物体的下落,重力的垂线,物质在平行的薄层之中的分布,流的层纹状的或分层的运动。正是这些平行的垂线形成了一个独立的维度,它能够遍布于各处,将所有其他的维度形式化,将整个空间在各个方向上层化......从这个意义上说,万有引力就是万法之法。《雅典学院》中的柏拉图抬手指向天空,先哲认为万物的实在本质存在于高等世界。万有引力这一万法之法规定,高等世界所在为上。
(图源:historymatters.sites.sheffield.ac.uk)牛顿将重力带进日常话语,现在我们都知道地球上的重力加速度g=9.8m/s²,而看不见的重力垂线早在还没被人们发现时就以多种方式呈现自身,比如它教会人们区分了上下,继而制造了意识领域的垂直象征。在我们的世界中,垂直方向是一个特殊向度。
重力场的存在让我们的生存空间呈现横观各向同性(transversely isotropic)特征。
横观各向同性是各向异性的一种特殊情况,由一个弹性对称面和一个弹性主方向组成。(图源:en.wikipedia.org)
人类日常空间的Z轴因与重力垂线重合而不同于其它两轴,具有正交Z向异性特征。就是说重力垂线成为弹性主方向,人们的活动平面即相对于重力场的对称面。简单总结,横观各向同性区分了水平与垂直,而重力场的单向性又规定了上与下。
空间中先有重力垂线再有各向同性面。在这样的各向同性平面上,力学状态呈均质化分布。由此决定了日常行为的水平特征——水平活动更方便更容易,而脱离某一各向同性面进入另一个(如到达上一层楼板)则需要额外的功(沿重力垂线方向产生位移),所以必须有特殊建筑部件或机械辅助才能完成。另外,重力的单向性还从两个方面决定着人和建筑的关系:1. 对垂直向上反作用力的需求,规定了人与建筑的必然接触;2. 势能,关乎安全并作用于心理。地球上生存的一切物种,从诞生、演化到生命活动都包含了对重力的适应与抗衡。人类身体的骨骼、肌肉、循环等系统的组织性能无不是与重力协调的结果,并因此能够在重力环境中获得最佳活动状态。同时,反抗重力的动作因其具有难度而被人欣赏。例如,挺拔的身姿符合人们普遍的审美眼光,它就是通过抵抗重力而实现,生理上则表现为收缩腿部和背部肌肉。相反,人们休息时选择躺卧姿势,不必绷紧肌肉抗衡重力。这种肌肉反应还会经验性地延伸到意识领域。根据皮亚杰的图式理论,人们的认知受过去的抽象经验所支配,所以适应重力的肌肉反应具有远大于自身的影响范围。重力单向性造成的上、下之别并不仅仅意味着两个相反的物理方向。心理学家通过实验发现,日常重力经验已经转化为心理图式影响了人们的空间认知。例如在一个反应速度实验中,每次屏幕上出现一个向上或向下的箭头,随机出现在屏幕的任一位置,位置从1到7渐次升高。实验结果表明,向上的箭头位于高处和向下的箭头位于低处时,人们的识别速度最快。(图源:Judging up and down)
还有一个单词评价实验,屏幕上每次出现一个正面或负面词汇,其位置有上部和下部两种情况,结果表明人们更认可位于上部的正面词汇和位于下部的负面词汇。(图源:Emergent meaning in affective space)
包含重力经验的图式记忆系统在人们欣赏艺术作品时也会被唤醒。我们经常能感受到书法、绘画中的稳定或失衡,其实就是重力作用下的虚拟力矩平衡状况。重力赋予视觉以动力色彩。在一幅绘画中,当其各个组成成分位于整个构图的中心部位,或位于中心的垂直轴线上时,它们所具有的结构重力就小于当它们远离主轴线时所具有的重力。
重力似乎是一种层状的、层化的、同质的、中心化的空间的基础。 在重力决定的横观各向同性空间中,物体与其协调而产生了水平方向的层化(stratification)结果,每一个水平层都是物化了的对称面。我们脚下的地球就具有水平层化构造,而古典三段式立面、砌体墙的建造,直至目前的层积式3D打印建筑,从宏观到细部普遍反映了层化现象的存在。
横三段竖五段式立面构图
层积式3D打印
层化形式似乎截断了重力垂线,但它在根本上以对称面的方式维护了横观各向同性空间的本质。层叠在垂直向度的累积是绝对的,层化是对重力的服从与适应。
在力学意义上,空间底面相对于侧面和顶面具有优先性,因为人们时刻需要针对重力的反作用力支持,以维持受力平衡。于是,使用者在建筑中必须始终接触水平底面(或家具),为了提供足够多依附面,水平层化是必然结果。从使用者以水平运动方式进入建筑起,绝大多数情况下,整个活动流线都与建筑接触,人与建筑呈线式接触关系——连续触点连接成虚线。相反,在零重力环境形成的各向同性空间中,人无需利用建筑抵抗重力,人与建筑呈点式接触关系(碰撞、触摸等非连续行为)。
以蜂巢类比。蜜蜂挥动翅膀,空气给予它反作用力平衡了重力,由此获得一个类各向同性空间,于是它不必借助水平层化面,可以从任何方向进入蜂巢,蜂巢的建造也不必拘泥于层化方式。类似的,在零重力环境中的建筑建造,也摆脱了重力和层化限制,以空间各向同性为前提,所以它的基本型是球状蜂巢。(垂直向度)同家联系起来,它无非是体现营建的过程,也就是人“征服自然”的能力。垂直向度与人类精神活动结合,产生了丰富的象征意义。它是重力垂线物理→生理→心理的进一步升华。
日常经验是心理图式的首要来源。当我们做仰视动作时,头与躯干呈一定角度,造成颈部肌肉紧张疲劳,近距离仰视较高建筑时尤其如此。故仰视动作不能长时间保持,因为这不是一个“寻常”动作。于是高处跟“不寻常”联系在一起,日常肌肉记忆不断加强对高处的不凡印象。
攀登的满足感存在于为达到一个更高的目标而征服自己固有的重量一一不可避免地被赋予一种象征意义。攀登是一种解放的英雄行为;高度自然而然地象征着高价值的东西。在重力场中,高处之所以不寻常皆因它与观察者不在同一个各向同性面。被层化的建筑物,每个各向同性面所处高度不同而常被赋予不同象征意义,这可以视作重力势能的精神转化,且其正向价值与势能成正比。故此,多种人类文明中都有上为天堂、下为地狱、人类处于中间的神学宇宙观。人们耳熟能详的“高高在上”、“居高临下”这些词汇,便体现了以权力、能力为垂直坐标轴的上下关系,成为重力垂线在象征领域的终极体现。这里越大的重力势能,象征着越大的权力。德国耶拿大学做过一个权力感实验,验证了人们心中存在垂直权力象征。研究者提供了8组施动者与受动者的位置图示(下图,黑点为施动者,圆圈为受动者),让被测者以最快速度评价施动者的权力感。结果发现,施动者位于45°、90°时被最多人认为有权力,而位于-45°、-90°时则被最多人认为无权力(数字为频次比)。
现实中“最高建筑物”的争夺便是权力的争夺。
(上述几个心理实验此前有专文详述,参见《有关“上”与“下”空间认知的四组心理学实验》)
重力加速度决定的横观各向同性空间具有如上诸多力学特性,它们所演化出的垂直象征,已经充分融入人类建造活动,并且在设计手法上体现出来。
首先,水平向度在力学上体现为各向同性,水平面上的任何不同方向都互相平等,它代表了人的具体行动世界,为建筑带来人情味。对水平向度的利用,最著名例子如赖特的草原别墅,超出功能需要的巨大水平面看上去富有平滑伸展力。
(图源:franklloydwright.org)重力势能又赋予水平层化空间更多象征意义,这在宗教建筑中有普遍体现。比如教堂以地下室代表地狱,墙与楼板形成的空间代表生活世界,尖塔代表天堂。现代高层建筑中也有很多底部追求稳重、上部体现轻盈的手法与实例。总之,水平层化的结果不是打断重力垂线,而是从另一个角度表现它,并因此强化垂直象征。
欧洲哥特建筑是直接利用垂直象征的典型例子,它将重力垂线直接以线条形式应用于建筑物内外立面。垂直向度成为插入各向同性空间的神圣次元,在崇神的哥特教堂中得以施展身手,并将象征发挥到极致。作为比照,我们可以回顾一下较多人性色彩的罗马风建筑,诺伯格•舒尔兹如此评价:“罗马风建筑对于古代的竖向和水平方向的象征的结合,是有着深远意义的。历史上第一次,上帝和人类一起徘徊”。
还有一个重要问题是人们“向上”的追求,它由重力场的单向性带来。建筑即便可以利用透视形成线条向高处会聚的视觉效果,但相互平行的垂直线条会聚不具有几何真实性。所以在很多建筑中就辅以具有几何真实性的会聚手法,明示向上的方向。
第一种是折线法,即在顶端加陡斜线的方法,让竖向线条转折交汇形成一个尖角,从而使人明确意识到建筑顶部是线条的终点,一切向上会聚。
第二种就是从古到今、自东至西普遍存在的立面收分(以及中国古建筑中的侧脚)手法,即便建筑的竖向线条不能直接完成会聚,但在高处的某一点它们总会相交,并且人们靠视觉延长线可以认识它。在重力场中,收分手法不仅让建筑获得稳定感,同时又使得竖向线条向上的会聚具有了几何真实性。
今天,越来越发达的建造技术已经可以让人们更自由地追求高度,获得更多解放感。它的最高点,理论位置就在“至高无上”处。因为至高处已无上——向上延伸直至脱离地球重力场,就会进入力学各向同性空间,那里没有上与下。在重力垂线为我们制造的横观各向同性空间中,重力自古以来就是一个恒定条件,即一个常量g=9.8m/s²。然而随着人类太空技术的突飞猛进,我们已经看到了它成为变量甚至消失的可能。最近几年,外太空建造屡屡引起热烈讨论,3D打印以及智能建造技术更为其推波助澜。然而地球环境对人的决定作用不容忽视,在某些根本元素发生变化时,人们的认识、感知、习惯等等必然也会出现相应变化。在地外规模建造实现之前,对人类过去习以为常的某些环境因素进行重新审视,消除固化思维,越来越具有必要性。深入研究重力对建筑所起到的始于物理止于象征的影响,其意义就在于,当有机会进行零重力建造时,我们不必从零开始。1. 吉尔•德勒兹,菲利克斯•加塔利. 资本主义与精神分裂 (卷二):千高原[M]. 姜宇辉,译. 上海:上海书店出版社, 2010.12.2. 扬•波尔,埃利特•贝特尔斯马. 思想的想象: 图说世界哲学通史[M]. 张颖,译. 北京:北京大学出版社, 2013.3. Clark, Herbert H., and Hiram H. Brownell. Judging up and down[J]. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 1975, 1(4): 339.4. Schnall, Simone, and Gerald L. Clore. Emergent meaning in affective space: Conceptual and spatial congruence produces positive evaluations[C]//Proceedings of the Cognitive Science Society. 2004, 26(26).5. 鲁道夫•阿恩海姆. 艺术与视知觉[M]. 滕守尧,朱疆源,译. 成都:四川人民出版社,19986. 诺伯格•舒尔兹. 存在•空间•建筑[M]. 尹培桐,译. 北京:中国建筑工业出版社,19907. 鲁道夫•阿恩海姆. 建筑形式的视觉动力[M]. 宁海林,译. 北京:中国建筑工业出版社,2006.8. Thomas W. Schubert. Your highness: vertical positions as perceptual symbols of power[J]. Journal of personality and social psychology, 2005, 89(1): 1~219. 诺伯格•舒尔茨. 西方建筑的意义[M]. 李路珂,欧阳恬之,译. 北京:中国建筑工业出版社,2005.相关文章:
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+住无相,念无常+
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