Градостроительное наследие

Генеративные проектные системы

By 22 апреля 2019 No Comments

В основе любой науки лежит представление о структурном элементе и его свойствах, которые и являются предметом изучения. С момента выделеггия основного элемента строения какого-либо класса систем появляется соответствующий раздел естествознания. С. определением слова как элемента системы языка появилась лингвистика, молекулы — молекулярная химия, атома — физика ядра, живой клетки— цитология и т.д. И.В. Гете в начале XIX века предложил свою морфологическую концепцию для объяснения механизмов формообразования растений. Именно предложенная им концепция определила спектр последующих морфологических исследований в разных областях естествознания — от биологии до языкознания.

Морфология — это термин, которым Гете назвал новую универсальную науку о форме и пространственной структуре. Методы Гете, используемые в ботанике (где они и получили наибольшее распространение), были использованы не только для описания изображений и классификаций существующих растений, но позволили экстраполировать межвидовые разновидности растений и показать комбинации основных элементов формы растений, которые могут представлять разновидности, ие известные ранее. Морфология Гете не имеет ничего общего с метафизикой, не связана с животными формами и механикой их анатомической структуры как и с функциональными анализами их физиологии. Ему принадлежит идея определения границ исходного морфологического элемента не по вещественным признакам, а по операционным: они устанавливались при помощи флексий — операций преобразования элемента (расширения — сужения, искривления — прямолинейного роста и т.д.). Морфологические элементы это не априорно существующие единицы, из которых может быть собрана система, а ее части, на которые она может бы ть расчленена заранее оговоренным способом. Если ничего не известно о способе расчленения, то ничего нельзя узнать и о составляющих ее элементах. Важным предвидением Гете двести лет назад было предположение о возможности формального (математического) описания процесса происхождения морфологического многообразия растений. Работы Гете предопределили поиск неких инвариантных структур объекта исследования, инвариантами воплощения которых служили те или иные конкретные растительные формы. Он даже высказывал мысль о «перворасте- нии» как о модели, способной имитировать строение существующих и потенциально возможных форм.

Сегодня, при рассмотрении проблемы исследования строения форм, принадлежащих живой и неживой природе, созданных человеком или Творцом, большинство исследований выделяют два основных аспекта: аспект морфологии формы и аспект ее структуры. Морфологический аспект характеризует вариабельность формы объектов, обусловленную деформациями, отклонениями и изменениями, не меняющими состояния определенной целостности объектов. Например, кости животного одного вида могут различаться размерами и конфигурацией, но биолог всегда определит, что это за кость и какое место она занимает в скелете данного животного. Это может быть даже динамически изменяемая форма, например, мышца. Мышца меняет свою форму, меняет морфологические характеристики, но остается одной и той же мышцей. Аналогия может быть продолжена и в архитектуре. Строительство православных храмов осуществляется по достаточно строгим канонам элементов строения и тому, как, где и в какой последовательности они должны быть применены. Но храмы различаются своими размерами, конфигурацией, особыми добавлениями, не нарушающими общего структурного единства объекта, но дающими вариантную возможность его представления.

Структурный аспект формы определяет прежде всего то, что форма может быть естественным образом разделена на части. Это абстрактная процедура, это допущение, но оно необходимо, поскольку именно сопоставление частей позволяет сравнивать формы. В общем виде все формы могут быть классифицированы на 3 разновидности (по диссертации М.С. Стефана Аль-Зуби ):

• формы с неопределенной структурой. Например, такие формы вещества как облака, пар, метастазы и другие. Трудно определить не только сами части — составные элементы предмета, но и их отношения;

• формы с фиксированной структурой. Например, строительные конструкции, кристаллы. Для та- ких форм характерно, что их части — неизменяемы, а вариациям подлежат отношения частей друг к другу;

• формы, которые имеют вариабельную структуру. Такие формы могут меняться не только в отношениях частей, из которых состоят, но и изменять тип самих частей. Примером могут служить механические динамические устройства необратимого действия (пиротехнические устройства, изнашиваемые механизмы и др.).

Если мы найдем способ сравнивать формы между собой, то может быть найдена и мера измерения их различия. Эта мера может быть определена как для оценки морфологических свойств, гак и структурных. Важно отметить, что структурные свойства могут быть описаны как идентичные для форм, которые обладают разной морфологией. Это положение справедливо и в обратном приложении: формы с похожей морфологией могут обладать принципиально разной структурой. Например, сооружения, внешне очень похожие между собой, могут иметь принципиально разную составную структуру — самолет п его муляж, деревянный стул и его пластиковая копия, явления мимикрии в животном мире и др.

Каждое из обсуждаемых свойств мы можем исследовать только в его нзоморфическом отражении — через модель. Процесс формализации и моделирования обсуждался выше. Здесь же важно отметить неизбежность использования модели при оценке различий в морфологическом и структурном строении формы, в том числе и архитектурной.

Для объяснения особенностей моделирования структурных свойств исследуемой формы следует рассмотреть рисунки Дюрера, которые демонстрируют способность человека по-разному воспринимать графическую информацию и в силу особенностей психофизики человеческого восприятия не все- тда адекватно оценивать значение изменяемых геометрических свойств формы при происходящих ее трансформациях. Поскольку архитектор воспринимает результаты своей проектной деятельности в форме различного вида плоских изображений, чертежей. рисунков, эскизов, т.е. чаще всего имеет дело с плоскостными условными изображениями, лишь отражающими свойства объемных предметов, то и в

Пример сохранения топологии предмета при нарушении его геометрико-соразмерных характеристик. Рисунки человеческой головы, выполненные А. Дюрером, демонстрируют роль соразмерных отношений частей, оказывающих сильное воздействие на наше восприятие привычного предмета этом смысле художественные и архитектурные проблемы идентичны.

Дюрер рисовал профиль головы человека на условной геометрической сетке и затем деформировал не сами изображения, а их основание. Сетка не меняла своих топологических свойств, отвечающих за последовательность, непрерывность и порядок связанности составляющих ее элементов, но изменялись конфигурационные параметры ячеек сетки — они могли расширяться в разных направления, сужаться. искривляться. Рисунок профиля головы менялся до неузнаваемости. Убрав сетку-подложку, уже невозможно было бы идентифицировать эти образы как рисунки одной и той же головы с измененным лишь одним свойством геометрическим параметром конфигурации сетки-подложки.

Этот метод геометрической трансформации некой исходной основы применялся многими иссле- дователями-биологами для классификации природных форм и получил название «трансформационного». В частности, можно сослаться на исследование, которое провел Дарси Томпсон.

На основе представленной описательной модели Примеры сложных компью разработаны методы структурного моделирования т?РИЬ,-г генераций архитектурных объектов, которые могут стать одним из творческих методов архитектора по выработке пространственных решений. Эти методы основаны на единстве проявления внешних по отношению к объекту условий реализации и внутренних требований пространственной связанности, обеспечивающих реализацию процессов жизнедеятельности.

Модель фазового пространства удобна для описания структурогенеза, поскольку хорошо отражает динамику процессов. Координатными осями такого пространства выступают параметры геометрического (элементного), топологического (циркуляционного) и целостного (системного) состояния пространственной формы в условное время ее развития.

Эволюция пространственной формы носит сложный характер и таким образом не является ни полностью упорядоченным, ни полностью разупоря- доченным процессом. В этом смысле она как бы подчиняется законам общей природной! гармонии.

В задачи изложения предложенной концепции входило создание эвристической модели пространственной организации архитектурных объектов на основании выделения их геометрических, топологических и системо-целостных характеристик. За этой простой триадной формой описания организации архитектурного пространства — формой деления целого на части и выяснения геометрических и топологических условий существования этих частей — скрываются фундаментальные свойства архитектуры, из исследования которых следуют многочисленные формально-логические и практические следствия. Причина этого явления связана с тем, что структурные свойства организации пространства архитектурных объектов лежат в основе общих закономерностей феномена архитектура, которые обеспечивают эволюционный процесс проявления механизмов пространственного формообразования. Этот механизм на основе соблюдения принципов геометрико-топологической инвариантности, симметрии и системности организации в строении архитектурных объектов позволяет людям достичь совершенства и многообразия в своей архитектуротворческой деятельности.