巴克敏斯特·富勒的设计思想及其成因
2014-01-21南京艺术学院设计学院
文/华 沙（南京艺术学院 设计学院 ）
从亨利·科尔（Henry Cole） 到德意志制造联盟的穆特修斯(Herman Muthesius)，19世纪末到20世纪初的部分现代设计先驱都认为设计是专门为商品制造服务的。到了20世纪30年代美国商业设计的兴起，设计和商业密不可分的说法逐渐得到大多数人的认同。然而并不是所有人都认同这种观点，巴克敏斯特·富勒（R. Buckminster Fuller）就认为设计是解决世界上存在的各种问题，从而让人们过上更好的生活的一种手段，设计是为整个人类服务的。巴克敏斯特·富勒是20世纪美国建筑与设计领域重要的理论家和实践者之一，作为一位富有预见性的建筑师和设计师，他涉猎的范围极广，对几何学、工程学、哲学、生态学等领域有着一定的研究，是20世纪少有的通才。他的设计思想和实践具有前瞻性，对之后的设计学、建筑学、工程学、生态学等产生了深远的影响，富勒的设计思想产生的原因与美国当时的经济、工业环境以及其个人的经历密切相关（图1）。
一、富勒的设计思想
尽管富勒一生的著述和作品颇丰，但这些著述和作品都贯彻了一个基本原则，那就是：把设计作为一种解决问题的手段，从而让全人类过上更好的生活。这一原则具体体现在很多方面。
1.少费多用（doing more with less）的设计原则
图1
图2
图3
图4
富勒在自己的设计理论中一再强调“少费多用”（doing more with less）的设计原则，“少费多用”的原则就是在设计中合理的利用各种资源和材料，用尽可能少的资源消耗去做尽可能多的事情。富勒认为世界上人口不断增长，资源却不断的消耗减少，而在已生成的能源里，由于只有25%得到了实际利用，所以，至少从理论上讲，还有足够的能源储备去支撑另外三个社会。设计师应该通过技术手段对有限的物质资源进行合理的规划和设计，用最少的资源消耗满足人类可持续发展的需要。他在自己所有的设计实践中加以身体力行，戴梅森（Dymaxion）1富勒的建筑设计模型在芝加哥的商店展出时，商店的广告商建议用Dymaxion 一词作为富勒所设计的产品的商标。Dymaxion 是一个合成词，是由英语中的dynamic、maxium、tension 三个单词构成，即动力（dynamic）、最大最多的（maxium）、张力（tension）。意指用最小限或得最大限，即以最少的能源做最多的事情，以最轻的结构或者最大的强度。系列设计就是在这一原则指导下的产物，这一系列设计包括了戴梅森住宅（Dymaxion House）、戴梅森汽车（Dymaxion Car）、戴梅森浴室（Dymaxion Bathroom）、戴梅森地图（Dymaxion Map）等。以戴梅森住宅为例，富勒认为随着人口的增长，在不久的将来会出现住房更加紧缺的局面，为了应对住房危机，应该设计一种可以大批量生产，造价低廉，便于运输建造，提高空间利用率的新型住宅，戴梅森住宅就是这种设想下的产物。最早的戴梅森住宅是富勒在1928年所设想的4D 塔（4D Tower house），4D 塔是一个由中心承重柱所支撑的12 层建筑，六边形的建筑平面围绕中心柱依层展开，六边形的平面使的建筑能够获得充分的采光和通风，建筑材料主要采用质地轻的铝，整个建筑可由工厂预制后运输到世界各地，并在一天之内完成搭建（图2）。在4D 塔基础上，富勒不断的改进和细化，设计出了戴梅森住宅单元（Dymaxion Development Unit）、戴梅森住宅机器（Dymaxion Dwelling Machine）在二战期间，戴梅森住宅单元由于搭建方便、造价低廉、便于运输的原因得到了美国军方的大批订单。1946年以戴梅森住宅机器为原型设计并建造的威奇托屋(Wichita House)则是富勒戴梅森住宅中的集大成者（图3），威奇托屋的造价不到2000 美元。在结构上，屋顶整体架空在中心的独立柱上，屋顶结构的张拉索杆类似于自行车车轮的辐条，房子的全部荷载经张开的张拉索杆传递给中心柱，再由中心柱再将荷载传递至地面，这种结构使得住宅平面呈圆形，从而提高了空间的围合效率。卧室、书房、客厅、厨房、洗浴室等空间围绕中心柱呈扇形分布，且可根据自己的需求随意变动，以提高空间的利用效率。整套住房还有着完整的采光和通风系统以及雨水收集系统，屋顶的雨水通过管道注入蓄水池，用于生活用水（图4）。建筑材料继续沿用了轻质的铝材，以便于搭建和运输，同4D 塔一样，也可以在24 小时内完成整个建筑的搭建。戴梅森住宅无论是从建筑材料、搭建效率、空间利用率、造价等方面上都完美的体现了“少费多用”的设计原则。弗兰克·劳埃德·赖特(Frank Lloyd Wright)这样评价富勒设计的戴梅森住宅，“作为一个居住的机器，这房子一定能够像飞机和汽车一样可以提高人们的幸福感。”2Frank Lloyd Wright. “Ideas for the Future”. The Saturday Review,LCXII ,17 September 1938.p14-15 Felicity D. Scott,“On Architecture under Capitalism”,Grey Room,VI (1) 2002：p44此外，富勒在1933年所设计的戴梅森汽车（Dymaxion Car）是他在汽车设计上的探索，这种长约六米、三个轮子的汽车，可以载员11 人，车轮可以90 度角旋转，便于垂直移动到一个狭窄的停车空间。汽车外观看起来像一艘潜艇，为了减低行驶中的空气阻力，采用了符合空气动力学的流线型设计，从而达到降低油耗，提高资源利用率的目的（图5）。
图5
图6
图7
除了戴梅森住宅和汽车，戴梅森浴室、戴梅森地图以及后期的网格球顶(Geodesic Dome)等设计上也都遵循了“少费多用”的设计原则。富勒从降低能耗，提高资源利用率出发，重新阐释了住宅、交通工具等领域的设计，让设计更好的为人类服务出发，而不是从提高产品的商业价值出发，这种早期的生态主义设计思想具有前瞻性，因而并不被当时的商家和大众所看重。除了美国军方的部分订单，富勒这一时期绝大多数的戴梅森系列设计并没有得到广泛的生产和使用。
2.提倡全面、赋有预见性的设计科学
富勒是最早引入设计科学这一概念的学者之一，他认为设计科学是寻找解决问题最优设计方案的一种策略，设计科学不是一个专门的学科，而是一个学科的整合，一个涉及多个学科的广泛研究领域。富勒提倡全面、赋有预见性的设计科学，全面性是指，对潜在的问题寻求普适性的解决方案，而不是只针对一个特例或个体进行研究。预见性是指，解决问题的方案不能只针对眼前的问题，要具有前瞻性，要考虑到随着时间推移、社会发展可能出现的变化，尽量满足人类当前与未来的需求。
富勒从1948年开始研究的网格球顶建筑结构体系就体现了富勒的设计科学理念。采用网格球顶结构的建筑最早是由德国人沃尔特·鲍斯菲尔德（Walter Bauersfeld）所设计建造的，富勒受其启发，根据几何学中多面体、球体和建筑学之间的联系，对网格球顶结构进行了优化和改进，他将球面体上的球面正三角形继续划分，使得网格球顶结构可以以更少更轻的建筑材料围合出最大的建筑内部空间（图6）。在富勒的设计下，网格球顶结构更加稳定，受力更加均匀，也更便于建造，这种结构表现出了全面的适应性，厂房、展馆、温室、住宅、避难所等建筑都可以采用网格球顶的结构进行建造，1967年蒙特利尔世博会的富勒所设计的美国馆就是富勒网格球顶建筑的代表作（图7）。网格球顶结构以耐用、灵活、易于建造、节省材料等特点在20世纪六七十年代流行一时，直到今天，这种结构仍不过时，在建筑工业上得到了广泛的应用。
富勒认为通过对全面、赋有预见性设计科学的研究，人们可以预见未来可能发生的危机，有效的应用科学准则，有意识的为我们生活所处的环境进行设计，在不破坏生态环境和损坏个体利益的基础上，以设计为手段进行一场改造社会的革命，让地球有限的资源满足全人类的需求，达到设计为人类服务的目的。为此，富勒在20世纪60年代在美国卡本代尔的南伊利诺伊大学（Southern Illinois University. Carbondale）发起了一个名为“世界设计科学十年”的活动，这个活动分为五个阶段，第一阶段的主题是如何用设计科学的手段对世界资源进行调查。第二阶段的主题回顾和分析世界能源分布和利用情况，确定提高能源利用效率的解决方案。第三阶段是探讨工具的发展，如何应用设计科学将机器和工具有效的应用到工业生产的体系中去。第四阶段的主题是对世界上的通讯、交通等服务性行业进行分析整合。第五阶段的议题是通过服务业的整合，如何通过设计科学的手段在未来让服务业更好的为全球的设计制造业服务。1整理自 R. Buckminster Fuller. John McHal. “World design science decade documents series. ” < http://www.bfi.org/about-bucky/resources/world-design-science-decade-documents>这项活动不仅在1965年到1975年的十年间宣传了富勒所提倡的全面、赋有预见性的设计科学，也在一定程度上证明了设计科学在解决世界主要问题上扮演着重要的角色。
3.对技术的崇拜
随着美国六七十年代能源危机的爆发以及对生态问题的日益关注，富勒的一些设计思想逐渐得到了部分人的认同，维克多·帕帕奈克（Victor Papanek）就在设计的未来发展方向、设计应全面的为整个人类服务、设计应对环境和生态负责等方面与富勒有着相似的看法。但在解决问题的设计策略上，帕帕奈克更倾向于从朴素的设计智慧中汲取营养，或是用尽可能利用低成本的技术找出解决方案。而富勒则认为应采用最先进的技术去完成他的设计方案。富勒曾举过这个一个例子，麦哲伦在16世纪花费近3年时间才完成环球航行，20世纪人们驾驶飞机两个月就可以环球飞行，而现在宇宙飞船环绕地球飞行一圈只要一个多小时，随着技术的发展，人们可以花费更少的时间去做更多的事情。1整理自R. Buckminster Fuller.“Everything I Know” Session6.
富勒对技术的崇拜也体现在他的设计 实 践 之 中，雷 纳· 班 汉 姆（Reyner Banham）在《第一机械时代的理论与设计》（Theory and Design in the First Machine Age）中这样评价富勒，富勒对根据前机械时代同样功能的类别而分配物品的方式并不满意，在富勒的设计中，这些设备在现有的机械条件下都是被当作同样的东西看待的，它们并没有因历史悠久的功能差异而产生区别。因此这些设备全都被放到了房间的中心，根据它的不同用途，诸如制热、照明、音乐、清洁、给养、通风等等，来为周围的起居室提供服务。与柯布西耶代表的将技术进步融入西方建筑的历史躯壳，并通过建筑形式的转换象征性地对这些进步做出解读的一种保守的前卫形式主义相比，富勒大胆地直接运用新技术，抛弃了所有历史或形式的既成概念，因此也就能毫不畏惧地迈入超越建筑本身局限的全新领域。2[英]雷纳·班汉姆著：《第一机械时代的理论与设计》[M]，丁亚雷、张筱膺译，江苏美术出版社，2009，p415、p417的确，无论从富勒所设计的戴梅森住宅，还是到网格球顶结构建筑，都能看到技术在设计中所占的重要地位。富勒对于技术的崇拜，也对后来的诺曼·福斯特（Norman Foster）等一批高技派建筑师产生了不小的影响。
二、富勒设计思想的成因
富勒的这些设计思想的形成有着深层次的原因，“进步时代”的住房问题、美国工业设计界商业设计兴起的影响都是其设计思想形成的重要成因，其个人经历也起到了重要的作用，促成其设计思想形成的原因主要有以下几个方面。
1.“进步时代”住房问题的影响
在美国历史上，19世纪末到20世纪20年代的的几十年被称为美国的“进步时代” （Progressive Era），这一时期是美国高速工业化、城市化的历史阶段。伴随着美国的工业化和城市化进程，大量人口从农村涌入到城市，同时，经济的增长也提供了大量工作机会，大量的移民从欧洲来到美国，这使得美国人口数量大大增加。在整个进步时代，美国人口数量增长了一倍多，从1880年的4900 万到1920年的10600 万。3朱亚鹏：《美国“进步时代”的住房问题及其启示》，《公共行政评论》，2009年第5 期，p77虽然这一阶段美国的住房面积也得到了快速增长，但是大量新增人口的住房需求仍然难以得到有效解决，很多低收入人群和新移民群体被迫忍受着恶劣的居住条件，甚至是无家可归。面对这种情况，美国当时有大批进步人士发起了住房运动，并提出了一些具体的解决措施。富勒反复分析了时下关于人口增长与住房关系的争论。当时托马斯·马尔萨斯（Thomas Robert Malthus）人口理论的追随者们坚持这样一个流行的观点，即认为随着人口增速超过食物生产速度，人类社会将注定走向悲剧，这种悲剧同样会发生在住房的供给上，只有限制人口的增速才能解决问题。对于该观点，富勒不敢苟同。他从约瑟夫·熊彼特（Joseph Schumpeter）的创新理论4熊彼特的创新理论从技术与经济相结合的角度，探讨技术创新在经济发展过程中的作用。1 [英]乔纳森·伍德汉姆：《二十世纪的设计》[M]，周博、沈莹译，上海人民出版社，2012，p100中得到灵感，认为人类能够通过合理的设计，利用技术的不断创新来摆脱悲剧的命运；而马尔萨斯之流，在他看来，过于依赖经济学原理，而未给予技术进步和创新以足够重视，可以说这是富勒技术至上思想的一个重要来源。而另一方面，当时长期存在的人口增长与住房短缺的矛盾在一定程度上影响了富勒的设计生涯，富勒的在其设计生涯中一直致力于研究如何高效地建造舒适、造价低廉的人类居所。
2.美国工业设计界商业性设计的兴起
图8
图9
1929年的美国股市大崩盘所引发的大萧条给美国经济以沉重的打击，在经济危机期间，人们消费能力下降，这导致美国许多企业的生存空间被不断挤压，企业之间的竞争更加激烈，只有通过设计优良的产品才能吸引消费者的注意。这种局面引发了美国工业设计行业的重要变革，越来越多有实力的企业开始雇用专门的设计师对产品进行重新设计改良，设计师也开始更多的与企业进行合作。产品不仅要考虑美学上的需求，更重要的是要有助于销售。设计师们从只关注产品的外在风格转向更深入的理解产品的材料、生产过程、企业的市场策略以及如何满足消费者的期待，由设计创造的新的消费需求促进了经济的复苏。为了进一步刺激消费，更好的适应市场需求，通用汽车公司总裁斯隆和设计师厄尔开创了“有计划的废止”制度，即在设计新的汽车式样的时候，必须有计划地考虑以后几年之间需要改进的设计，基本造成一种制度，使汽车的式样最少每两年有一次小的变化，每三至四年有一次大的变化，造成有计划的式样老化过程，从而促使消费者去淘汰旧的式样，去购买新式样的汽车。随着这种制度的成功，当时许多批量生产的产品设计中都采取了这种周期性报废的策略。在这样的环境下，当时的美国涌现出了第一代职业工业设计师：诺曼·贝尔·格迪斯（Norman Bel Geddes）、亨利·德雷夫斯（Henry Dreyfess）、雷蒙德·罗维（Raymond Loeway）、拉塞尔·赖特（Russel Wright）等，在他们的不断努力下，工业设计成为市场竞争、经济发展的一个重要组成部分，美国的工业设计开始与市场和商业密不可分。
富勒对美国工业设计与市场的紧密结合，商业利益至上给与了强烈批评，富勒将当时的工业设计视为广告和市场的紧密附属物，对那些认为工业设计能够承担一切事情的浮夸主张持质疑态度。富勒宣称：工业设计是一件很不光彩的事……我向你保证，没有一家飞机公司愿意让一位工业设计师通过其工程部的正门。工业设计师被认为是纯粹的室内设计师或室外装饰师。然而，我曾经听到过工业设计师声称他们设计了蒸汽轮船“美国号”（United States）。如果大概展示一下工业设计师们为“美国号”设计的所有项目，你就会看到一系列窗帘、椅子、油漆块和小摆设漂浮着驶出纽约港，没有什么真正把这些物品和“美国号”连在一起。声称这些人设计了“美国号”实在是不足为信。1他抨击当时的工业设计扩大了周期报废的消耗品的范围，这鼓励了人工废弃，是对社会资源的浪费，是对消费者的不负责人，是不道德的。对当时工业设计与市场结合的反对，促使富勒慢慢尝试提出一些设计方案，这些方案能够使人类从最少的资源消耗中获得最大的收益，这些方案包括后来逐步发展的戴梅森系列设计。可见，当时美国工业设计的兴起、工业设计与市场紧密结合的大环境是富勒设计思想形成的一个重要的外部原因。
3.富勒个人经历的影响
富勒1895年出生于美国马萨诸塞州米尔顿的一个商人家庭，富勒的姑祖母玛格丽特·富勒（Margaret Fuller）是早期的女权主义运动的领导者之一，同时也是先验论哲学的信奉者。在这种家庭传统下，富勒幼年时期就拒绝接受世俗思想的影响，逐渐养成了独立思考的习惯。由于对学校所学的知识缺乏兴趣，富勒两次被他所就读的哈佛大学开除，所以他没有完成正规的高等教育。一战期间，富勒志愿参加了美国海军的战时服务，服役期间富勒设计了一种新型的海上救援设施，凭借着这项发明以及优异的服役记录，富勒被选拔进入了安纳波利斯的美国海军学院接受短期培训（图8）。富勒认为在海军服役的这一段时间对其意义很大。军队里的奉献和服务精神让他意识到自己应为整个人类服务；在海军中他学习了机械、航海、船舶、通信、材料等方面的知识，锻炼了他解决各种问题的能力，为他全面的设计思想奠定了基础；此外，他后期在《地球飞船的操作指南》中将地球作为一个宇宙中航行的太空船的设想也与他在舰船上服役的经历密不可分。
从海军退役后，1922年富勒与他的岳父合伙创办了一家使用新型材料的建筑公司，但是由于经营不善，到1927年公司倒闭。创业的失败加上之前失去第一个女儿的打击让富勒陷入了人生的低谷，他甚至想过去自杀。但人生的波折并没有击败富勒，短暂的沉寂后，富勒在1928年开始了他的戴梅森系列设计。
二战后，富勒暂时结束了戴梅森住宅的实验，1947 到1948年间他来到黑山学院（Black Mountain Collage） 担 任 教师，这次短暂的经历深深的影响了富勒的设计生涯，在这里富勒遇到了约翰·凯奇（John Cage），阿尔伯斯夫妇（Josef and Anni Albers），威廉·德库宁（Willem De Kooning）以及格罗皮乌斯（Walter Gropius）等人，与这些人的接触开阔了富勒的视野，也丰富了富勒的设计思想（图9）。也正是在这里，富勒与他的学生一起开始对网格球顶建筑结构进行研究和改进，并制作了他的第一个网格球顶结构的模型。后来，网格球顶结构成为富勒余下设计生涯中主要的设计手法，富勒的形象也与网格球顶紧紧地联系在了一起，。
纵观富勒的设计生涯，富勒的经历并不像当时欧洲的设计师，大都接受过正统的严格学院教育，也不像美国第一代工业设计师在市场上得到不断的磨炼。富勒从哈佛退学，在海军服役，也曾自己创业，他有着自己独特的成长经历，也正是这种独特的个人经历促使他形成了独特的设计思想。富勒的一生一直坚持着自己的设计思想，并通过各种设计实践去证明其价值。
三、结语
富勒设计思想是对其所处的社会环境以及设计现状的一种批判，富勒想通过他所提倡的设计科学，在宏观的视野下用设计的手段去进行一场改造社会的革命，让地球有限的资源满足全人类的需求，从这个角度上让设计为整个人类服务，让人类过上更美好的生活。在二十世纪三四十年代商业设计逐渐兴盛的美国，商业利益至上，设计界缺少对生态、对资源有效利用、对人类可持续发展的关注，富勒这种具有“警示预言”意味的设计思想在当时并不被太的多人所认同。直到20世纪六七十年代能源危机爆发，生态问题的日益严重，富勒的设计思想才逐渐得到人们的关注和认同。1970年在富勒75 岁的时候，美国建筑师学会(AIA)授予富勒（AIA）金奖时这样评价富勒，“他是一个设计了迄今人类最强、最轻、最高效的围合空间的手段的人，一个把自己当作人类应付挑战的试验室的人，一个时刻都在关注着自己发现的社会意义的人，一个认识到真正的财富是能源的人和一个把人类在宇宙间的全面成功当作自己的目标的人。”1转引自：赖德霖：《富勒设计科学及其他》，《世界建筑》，1998年第1 期，p61
中国一直面临着人口众多，人均资源少的问题。近些年，随着经济的发展和城市化进程的加快，环境污染、资源匮乏、住房等问题也日益严重。富勒“少费多用”的设计思想和他所提倡的设计科学在解决这些问题上仍有值得我们借鉴的地方，回顾富勒的意义在于获得启迪。
1. [美]维克多·马格林：《人造世界的策略》[M].金晓雯、熊嫕译，江苏人民出版社，2009
2. [美]维克多·帕帕奈克：《为真实的世界设计》[M].周博译，中信出版社，2012
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6. Lloyd Steven Sieden.“Buckminster Fuller’s Universe. New York：Plenum Press,1989.
7. Richard Buckminster Fuller,“Critical Path” ,New York: St. Martin’s Press,1981
8.J.Baldwin,“BuckyWorks:Buckminster Fuller’s ideas for today”,New York:John Wiley&Sons Press.1996
