混沌学语义下城市空间“无序化”新解

何 璐，陈 刚

（合肥工业大学 建筑与艺术学院，安徽 合肥 230009）

混沌学语义下城市空间“无序化”新解

何 璐，陈 刚

（合肥工业大学 建筑与艺术学院，安徽 合肥 230009）

近年来，经济的快速发展使城市日趋扩大，而城市的扩大也导致了其内部空间变得混乱无序。如何保持城市有序而可持续发展成为受关注的重点，而混沌学理论的出现给人们的思维方式带来的新的契机。文章以广义的混沌学作为研究城市空间中“无序性”问题的学术基础，对解决城市空间中日益凸显的“无序”化问题的起源做出了重新分析，对于应对城市无序化的方式方法做出了解释和探讨。

城市空间；无序性；混沌理论

我们只要稍微留心某个城市的细节，就可以感受到城市空间发展越来越多的呈现出无序性的特征。我们只要走入一些稍有年份的居住小区或者没有被改建的老街道，就能观察到那些人们自己搭建的小屋、临时的摊铺、伸出街道的晾衣架和墙上花花绿绿的涂鸦。这些场景，无论经过多少次的取缔、整顿和拆迁，仍是比比皆是、层出不穷。在城市空间的形成和发展过程中，这些“无序化”的问题，或者说是自我衰竭劣化（degeneration）的问题,一直是学界里探讨和研究的热点之一。

1 混沌学基本概念综述

1.1 混沌的概念

混沌，最初指的是原始人类想象中的天地未分开以前，整个宇宙模糊在一起的现象。后在生态学科技名词中被定义为在初始条件影响下出现的非线性动态。它的演化大致经过三个阶段：原始混沌、布朗混沌和演化混沌。在混沌学的研究中，主要关注的是第三个阶段，具体而言，演化混沌指的是一种包含着有序性、随机性和创造性的积极的混沌。

1.2 混沌学的引入

1972年12月29日，美国麻省理工学院教授、混沌学开创人之一E.N.洛伦兹在美国科学发展学会第139次会议上发表了题为《蝴蝶效应》的论文，提出一个貌似荒谬的论断：在巴西一只蝴蝶翅膀的拍打能在美国得克萨斯州产生一个陆龙卷，并由此提出了天气的不可准确预报性。时至今日，这一论断仍为人津津乐道，更重要的是，它激发了人们对混沌学的浓厚兴趣。再加上计算机等技术的飞速进步，混沌学已发展成为一门影响深远、发展迅速的前沿科学。具体而言，混沌现象发生于易变动的物体或系统，该物体在行动之初状态极为单纯，具有内在随机性,但经过一定规则的连续变动之后，却产生始料所未及的后果，也就是混沌状态。但是此种混沌状态不同于一般杂乱无章的混乱状况，混沌现象经过长期及完整分析之后，可以从中理出某种规则出来[1]。

最近20年，混沌学迅速走进化学、生物学、医学、经济学乃至社会科学的领域，以其理论与方法的特殊的意义和价值，在哲学范畴内业引发许多争端和学术的新结论。尤其是在科学日渐远离日常经验和真实的现实世界而趋向于更复杂和微观的世界的今天，不少科学家都把混沌看作是一条出路。

混沌现象虽然最先用于解释自然界，在城市设计规划设计领域中，研究的主要对象是城市空间，人为因素同时也作为这个空间中随时变动起伏的个体。虽然各种因素的之间相互交织牵引，看似发杂的城市空间演化的过程却基本上依循一定的准则。因此，相当符合混沌理论的架构。

1.3 混沌理论的要点

1.3.1内在随机性与初值敏感性 “随机因素”在传统科学上指次要的、非本质的因素。而“随机性”也被认为对结果影响甚小的东西。而在混沌学理论看来，“随机性”应该从属于事物本身，在具体的操作过程中不能随意忽视。在对结果造成影响的因素方面，混沌理论还认为，只要初始条件由于外在或自身条件的作用而发生一些细微的改变，都会对结果产生极大的影响。而这其中复杂的过程是不可预测的。这就是指事物发展的“初值敏感性”，前文所提到的“蝴蝶效应”就是“初值敏感性”的一个生动而恰当的例子。

1.3.2 分形理论 分形理论最初由美籍数学家曼德布罗特(B.B.Mandelbort)提出。他在《科学》这本杂志中对海岸线的形态进行了研究。正常视角下，海岸线是极其不规整的曲线，呈现出杂乱无章的状态。研究人员截取了英国某处长100公里的海岸线与长10公里的海岸线放大图相比对，却发现惊人的相似。这就证明，虽然外表是杂乱无章的，内在却具有递进性和相似性。这就是分形理论。

1.3.3 普适性 美国物理学家费根鲍姆发现，两类完全不同的反馈函数通过迭代计算出现混沌之后，其分岔按几何收敛，收敛的比例完全一致[2]。这也就是说两组毫无关联的混沌数据或者图形经过数学上的迭代运算后，会出现漂亮、有序的几何图形。这是数学意义上的混沌的普适。混沌理论认为大凡混沌运动在深度层次上会呈现出一定的规律性和有序性，而这种有序性和规律在不同系统之间有一种超越尺度的相似性。

2 混沌学观下的城市无序空间

2.1 “内在随机性”与“初值敏感性”理论对城市空间的启示

混沌的发现的关键正在于其揭示了我们对因果关系的一个基本性的错误认识。普遍认为，确定性的原因必定产生预想而规则的结果。但从混沌理论的“内在随机性”这一观点看来，它们更多的产生了易被误解为随机性的极不规则的结果，就像我们一直认为合理的城市规划必然出现合理的结果一样。那么，反过来思考，这是不是意味着无序的现状必然有其无序的原因？难道有序的空间就是无序的根源？那么我们可不可以推测，这无序的现状也许会导致城市空间的最终有序？

以混沌理论的“内在随机性”这一角度看来，城市无序空间的整改产生的结果是无法预期。此结果可能是正面的，也有可能是负面的。不论是正面或是负面的，重要的是，城市空间设计和规划的成效或研究，除了借鉴经典之外，更应该累积长期数据，从中分析出可能的脉络出来，以增加其可预测性，并运用其扩大效应。

“初值敏感性”证明，即使是看似随机或者微妙的影响力，也会对整个复杂系统产生相当的影响。例如，城市早期结构简单，差异并不大。后来各种不同的因素：大可以是战争、革命、动乱、自然灾害等等，小可以是微不足道的一场车祸、一个木屋的坍塌、一次失火或者一次集会等等，但这些初始的因素在城市的不断的发展与进化过程当中被互相波及，迭代放大，逐层分化，最终导致各个城市面貌不一。

对于城市中无序空间的处理，一部分设计人员和决策者们选择将其移除或者取代，过早的取缔或改变，或者干脆听之任之不管不问做法过于急躁了。更应该做的，是给城市中无序空间一点时间和空间，耐心的观察和等待并加以记录和分析，这正如证劵市场中的观察员一样：证券市场中的周K线图看上去与日K线图、小时K线图、5分钟K线图的形状十分相似，这就是证券价格的随机现象的混沌特征。他们可以应用5分钟K线图或者小时K线图来推断日K线图或周K线图的形状，为投资决策服务[1]。

2.2 “分形理论”对城市空间的适用性

2.2.1 分形理论对建筑美学的贡献 分形理论对自然美与人工美的元素构成提出了抽象而有力的解释，使我们看到在所有复杂的美学现象的深层次里，有着一些似乎可以归纳的简单规律。

德国物理学家艾仑鲍尔曾经提出疑问：“为什么一棵被狂风摧弯的秃树在冬天晚空的背景上现出的轮廓给人以美感，而不管建筑师如何努力，任何一座综合大学高楼的相应轮廓则不然？”这其中的奥妙恰恰是分形理论的精华：自然的分形结构比例比建筑的分形比例复杂的多，具有更细致的尺度层级。从城市空间、景观、建筑的室内和室外等，都存在着若干分形现象。正如在音乐领域中，各个声部都没有缺失，声音听起来才丰满一样，在视觉艺术中，尺度层级越多，跨尺度的细部级数越大，视觉形象越丰满生动[3]。

2.2.1 “分形理论”对城市空间的美适用性 有一个现象值得深究：就是文章开头提到的那些杂乱无章的旧街道、小屋、摊铺为什么往往会成为画家、摄影师的诸多素材呢？

从心理学的角度看，这是“有序”过剩对“无序”的一种渴求，而从分形理论的角度看，正是因为规划设计者过于强调整体而忽略了城市空间的细节和层次，使得大多数现代城市空间显得风格单一，乏味可陈。这就造成了混沌学意义上的“分形的匮乏”。然而一些保留原始面貌的旧街区，例如安徽黄山市“屯溪老街”中传统的交通、空间形式和肌理得以保留和现代商业气息交融在一起相得益彰，盼顾间别有情趣。因此在某些意义上说，在城市空间的设计和规划上，是否可以把有序性控制在一个合理的范围之内，给无序的空间一些生长环境的手法，是我们专业人员必须深入研究的。适度的无序恐怕更是城市混沌本质的直观反映，也是城市生命与活力所在。

2.3 “普适性”理论与城市空间设计的结合之路探讨

近年来，运用混沌学的手法来研究城市无序空间以及交通规划问题的文章屡见报端，并对一些经典学说做出了混沌学意义上的普适性的解释。

例如一些论点认为：霍华德的 “田园城市”学说、到里宁的“有机疏散”论以及麦克哈格的“设计结合自然”等以上各学派观点，都“自觉或不自觉地”应用了混沌理论的普适性特征，原因是城市系统与自然界的其他系统存在相似性，我们可以从大自然的有机体中借鉴其发展规律用于城市空间的设计。其中，最著名的是芬兰建筑师沙里宁提出的“有机疏散论”。他认为城市空间的规划设计可以借鉴自然界中的生物的生长方式。由于城市过分集中带来的无序性的弊病，可用有序的分散进行解决。

如果我们深入的研究混沌学和城市学的规律，我们就会发现：沙里宁的“树形结构”与混沌理论中的“普适性”的运用看似十分自然，但我们恰恰忽略的一个事实是：自然系统和城市空间系统本身并不具有多大的相似性。

城市在建造之初就已伴随着人为意识和某种阶级秩序的注入，城市建造的掌握者在一开始就在有意无意的制定者各种空间布局的等级秩序，城市空间的有序无序之争恰恰是城市中各个阶级或者说利益集团互相博弈的一种映射。所以说城市空间系统和有机系统这两个系统来说是迥然不同的。混沌学观下普适性的运用首先要求两个系统具有相似性。说这种将城市发展中的“有机理论”放在混沌学架构下进行研究和对比一看，有机论便显示出它的缺陷性。“有机体不能通过主观想象来创造，它太复杂了，没有哪个建构过程会直接产生这种带有‘大自然式’的复杂性的城市空间”[4]。

亚历山大的思想显然比沙里宁走得更远。城市空间中的“自然主义”或者说“有机主义”，其实和现代艺术设计史上的“工艺美术”潮流有相似的悲剧性质，“工艺美术”会在短时期形成潮流而不会形成大气候的原因是：他们在意识形态上是错误的，它的本质是一种逃避，是面对工业革命后社会化大生产之下大量粗鄙不堪的生活用品的一种逃避。那么，“回归自然”或者说“有机主义模式”的实质也是一种逃避——是在城市日益膨胀之后的众多城市问题凸显之后，期待躲进一种自然的，带有中世纪的意味的城市范式的乌托邦中去。

以“普适性”的角度研究城市是无可厚非的，但要把握住是城市发展的根源以及其作为一个系统的复杂性，因而找出相似的系统进行类比和分析。

3 结语

现代城市的发展速度，已经远远的超出历史上任何一个城市的尺度和基本的概念，城市发展过程的复杂性和矛盾性，比中世纪以及以往一切社会都要深刻的多，各种引经据典设计规划出来的空间，难以满足城市空间自我的膨胀、增值或者衰竭的速度，这便是无序空间滋生的一个主要原因。

“任何一个社会，任何一种与之相关的生产方式，包括那些通常意义上被我们理解的社会，都生产一种空间，它自己的空间。城市存在一种生产，城市空间是他自己的，自己生产自己，自己塑造自己，自己适应自己”[5]。城市空间又其独特的生命力，不是简单的外力所能都干扰的。这个独特的生命力，指的就是空间的社会生产。无序空间看似单纯随机的产生，正是城市各空间矛盾不能化解而产生出的“次生空间”。这个独特的生命力，并不能简单的概括或者模拟为“有机”或者“自然”的，更不是可以简单的借鉴自然就可以解决的。

在复杂的城市系统中，形成的这种 “混乱”和“无序”有着深刻的内在依据，更需要广大专业人员深入的研究和探讨。令人欣喜的是，对于无序空间的认识，学术界已经从偏激的以“有序”取缔“无序”的态度转向的对无序空间的同情和包容的折衷主义的思想。然而与许多基础学科相比，城市空间的设计问题也的确偏于经验性而较少科学性。这个状况的相关后果之一就是，“我们创造了建筑与城市，却又不能很好地理解它们”[6]。积极引入其它科学门类是城市空间学走向未来的必经之途，混沌理论的引入理应成为未来研究的方向之一。

[1]吴祥兴，陈忠吴,等．混沌学导读[M]．上海：上海科学技术文献出版社，2001．

[2]张庆华，杨峰．混沌理论对城市规划设计的启示[J]．山西建筑，2010（24）:11-13.

[3]刘洋．混沌理论对建筑与城市设计领域的启示[J]．建筑学报，2004（6）：32-34．

[4][美]C·亚历山大.建筑的永恒之道[M].赵冰，译.北京:知识产权出版社,2002.

[5]杨小彦．城市生长的隐喻[J]．北京规划建设，2006（4）：118-121．

[6]刘昆轶，柏巍．有序与无序之间，对城市生长状态的解读[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，广西南宁人，合肥工业大学建筑与艺术学院硕士研究生，研究方向为景观设计；陈刚（1964－），男，安徽合肥人，合肥工业大学建筑与艺术学院副教授，研究方向为城市规划。

[责任编辑：徐健]