Синергетизм в архитектурном образовании

Синергетизм в архитектурном формообразовании

синергетика архитектурный самоорганизация Синергетика (от др.-греч. совместная деятельность) — междисциплинарное направление научных исследований, задачей которого является изучение природных явлений и процессов на основе принципов самоорганизации систем (состоящих из подсистем). «…Наука, занимающаяся изучением процессов самоорганизации и возникновения, поддержания, устойчивости и распада структур самой различной природы…» Научное направление, изучающее связи между элементами, которые образуются в открытых (развивающихся) системах благодаря наличию обменных процессов объекта с его окружением. В таких системах наблюдается согласованное поведение подсистем, в результате чего возрастает степень их упорядоченности.

Синергетика изначально заявлялась как междисциплинарный подход, так как принципы, управляющие процессами самоорганизации, представляются одними и теми же (безотносительно природы систем), и для их описания должен быть пригоден общий математический аппарат. С мировоззренческой точки зрения синергетику иногда позиционируют как «глобальный эволюционизм» или «универсальную теорию эволюции», дающую единую основу для описания механизмов возникновения любых новаций подобно тому, как некогда кибернетика определялась, как «универсальная теория управления», одинаково пригодная для описания любых операций регулирования и оптимизации: в природе, в технике, в обществе.

Первое использование данного термина связано с докладом профессора штудгартского университета Г. Хакена «Кооперативные явления в сильно неравновесных и нефизических системах» (в 1973 году). Западногерманское издательство «Шпрингер» в 1975 году заказывает Хакену книгу. Уже в 1977 году монография под названием «Синергетика» выходит на немецком и английском языках. В 1978 году книга была переиздана, а вскоре вышла на японском и русском языках. Издательство «Шпрингер» открывает серию «Синергетика», в которой выходят все новые и новые труды.

«Коварство» существующей ситуации имеет начало в «провокационности» тезиса, провозглашенного Г. Хакеном. Термин «синергетика» введен Г. Хагеном для обозначения междисциплинарного направления, в котором результаты его исследований по теории лазеров и неравновесным фазовым переходам должны были (и это произошло) дать идейную основу для плодотворного взаимосотрудничества исследователей из различных областей знания. Очевидно, что методологии разных областей знания столь различны, что их общность может быть реализована лишь на концептуальном уровне. Подтверждением того, что замысел Г. Хакена был в определенной мере неопределенен и субъективен, являются свидетельства некоторых ученых, в беседах с которыми Г. Хакен говорил, что называние предложенного им научного направления «синергетикой» случайно и непринципиально. Трудно, однако, согласиться с мнением, что название непринципиально, и что синергетику можно было бы с не меньшим успехом назвать Х-наукой. В конечном счете, начинание Г. Хакена, оказалось плодотворным именно благодаря естественно понимаемой ассоциации синергетики с самоорганизацией.

Общая методология синергетики

Что касается методологии синергетики, то здесь ещё существует ряд проблем: гипертрофированная аура всё больше отслаивается от аутентичного ядра; окончательно не сформирован четкий методологический аппарат; отказ от математики и моделирования в пользу только метафорического освоения методологии теории самоорганизации. Не смотря на это, существуют значительные продвижения. Например, большой вклад в методологию синергетики внёс уже упомянутый выше академик В. Г. Буданов, сформулировав семь основных принципов, достаточно универсальных, чтобы дать быстрый старт для многих, в том числе гуманитарных, исследований.

Эти принципы были отобраны по следующим критериям:

1. Принципы синергетики могут находиться в отношении кольцевой причинности.

2. Принципов не должно быть слишком много, иначе трудно одновременно использовать.

3. Данная система принципов в равной мере описывает как равновесные, так и неравновесные системы.

Итак, принципы синергетики по В. Г. Буданову.

Структурные принципы Бытия: 1) Гомеостатичность, 2) Иерархичность. Они характеризуют фазу «порядка», стабильного функционирования системы, ее жесткую онтологию, прозрачность и простоту описания.

Принципы Становления: 3) Нелинейность, 4) Неустойчивость, 5) Незамкнутость, 6) Динамическая иерархичность, 7) Наблюдаемость. Они характеризуют фазу трансформации, обновления системы, прохождение ею последовательных этапов: путем гибели старого порядка, хаоса испытаний альтернатив и, наконец, рождения нового порядка. При этом мы различаем порождающие принципы становления (3, 4, 5), которые являются необходимым и достаточным условием его реализации, и конструктивные принципы становления (6, 7), которые описывают сборку, детали и конструкцию процесса становления, а также его понимание наблюдателями и сопряжение со средой.

Предложенные методологические принципы предполагают полноформатное синергетического моделирования в гуманитарной сфере и междисциплинарном проектировании, которое в идеале должно содержать следующие этапы.

1. Постановка задачи в дисциплинарных терминах, включая междисциплинарную экспертизу.

2. Перевод дисциплинарных понятий и эмпирических данных в синергетический тезаурус.

3. Усмотрение базовых процессов, обратных связей, принципов синергетики в эмпирическом материале, что существенно сужает метафоризацию и произвол интерпретаций.

4. Согласование, сборка принципов синергетики на эмпирическом материале, в результате чего возникает «кольцо принципов».

5. Построение структурно-функциональной когнитивной модели.

6. Конструирование формальной динамической модели, фиксирующей тип уравнения, пространства состояний и т. д.

7. Построение «реальной» модели, т. е. уточнение свободных параметров и коэффициентов из опыта.

8. Математическое решение модели (компьютерный эксперимент).

9. Сравнение с экспериментом, интерпретация результатов.

10. Принятие решений, корректировка модели на любом из этапов, замыкание герменевтического круга моделирования

«Синергетическая методология далеко не исчерпывает методологию постнеклассической науки, так же как синергетика не исчерпывает всех междисциплинарных подходов в становящейся постнеклассической парадигме. Активно взаимодействуя с другими междисциплинарными направлениями, методология синергетики имеет в новой парадигме свою зону ответственности — это практики моделирования сложных саморазвивающихся систем. Ее методы все больше востребуются не только в естествознании, но и в науках о человеке, где моделирование плохо формализуемых систем по-настоящему только разворачивается. Постнеклассическая междисциплинарная коммуникация предполагает осмысленное использование трансдисциплинарных языков разного уровня, начиная от обыденного языка, языков универсалий телесности и культуры и, кончая, символическими языками искусства и категориями философии. Среди них формализуемые языки синергетики и математики наиболее близки современной теоретической науке, причем принципы синергетики формулируются в наиболее мягких формах, адаптированных для применения в антропной сфере»

Таким образом, на сегодняшний день можно утверждать, что в синергетике намечен универсальный методико-теоретический каркас, который действительно делает теорию самоорганизации междисциплинарным направлением (не в лозунгах, а на практике) и позволяет применять её методики в различных дисциплинах. В случае архитектуры это имеет определенное значение, поскольку именно эта область научного знания соприкасается со многими научными сферами — математического, естественнонаучного и гуманитарного характера.

Архитектурная синергетика. Возникновение новой парадигмы

Термин впервые был введен в архитектуру Ричардом Бакминстером Фуллером — американским дизайнером, архитектором и изобретателелем.

В настоящее время наблюдается мощное движение наук к общенаучной методологии, универсальному методу, который позволил бы найти «общий язык» естественным и гуманитарным отраслям знания. Новый метаязык, которым может стать синергетика, даст возможность специалистам отдельных научных направлений решать наиважнейшие государственные политические, экономические, социо-культурные, творческие и другие задачи совместно, отчего качество решения многократно возрастет. Синергетика таит в себе массу возможностей получения нового знания в «точках пересечения» различных научных теорий.

Синергетика стала «ядром постнеклассической науки XXI века». Важную роль в генезисе синергетики сыграло математическое моделирование, широко распространившееся в ХХ веке в различных областях знания, в том числе в архитектуре и градостроительстве. Однако математические решения задач выстраивались в рамках частных теорий, насущных практик, что не могло дать представление о целостной картине мира. Синергетика направлена на восстановление холистического понимания и восприятия окружающей среды и внутренних процессов, находящихся в латентном состоянии. При этом она не разрушает частнотеоретические модели, а находит общие принципы их построения. Так, в основе синергетики находятся «три кита»: теория нелинейных динамических систем (Пуанкаре А., Курант Р.), классическая и квантовая механики (Больцман Л.), компьютерное моделирование нелинейных сред (Тьюринг А.). Союз физики и математики стал необходимостью для решения и создания моделей нелинейных процессов, например, распространение излучения в среде. Базой междисциплинарного сотрудничества стало несколько одновременно развивающихся научных школ.

Основателем этого направления является доктор философии, доктор естественных наук, физик Герман Хакен, который ввел понятие «синергетика» в 1970 году. Он применял его в своей научной программе исследований механизмов генерации лазера. Безусловно, значимую роль в процессе становления синергетики сыграли и предшествующие ей междисциплинарные подходы.

В области архитектуры довольно давно выдвинуты гипотезы о синтезе наук, о том, что архитектура сочетает в себе искусство и технологии. Есть множество работ известных теоретиков, раскрывающих схожесть процессов роста растений и строительства зданий, принципы архитектоники. Среди современных архитектурных объектов стали появляться энергоэффективные здания, «умные дома», сооружения на основе фрактального формообразования. Во многом это произошло благодаря научно-техническому прогрессу, в результате чего появились новые строительные технологии и материалы, позволяющие воплотить в жизнь самые смелые идеи архитекторов.

Все названные направления и исследования связаны между собой общей идеей о сложном: любой организм есть сложная организация, система, имеющая внутренние и внешние связи, подчиняющаяся нелинейным законам построения и протекающих в них процессов. Например, в работах А. А. Богданова можно встретить идею о достижении устойчивого состояния системы за счет баланса противоположностей, противоречий, ведущих к кризису, результатом которого станет либо преобразование системы, либо ее распад. Современная теория синергетики опирается на понятие точки бифуркации, где возникают колебания, способные вывести систему на новый аттрактор развития, либо наступает ее (системы) гибель, т. е. развивается теория, предложенная Богдановым. Пригожин И. Р. приводит в своих работах множество умозаключений и фактических примеров о смене порядка и хаоса, их связи и взаимообусловленности, продолжая все те же идеи тектологии, не принятые современниками Богданова.

Несмотря на общее ядро всех названных направлений, существуют и специфические черты каждой школы, отражающиеся на трактовках сути синергетики, ее методов и области применения, и, конечно же, отличаются цели.

Архитектура отличается от любой другой науки тем, что всегда содержит в своих исследованиях большой процент субъективности, интуитивности и фантазии. На любую локальную тему исследования — конкретный архитектурный объект — проектировщик формирует свой неповторимый «набор инструментов» — конкретный предмет и метод его собственной работы. Такая «конкретность» возникает в результате пересечения общих методологических предпосылок исследований и реальных задач. Иными словами, опираясь на реальную архитектурную среду, в которую погружен архитектор, он применяет общие методы проектирования: аналитический, аналоговый, историко-генетический и др., конечно, «пропуская их через себя», что дает в итоге интересный непредсказуемый результат. Поэтому любое архитектурное произведение есть продукт интуитивного обобщения, догадки. Однако можно ли передать свое интуитивно-чувственное мастерство другим? Формирование научной и творческой школы становится возможным лишь в случае формализации эмпирического материала и создании на этой основе метода, которому можно обучить других.

Сооружение становится знаковым, достопримечательностью, символом того места, где оно воздвигнуто, в том случае, если при проектировании были учтены особенности среды (градостроительной, архитектурной, экономической, социальной, политической и др.), в которую оно интегрировано. В этом случае основным инструментом архитектора является наблюдение за «поведением» территории: ознакомление с окружением, фиксация транспортных и людских потоков, интервьюирование местных жителей, анализ взаимосвязей и взаимовлияния данного локального участка и ткани города. Иначе говоря, необходимо составить подробное описание системы до внедрения в нее нового элемента и разработать модели ее поведения после включения предполагаемого объекта.

С позиции синергетики любое архитектурное пространство представляет собой, в первую очередь, систему, постоянно изменяющуюся от какого-либо внешнего или внутреннего воздействия: схоже с поведением живого организма. Именно эта аллегория наталкивает многих исследователей на развитие и поиски доказательств гипотезы о существовании гена города. Однако на этом пути нужно быть весьма осторожным, поскольку допущение существования такого понятия в архитектуре способно спровоцировать массовое применение в архитектурных и градостроительных исследованиях терминологии, заимствованной из наук, связанных с изучением живых существ, например, биологии. Но применение её методов и терминологии может быть правомерным лишь в том случае, если данные понятия и приемы тождественно трактуются в обеих сферах знания. Лишь в случае абсолютной идентичности понятий становится возможным трансдисциплинарный перенос методов и моделей из одной науки в другую. Так, в основе трансдисциплинарного метода (одного из важнейших в синергетике) находится лингвистический анализ понятийного аппарата синтезируемых наук. В связи с этим стоит четко определить объект и предмет синергетики, что позволит в дальнейшем выявить возможные способы ее применения в других науках в целом и в архитектуре, в частности.

Объект синергетики — сложные открытые системы, способные к самоорганизации и самоподдержанию. Такие системы характеризуются диссипацией, т. е. проникновением субстанций различной природы как внутрь системы, так и наружу, за счет чего осуществляется обмен ресурсами (например, информацией) с внешней средой. Их организация представляет собой упорядоченное разнообразие подструктур.

Предмет синергетики: законы организации, развития, существования и гибели сложных систем.

Таким образом, архитектура и как процесс, и как результат этого процесса входит в объект синергетики.

Рассматривая взаимосвязь архитектуры и науки, считается уместным привлечь методологическую базу синергетики — научного направления, которое исследует связи между элементами структуры, образующиеся в открытых системах, способных к самоорганизации. Затрагивая ключевые моменты теории синергетики, выделяют девять основополагающих принципов синергетического мировидения, которые отражают универсальные алгоритмы развития в целом. Примеры работы этих принципов в конкретных условиях архитектурной действительности.

Один из наиболее важных принципов был назван нами «хаос в порядке, порядок в хаосе», то есть порядок на макроуровне вполне мирно уживается с хаосом на микроуровне, не стоит опасаться и игнорировать роль хаоса, он не только разрушителен, но и конструктивен. Так, хаотичная смена стилей в архитектуре ХХ века оставляет неизменной, упорядоченной саму суть архитектуры: обеспечение человека жильем, комфортом и удовлетворение его эстетических требований к окружающему пространству, то есть к архитектурной среде, в которой человек живет.

Другим принципом иллюстрируется сама суть синергетики как науки, занимающейся исследованием связей между элементами структуры в открытых системах, способных к самоорганизации. Характеризуя динамическую устойчивость системы, полученное прогрессом непременно закрепляется в культуре. И пространственные структуры, создаваемые зодчеством, принимают очертания, отвечающие сложившимся схемам деятельности и фиксируют связанные с ними значениями. В то же время система в целом остается открытой для дальнейших изменений, чтобы удовлетворять вновь и вновь возникающие потребности. Тем самым архитектура служит и движению прогресса, и упрочнению результатов. Совмещение нового и старого в окружении человека, того, что достигнуто материальным и духовным производством разных эпох — одна из форм «памяти» культуры, которая обеспечивает непрерывность ее развития и неповторимое содержание ее национальных и местных типов.

Выводы о применении принципов синергетики в архитектуре

В целом же, активное применение принципов синергетики к архитектурной теории и практике даст возможность создания относительно долгосрочного прогноза развития зодчества, открытия тайн творчества и анализа процесса проектирования на совершенно ином уровне, нежели сейчас.

Можно заключить, что принципы синергетической науки работают во многих сферах жизнедеятельности человека, в том числе и в архитектуре. Мы можем предположить, что развитие архитектуры с учетом принципов синергетики может быть альтернативой в решении насущных проблем зодчества, поскольку влияние основных концепций синергетики на процесс становления архитектурных стилистических направлений неоспоримо с точки зрения архитектуры — как управляющего блока строительной индустрии.

Отметим лишь, что особенности взаимодействия архитектуры и синергетики, рассмотренные в исследовании, в действительности несравненно сложнее, чем они даны в наших схематических характеристиках. Все они имеют множество отклонений и нюансов. На них следует смотреть как на общие тенденции, причины которых лежат в глубинах аппарата архитектуры.

Синергетика в архитектурном формообразовании

В общем понимании синергетика в архитектурном формообразовании понимается как аппликация формальных следствий фрактальной геометрии, как органические и бионические заимствования из естественной природы. Основанное на нелинейное компьютерное моделировании, данное направление развивается чаще всего в рамках экспериментального проектирования. Отсюда и самое распространенное название — «нелинейная архитектура». Почти синонимы, но с небольшими акцентами: «космогенная», «лэндморфная», «дигитальная», «киберпространственная».

На практике формообразующие принципы нелинейной архитектуры включают в себя:

1. Использование новейших цифровых технологий и компьютерных программ — принцип базируется на теориях современной науки и их философском осмыслении, способствующих развитию нелинейных методов формообразования, основанных на применении компьютерного оборудования, позволяющего моделировать динамические криволинейные архитектурные объекты, открытые к адаптациям и трансформациям формы.

2. Комплексный учет условий — основан на применении математических принципов нелинейности, являющихся опорой для создания индивидуальных компьютерных алгоритмов или программ, применяемых для прогнозирования формального результата, где процесс виртуальных превращений модели способствует получению оптимизированной архитектурной формы.

3. Абстрактный символизм и художественность образа — основан на динамическом восприятии формы «здесь и сейчас», делая объект многосмысловой абстракцией, подчиненной конкретной ситуации и среде, в которой он находится. Динамические изменения архитектурной формы, эстетически наполняют ее абстрактными символами и художественными образами".

Методы же формообразования нелинейной архитектуры включают в себя: 1) программный метод; 2) метод параметрического моделирования; 3) метод морфинга (адаптивный метод); 4) топоаналитический метод. Для объектов нелинейной архитектуры характерны некоторые формальные свойства.

1) адаптивные свойства; 2) топологические свойства; 3) фрактальные свойства; 4) интерактивные свойства. Приведенная характеристика принципов нелинейного проектировании даже в такой сжатой, тезисной, форме показывает фрагментарность в операциях с синергетическими принципами. В данном случае — это только нелинейная математика и системность, отчасти — образная составляющая, но в остальном — архитектурный постмодернизм.

В теоретическом же плане нелинейная архитектура тяготеет к фило-софскому дискурсу, что не допускает однозначных толкований.

«В своей книге „Architecture of the Jumping Universe“ Ч. Дженкс исследует влияние, которое оказали, в его определении, постмодернистские науки о сложных системах (sciences of complexity), или нелинейная динамика, синергетика, теория самоорганизации, наука о хаосе, теория диссипативных структур, фрактальная геометрия и др., на современное архитектурное мышление и историю архитектуры в целом. Он реанимирует давнишнюю метафору К. Поппера — облако, приходящее на смену часам, описывающую революционные изменения, происходящие в ментальности современного человека и связанную с трансформацией классической картины мира в неклассическую, а в последние десятилетия — в постнеклассическую. Архитектурным ответом на этот тектонический слом, по Ч. Дженксу, стали такие архитектурные иконы последних лет, как Музей Гуггенхайма в Бильбао Ф. Гери, Аронофф Центр в Цинциннати П. Эйзенмана и Еврейский Музей в Берлине Д. Либескинда. Как отмечает Г. Врачлиотис, Ч. Дженкс в своих суждениях не выходит за границы визуального — для него сложность оказывается сосредоточенной в собственно архитектурной форме, художественно-эстетической сфере, тогда как обсуждение данного феномена с точки зрения теории архитектуры не может свестись к отдельным зданиям и сооружениям, тем более — к их образным характеристикам». С другой стороны, может быть, действительно, в архитектурном формообразовании синергетика не привнесла ничего, кроме образной и морфологической сложности, тем и отражающей новую картину мира? Вот что пишет по этому поводу И. А Добрицина.

«Наряду с концептуальными размышлениями Дженкса существуют более заостренные концепции, связанные с идеей «складки»: концепция Питера Эйзенмана Эйзенмана («складчатость» как тип аффективного пространства, разрушающего визуальный конструкт пространства классического), Грега Линна («гладкость», «гибкость», «форма-движение», «поле»), Джеффри Кипниса («школа рыбы», отсылающая к предыстории геометрии). Все эти концепции выполняют функцию поиска новых методов и моделей в архитектуре. В осмысление философской стороны явления большой вклад внесли работы постструктуралистов, предугадавших тенденции развития мышления. Вслед за Дженксом, Эйзенманом, Кипнисом, Линном ряд теоретиков и проектировщиков развивают парадигму нелинейной архитектуры. Среди них Байрам Ширдел, Бен ван Беркел, Стен Аллен, Сесил Бэлмонд, Мартин Пирс, Уильям Митчел и др.

Однако, история показала, что подобные яркие нелинейные формообразовательные эксперименты — после весьма оглушительного и «аншлагового» выступления на «сцене» современной архитектуры в 90-е гг XX в. — сегодня спокойно заняли свою нишу среди прочих стилевых и нестилевых направлений, уступив дорогу новым, которые в визуальном отношении весьма не похожи на нелинейную архитектуру, ранее приравненную к синергетике.

Такие же предположения высказывает И. А. Добрицина. «Предполагалось, что с отказом от семиотических методов наступит некая новая эра и появятся новые методы, способные отменить современную мозаичную картину эстетики, сложившуюся в архитектуре. Но так ли это? Что мы наблюдаем в архитектурной стратегии, тяготеющей к нелинейности? Игра и ирония деконструктивизма исчезли. Семиотическая текстовая парадигма отменена. Характерно, однако, что здесь, на новом этапе, все еще жива протестная логика. И в середине 90-х все еще строится альтернатива картезианской решетке. Предлагаемые новыми методами „сплавы различий“ — это симбиоз концептуально разноосновных пространственных структур, к примеру, иррациональной геометрии с рациональной, либо индифферентной модернистской сетки с иерархической формальной структурой классики, либо „хаотической спирали“ с гомогенной сеткой и классической структурой и т. п. Но в эти же 90-е годы произошло смещение внимания архитектурной теории от постструктуралистской семиотики к рассмотрению последних достижений в области геометрии, математики, физики, биологии и даже к трансформации экономического и политического пространства на основе глобализации. В философии культуры и архитектуры смещение к новому часто обозначается как „движение от дерридеанства к дискурсу Делёза“. Новая эстетика, основанная на нелинейности, прошла стадию эксперимента. Несмотря на громадную популярность нелинейной (дигитальной) архитектуры, моделируемой с помощью компьютера, в 90-е она образует лишь остров в океане эстетик. В целом же мы и здесь наблюдаем тенденцию к увеличению числа языков. Периодичность смены стратегии художественного поиска составляет примерно восемь-десять лет, и ритм этот, на наш взгляд, может нарастать. И „стилистическая“ разноголосица в архитектуре, и гетерогенность как внутреннее свойство самого произведения не только не исчезают, но, напротив, культивируются. Гетерогенность заложена в методе морфогенеза, в приемах морфинга, характерных для нелинейной архитектуры 90-х. За тридцатилетний период использованы три стратегии поиска нового, устойчивого и универсального, метода, способного, подобно модернизму, надолго интегрировать архитектурный процесс. Однако контуры универсальной модели в прежнем, классическом, смысле в середине 90-х не просматривались, и вряд ли она будет востребована обществом. Поиск нового в наше время способен лишь увеличить число языков. Однако он необходим для эволюции профессии».

Синергетика в архитектурном формообразовании, несмотря на первоначальную эйфорию архитекторов по поводу новых эффектных, и в общем-то эффективных, методов компьютерного моделирования, не может пока выступить как генератор единого цельного метода, принципиально и повсеместно меняющего морфологию нового зодчества (как, допустим, это было с классической архитектурой и модернизмом). Однако в мировоззренческом аспекте синергетика еще больше закреплена в идеи сложности (принцип необходимого природного разнообразия) или, например, в идее экологичности, энергоэффективности и при этом визуальной простоте (парадигма «нового утилитаризма»)

Синергетические основы экоархитектуры

Обозначим основные критерии, которым должен отвечать современный экопроект сооружения:

· минимальное использование источников энергии искусственной природы (применение ветряных и гелиотермических энергоисточников);

· применение плавных, приближенных к природным объектам, обтекаемых форм (органическая форма, бионика);

· использование строительных материалов природного происхождения (древесина, камень и др.) и прошедших вторичную обработку;

· отношение к зданию как к живому организму, который «дышит», «растет», «увядает» и т. д. (архитектура как среда обитания);

· применение в строительстве и архитектурном проектировании принципов метаболизма, саморазвития, разложения, гомеостаза (синергетические основы развития систем);

· минимизация отрицательных воздействий на окружающую среду: проектирование и возведение зданий с замкнутым циклом энерго — и ресурсопотребления.

Проанализируем экоподход с синергетической точки зрения. Применение естественных источников энергии есть не что иное, как реализация синергетического принципа открытости системы, когда разнонаправленные потоки веществ различной природы пронизывают объект. Таким образом, в экоархитектуре принцип открытости является наиважнейшим по отношению к остальным. Архитектору и потребителю такого продукта важно взаимодействие этих потоков и их равнозначность (пермакультура1): потребление чистого воздуха — возврат очищенного воздуха, использование чистой воды — возврат очищенной воды и т. д. Такое отношение к создаваемому объекту автоматически приводит к адекватному включению готового сооружения в существующую среду. Применение принципа открытости дает весьма интересные результаты. Например, дом-купол, «следящий» за солнцем.

Использование природных материалов, сферическая куполообразная форма, огромные окна — все это создает визуальное впечатление проникновения внешней среды в интерьер дома. Сооружение реагирует на изменения внешних условий — движение солнца, выстраивая свой внутренний микроклимат в соответствии с ними, что обуславливает полную открытость системы, предложенной компанией Domespace Homes. Объекты экоархитектуры не оказывают разрушительных воздействий на климат, напротив, при их проектировании учитываются внешние условия, внутренняя структура выстраивается в соответствии с внешней средой: макрообъект управляет микроуровнем и подчиняется мегауровню. В этом заключен принцип иерархии.

Вторым немаловажным принципом экообъектов является их органическая форма. Архитектура является отражением среды обитания человека, т. е. природы того региона, где автор проекта родился и жил. Традиции, приобретенные естественным образом и передающиеся из поколения в поколение, вступают в симбиоз с субъективным восприятием среды конкретного индивидуума, и все это становится базой новой архитектуры. Фрактальные законы построения формы присутствуют в любом природном объекте, потому с легкостью уже на интуитивном уровне ведения проектных работ проникают в архитектурное сооружение. В этом заключен единый подход синергетики и экоархитектуры к решению проблемы эргономики и бионики в архитектурном формообразовании. Проектной реализацией архитектурной методики, отражающей данную систему взглядов, являются многочисленные объекты, выполненные в стиле архитектурной бионики. В этом архитектурном направлении органические формы и принципы конструирования сочетаются с современными технологиями строительства. Основу методики составляет аналогия между строением живого организма (растений, животных) и структурой сооружения: несущие конструкции здания — скелет; инженерные коммуникации — нервные окончании, кровеносные сосуды и др.; ограждающие конструкции — кожа.

Рассмотрим основные принципы фрактальности объекта:

— самоподобие — любая часть целого подобна самому целому;

— динамичность, способность к саморазвитию (в природе нет статичных состояний и фиксированных размерностей);

— дробность, обладающая изоморфизмом.

Наши предшественники хорошо знали (или чувствовали) эти принципы и применяли их в своих сооружениях. Например, градостроительные памятники древних цивилизаций, сохранившиеся до настоящего времени, выстроены по «законам природы», т. е. фрактальны.

Органично вписанные в ландшафт, сделанные из природных материалов (стволы и листья пальм), саморазлагающиеся под действием естественных природных процессов и быстро восстанавливаемые, жилые дома аборигенов Новой Гвинеи, Океании и Австралии экономичны по трудозатратам на возведение и полностью удовлетворяют потребности человека в экологически чистом жилье. При создании хижин в условиях влажного тропического климата учтены требования инсоляции и аэрации сооружений. Необходимо отметить, что сделано это на интуитивном уровне: местные жители наблюдали за окружающей их природой, замечали законы жизненного цикла растений, «поведение» биологических систем и применяли полученные опытным путем знания в создании жилища.

Архитектура как результат созидательной деятельности человека естественным образом базируется на законах развития мироздания, воспринимаемых человеком интуитивно или осознанно. Фрактальный принцип развития природных и геометрических объектов проникает вглубь архитектуры и как образ внешнего решения объекта, и как внутренний принцип архитектурного формообразования. Рассмотрим ряд примеров работ современных архитекторов.

Весьма интересны работы Фриденсрайха Хундертвассера (Фридрих Штовассер). Его «Лесная спираль»? дом, расположенный в городке Дармштадт (Германия), имеет занимательную концепцию экоархитектуры. В основе её лежит принцип индивидуальности: дома, как любые живые существа, должны быть не похожи, разнообразны, при этом — вписываться в естественную среду, гармонировать с природой Завораживает работа архитекторов Владо Милунича и Фрэнка Гери — танцующий дом в Праге (Чехия), выполненный в стиле деконструктивизма Динамика и самоподобие форм, их индивидуальность, самобытность направлены на создание необычного зрительного впечатления, что, конечно, благоприятно сказывается на психо-эмоциональном состоянии людей, смотрящих на данный объект, т. е. в объекте учтены требования видеоэкологии.

Оригинальная идея Пита Блома — кубические дома — переросла в интересное дизайнерское решение ряда построек в Роттердаме. Оригинальность проекта зиждется на метафорическом сравнении дома и дерева: каждый дом напоминает абстрактное дерево, которое разветвляется, разрастается и превращается в лес.

Понимание синергетических законов необходимо при проектировании объектов, направленных не только на реализацию своей непосредственной функции (жилое здание, производственное здание, торговый центр и др.), но и создающих комфортный микроклимат, эстетическое наслаждение, гармоничный городской ландшафт. Надо понимать, что любой создаваемый вновь архитектурный объект должен быть включен в уже сложившуюся городскую среду и природную климатическую зону. Закон синергии — закон взаимосвязи и взаимообусловленности всего сущего, в том числе и искусственно созданной (создаваемой) и естественной сред жизнедеятельности человека. Так, синергетика является основой экологических принципов создания комфортной урбанизированной среды, в которой сосуществуют человек и природа. Учет органичного соединения здания с природной средой, экологией человека при проектировании архитектурных и градостроительных единиц естественным образом приводит к возникновению макрообъектов экологической инфраструктуры (экополис, экосити, экогород). Таким образом, экопроект должен начинаться с синергетического анализа ситуации: с выявления управляющих воздействий (рельеф, растительность, направление ветра, экономика и др.), критического отбора элементов будущего объекта и прогнозирования результата (макрообъекта).

Экоподход в архитектуре проявился в появлении «народной архитектуры» (непрофессиональной). Это направление стало естественной реакцией на процесс урбанизации, усилившийся в ХХ — нач. ХХI веках. В крупных городах (мегаполисах) человек оказался изолированным от естественных природных условий. Искусственная урбанизированная среда оказывает агрессивное воздействие на физическое и духовное состояние горожан. Вследствие этого стали появляться самобытные постройки, возведенные без участия профессиональных архитекторов-проектировщиков, представляющие собой выплеск творческой сублимированной энергии «хозяина дома». Такие решения отличаются нестандартным подходом к конструированию и применению строительных материалов, смешением стилей, художественных методов и приемов. В этом заключается трансдисциплинарность непрофессиональной архитектуры: человек создает объект, опираясь на свой опыт и знания, подверженные влиянию менталитета, профессии, национальности и др.; он привносит в архитектуру модели и методы из других сфер своей деятельности.

Синергетические законы, фрактальные построения, динамический хаос и новые архитектурные методики и теории, основанные на трансдисциплинарном подходе, оказали сильное влияние на архитектурную практику. Так, в течение последних десятилетий архитекторы разных стран все чаще обращаются к биологическим объектам не только как к источникам образов зданий, но и как к прообразу структурной организации и принципов существования сооруженийЗаконы синергетики, находящиеся в основе развития сложных систем, способны вывести экоархитектуру на новый уровень знания, что позволит понять и применять в архитектуре метаязык живой природы.

1 Пермакультура — это способ устойчивого и равновесного способа сосуществования человека с окружающей средой. Система проектирования (организации) жизнеспособных сред. Принципы пермакультуры направлены на создание маломасштабных систем, являющихся эффективными по трудозатратам на возведение и по использованию биологического топлива (энергоэффективные).

2. В контексте экоархитектуры уместнее говорить о мезоуровне, т. е. среднем уровне, являющемся результатом соединением макро — (в синергетике — мегауровень) и микроуровня.

В этом проекте реализована идея постоянного строительства, отсутствия границ, смешения функций, что можно наблюдать в японском авангарде, который являлся источником вдохновения для Питера Кука и его сторонников. Каждой своей работой «Аркигрэм» продвигала идею философии «неопределенности», в которую был вложен смысл постоянного изменения, отсутствия однозначного ответа, т. е. архитектура должна формироваться в режиме реального времени, в соответствии с требованиями конкретного человека «здесь и сейчас», а не с задержкой: с момента возникновения идеи, создания проекта до его реализации. Но конечной целью группы была дематериализация архитектуры — идея «предельной оболочки», мембраны, «которой может и не быть», которая роднит со средой и может быть управляемой.

В целом деятельность «Аркигрэм» имела значительные последствия для архитектуры и становления теории постмодернизма. Для совсем близкого постмодернизма важны ее теоретические разработки, черный юмор по отношению к модернизму, обращение к массовому искусству. Подвижные здания «Аркигрэма» перевоплотились в концепцию «готовых фабричных деталей», из которых можно было выбирать любую самому заказчику, и которые он мог сам произвольно вставлять в сооружение. Появилась яркая раскраска зданий, перешедшая затем в хай-тек. «Аркигрэм» обыгрывает идеи Ле Корбюзье и Фуллера об индустриализации градостроительства. Механические системы начали восприниматься как орнамент.

Цви Хеккер (Zvi Hecker) является автором замысловатых с точки зрения формообразования объектов, иллюстрирующих «осознанное» применение фрактальных свойств в архитектуре. При этом его объекты сохраняют традиционные для места их сооружения архитектурные приемы. Например, форма Спирального Дома в Рамат-Гане основана на применении террас. Однако подход этого архитектора к работе над проектом имеет одну особенность: он продолжает вносить изменения даже на стадии реализации объекта, что больше напоминает создание скульптуры. «Идея Спирального Дома очень проста, поэтому изменения могут быть очень сложными. Здание — винтовая лестница, увеличенная до пропорций дома. На протяжении десяти лет привносились спонтанные дополнения. Мы не знали в точности, как будут выглядеть балконы, лестница и другие элементы…».

Образом другого, не менее оригинального, здания школы Хайнца-Гэлински послужил распускающийся цветок, лепестки которого частично скрывают внутренний мир школы от посторонних глаз. Здесь фрактальный принцип формообразования заимствован из природы.

Американский архитектор Чарльз Дженкс, стоявший у истоков постмодернизма, заявившего о плюрализме стилей в архитектуре, является автором весьма необычного проекта ландшафтной организации пространства — Шотландской национальной выставки современного искусства «The Garden of Cosmic Speculation» (Сад космический раздумий / предположений / построений) Его творение весьма красочно иллюстрирует фрактальное формообразование, основанное на математических расчетах. Автор использует формы волн и завихрений, спирали, ритмические ряды, причем не только в планировке сада, но и в скульптуре, и даже мельчайших декоративных деталях (например, в деталях ограды).

«Пафос полного, тотального преобразования среды сменился в постмодернизме требованиями контекстуализма, „вписывания“ в сложившееся окружение или даже прямого подчинения ему, а однократность, решительность преобразований — постепенностью, незначительностью изменений. Вместо „порядка“ начинает цениться „хаос“, вместо героизированного, приподнятого архитектурного образа — ординарное, обыденное, приземленное». Включение объекта в среду должно происходить деликатно, с учетом существующей городской структуры и связей, уже действующих в ней и возможных при дальнейшей трансформации. Такой подход позволяет говорить о сохранении целостности городской среды, что напрямую связано с идеей устойчивой архитектуры.

Идеи холизма трансформировались в синергетику, проникновение которой в архитектуру, как и в ряд других дисциплин, стало естественным закономерным процессом постиндустриальной эпохи, когда информация стала основной ценностью общества. Именно возможность быстрого и сравнительно легкого получения практически любых интересующих сведений, а также обмена ими позволила выйти на междисциплинарный, а затем, и трансдисциплинарный уровни знания. Это наблюдается в самых различных сферах человеческой деятельности. Сегодня можно с уверенностью говорить о дальнейшем развитии синергетического подхода в архитектуре — как нового метода формообразования (фрактал), так и анализа урбанизированных сред, составления прогноза их становления, «жизни» и «гибели».

Вывод

В общем понимании синергетика в архитектурном формообразовании понимается как аппликация формальных следствий фрактальной геометрии, как органические и бионические заимствования из естественной природы. Основанное на нелинейное компьютерное моделировании, данное направление развивается чаще всего в рамках экспериментального проектирования. Отсюда и самое распространенное название — «нелинейная архитектура». Почти синонимы, но с небольшими акцентами: «космогенная», «лэндморфная», «дигитальная», «киберпространственная». На практике формообразующие принципы нелинейной архитектуры включают в себя:

1. Использование новейших цифровых технологий и компьютерных программ — принцип базируется на теориях современной науки и их философском осмыслении, способствующих развитию нелинейных методов формообразования, основанных на применении компьютерного оборудования, позволяющего моделировать динамические криволинейные архитектурные объекты, открытые к адаптациям и трансформациям формы.

2. Комплексный учет условий — основан на применении математиче-ских принципов нелинейности, являющихся опорой для создания индивидуальных компьютерных алгоритмов или программ, применяемых для прогнозирования формального результата, где процесс виртуальных превращений модели способствует получению оптимизированной архитектурной формы.

3. Абстрактный символизм и художественность образа — основан на динамическом восприятии формы «здесь и сейчас», делая объект многосмысловой абстракцией, подчиненной конкретной ситуации и среде, в которой он находится. Динамические изменения архитектурной формы, эстетически наполняют ее абстрактными символами и художественными образами"

Методы же формообразования нелинейной архитектуры включают в себя:

1) программный метод; 2) метод параметрического моделирования; 3) метод морфинга (адаптивный метод); 4) топоаналитический метод.

Для объектов нелинейной архитектуры характерны некоторые формальные свойства.

1) адаптивные свойства; 2) топологические свойства; 3) фрактальные свойства; 4) интерактивные свойства. Приведенная характеристика принципов нелинейного проектировании даже в такой сжатой, тезисной, форме показывает фрагментарность в операциях с синергетическими принципами. В данном случае — это только нелинейная математика и системность, отчасти — образная составляющая, но в остальном — архитектурный постмодернизм.

В теоретическом же плане нелинейная архитектура тяготеет к фило-софскому дискурсу, что не допускает однозначных толкований. «В своей книге „Architecture of the Jumping Universe“ Ч. Дженкс исследует влияние, которое оказали, в его определении, постмодернистские науки о сложных системах (sciences of complexity), или нелинейная динамика, синергетика, теория самоорганизации, наука о хаосе, теория диссипативных структур, фрактальная геометрия и др., на современное архитектурное мышление и историю архитектуры в целом. Он реанимирует давнишнюю метафору К. Поппера — облако, приходящее на смену часам, описывающую революционные изменения, происходящие в ментальности современного человека и связанную с трансформацией классической картины мира в неклассическую, а в последние десятилетия — в постнеклассическую. Архитектурным ответом на этот тектонический слом, по Ч. Дженксу, стали такие архитектурные иконы последних лет, как Музей Гуггенхайма в Бильбао Ф. Гери, Аронофф Центр в Цинциннати П. Эйзенмана и Еврейский Музей в Берлине Д. Либескинда. Как отмечает Г. Врачлиотис, Ч. Дженкс в своих суждениях не выходит за границы визуального — для него сложность оказывается сосредоточенной в собственно архитектурной форме, художественно-эстетической сфере, тогда как обсуждение данного феномена с точки зрения теории архи-тектуры не может свестись к отдельным зданиям и сооружениям, тем более — к их образным характеристикам». С другой стороны, может быть, действительно, в архитектурном формообразовании синергетика не привнесла ничего, кроме образной и морфологической сложности, тем и отражающей новую картину мира? Вот что пишет по этому поводу И. А Добрицина.

«Наряду с концептуальными размышлениями Дженкса существуют более заостренные концепции, связанные с идеей „складки“: концепция Питера Эйзенмана Эйзенмана („складчатость“ как тип аффективного пространства, разрушающего визуальный конструкт пространства классического), Грега Линна („гладкость“, „гибкость“, „форма-движение“, „поле“), Джеффри Кипниса („школа рыбы“, отсылающая к предыстории геометрии). Все эти концепции выполняют функцию поиска новых методов и моделей в архитектуре. В осмысление философской стороны явления большой вклад внесли работы постструктуралистов, предугадавших тенденции развития мышления. Вслед за Дженксом, Эйзенманом, Кипнисом, Линном ряд теоретиков и проектировщиков развивают парадигму нелинейной архитектуры. Среди них Байрам Ширдел, Бен ван Беркел, Стен Аллен, Сесил Бэлмонд, Мартин Пирс, Уильям Митчел и др. <�…> (среди отечественных теоретиков каких-то оригинальных концепций не было, в основном — анализ западной архитектуры — С.Ж.) Некоторые существенные для архитектуры представления о нелинейной парадигме содержатся в статье Питера Т. Сондерса „Нелинейность. Что это такое и почему это так важно“. Он отмечает, что „научная система Ньютона сегодня поставлена под сомнение… Проблема состоит в том, что Вселенная нелинейна, что мы это знаем давно и только сейчас начинаем понимать всю важность подобного заключения… Новые математические инструменты и, помимо прочего, мощные вычислительные машины позволяют теперь так исследовать нелинейность, как раньше было невозможно“. Что же это значит — Вселенная нелинейна? Во-первых, что нельзя предсказать ее будущее, исходя из состояния на данный момент. Во-вторых, что именно качество нелинейности придает ей как системе множество особых свойств, тогда как раньше считалось, что эти свойства появляются как следствие внешних воздействий. Но главное — феномен нелинейности лежит в основе устройства самой Вселенной» Из этого следует, что всё-таки архитектурное сообщество с большим интересом и удовольствием восприняло идею нелинейности — одну из ключевых позиций, от которых отталкивается синергетика. Архитектурный объект «все чаще рассматривается не как статичное образование, а как система, способная к росту и изменениям во времени»

Однако, история показала, что подобные яркие нелинейные формообразовательные эксперименты — после весьма оглушительного и «аншлагового» выступления на «сцене» современной архитектуры в 90-е гг XX в. — сегодня спокойно заняли свою нишу среди прочих стилевых и нестилевых направлений, уступив дорогу новым, которые в визуальном отношении весьма не похожи на нелинейную архитектуру, ранее приравненную к синергетике.

Такие же предположения высказывает И. А. Добрицина. «Предполагалось, что с отказом от семиотических методов наступит некая новая эра и появятся новые методы, способные отменить современную мозаичную картину эстетики, сложившуюся в архитектуре. Но так ли это? Что мы наблюдаем в архитектурной стратегии, тяготеющей к нелинейности? Игра и ирония деконструктивизма исчезли. Семиотическая текстовая парадигма отменена. Характерно, однако, что здесь, на новом этапе, все еще жива протестная логика. И в середине 90-х все еще строится альтернатива картезианской решетке. Предлагаемые новыми методами „сплавы различий“ — это симбиоз концептуально разноосновных пространственных структур, к примеру, иррациональной геометрии с рациональной, либо индифферентной модернистской сетки с иерархической формальной структурой классики, либо „хаотической спирали“ с гомогенной сеткой и классической структурой и т. п. Но в эти же 90-е годы произошло смещение внимания архитектурной теории от постструктуралистской семиотики к рассмотрению последних достижений в области геометрии, математики, физики, биологии и даже к трансформации экономического и политического пространства на основе глобализации. В философии культуры и архитектуры смещение к новому часто обозначается как „движение от дерридеанства к дискурсу Делёза“. Новая эстетика, основанная на нелинейности, прошла стадию эксперимента. Несмотря на громадную популярность нелинейной (дигитальной) архитектуры, моделируемой с помощью компьютера, в 90-е она образует лишь остров в океане эстетик. В целом же мы и здесь наблюдаем тенденцию к увеличению числа языков. Периодичность смены стратегии художественного поиска составляет примерно восемь-десять лет, и ритм этот, на наш взгляд, может нарастать. И „стилистическая“ разноголосица в архитектуре, и гетерогенность как внутреннее свойство самого произведения не только не исчезают, но, напротив, культивируются. Гетерогенность заложена в методе морфогенеза, в приемах морфинга, характерных для нелинейной архитектуры 90-х. За тридцатилетний период использованы три стратегии поиска нового, устойчивого и универсального, метода, способного, подобно модернизму, надолго интегрировать архитектурный процесс. Однако контуры универсальной модели в прежнем, классическом, смысле в середине 90-х не просматривались, и вряд ли она будет востребована обществом. Поиск нового в наше время способен лишь увеличить число языков. Однако он необходим для эволюции профессии»