《建筑设计原理建筑设计原理视觉逻辑复杂与简单.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑设计原理建筑设计原理视觉逻辑复杂与简单.pptx（36页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、事件的复杂性与简单性空间形态完整性简单性（单一时空、网络结构、外部视角）事件内部构成（破碎分析）复杂性（时空相互作用、纠缠、层级结构、内部视角）第1页/共36页实践活动具有复杂性的特征（非线性、直观具象、时空纠缠）学术理论往往具备简单性特征（线性、抽象、单一时空）第2页/共36页第3页/共36页一些论断：非线性复杂系统理论不可能还原成特殊的物理学的自然定律复杂性不仅意味着非线性，还意味着大量的具有许多自由度的元素。城市的发展不可能以每个人的个人自由意志来解释。尽管每个区域中的人们的行动都具有其个别的意向性、计划性等等，但是全局的发展趋势却是非线性相互作用的结果。第4页/共36页第5页/共36页
2、第6页/共36页复杂与简单在城市与建筑研究中的领域：1、城市、建筑本身具有复杂性。2、建筑视觉审美具有复杂性、简单性的需求。第7页/共36页大道至简大道至简是大道理（指基本原理、方法和规律）是极其简单的，简单到一两句话就能说明白。所谓“真传一句话，假传万卷书”。禅宗：简洁到没有（无）。第8页/共36页四十五章原文大成若缺，其用不弊。大盈若冲，其用不穷。大直若屈，大巧若拙，大辩若讷。静胜躁，寒胜热。清静为天下正。译文最完满的东西，好似有残缺一样，但它的作用永远不会衰竭；最充盈的东西，好似是空虚一样，但是它的作用是不会穷尽的。最正直的东西，好似有弯曲一样；最灵巧的东西，好似最笨拙的；最卓越的辩才，
3、好似不善言辞一样。清静克服扰动，寒冷克服暑热。清静无为才能统治天下。第9页/共36页第十四章原文视而不见，名曰夷；听之不闻，名曰希；搏之不得，名曰微。此三者不可致诘，故混而为一。其上不徼，其下不昧，绳绳兮不可名，复归于无物。是谓无状之状，无物之象，是谓惚恍。迎之不见其首，随之不见其后。执古之道，以御今之有。能知古始，是谓道纪。译文看它看不见，把它叫做“夷”；听它听不到，把它叫做“希”；摸它摸不到，把它叫做“微”。这三者的形状无从追究，它们原本就浑然而为一。它的上面既不显得光明亮堂；它的下面也不显得阴暗晦涩，无头无绪、延绵不绝却又不可称名，一切运动都又回复到无形无象的状态。这就是没有形状的形状，
4、不见物体的形象，这就是“惚恍”。迎着它，看不见它的前头，跟着它，也看不见它的后头。把握着早已存在的“道”，来驾驭现实存在的具体事物。能认识、了解宇宙的初始，这就叫做认识“道”的规律。第10页/共36页简雅各布斯对城市简单性的抱怨：“单调乏味的巨大的破坏性因素”简单导致城市生机的死掉。好的城市是简单与复杂并存。后现代发展史就是一部对简单粗暴的批判史。第11页/共36页复杂性模型描述复杂性、生成复杂性、计算复杂性构成复杂性、类别复杂性组织复杂性、层级复杂性操作复杂性、规则复杂性第12页/共36页复杂性科学研究主流发展的三个阶段主要是指：埃德加莫兰的学说、普利高津的布鲁塞尔学派、圣塔菲研究所的理论。
5、(1)埃德加莫兰的学说埃德加莫兰是当代思想史上最先把“复杂性研究”作为课题提出来的人。莫兰正式提出“复杂性方法”是在他1973年发表的迷失的范式：人性研究一书中。莫兰复杂性思想的核心是他所说的“来自噪声的有序”的原则，该原则可以简要表述如下：将一些具有磁性的小立方体散乱地搁置在一个盒子里，然后任意摇动这个盒子，最后人们看到盒子中的小立方体在充分运动之后根据磁极的取向互相连接形成一个有序的结构。在这个例子中，任意地摇动盒子是无序的表现，显然单靠它不能导致小立方体形成整体的有序结构。小立方体本身具有磁性，是产生有序性的潜能，但是这个潜能借助了无序因素的辅助或中介而得以实现。在这个原理里，无序性是必
6、要条件而不是充分条件，它必须与已有的有序性因素配合才能产生现实的有序性或更高级的有序性。这条原理打破了有关有序性和无序性相互对立和排斥的传统观念，指出它们在一定条件下可以相互为用，共同促进系统的组织复杂性的增长口。这正是莫兰在其书中阐发的复杂性方法的一条基本原则，它揭示了动态有序的现象的本质。第13页/共36页(2)普利高津的布鲁塞尔学派比莫兰稍晚，普利高津在他与斯唐热于1979年出版的法文版新的联盟一书中提出了“复杂性科学”的概念(此书的英文版改名为从混沌到有序)“。在那里，复杂性科学是作为经典科学的对立物和超越者被提出来的。他说：“在经典物理学中，基本的过程被认为是决定论的和可逆的。”今天
7、，“我们发现我们自己处在一个可逆性和决定论只适用于有限的简单情况，而不可逆性和随机性却占统治地位的世界之中”。因此，“物理科学正在从决定论的可逆过程走向随机的和不可逆的过程”。普利高津紧紧抓住的核心问题就是经典物理学在它的静态的、简化的研究方式中从不考虑“时间”这个参量的作用，从而把物理过程看成是可逆的。实际上，普利高津并没有提出一个明确的“复杂性”的定义，他提出的复杂性的理论主要是揭示物质进化过程的理化机制的不可逆过程的理论，即耗散结构理论。第14页/共36页(3)圣塔菲研究所的理论1984年5月成立的美国圣塔菲研究所，由各学科的第一流精英参与，受到美国公私财政机构的大力资助，被视为世界复杂
8、性问题研究的中枢。然而，圣塔菲研究所的复杂性观念与莫兰和普利高津的复杂性观念有很大的区别。例如，圣塔菲研究所的学术领头人盖尔曼(M.Gellmann)指出：“在研究任何复杂适应系统的进化时，最重要的是要分清这三个问题：基本规则、被冻结的偶然事件以及对适应进行的选择。”“被冻结的偶然事件”是指一些在物质世界发展的历史过程中其后果被固定下来并演变为较高级层次上的特殊规律的事件，这些派生的规律包含着历史特定条件和偶然因素的影响。盖尔曼认为，事物的有效复杂性只受基本规律少许影响，大部分影响来自“冻结的偶然事件”。盖尔曼随后还指出了复杂系统的适应性特征，即它们能够从经验中提取有关客观世界的规律性的东西作
9、为自己行为方式的参照，并通过实践活动中的反馈来改进自己对世界的规律性的认识。也就是说，系统不是被动地接受环境的影响，而是能够主动地对环境施加影响，因此，他认为复杂性科学研究的焦点不是客体的或环境的复杂性，而是主体自身的复杂性 主体复杂的应变能力以及与之相应的复杂的结构。第15页/共36页复杂性科学方法论的具体特征(一)非线性“非线性”与“线性”是一对数学概念，用于区分数学中不同变量之间两种性质不同的关系。苗东升教授认为，可以从本体论和方法论两个层面来认识和区分线性思维和非线性思维。从本体论角度来看，线性思维认为，现实世界本质上是线性的，非线性不过是对线性的偏离或干扰。非线性思维认为，现实世界本
10、质上是非线性的，但非线性程度和表现形式千差万别，线性系统不过是在简单情况下对非线性系统的一种可以接受的近似描述。从方法论角度来看，线性思维认为，非线性一般都可以简化为线性来认识和处理。非线性思维认为，一般情况下都要把非线性当成非线性来处理，只有在某些简单情况下才允许把非线性简化为线性来处理。因此有学者明确指出：“非线性作用是系统无限多样性、不可预测性和差异性的根本原因，是复杂性的主要根源。非线性思维是一种直面事物本身的复杂性以及事物之间相互关系的复杂性、运用超越直线式的思维去力争更清晰的理解和把握认识对象的思维方式。不可否认，在认识简单的事物时，直线式的思维方式有利于提高认识的效率，但是在认识
11、比较复杂的事物时，如果单单为了追求一种简单性、便捷性、效率性、因果性，而抛却事物的复杂性，我们得到的会是一种“假象式”的认识结果。实际上“随着我们的思维范式由线性(原子论、还原论)向非线性(系统论)的转变，我们对自然和社会的本来面目的认识就更加深刻”。第16页/共36页(二)不确定性不确定性是针对确定性而言的，是对确定性的否定。在近代科学发展史上，以牛顿力学为代表的经典自然科学向人们描绘了一幅确定性的世界愿景，并且宣称在这幅愿景图中的空白之处或者不清晰之处只是暂时的，是等待人类去逐渐填充的领域。然而20世纪60年代以来，现代系统科学中关于混沌现象的研究，却打破了传统科学中把“确定性”与“不确定
12、性”截然分割的思想禁锢，并用大量客观事实和实验表明，正是由于确定性和不确定性的相互联系和相互转化，才构成了丰富多彩的现实世界。第17页/共36页著名科学家普里高津曾说：“我坚信，我们正处在科学史中一个重要的转折点上。我们走到了伽利略和牛顿所开辟的道路的尽头，他们给我们描绘了一个时间可逆的确定性宇宙的图景。我们现在却看到了确定性的腐朽和物理学定义新表述的诞生。”事实上，许多学科领域关于“不确定性”的研究成果已经揭示了微观和宏观世界中不确定性的必然存在。如量子力学中的海森堡测不准原则、数理逻辑中的哥德尔定理、社会选择理论中的阿罗不可能定理以及模糊逻辑等方法的提出，都从不同的学科角度，为“不确定性”
13、成为科学研究的对象提供了准备条件。美国密歇根大学地质科学家亨利N.波拉克(H.N.Pollack，1936一)说：“科学会因为不确定性而衰弱吗?恰恰相反，许多科学的成功正是由于科学家在追求知识的过程中学会了利用不确定性。不确定性非但不是阻碍科学前行的障碍，而且是推动科学进步的动力。科学是靠不确定性繁荣的。”社会系统本身所固有的、内在的层次性、开放性、动态性、相干性、非线性、临界性、自组织性、自强化性和突变性。根据不确定性的特点，一般可以把不确定性分为五类：客观不确定性、主观不确定性、过程不确定性、博弈不确定性和突变不确定性。”第18页/共36页(三)自组织性组织是指系统内的有序结构或这种有序结
14、构的形成过程。德国理论物理学家哈肯依据组织的进化形式把“组织”分为他组织和自组织两类。自组织是相对于他组织而言的，我们一般把不能自行组织、自行创生、自行演化，不能够自主地从无序走向有序的组织称为他组织。他组织只能依靠外界的特定指令来推动组织向有序演化，从而被动地从无序走向有序。相反，自组织是指无需外界特定指令就能自行组织、自行创生、自行演化，能够自主地从无序走向有序，形成有结构的系统。第19页/共36页(四)涌现性复杂性科学把系统整体具有而部分或者部分和所不具有的属性、特征、行为、功能等特性称为涌现性。也就是说，当我们把整体还原为各个部分时，整体所具有的这些属性、特征、行为、功能等便不可能体现
15、在单个的部分上。我国古代思想家老子的“有生于无”的论断，便是对涌现性古老而又深刻的理解和表达。贝塔朗菲借用亚里士多德的著名命题“整体大于部分之和”来表达涌现性；霍兰认为涌现的本质是“由小生大，由简入繁”。复杂性科学家常借用“复杂来自简单”来表述涌现，认为复杂性是随着事物的演化从简单性中涌现出来的。虽然涌现性是整体的一种现象和特性，但是整体的现象和特性不一定都是涌现。贝塔朗菲区分了累加性与生成性(非加和性)两种整体特征，把整体分为非系统总和与系统总和两种。要清楚地认识到单单只把各部分特性累加起来所形成的整体特性不是涌现性，只有依赖于部分之间特定关系的特征所构成的生成性(不是加和性)才称得上是“涌
16、现性”。由此可以得出，从部分本身的简单相加来推断、预测涌现现象是不可能的，涌现性是一个描述复杂系统层次所呈现的模式、结构或特征的科学概念。第20页/共36页(一)对还原论的批判和超越。本文所论及的还原论(Reductionism)，指的是涉及一切科学领域的、一般哲学意义上的还原论，是广义的还原论，不是局限在某一学科领域内(如生物学、物理化学)的还原论；是在方法论层次上谈论还原论，不是在本体论还原或者理论间还原层面上谈论的还原论。据考证，“还原论”一词最早由著名哲学家蒯因1951年在经验论的两个教条一文中正式提出，但还原论的思想却源远流长。中国古代的思想家们和古希腊的哲学家们在探讨物质的构成和世
17、界的本源时所提出的一系列思想便可以看成是还原论思想的萌芽，但这些萌芽与现代意义上的还原论思想相差很大。第21页/共36页“还原论是把物质的高级运动形式(如生命运动)归结为低级运动形式(如机械运动)，用低级运动形式的规律代替高级运动形式的规律的方法。还原论认为，各种现象都可被还原成一组基本的要素，各基本要素彼此独立，不因外在因素而改变其本质，通过这些基本要素的研究，可推知整体现象的本质。”从科学和哲学思想史上来看，法国哲学家笛卡尔是还原论思想的奠基者，他所提出的指导人们思维活动的著名的“四条原则”，完整地表达了还原论的基本内涵，笛卡尔的方法论思想经过牛顿到爱因斯坦历代科学家的补充和发展，经过四百
18、年科学实践的检验不断完善，形成了还原论在现代科学体系中的支配地位。“四条原则”，即除了清楚明白的观念外，绝不接受其他任何东西；必须将每个问题分解成若干个简单的部分来处理；思想必须从简单到复杂；我们应该时常彻底地检查，确保没有遗漏任何东西。第22页/共36页(二)对整体论的追求和超越。整体论(Holism)是指用系统、整体的观点来考察有机界的理论。20世纪3050年代，贝塔朗菲总结了生命科学的新成就，在批判机械论和活力论的基础上，系统地提出了有机体论即整体论。如同还原论一样，整体论的思想萌芽也早已有之。我国古代医学经典黄帝内经最大的特点便是从调理人的整体机能入手看待和医治疾病。古希腊哲学家亚里士
19、多德关于“离开人的手就不算人的手”的论断，更是对整体思想的强调。实际上，整体论思想应该比还原论思想诞生得还要早，只不过后来随着西方近代科学的兴起，整体论在科学研究中起到的作用逐渐衰微。第23页/共36页整体论强调生命系统的组织化、目的性特征，反对机械论把世界图景归结为无机系统微观粒子无序的、盲目的运动，但是整体论却忽略了偶然性、随机性在生命发展中的作用。复杂性科学的兴起，首先举起了反对还原论方法的大旗，因为复杂性科学的研究对象是复杂系统，而复杂系统本身的多样性、相关性、一体性必然是与其自身的整体性紧密联系在一起的。由此可见，复杂性科学与整体论的渊源关系很深。虽然整体论思想批判了还原论思想的局限
20、性，揭示了事物间的相互依赖性和联系性，但是整体论思想仍不可避免地带有机械构成论的局限。这说明，整体论思想并不等同于复杂性科学的方法论。第24页/共36页法国思想家埃德加莫兰曾说：“整体主义与它反对的还原主义同属于简化的原则(前者是关于整体的简化思想和把一切都划归为整体)”。整体主义只包含对整体的局部的单方面的简化的看法。它把整体的概念变成一个汇总的概念。因此整体主义属于简化范式。”法国哲学家帕斯卡同样旗帜鲜明地指出：“我认为不认识整体就不可能认识各个部分，同样不特别地认识各个部分也不可能认识整体。”由此可以得出，从部分解释整体和从整体解释部分，既不消除它们彼此之间的对立性，又通过它们连接起来的
21、运动彼此变成互补。正如埃德加莫兰所言：“我们的系统观是对还原论和整体论的超越，它通过统合两派各自所有的部分真理来寻找一个理解原则：它不应该为了部分而牺牲整体，也不可能为了整体而牺牲部分。重要的是阐明整体与部分之间的关系，他们互相凭借。”钱学森说：“我们所提倡的系统论，既不是整体论，也非还原论，而是整体论与还原论的辩证统一，是更高一层次的东西，即我们的系统论既要包括整体论，也要包括还原论。”成思危在论述复杂性科学方法论时，也曾明确提出还原论和整体论相结合的原则；第25页/共36页第26页/共36页道德经第四十二章原文道生一，一生二，二生三，三生万物。万物负阴而抱阳，冲气以为和。人之所恶，唯孤、寡
22、、不谷，而王公以为称。故物或损之而益，或益之而损。人之所教，我亦教之。强梁者不得其死，吾将以为教父。译文道是独一无二的，道本身包含阴阳二气，阴阳二气相交而形成一种适匀的状态，万物在这种状态中产生。万物背阴而向阳，并且在阴阳二气的互相激荡而成新的和谐体。人们最厌恶的就是“孤”、“寡”、“不谷”，但王公却用这些字来称呼自己。所以一切事物，如果减损它却反而得到增加；如果增加它却反而得到减损。别人这样教导我，我也这样去教导别人。强暴的人死无其所。我把这句话当作施教的宗旨。第27页/共36页相互作用（气/力）万物自天地始分【原文】天尊地卑，乾坤定矣。卑高以陈，贵贱位矣。动静有常，刚柔断矣。方以类聚，物以
23、群分，吉凶生矣。在天成象，在地成形，变化见矣。是故，刚柔相摩，八卦相荡。鼓之以雷霆，润之以风雨，日月运行，一寒一暑，乾道成男，坤道成女。乾知大始，坤作成物(6)。乾以易知，坤以简能(7)。易则易知，两则易从。易知则有亲，易从则有功。有亲则可久，有功则可大。可久则贤人之德，可大则肾人之业(8)。易简而天下之理得矣。天下之理得，而成位乎其中矣。【注释】系辞是后代解说易的七种传之一，分上、下两篇，大约写成于汉代初期。它对易的内容作了全面分析和论述，并提出了自己的看法，具有一定的代表性。这里选录其中一部分。陈：排列。位：确定。方：应当是“人”字，由于字形相近而误写成“方”。见。用作“现”，意思是显现，
24、出现。摩：碰撞，摩擦。荡：震荡，激荡。（6）知：这里用作“为”，意思是成为，构成。大始：原始，初始。成物：具备完整形体的万物。（7）易：容易，平易。简：简略，单纯。（8）贤人之德：陶冶人的品德。贤人之业：成就人的功业。（9）位：在，在于。第28页/共36页【译文】天尊贵，地卑下，这是由乾与坤的位次确定的。卑下高贵依次排列，尊贵低贱也就确定了。运动和静止有一定规则，刚健和柔弱由此划分。人按共性聚在一起，物按类别相区分，吉祥和凶险由此产生。它们在天上形成不同的天象，在地下形成不同的地貌，变化和发展由此显现。所以，刚健柔弱互相摩擦碰撞，八个卦象互相交叠激荡。用雷霆来鼓动它们，用风雨来滋润它们，日月交
25、替运行，寒暑相继变换，天的规律成为男性象征，地的规律构成女性象征。天成为创始，地养育万物。天以平易显现智慧，地以简明显现功能。平易就容易被认识，简明就容易被遵循。容易认识就使人亲近，容易遵循就会有成就。亲近可以持久，成就可以光大。持久能陶冶人的品德，光大能成就人的功业。懂得了平易简明，就理解了天地问的道理。理解了天地间的道理，成功就包含在它里面了。第29页/共36页【原文】一阴一阳之谓道。继之者善也，成之者性也。仁者见之谓之仁，知者见之谓之知。百姓日用而不知，故君子之道鲜矣。显诸仁，藏诸用，鼓万物而不与圣人同忧，盛德大业至矣哉！富有之谓大业。日新之谓盛德。生生之谓易。成象之谓乾。效法之谓坤。极
26、数知来之谓占。通变之谓事。阴阳不测之谓神。【注释】鲜：少，这里指很少有人了解。日新：不断更新。生生：变化不止极数：穷尽卦、交的变化。【译文】阴阳的交替变化就叫做道。相继不断就是善，成就万物的是性。仁者从自己的角度看，把它叫做仁；智者从自己的角度看，把它叫做智。平民百姓每天接触阴阳之道而不懂得，因此君子之道就很少有人知道了。它表现出来就是仁，隐藏起来就是用，鼓动万物，不与圣人共同劳神忧虑，它的崇高品德和伟大业绩达到了顶点。拥有万物就叫伟大业绩。不断更新就叫崇高品德。变化不止就叫易。生成物象就叫乾。仿效乾而完成物象就叫坤。穷尽卦支而预知未来就叫占问。承接更新就叫事。阴阳交替不可把握就叫神奇。第30
27、页/共36页简单与复杂对于设计的启示简单性：对于能量与信息的交流具有方便、明了、迅速、直接等作用，是人们处理超量信息时的基本需求。这也是信息金字塔层级结构之所以存在的原因。其优点是信息明确、所指确定、清晰。缺点是若没有复杂性作支撑，会形成简陋、支离破碎的感觉。有时候，简单性也会带来认知上的狭隘、偏执。第31页/共36页复杂性：则是没那么简单。其在能量与信息的交流过程中会使这些过程变得让人难以把握，因此会激发出人们的好奇心、想象力与挑战的欲望。复杂性是模糊产生的根源。也是能让人类产生敬畏的根源。其在形态学设计中的缺点是，若过于复杂，则让人难以理解，令人望而生畏，敬而远之，最终难为人所用。另外，复杂性会带来混乱、浑沌以及掩盖清晰的秩序。第32页/共36页空间是简单的，但是行为却存在多种可能性。相反，空间是复杂的，有时其中的行为却很单一。形态是复杂的，感受有可能走向简单（空间性阅读）形态是简单的，感受有可能很复杂。第33页/共36页复杂与简单存在一种层级结构：在细部层级上关系是复杂的，但在宏观层级上，整体映像可能呈现出来的是一种简单性。第34页/共36页思考：最简单的复杂性第35页/共36页感谢您的观看！第36页/共36页