佘盡威　張　進(jìn)

(中原工學(xué)院建筑工程學(xué)院，河南 鄭州　450000)

1　哥白尼的宇宙史貢獻(xiàn)和地位

亞里士多德的理論認(rèn)為宇宙是以水和地球等元素為中心，恒星和行星都是正圓形狀的球體，它們的運(yùn)行軌道也都是等速的圓周運(yùn)動(dòng)。托勒密的天才就在他建立一個(gè)復(fù)雜的宇宙系統(tǒng)，在其《天文學(xué)大成》中闡述地球是宇宙的中心，日、月行星和恒星都繞著它轉(zhuǎn)動(dòng)。1543年波蘭科學(xué)家哥白尼，在他的《天地運(yùn)行論》中提出，太陽(yáng)而不是地球是宇宙的中心，該理論打破了長(zhǎng)期以來(lái)日心說(shuō)的宇宙體系(見(jiàn)圖1)。后來(lái)伽利略通過(guò)他的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了并證實(shí)了哥白尼的日心說(shuō)。德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的三定律，英國(guó)物理學(xué)家牛頓更是站在了巨人的肩膀上，受哥白尼理論體系的影響發(fā)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律。其后德國(guó)物理學(xué)家愛(ài)因斯坦發(fā)明了相對(duì)論，他提供了一個(gè)全新的展望空間、時(shí)間和萬(wàn)有引力，首次提出等效能量和質(zhì)量的概念。其廣義相對(duì)論中又提出了彎曲空間的理論，光束在萬(wàn)有引力的作用下彎曲。

在過(guò)去的一百年中，人類(lèi)關(guān)于宇宙、自然和人類(lèi)自身的認(rèn)知精確度已經(jīng)大大的提高，然而一個(gè)有足夠好奇心的人總是會(huì)對(duì)尚未解答的謎題感到好奇。哥白尼在五百多年前就開(kāi)始本能的對(duì)待規(guī)范性、規(guī)律性的問(wèn)題提出質(zhì)疑，并且對(duì)真理的追求永無(wú)止境，克服了人類(lèi)的自滿，幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)這種自滿使人類(lèi)錯(cuò)誤的相信他在整個(gè)宇宙中的神圣地位和中心優(yōu)勢(shì)。自從哥白尼以來(lái)，物理學(xué)天文學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步，如伽利略、牛頓、愛(ài)因斯坦等等人類(lèi)在探索真理的方向走上正確的發(fā)展軌道，他大膽的質(zhì)疑勇敢的追求真理，值得我們學(xué)習(xí)。

2　哥白尼紀(jì)念館項(xiàng)目的背景

1993年的克拉科夫世界建筑雙年展比賽，是為波蘭的克拉科夫市中心的空地設(shè)計(jì)一座建筑，競(jìng)賽并沒(méi)有設(shè)置一定的主題，可以自由發(fā)揮，在對(duì)場(chǎng)地調(diào)研時(shí)，王弄極則發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)閑置了半個(gè)多世紀(jì)的空地，周邊是古典的哥特式建筑風(fēng)格，整個(gè)市中心仿佛被傳統(tǒng)建筑風(fēng)格所主導(dǎo)。

縱觀哥白尼之前與之后的宇宙理論的發(fā)展，正是由于哥白尼的睿智和勇氣才能在“地心說(shuō)”理論體系長(zhǎng)期居于統(tǒng)治地位的年代敢于質(zhì)疑和提出不同的見(jiàn)解，從而確立“日心說(shuō)”理論體系。歷史上這位科學(xué)家因其對(duì)宇宙理論的貢獻(xiàn)被稱(chēng)為“哥白尼革命”，他的精神則被稱(chēng)為超然精神，在波蘭廣為流傳?；诖?，王弄極認(rèn)為這樣一位科學(xué)家本應(yīng)該被紀(jì)念，于是在該空地上確立了自己的特殊形態(tài)的建筑方案——哥白尼紀(jì)念館。

3　建筑表達(dá)宇宙觀

回顧哥白尼之前和之后的科學(xué)進(jìn)展，特別是在物理學(xué)和宇宙學(xué)方面，建筑師們?cè)谧钇椒?、最超然的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)一種表達(dá)形式比擬宇宙理論，這就是幾何學(xué)形式。幾何學(xué)在探求宇宙終極真理過(guò)程中起著令人驚嘆的作用，甚至可以認(rèn)為，宇宙的真相在幾何學(xué)附近。而這給建筑領(lǐng)域帶來(lái)的啟示則是用建筑的幾何形體表達(dá)宇宙觀，幾何學(xué)可以提供一個(gè)關(guān)鍵的紐帶，將宇宙中無(wú)形的秩序與建筑中有形的話語(yǔ)聯(lián)系起來(lái)，換句話說(shuō)，在建筑學(xué)中應(yīng)用特殊的幾何原理可以描述當(dāng)時(shí)年代的宇宙觀。然而用幾何學(xué)描述宇宙理論也經(jīng)歷了一系列的歷史過(guò)程，如從歐幾里得幾何形體到黎曼幾何形體等等。

3.1　希臘宇宙理論下的幾何學(xué)

最初的宇宙理論是以人類(lèi)自我為中心，憑自我感知開(kāi)始的。亞里士多德的宇宙學(xué)體系借助的是較為直觀的方法，它的理論基于對(duì)世界的感受。圍繞著人類(lèi)的身體是他們幾何學(xué)的起源，他們上下、前后和中心，決定了幾何的順序。希臘宇宙論的幾何尺度最初表現(xiàn)在寺廟結(jié)構(gòu)中的柱式之中(見(jiàn)圖2)。其后建筑師維特魯威在維特魯威人像中形象的展示了希臘建筑中以人類(lèi)為中心的方法，人類(lèi)用圓形和方形的幾何學(xué)比例來(lái)衡量人體比例，建筑師運(yùn)用這種簡(jiǎn)單的幾何形體表達(dá)建筑，這種簡(jiǎn)單的幾何學(xué)運(yùn)用反過(guò)來(lái)又暗示了歐幾里得幾何學(xué)在希臘建筑中的主導(dǎo)力量(見(jiàn)圖3)。

3.2　牛頓宇宙理論下的幾何學(xué)

歐幾里得幾何學(xué)是希臘文明的產(chǎn)物，歐幾里得幾何認(rèn)為空間是三維的，而三維之間的最短的距離是一條直線，圓形、方形和三角形是其代表的幾何形狀，牛頓的宇宙學(xué)在歐幾里得幾何學(xué)的指導(dǎo)下有了驚人的成就。在牛頓力學(xué)中，空間本身在天體的引力作用下是彎曲的，恒星的誕生、死亡都屬于基本的宇宙活動(dòng)，此時(shí)，布雷設(shè)計(jì)的衣冠冢，牛頓紀(jì)念館以典型的歐幾里得的圓形球體來(lái)代表當(dāng)時(shí)認(rèn)為的宇宙，同時(shí)用幾何原理描述牛頓的宇宙理論(見(jiàn)圖4)。

3.3　愛(ài)因斯坦宇宙理論下的幾何學(xué)

當(dāng)愛(ài)因斯坦介紹相對(duì)論和時(shí)空扭曲理論時(shí)，人類(lèi)認(rèn)識(shí)的理想宇宙開(kāi)始扭曲，然而，愛(ài)因斯坦的關(guān)鍵突破是直到他發(fā)現(xiàn)了神奇的黎曼幾何，這是一種描述彎曲時(shí)空不可或缺的數(shù)學(xué)理論，它承認(rèn)兩點(diǎn)之間最短的路徑可以是一條曲線，這種解決方案的提出完全超越了人類(lèi)的感知能力和直觀認(rèn)識(shí)，并且?guī)缀醭^(guò)了人類(lèi)的想象，從而撼動(dòng)了歐幾里得幾何學(xué)的傳統(tǒng)地位。如今，王弄極設(shè)計(jì)的哥白尼紀(jì)念館便是用黎曼幾何形體表達(dá)愛(ài)因斯坦的時(shí)空扭曲理論(見(jiàn)圖5)。

4　哥白尼紀(jì)念館表達(dá)宇宙觀

王弄極在為哥白尼設(shè)計(jì)一座紀(jì)念館，是一件非常有意義的事。這座紀(jì)念館不單單是一種精神的紀(jì)念碑，它代表所有人類(lèi)創(chuàng)造活動(dòng)的一種哥白尼革命，而且與幾何學(xué)的使用密切相關(guān)。王弄極在進(jìn)一步了解哥白尼的靈性，了解其追求的宇宙真理之后認(rèn)為哥白尼在當(dāng)時(shí)超越了他所處的時(shí)代，因此在建筑表達(dá)中必須使用最能體現(xiàn)他對(duì)真理不懈追求的幾何學(xué)才能更好的表達(dá)他的超然精神，而在此，這樣的幾何圖形必須是一種革命性的東西，這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的紀(jì)念館才能代表或者超越哥白尼對(duì)宇宙理論所做出的貢獻(xiàn)。王弄極認(rèn)為只有用尖端的宇宙理論和建筑形態(tài)才能形象的表達(dá)哥白尼的這種勇于突破世俗、捍衛(wèi)真理的超然精神，而這在當(dāng)時(shí)年代，尖端的宇宙理論就是愛(ài)因斯坦的時(shí)空扭曲理論，尖端的建筑形態(tài)則是黎曼幾何學(xué)的建筑形態(tài)。

在哥白尼紀(jì)念館的概念方案中，王弄極大膽的嘗試使用不規(guī)則流線型的幾何形體，與周?chē)诺浣ㄖ螒B(tài)形成強(qiáng)烈對(duì)比，這本身也是一種“哥白尼革命”，象征著另外一種哥白尼的超然精神；此外其建筑形態(tài)正是基于黎曼幾何原理所拓?fù)涑鰜?lái)的不規(guī)則的幾何形體，這包括不規(guī)則曲線、流動(dòng)曲面的運(yùn)用等等，用相對(duì)扭曲的空間紋理象征著愛(ài)因斯坦的時(shí)空扭曲理論。

但是在哥白尼建筑的處理手法中，例如在建筑的柱廊中的使用，參考了周?chē)芨缣厥浇ㄖL(fēng)格影響的中心廣場(chǎng)，通過(guò)設(shè)計(jì)飛扶壁，融合周?chē)L(fēng)格(見(jiàn)圖6)。建筑單體設(shè)計(jì)中，1層為展示哥白尼的貢獻(xiàn)的固定展廳，地下1層為臨時(shí)展廳，頂部為前來(lái)參觀的人設(shè)置一個(gè)星象館，用來(lái)探索宇宙的奧秘。

哥白尼紀(jì)念館是王弄極在參加1993年的世界建筑雙年展提供的競(jìng)賽作品，王弄極在那個(gè)二維軟件還不發(fā)達(dá)的年代，能夠全憑借自己的想象力表達(dá)這么復(fù)雜的曲線形體，這在當(dāng)代瑪雅、犀牛這些三維參數(shù)編輯軟件下表現(xiàn)的依舊毫不落伍，這充分證明了王弄極的非凡的想象力和手工表達(dá)能力，基于此作品最后獲得了國(guó)際建筑雙年展的榮譽(yù)獎(jiǎng)。

5　結(jié)語(yǔ)

繼布雷依據(jù)歐幾里得幾何原理設(shè)計(jì)的牛頓紀(jì)念館之后，王弄極早期表達(dá)宇宙觀的代表作便是利用黎曼幾何原理設(shè)計(jì)的哥白尼紀(jì)念館，用來(lái)表達(dá)當(dāng)今時(shí)代先進(jìn)的時(shí)空扭曲理論。雖然年代過(guò)去的已經(jīng)相當(dāng)久遠(yuǎn)，但是其建筑表達(dá)宇宙觀的手法在今天看來(lái)依舊相當(dāng)前衛(wèi)，值得后人學(xué)習(xí)和稱(chēng)贊。