮流的最大受益者。當電腦輔助設計與製造工具到位，從前被認為不可能建成的「紙上建築」紛紛成為營造技術創新突破的標竿。若我們將過去營造工法影響建築設計樣式稱為「形隨製造」(Form follows fabrication)，對比之下當今最先進的建築外殼曲面營造，則是營造工法服膺於樣式—「製造隨形」 (Fabrication follows form)。技術的精進讓「製造隨形」遂成為一種常態的建築生產模式，從設計到製造的過程得以被步驟化及專業分工，卻也造成設計思考與營造實務兩個端點之間嚴重的斷裂。「數位工匠」即是一個極端的例子。
「數位工匠」泛指將自由曲線建築從概念到落實的推手，他們透過電腦輔助設計CAD軟體的應用，將任意的連續曲面幾何造型合理化、可製造化。以數位工具重建高第的圖紙，大幅縮短聖家堂工期的Mark Burry及其團隊，用數學與機械手臂完成了高第的美夢，可說是數位工匠的先驅。另一著名案例是Frank Gehry的Gehry Technology，事務所不僅自備數位工匠，甚至內建科技專業團隊量身打造Digital Project軟體。服務於建築大師的數位工匠畢竟是少數，然而數位工匠之所以仍有廣大市場需求，乃拜曲線建模軟體的普遍化及其簡易的圖形功能介面所賜。圖形介面讓建築師得以在短時間內，生產無數個造型草案並彩現影像，這種在虛擬環境中以視覺為主導的設計模擬，很難同時考慮製造的細節，更遑論建造任意曲面的複雜度了。「數位工匠」這門專業的形成，讓建築師們順理成章地將實質化(materialise)的疑難雜症分包出去，因而更專心的在虛擬場域裡創作。從此設計與實質化的過程分家，是為設計與生產的斷裂。
組圖一： Mark Burry及Jane Burry 根據高第殘缺的手稿及模型，經過長年嚴謹的數學幾何研究，以3D模型重建極度近似原設計的各個部件，再以電腦輔助製造CAM生產，此流程大幅縮短聖家堂的施工期程。（出處：Scripting Cultures, Mark Burry）
連續性—從「空間感」到「空間質感」
回歸空間本質的探討，在這技術精進的歷史時刻，我們要問的是，新型態的建築空間之於人的身體感官，創造出怎樣的新意涵、啟發了什麼可能性？在「第一次數位轉型」的開端，建築家引入「連續性」的哲學思辨，建構出一套重新理解空間關係的論述。建築不再只是單一物件，而是將它與其所在的涵構視為一動態連續的「場域」，不再以柱樑牆板等元素來定義空間，而是由一種邊界在三維座標系統中連續遊走的混成構造物所形塑出來。如FOA的橫濱港碼頭、伊東豊雄的台中歌劇院等，運用幾何形體生成事件與活動的容器，形體內外連續翻折，混淆了人對空間的視覺感知。
連續性的「空間感」令人感到新奇，為了創造它卻必須付出代價；「唯有自然是真正連續的，建築工人必須以部件組裝房屋。在這原罪之下，操作連續與非連續的意志，即是愉悅與痛苦、美德與瑕疵的來源。人是有限的，他的產品亦如此。」3 Jessie Reiser及Nanako Umemoto的簡短文字道盡建築師面對「連續」與「非連續」之間的矛盾心態。 不同於其他建築師將哲學轉換成形式，Reiser + Umemoto 對德勒茲哲學中的「連續性」詮釋是關於物質與能量的，他們以為建築幾何同時在回應物質在真實世界接收到的力量，例如結構行為之於重力的關係。他們以結構設計師Robert Le Ricolais挫屈的柱子實驗為例，新的幾何是從一系列結構崩壞的形變中出現的。Le Ricolais的模型中，物質、材料、營建系統、結構的排列組合、建築空間與場所，共同構成了一個連續的範圍而非各自孤立的領域。此時材料物性之於結構形式的生成，扮演一個主動的角色，設計幾何形態的同時也在組織各種力量與物質的關係，這個模式是通用的，可以被應用在各種尺度上面。4
以物質能量的觀點來看，建築的「連續性」便不再受限於單一形式的「空間感」的想像，而能跨越至多重元素相互影響的「空間質感」的範疇。建築形式也開始有機會跳脫象徵性的意義，進一步去探索建築作為物質與環境、能量場域對應的媒介，其型態組織的、結構的及機能等等的設計與實質運作之間的關聯性。
離散性—由下而上的生長與疊加
除了90年代興起的數位思潮，早在還必須輸入程式碼啟動電腦的60年代，就讀AA建築聯盟的John Frazer，在沒有螢幕顯示、更沒有AutoCAD的輔助之下，列印了他的畢業作品：一套以他自製的電腦軟體生成、人手無法輕易繪製的複雜幾何圖面。此後John Frazer與妻子Julia Frazer長期投注於電腦輔助設計的研究開發，並藉由“An Evolutionary Architecture”的建築實驗5，以自然界演化觀點引入衍生式創作的概念，向世人揭示人工智慧對建築的影響 。
Frazer的方法是一種建構式的系統，理論上「生長」過程每一步驟的發生，都是與環境因素對應之下所產生的結果；電腦在這負責依初始設定進行繁衍的工作，而建築師則依可行性做類似達爾文所述的「天擇」的工作。電腦與建築師的分工合作並非單向一次性的，而是漸進式的、群集擴充式的、由下而上的回饋機制。事實上「可被運算」與「可被建造」都反映了「離散性」的本質：排列組合、疊加的與可調整、回應的特性，也是「位元」與「單元」概念上的共通性。(‘Architecture’和 ‘Component’ 都是計算機科學與建築學的術語。)
以建築的「離散性」本質思考，事實上成就更多局部的「連續性」，局部與整體(parts-and-whole)之間的對話關係亦形成另一個層級的「連續性」，且局部與局部、或局部與整體之間的關聯性更開放、更自由。
「到了1992，虛擬實境已成現實。…現在的問題是：如何將科技整合到人文、互動、環境和其他潛在的面向？」 根據Frazer 於2005年在AD雜誌發表的回顧文‘Computing without Computer’， 70年代的科技發展潮，已見缺乏問題意識的盲目追求，而他認為若不嚴謹地從環境脈絡中真正的問題對症下藥，我們恐怕非但沒解決問題，反而製造更多問題。以此檢視當今的議題：創作與生產的斷裂、過度商品化缺乏人文向度等… Frazer警告歷史重演的話竟一語成讖。
(出處：An Evolutionary Architecture, John Frazer )
實擬虛境—以材料與真實性為主體的設計研究
當我們用「生長」的方式思考建築，局部／整體的連續性開始被綜合起來；一如Louis Kahn 的名言「我問一塊磚頭：『磚頭，你想要變成什麼？』磚頭回答：『我想要一個拱』」，材料的性質即隱含著某種構築形式的方向，那是來自結構合理性及效率等既成的物理性質。以傳統由上而下的思維，材料的物性往往帶給建築設計限制性；然而當我們反過來先從理解材料性質，探索它可被發揮的形態上的潛力， 反而能帶給建築師意想不到的自由度。歷史上的先驅如高第、Eladio Dieste 、Frei Otto等人，都曾經成功地透過材料物性的研究尋找型態(Material Form Finding)，創造獨特的建築表情，那或是幾近科學的精準度與工程成就，但更多的是建築師的想像力與好奇心，以及他們對於未知領域的探索實驗中，那異於常人的執著使然。這些典範在建築史或建築教育上一向不太受重視，但他們給的啟發—例如物盡其用、輕巧高效率等，在能源危機日益顯著的今日，這些概念與我們的關聯性更強烈了。
Mario Carpo聲稱「第二次數位轉型」的年代來臨，我們除了讚嘆當代的數位模型具有超高解析度的資訊量、以及任何尺度的物件都能被三維列印之外6，在更新一波科技狂潮襲捲的同時，如何將數位的「虛擬」與建築的「真實」交織，以「實擬」的材料物性的探索作為原則帶領電腦模擬投射的千萬種「虛境」，更精確有效地將科技的優勢與構築的運用整合在一起，達到一個真正對人類與環境有意義的「人機共創」，是筆者認為當今建築設計研究應該聚焦的方向。
（出處：Eladio Dieste : 1943-1996）
組圖五：Frei Otto肥皂泡表面張力實驗，啟發張力結構的形式發展。
(出處：Frei Otto & Bodo Rasch: Finding form)
- “Close this Biennale!/Patrik Schumacher”, Web. 28 June 2016 < http://archeyes.com/close-this-biennale/ > ↩︎
- Carpo, Mario. The Second Digital Turn: Design Beyond Intelligence. Cambridge, MA: The MIT Press , 2017, pp.57-58 ↩︎
- Reiser, Jesse. Atlas of Novel Tectonics / Reiser + Umemoto. New York: Princeton Architectural Press, 2006, No. 65 ↩︎
- Reiser, Jesse. Atlas of Novel Tectonics / Reiser + Umemoto. New York: Princeton Architectural Press, 2006, No. 23, pp.110-113 ↩︎
- Frazer夫妻於90年代將「運算思維」帶進AA建築聯盟，在與Cedric Price、Golden Pask的合作之下，與Diploma Unit 11的學生共同實驗創作AA裡最早的數位媒體互動裝置, 其教學研究成果收錄在 ‘An Evolutionary Architecture’ 一書中。 ↩︎
- Carpo, Mario. The Second Digital Turn: Design Beyond Intelligence. Cambridge, MA: The MIT Press , 2017, pp.70-79 ↩︎