刘天绪：在数学中探求设计的诗意与自由

惟恩

对很多人来说，数学是如同梦魇般的存在。枯燥的代数夹杂着变量和方程式，复杂的几何裹挟着函数和微积分。数学给人来带冷峻的理性常常让人觉得不可亲近。对于刘天绪这样的视觉设计师和跨界艺术家来说，反倒是数学让他的设计富有了诗意。

九零后、设计师、艺术家，这是刘天绪最显著的三个标签。然而，要去深究刘天绪为什么开始用数学中的分形（Fractal）理论做视觉设计，这显然要从更深处挖掘。立秋之后的几天，在北京中关村创业大街的一家咖啡厅里，我见到了刘天绪。一米九的个子，高高瘦瘦的，套着纯黑T恤衫。中科院科学传播中心的工作经历让他设计师和艺术家的气质中多了一分理性。在后面的交谈中，我慢慢了解到他用数学方法进行视觉设计的原因所在。

这还要从他的成长经历说起。他的父亲毕业于清华大学应用数学系，此后继续从事这一领域的研究。这让刘天绪在小时候就认识到了数学之美，并对数学保持着浓厚的兴趣。和同时代的许多孩子一样，他也被从到少年宫学习书法和绘画。这虽然算不上什么特别的经历，但让他慢慢地走上了艺术与设计的道路，并为他最终跨进美术学院的大门埋下了伏笔。他对大学专业的选择显然和从事数学家父亲的构想南辕北辙，好在父母都很支持他自己的决定。

他真正开始接触到数学中的分形理论并把它应用于设计，正是在进入美术学院的第一年。在网络上，一段关于朱利亚集合（Julia Set，注：一个在复平面上形成分形的点的集合）的视频吸引到了对于数学十分敏感的他。刘天绪很快意识到，分形其实是一个简单几何形的无限递归，而这正是自然间万物的外在形态。从某种意义上来说，分形似乎是大自然的形态语言。

1975年，数学家曼德勃罗（Benoit B. Mandelbrot）创立了分形学。这个学科发展至今天目前仍然十分年轻。其精髓就是把一个复杂而不规则的图形中某一局部无限放大之后，人们会发现这个局部与整体之间存在惊人的相似性。分形学创立之初，最被人乐道的一个例子就是关于英国海岸线的测量。人们发现，在用更大的比例尺对不规则的海岸线进行测量的时候，海岸线的长度也因此变得越大。在数学意义上，海岸线的形态接近于一种无限的递归。分形几何直接面对了欧几里得几何无法触碰真实的自然，而后者只能从较为抽象的层面进行测度。

根据刘天绪的介绍，不仅是视觉设计，分形还被用于建筑和环境艺术和首饰设计等方面。分形对于设计来说，提供了新的思维和新的形式。在建筑设计中，分形几何的自相似性能够让建筑的形态在不规则和秩序性的矛盾中寻求统一。日本的柄泽佑辅建筑设计事务所在s-house的设计中就抽取了分形几何中常见的形态作为建筑部分结构和立面的样式。分形理论对于首饰设计的影响更为直接。设计师可以通过计算机软件快速得到一个分形几何图形。这减少了设计师的工作量。由分形软件得到的令人耳目一新的装饰图案，体现了数学中对比与均衡的美感。在设计师赋予其质感与色彩之后，这种用分形几何得来的首饰可谓别出心裁。

几何形态的递归，让人们更清楚地发现事物整体和局部之间的呼应关系。这对于刘天绪的设计创作本身，有着方法论的指导。结合对于古代中国“俯仰往还，远近取与”灵动的观察方式，在理性中注入诗性成为他进行设计创作的一种思维。在实践中，他发现东方的诗意之美未必不能与西方的理性之思产生相通之处。

分形几何带给他的设计最直接的印记显而易见是在视觉设计的形式方面。这可以从他的设计作品中清楚地感受到。在他最早期的设计作品中，使用有规分形。通过函数的计算，设计图形的每个部分都与整体有着很高的自相似性。在形式上来看，这是一种理性且抽象的精细图案。随着对分形几何理解的更加深入，人们可以发现了分形应用于视觉设计更广阔的天地。无规分形在视觉表现上，是一种更加自由的形态。大自然的云朵、山峦、波涛都可以通过数学方法在分形几何中进行还原。这些也都成为他视觉设计的灵感。

从另一方面看刘天绪的分形设计作品。前期受到技术条件的限制，主要是一些二维的作品。后来，可以在计算机上制作三维的分形设计。甚至能够用3D打印技术尝试将设计变为实物。在这个方面，也能明显地感受到他视觉设计作品二维和三维的两个分期。出现这两个明显的分期也是由于相关技术条件的逐步成熟。这些条件不仅是指相关计算机软件与程序的研发，也包括数学和分形学理论的探索与进步。设计师应当时关注随相关领域发展的前沿，因为这些都将帮助设计掌握未来。

在采用分形理论进行设计创作的过程中，他也有很多自己的想法。分形函数和图形的复杂性创造了一种混沌，每一种公式和每一个函数的任何一点变化都会呈现出完全不同的结果。这种混沌的思维也是设计思维的一种特征。因此，采用分形理论进行设计能够让人对于背后的数学逻辑和运算法则产生深深的迷恋。对于他来说，每次想起朱利亚集合的分形图像随着参数的变化而变化，总能在心底产生一丝触动。这正是数学的奇妙魅力之所在。

在进行设计的时候，刘天绪也遇到过一些困难。首先，从理论上完全理解分形学对于一个并非从事数学研究的设计师来说，需要花费很大的精力。从中找出分形理论与设计的结合点也需要自己慢慢摸索。其次，目前在技术上远没有出现将分形应用于设计的简便方式。相关的计算机程序功能还比较单一，有时没有办法实现自己的设计构想。技术上的困难需要交给时间来解决，而设计思维和方法上的难题只能自己下功夫琢磨。

他认为，将分几何论应用于视觉设计，有拓展视觉设计的表现方式、表现空间的作用。分形几何背后的分形理论也成为了视觉设计出现新形式的又一要因。分形理论构建出了一种复杂的视觉图形，既是数学、计算机科学跨界融合的结果，也是设计与科学的完美结合的产物。从更宏大的视角看待分形学和设计，分形维度为设计师观察研究周遭的一切提供了一种新的视角，分形理论给设计思维揭示了一种新的设计方法，分形几何为设计创造了一种新的表现形式。分形让人们对于复杂事物的观察更接近于真实的自然，从这个角度上来说，分形也让设计更接近于未来。

设计自身交叉了各种知识，因此设计师对于世界的好奇心，能够让他收获设计创作更大的自由。分形可以让人在数学所写下的自然之歌中寻找诗意的美。设计正是在科学的引领下追寻新的意义与形式，从而奔向每一个未来。