隨著時代的進步，人們的需求不斷增加，空間設(shè)計也在不斷發(fā)展，目前正在嘗試科學(xué)與藝術(shù)融合發(fā)展。雖然科學(xué)與藝術(shù)形態(tài)不同，但是可以相互融合與促進�？茖W(xué)與藝術(shù)不可分割，科學(xué)的進步帶來技術(shù)創(chuàng)新，而創(chuàng)新的技術(shù)又為藝術(shù)打開了新世界。而在建筑中始終可以發(fā)現(xiàn)科學(xué)與藝術(shù)的融合，在建筑創(chuàng)作中，設(shè)計師的設(shè)計思維結(jié)合了科學(xué)與藝術(shù)，通過交互式設(shè)計來完成作品。在當今時代，科學(xué)與藝術(shù)的融合已經(jīng)催生出新媒體藝術(shù)，給新型藝術(shù)產(chǎn)業(yè)提供了新的發(fā)展方向。在建筑空間設(shè)計中，科學(xué)與藝術(shù)相融合，將會創(chuàng)造出新的發(fā)展道路。
本文由高級室內(nèi)建筑師、高級工程師董維華編寫
科學(xué)與藝術(shù)的聯(lián)系
隨著時代的變遷，人們的精神需求不斷的增加，所以空間設(shè)計的發(fā)展方向也是不斷的貼合人們的需要。目前來看，空間設(shè)計的發(fā)展正在嘗試科學(xué)與藝術(shù)的融合，這種融合設(shè)計方式可以追溯到古希臘時期，那時的藝術(shù)學(xué)家就在設(shè)計中融入這兩種元素。由此可見，藝術(shù)和科學(xué)本就是相互貫通的，在應(yīng)用的過程中，用創(chuàng)造的手段使得兩者的融合可以增加應(yīng)用對象的神秘感，給人們更加豐富的體驗。同樣，在空間設(shè)計中，如果能夠?qū)烧呷诤掀饋�，必將使空間煥發(fā)新的活力。
目前，科學(xué)二字有著明確的定義，科學(xué)是利用數(shù)據(jù)驗證、推理計算、解釋說明對某一種現(xiàn)象的解釋，代表的是一種嚴謹、客觀的態(tài)度，科學(xué)往往代替的是絕大多數(shù)人的共同認知，是普遍接受的“真理”。而藝術(shù)卻與之相反，后者往往表達的是一種主觀體驗，表達的是主觀對象自身對外界環(huán)境、生活狀況的一種體驗，主觀對象借助藝術(shù)這一手段將其內(nèi)心體驗表達出來。從藝術(shù)作品中可以看出，一個成功的作品必然蘊含著作者想表達的情感，作者借助某一手段賦予其情感，向世人傳遞。
科學(xué)與藝術(shù)看似沒有關(guān)聯(lián)，從定義上可以看出兩者的關(guān)聯(lián)甚微，一個代表著個人主觀，另一個代表著絕大多數(shù)人的客觀。但是從人類的發(fā)展過程中可以看出，不同時代的藝術(shù)是不同的，往往伴隨著科技的發(fā)展，藝術(shù)家也在不斷地探索不同時期的材料技法、人文歷史和地理環(huán)境，并將在這個過程中獲得到的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)作向世人展示�？梢哉f，藝術(shù)家在不同時期的表達方式是不一樣的，與科技的應(yīng)用水平密切相關(guān)，同樣，不同時期的科學(xué)也正在借助藝術(shù)表達�？梢哉f兩者雖然內(nèi)容差距極大，但是卻在應(yīng)用時互相成就，兩者缺一不可�？茖W(xué)和藝術(shù)的融合意義巨大，二者不僅能夠創(chuàng)造新的觀念，且能一起發(fā)展共同探究人類追求的宇宙的隱秘。雖然二者形式不同，但是卻能夠相互融合，相互促進。
作為歷史上應(yīng)用科學(xué)與藝術(shù)最成功的的例子，著名畫家達·芬奇成功的將藝術(shù)表達和科學(xué)實踐進行了結(jié)合。在早年，當人們提到科學(xué)和藝術(shù)時，他們認為它們是兩個不相關(guān)的領(lǐng)域。許多人認為科學(xué)代表理性和對自然的探索。如果說科學(xué)是理性的，那么藝術(shù)相對而言便是感性的，因為藝術(shù)表示著人類對自己內(nèi)心世界的探索，是一種外在的表現(xiàn)，不同的藝術(shù)家可能會創(chuàng)作出不同的藝術(shù)。是對人類內(nèi)心世界的探索。科學(xué)反映的問題通過一定的現(xiàn)象反映出一定的本質(zhì)，通過分析具體和抽象的現(xiàn)象創(chuàng)造出良好的知識結(jié)構(gòu)；藝術(shù)是從事物的內(nèi)在感受和靈感的迸發(fā)中產(chǎn)生的東西。這些東西往往是人們通過自己的生活或工作經(jīng)歷，通過自身的美感塑造出來的，具有作者個人的審美特征和藝術(shù)色彩。因此，藝術(shù)必須理解自然，同時探索人類的心靈。著名物理學(xué)家李政道先生曾經(jīng)說過：“科學(xué)和藝術(shù)的關(guān)系就好比硬幣的正反面，這說明科學(xué)與藝術(shù)本身就是不可分割的。”事實證明，科學(xué)與藝術(shù)的融合不是只有在新時代才促進形成的，而是本身就是自然界的特性，只是在新時代人們發(fā)現(xiàn)了這種特性。
科學(xué)與藝術(shù)的融合
藝術(shù)的特點在于人的想象力，因此藝術(shù)的表達方式多種多樣，所以在某種意義上帶動了科技的發(fā)展。同樣，科技的發(fā)展帶來了許多的工藝，這些工藝為藝術(shù)表達提供了更多的媒介。如今，藝術(shù)和科學(xué)的結(jié)合力度更是飛速增加，大量的新興信息傳播媒介和創(chuàng)作新技術(shù)為藝術(shù)家們提供了更多的選擇，例如以數(shù)字技術(shù)著稱的3D打印技術(shù)將藝術(shù)家的天馬云空的想象成功轉(zhuǎn)換為表達媒介提供了可能�？傊粌H僅是藝術(shù)創(chuàng)作，其余的各個領(lǐng)域都是不斷的增加與科學(xué)的融合，科學(xué)新技術(shù)將許多不可能變?yōu)榱丝赡埽斎�，科學(xué)也是在不斷的進步，帶來的科技產(chǎn)品包括互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生、生物醫(yī)藥技術(shù)等等極大的改變了我們的生活，這些創(chuàng)新的技術(shù)為藝術(shù)家打開了融合的新場所，創(chuàng)作者在此背景下不斷的進行融合創(chuàng)新表達，創(chuàng)作出更多符合時代特征的藝術(shù)作品。
從古到今，在建筑藝術(shù)始終可以發(fā)現(xiàn)科學(xué)與藝術(shù)的融合。從古代的磚房、茅草房到現(xiàn)在的形式各異，擁有各種建筑科技的混凝土房，科技的發(fā)展推動了建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展，而建筑的外在特點正是藝術(shù)的表達，建筑者用特有的藝術(shù)表達形式借助建筑的結(jié)構(gòu)向世人表達，甚至有些的建筑作品已成為城市和時代的代表，成為不可取代的經(jīng)典，例如迪拜的帆船酒店，其從建筑的構(gòu)圖、設(shè)計、尺寸都代表著時代的藝術(shù)，在其建造過程中應(yīng)用的獨特結(jié)構(gòu)可以幫助其克服沙塵暴的威脅，這里邊體現(xiàn)著是科學(xué)與藝術(shù)的融合。
歷史上，古埃及人用石料來堆砌搭建房屋，到了羅馬時代，當時的人用石材能夠搭建出大跨度建筑。之后，工業(yè)革命更是給全世界的發(fā)展起到了推動作用，技術(shù)的發(fā)展使得建筑中應(yīng)用的建材發(fā)生了轉(zhuǎn)換，建筑中鋼筋混凝土的應(yīng)用增加了建筑的承重、質(zhì)量，也釋放了藝術(shù)表達的枷鎖。正如，美國著名建筑設(shè)計家密斯的作品—西格拉姆大廈(圖1)便是這一時期鋼筋混凝土建筑的成功作品。密斯所所推崇的鋼和玻璃的結(jié)構(gòu)成功使現(xiàn)代的建筑改變了過去的長建筑周期、短壽命的特點，然而要知道在這種工藝結(jié)構(gòu)的背后是科學(xué)的發(fā)展，這種結(jié)構(gòu)化的建造技術(shù)在許多的建筑物中都能發(fā)現(xiàn)，大到一個房間，小到一個螺絲，從中我們都能發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化的布局，由此可見建筑藝術(shù)便是與科技密不可分的。另外一位建筑師柯布西埃與密斯不同，他推崇的結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在他的建筑作品中可以看到許多鋼筋混凝土的作品，他對鋼筋混凝土的應(yīng)用推動了現(xiàn)代建筑搭建標準化、高效化的進度，在不失效率的同時也能夠給人們帶來藝術(shù)美學(xué)的感受。
說到科學(xué)與藝術(shù)融合發(fā)展給建筑帶來的創(chuàng)作，不得不提到貝聿銘與幾何學(xué)。歷史上的各種藝術(shù)作品，其創(chuàng)作過程中都蘊含著幾何學(xué)的知識。當然數(shù)學(xué)幾何知識的應(yīng)用在建筑中很常見，一個成功的建筑是離不開幾何學(xué)知識的。例如，著名建筑家貝聿銘，他設(shè)計的作品以公共建筑群為主，在他的代表建筑中，就可以看見精彩的數(shù)學(xué)幾何知識的應(yīng)用。中銀大廈也是貝聿銘作品之一（圖2），在這座建筑的建造過程中，蘊含著豐富的模數(shù)制幾何知識，而且貫穿于整座建筑，這使得這座建筑的設(shè)計堪稱模數(shù)制應(yīng)用的完美之作。模數(shù)制源自于一塊比例接近0.5的石材，受益于此，建筑中應(yīng)用模數(shù)制即建筑的軸網(wǎng)與層高之間接近2／1，除了此處，建筑的各處尺寸基本上都體現(xiàn)著模數(shù)制的應(yīng)用。這樣一來，會使得建筑呈現(xiàn)出來的空間特點十分的完美，隨處可見符合模數(shù)的石材，增加了建筑的完整性。
貝聿銘的建筑風(fēng)格以等腰三角形和其他幾何形狀為特色。貝聿銘使用等腰三角形作為建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計了華盛頓特區(qū)國家美術(shù)館（圖3），以適應(yīng)情節(jié)的形狀，這個建筑成了他的經(jīng)典之作，從建筑符號方面來說，三角形具有穩(wěn)定性，用作建筑中，可以象征建筑的經(jīng)久不衰。是永恒的象征。貝聿銘設(shè)計的玻璃金字塔的周圍便有一個旋轉(zhuǎn)了四十五度的方形水池，以便留出空間作為入口，最終該入口廣場形成了三個三角形的獨特形狀。從貝聿銘所有設(shè)計的建筑物中，看出他沉迷于對幾何精算的偏愛，所以他的建筑設(shè)計都是以銳利的直線，單純的構(gòu)造，會讓你感覺到結(jié)構(gòu)的透明性，這恰恰是對幾何性魅力最直接的解釋。從某種意義上來講，貝律銘的建筑可以理解為遵循自然規(guī)律和自然原本的信息最直接的代表。
可以說，建筑設(shè)計是一種的外在體現(xiàn)，是藝術(shù)的表達形式之一。經(jīng)濟文化的發(fā)展，使得人們對建筑的使用需求也在不斷的發(fā)展，因此建筑設(shè)計也應(yīng)當與時俱進，迎合人們的喜好。工業(yè)革命的出現(xiàn)推動了20世紀科學(xué)技術(shù)的進步，同時也推動了科技與藝術(shù)的融合，融合程度取得進一步的提高。所以，對于本世紀的設(shè)計創(chuàng)作，不僅僅是要滿足科學(xué)的應(yīng)用，體現(xiàn)時代的科學(xué)特性，更重要的是要合理的融合藝術(shù)和科學(xué)，這就需要設(shè)計者的靈活運用，如何把握其之間的關(guān)系，對于創(chuàng)作出的作品至關(guān)重要。國家推行很長時間的建設(shè)工程信息化BIM技術(shù)，將建筑的前期設(shè)計、建設(shè)過程管理、后期運維的保障等環(huán)節(jié)實現(xiàn)信息數(shù)字化管理，降低了建造過程的成本，效率也得到了進一步的提高。所以，未來的設(shè)計師需要具備藝術(shù)修養(yǎng)與計算機、材料等技術(shù)同等匹配才能上崗就業(yè)。除了建筑設(shè)計，在繪畫藝術(shù)上也面臨著新科學(xué)的洗禮，現(xiàn)代科學(xué)帶來的新材料、新的加個工藝無形的推動著傳統(tǒng)繪畫的發(fā)展，因此面對如此問題，藝術(shù)工作者不能夠拒絕變化的產(chǎn)生，一如以往的保持傳統(tǒng)創(chuàng)作，要適時的在創(chuàng)作中加入創(chuàng)新的元素，迎合時代的發(fā)展、大眾的口味。
在17世紀之前，文藝復(fù)興推動了藝術(shù)在世界各地蓬勃發(fā)展，與此同時，科學(xué)似乎還不是那么的顯眼。17世紀之后，自然科學(xué)迎來了爆發(fā)式的發(fā)現(xiàn)增長，自然科學(xué)的出現(xiàn)帶給世界許多的變化。18世紀以后，自然科學(xué)更是取代了傳統(tǒng)藝術(shù)的地位，成為那個時代發(fā)展的主要方向，自然科學(xué)帶來的不僅僅是科學(xué)技術(shù)，更是給人們帶來了一種認知的變化，古藝術(shù)中的詩意與月、神話等現(xiàn)象均有了清晰的解釋，人們不再對古典的藝術(shù)那么的向往，由此可見，
藝術(shù)倘若沒有跟隨時代的發(fā)展變化，便會慢慢的不被世人所推崇。但是，這并不代表著藝術(shù)的消亡，還是有一些藝術(shù)家仍然在堅持創(chuàng)作，例如博爾赫斯，他便是當時堅持創(chuàng)作的文學(xué)家之一，也是慢慢的接受了科學(xué)的變化，主動的改變，開始出現(xiàn)一些新的藝術(shù)作品。慢慢的那些謳歌月亮、星空的藝術(shù)作品轉(zhuǎn)換為了描寫機器時代、城市化進展的作品。高世名認為，自然科學(xué)的出現(xiàn)不會終結(jié)藝術(shù)的發(fā)展，藝術(shù)一定會產(chǎn)生一種新的形式，融合自然科學(xué)，迎合時代的發(fā)展。
科學(xué)技術(shù)和藝術(shù)一樣，均是為人類服務(wù)的，所以二者的發(fā)展需要貼合人類的發(fā)展方向。對于科學(xué)技術(shù)而言，其可以幫助人類生活的更加方便，應(yīng)用在人們生活場景的方方面面，而藝術(shù)卻是不一樣，藝術(shù)在人們生活中的體現(xiàn)往往體現(xiàn)于人們的精神世界�？茖W(xué)和藝術(shù)都無法從人們的生活中剝離，二者也無法相互離開，對于科學(xué)而言，需要藝術(shù)來包裝自己，將自己表達出去，而藝術(shù)的更新迭代需要科技的助力，兩者相輔相成共同進步，為人們服務(wù)。
目前可以看出的是，經(jīng)濟和科學(xué)的發(fā)展給人來帶來了更高的精神追求，在數(shù)字經(jīng)濟時代，對于藝術(shù)設(shè)計而言，人們的追求已經(jīng)不滿足于二維創(chuàng)作，不斷的追求三維乃至思維的設(shè)計。這就需要設(shè)計師不斷的追求探索，嘗試新的設(shè)計狀態(tài)，利用新的科學(xué)技術(shù)，從其他藝術(shù)作品中尋求靈感，以此謀取突破，可以說在數(shù)字時代，藝術(shù)創(chuàng)作都在不斷的想著數(shù)字化方向發(fā)展。
數(shù)字化藝術(shù)的典型之作便是一種空氣凈化生態(tài)機，也被成為空氣泡泡凈化機。（圖4）“空氣泡泡”凈化機的原理是利用小球藻來凈化空氣，形成新的“空氣泡泡”。這一項目體現(xiàn)了生物技術(shù)與建筑環(huán)境的先進整合，來催生新一代不斷成長的“活的建筑”，將觀賞性與高效的生態(tài)性能融為一體。這是生物與藝術(shù)結(jié)合的綠色可持續(xù)發(fā)展設(shè)計的典型例子，也是在環(huán)保領(lǐng)域科學(xué)與藝術(shù)成功融合發(fā)展的典范。
此外，在當今時代，科學(xué)與藝術(shù)的融合已經(jīng)催生了一個新領(lǐng)域的發(fā)展——新媒體藝術(shù)。傳統(tǒng)觀念中對科學(xué)和藝術(shù)的理解認為這是兩個領(lǐng)域，如今基于新媒體這一新興科技，藝術(shù)也
成功利用新媒體平臺，以一種迎合大眾喜好的形式慢慢的融入大眾的生活。隨著新媒體傳播平臺在我國的發(fā)展，人們在平臺上創(chuàng)作藝術(shù)供人們消遣已成為生活的常態(tài)，幾乎每個用戶都可以在新媒體平臺上進行創(chuàng)作，這種藝術(shù)創(chuàng)作傳播方式推動了更多的新型藝術(shù)的出現(xiàn)。各式各樣的藝術(shù)開始走進人們的生活。當然，新型藝術(shù)的背后必然也伴隨著新型藝術(shù)產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)，這說明藝術(shù)與科技的融合已經(jīng)給新型藝術(shù)產(chǎn)業(yè)提供了新的發(fā)展方向。
比如H28治愈星球，這是重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院打造的首個兒童腫瘤病房，和普通病房相比，這里更像一個游樂園。這個項目很溫暖且有趣，最大的亮點是游戲交互，設(shè)計師把游戲作為一種媒介，與卡通角色和“樂園”相融合，給患病兒童來具有溫暖的治愈空間和浸入式的情感體驗。這個設(shè)計背后涉及到心理學(xué)、人體工程學(xué)、共情力、互動科學(xué)等，是科學(xué)以藝術(shù)融合的典型富有人文關(guān)懷的成就。
總結(jié)
科學(xué)并不是簡簡單單的對普遍現(xiàn)象的總結(jié)，而是科學(xué)家從自然現(xiàn)象中得到的理論知識的總結(jié)和升華，青出于藍而勝于藍，這些知識并不是僅僅適合某一個個體，而是適合解釋整個類別的自然現(xiàn)象，自然科學(xué)的真理性是外在的，而不是屬于科學(xué)家自身的，它是由科學(xué)家整理總結(jié)出來的。與人類共屬自燃世界的一部分。同樣，藝術(shù)家追求的真理也同自然科學(xué)一樣，是屬于自然世界的沒有時間的感念。盡管，從某些方面科學(xué)和藝術(shù)之間存在很大的區(qū)別，但是要知道，二者之間的關(guān)聯(lián)也是植根于自然世界無法抹掉的�？茖W(xué)與藝術(shù)也是一種思維方式，如同東方人思維承認整體概念普遍聯(lián)系，講求“天人合一”；而西方文化是一種分析的思維模式，崇尚深度探索和個體差異，如同人的左右腦感性與理性并存。要知道，科學(xué)和藝術(shù)都在不斷的發(fā)展，追求領(lǐng)域的真理的普遍性，人們也在這兩個領(lǐng)域中不斷的探索自然，追求最終的普遍性。如果說硬幣的正面是科學(xué)，那么反面一定是藝術(shù)。二者都是人類探索發(fā)現(xiàn)的結(jié)果，并且二者一直在朝著普遍性的方向發(fā)展。我想兩個領(lǐng)域的融合與促進，也是兩種思維模式的跨界激發(fā)思考。在建筑空間設(shè)計中，也將創(chuàng)造出新的發(fā)展道路，為科學(xué)與藝術(shù)的發(fā)展、為人類的生活環(huán)境提高到一個前所未有的高度，是大勢所趨，也是勢在必行！
關(guān)于董維華，字乘銘，山西太原人。高級室內(nèi)建筑師，高級工程師。1999年中央工藝美院環(huán)藝系高研班后留校清華工美建筑環(huán)境藝術(shù)研究所從事設(shè)計實踐工作。2009年至今，任職中國建設(shè)科技集團中國城市建設(shè)研究院任職室內(nèi)設(shè)計總監(jiān)。社會兼職為科技部科基會科學(xué)與藝術(shù)委員會副秘書長。憑借多年的刻苦研究與工程設(shè)計項目的積累，榮獲2011-2012年度（酒店類）中國十大最具影響力設(shè)計師。2007年7月至2008年7月任中鐵建設(shè)集團公司裝飾設(shè)計院院長；2009年7月至今任中國建設(shè)科技集團中國城市建設(shè)研究院室內(nèi)設(shè)計總監(jiān)。
董維華設(shè)計項目包含：辦公類項目：中國海關(guān)總署辦公樓改造，北京石景山古城創(chuàng)業(yè)大廈室內(nèi)設(shè)計，中國中鐵建設(shè)投資集團辦公樓改造設(shè)計，樂視云總部及創(chuàng)新中心辦公樓設(shè)計，國家能源局辦公樓改造設(shè)計，中國黃金辦公樓改造設(shè)計等。酒店類項目：北京中投匯豪國際酒店設(shè)計（四星級），山西長治潞城大酒店設(shè)計（五星級），成都高新皇冠假日酒店（五星級），張家口冬奧會翠云山云瑞酒店室內(nèi)設(shè)計（五星級）等。展陳類項目：成都金沙博物館設(shè)計，包商銀行王府井藝術(shù)品金融中心，大慶黨史館改造設(shè)計，新疆石河子環(huán)保教育基地，中德環(huán)保、大同富喬、北京高安屯、鄭州南部、克山、西咸、北海、中節(jié)能肥城、淶水、郯城、牟平、通化、即墨，北京環(huán)衛(wèi)哈爾濱、盤錦生活垃圾焚燒發(fā)電廠展陳設(shè)計，燕山垃圾處理環(huán)境保護科普基地，打拉池民族團結(jié)歷史文化館，軍事文化建設(shè)，太原迎澤區(qū)黨建文化，福建軍區(qū)博物館雕塑設(shè)計等。醫(yī)療類項目：衛(wèi)生部北京醫(yī)院老北樓重建工程設(shè)計，重慶醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院，石景山中醫(yī)院室內(nèi)設(shè)計，雁西湖國醫(yī)堂室內(nèi)設(shè)計，西安鳳山醫(yī)院改造設(shè)計，鄭州大學(xué)第一附屬鄭東新區(qū)醫(yī)院室內(nèi)設(shè)計，新華卓越康復(fù)醫(yī)院室內(nèi)設(shè)計，新華常德健康管理中心，北大國際醫(yī)院，菏澤醫(yī)院室內(nèi)設(shè)計等。文化類項目：孫中山逝世紀念地改擴建工程設(shè)計，清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院建筑幕墻設(shè)計，中央文獻社（毛家灣）室內(nèi)改造，彭德懷逝世紀念地改造設(shè)計，雁西湖國醫(yī)書院，北京南河沿大街四合院設(shè)計、英國牛津中國茶文化中心改造工程，多位私人茶室、茶書房設(shè)計。近年來致力于東方美學(xué)空間設(shè)計研究，以茶為靈魂，以中式空間為載體，倡導(dǎo)新式文人茶生活。“茶+行業(yè)”跨界中式設(shè)計模式，應(yīng)用于酒店、辦公、文教、康養(yǎng)四大行業(yè)，致力于傳承東方美學(xué)空間設(shè)計，倡導(dǎo)創(chuàng)新中式文人雅致生活。
淺談空間設(shè)計的科學(xué)與藝術(shù)融合發(fā)展
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