THIẾT KẾ TUỲ ỨNG Hay thiết kế kiến trúc và đô thị có cần sự sáng tạo không?

Đây có thể coi như nỗ lực ban đầu trong việc giới thiệu thiết kế kiến trúc và đô thị theo một quan điểm hoàn toàn mới: Quan điểm khoa học- không phải là thứ kỹ thuật- khoa học đang được

THIẾT KẾ TUỲ ỨNG Hay thiết kế kiến trúc và đô thị có cần sự sáng tạo không?

Nguyễn Hồng Ngọc

Giảng viên Đại học Bách Khoa Đà Nẵng

NCS Đại học Arizona State

Đà Nẵng, 8-2011

GIỚI THIỆU

Thế kỷ 20 đã chứng kiến những tiến bộ vượt bậc trong khoa học, cụ thể là trong sinh học phân tử, vật lý học, khoa học máy tính, lý thuyết quản lý v.v…nhưng kiến trúc

và quy hoạch đô thị dường như lại nằm ngoài dòng chảy đó Cả kiến trúc và quy hoạch

đô thị chính thống hoặc vẫn cứ quanh quản với những luận đề của những năm 30 hoặc những tư tưởng triết học xa lã của chủ nghĩa giải toả kết cấu Mặc dù chắc chắn rằng kiến trúc và quy hoạch đô thị đã vận dụng những thành tựu của kỹ thuật nhưng ứng dụng và phát triển tiến bộ thực sự khoa học trong kiến trúc thì chưa có

Trong bài viết này tác giả muốn trình bày một phần nhỏ những nghiên cứu và ứng dụng mới trong thiết kế kiến trúc và đô thị do các kiến trúc sư và các nhà khoa học thực hiện Phần một sẽ giới thiệu 15 thuộc tính cơ bản trong thiết kế kiến trúc và đô thị do Christopher Alexander nghiên cứu và phát triển Tác giả cũng cố gắng giới thiệu một cách ngắn gọn lý thuyết thiết kế tuỳ ứng (adaptive design) được nhà nghiên cứu toán học, vật lý và đô thị học Nikos Salingaros trình bày trong series 12 bài giảng về kiến trúc Phần thứ hai của bài nói chuyển sẽ đề cập đến công tác thiết kế đô thị từ quan điểm cần phải luật hoá (codifying) những ý tưởng thiết kế bền vững mà những người theo Chủ nghĩa Đô thị Mới (New Urbanism) và Phương pháp Generative đang thực hành

Đây có thể coi như nỗ lực ban đầu trong việc giới thiệu thiết kế kiến trúc và đô thị theo một quan điểm hoàn toàn mới: Quan điểm khoa học- không phải là thứ kỹ thuật- khoa học đang được sử dụng để vận hành công tình mà là thứ khoa học mang lại sự

“sống”, mang lại “tính toàn thể” (the wholeness) cho công trình kiến trúc, cho cấu trúc đô thị hay bất kỳ một cấu trúc vật chất nào do con người tạo dựng

Nguyễn Hồng Ngọc

Đà Nẵng, tháng 7, năm 2011

THIẾT KẾ TUỲ ỨNG-

HAY KIẾN TRÚC VÀ THIẾT KẾ ĐÔ THỊ CÓ CẦN SỰ SÁNG TẠO KHÔNG?

Bài viết dưới đây trình bày ngắn gọn những bài giảng của giáo sư Salingaros và các ý chính trong phương pháp thiết kế generative của Christopher Alexander Phần cuối cùng của bài viết giới thiệu về luật thiết thông minh của công ty DPZ và luật generative của Alexander Toàn bộ ý tưởng và nội dung bài này là của các tác giả nêu trên (xem thêm phần tài liệu tham khảo), công việc của tôi chỉ là lược thuật lại các ý tưởng chính của họ Tiêu đề do tôi đặt

A TỶ LỆ PHỔ QUÁT VÀ PHÂN PHỐI PHỔ QUÁT

Tỷ lệ phổ quát

Chúng ta hãy làm quen với một khái niệm mới trong thiết kế kiến trúc- khái niệm thiết kế theo thuật toán Ở đây một thuật toán được hiểu là một tập hợp các hướng dẫn cần phải theo để đạt được kết quả mong muốn Tuy nhiên không phải lúc nào chúng ta cũng xác định được kết quả cuối cùng Một thiết kế theo thuật toán cũng phải trải qua các bước tuần tự, và thông thường người thiết kế sẽ chia vấn đề thành từng phần nhỏ Thiết kế theo thuật toán cũng thường sử dụng thông tin phản hồi từ giai đoạn trước để làm thành thông tin đầu vào cho giai đoạn sau Như vậy công tác thiết kế theo thuật toán khác hẳn với khái niệm thiết kế kiến trúc mà ta thường sử dụng đó là việc làm “tất cả cùng một lúc”

Khái niệm kế tiếp mà tôi muốn giới thiệu với bạn đọc là “Thiết kế như là quá trình tính toán” Ở đây chúng ta hiểu khái niệm tính toán là việc xử lý thông tin Xử lý thông tin đầu vào và thu được thông tin đầu ra Trong thiết kế theo phương pháp tuỳ ứng

(adaptive) chúng ta sử dụng thuật toán để tính kết quả Nếu không sử dụng thuật toán, kts có xu hướng sử dụng một thiết kế đã có trước mà anh ta đã lưu giữ trong trí nhớ để đưa vào thiết kế của mình Chẳng hạn sử dụng lại các “mẫu nhà” mà kts đã thấy trong các tạp chí, đã thấy trong lúc đi trên phố Chính vì vậy nên một thuật toán sẽ khiến

chúng ta độc lập khỏi quá trình “học gạo”,cũng vì vậy thiết kế tuỳ ứng chính là một quá trình sáng tạo

Từ hai khái niệm trên ta hãy tạm thời xác định khái niệm về thiết kế bền vững trong kiến trúc và quy hoạch đô thị Đó là quá trình sử dụng các quy luật hình thái – phát

sinh (morphogenetic) mà thê giới tự nhiên đã thực hiên Chúng ta sẽ noi theo nhưng không sao chép hình thức, đặc biệt là các cấu trúc sinh học có trong tự nhiên, Khi nói đến điều đó chúng ta phải phân biệt thiết kế học theo thế giới tự nhiên với xu hướng

phỏng sinh học hời hợt đã được áp dụng trong thiết kế kiến trúc từ giữa thế kỷ hai mươi

Việc thiết kế một nhà hàng có hình vỏ ốc, hoặc một nhà chờ xe bus có hình cây nấm chẳng có gì liên quan đến thiết kế bền vững hoặc thiết kế sinh thái cả Có chẳng chi là sự bắt chước một cách hời hợt và giả tạo thế giới tự nhiên

Tiếp đến việc nhiều kts, các công ty kiến trúc đang khuếch trương những thiết kế với tâm pin năng lượng mặt trời gắn trên mái, hoặc chong chóng sản xuất điện từ năng lượng gió cũng còn xa mới được gọi là thiết kế bền vững (bạn đọc hãy thử nghĩ xem có bao nhiêu năng lượng đã được sử dụng để sản xuất ra tâm pin mặt trời đó, bao nhiêu carbon đã phát thải ra không khi đê sản xuất ra một thiết bị tiết kiêm điện kiểu đó!) Vì vậy thiết kế bền vững chính là loại thiết kế học tập được từ sự tiến hoá có chọn lọc của thế giới tự nhiên

Để bước vào phần chính chúng ta hãy nhớ lại phép đệ quy số học Đó chính là một phép tính được thực hiện có sự phản hồi với kết quả của phép tính hiện tại được dùng cho đầu vào của phép tính kế tiếp Nổi bật là chuối Fibonacci Bắt đầu chuỗi số với 1, sau đó cộng thêm 1 vào ta được 2, rồi cộng 2 với 1 ta được 3, tiếp tục cộng 3 vơi 2 ta được 5, ta sẽ có chuỗi số vô hạn không tuần hoàn thế này

1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144…Bây giờ ta hãy chọn ra các số hạng lẻ của chuối

Fibonacci ta được chuỗi số {1,3,8,21,55,144,377,987,2584,…} chuỗi số xen kẽ

Fibonacci này chính là các đơn vị của tỷ lệ phổ quát (universal scale) dùng trong kiến trúc Đây là một công cụ quan trọng trong thiết kế hình thức công trình cũng như trong

đô thị Vì vậy “Các số hạng xen kẽ của dãy số Fibonacci được dùng để kiểm chứng sự

phân chia trong một thiết kế thích ứng (adaptive design)

Ta có thê ứng dụng ngay tỷ lệ phổ quát này trong thiết kế kiến trúc Có thể làm theo hai cách, cách thứ nhất là lây kích thước nhỏ nhất Ví dụ: bậc thêm, sau đó nhân kích thước bậc thềm đó lên 3 lân ta có được tỷ lệ phổ quát tiếp theo Rồi lại nhận kích thước bậc thềm lên 8 lần ta được kích thước kế tiếp, nhận lên 21 lâ, 55 lần ta được các kích thước tuần tự trong chuỗi kích thước phổ quát Cứ làm nư vậy cho đến khi ta được kích thước lớn nhất của toà nhà

Hoặc ta có thể làm ngược lại từ lớn đến nhỏ bằng cách lấy kích thước lớn nhất của toà nhà chi thành 3 phần được kích thước nhỏ hơn, rồi chia làm 8 phần được kích thước

kê tiếp, chia làm 21, 55 phần v.v… để được các kích thước tuần tự nhỏ hơn

Một điều cần lưu ý là khi thiết kế chúng ta phải tránh các kích thước nằm ở giữa

hai tỷ lệ xen kẽ của dãy số mà ta vừa mới dùng

Bây giờ ta hãy xem xét xem, hình chữ nhật vàng có liên quan gì đến chuỗi các số xen kẽ của dãy Fibonacci Hãy chia hình chữ nhật vàng thành một hình vuông và một hình chữ nhật thì ta lại được một hình chữ nhật vàng nữa Tiếp tục chia tiếp thành các hình vuông và hinh chữ nhật vàng nhỏ hơn Chú ý tỷ lệ các cạnh của hình chữ nhật vàng (theo chiều dài) và các cạnh của hình vuông (theo chiều rộng) là một tỷ lệ gần với tỷ lệ xen kẽ của chuối Fibonacci Ta sẽ thây rằng giới hạn của tỷ số của các số hạng xen kẽ trong dãy Fibonacci khi tăng dần là một số thập phân không tuần hoàn 2.618

Hình 1: Hình chữ nhật vàng với chiểu rộng bằng 1 và chiều dài bang 1,618

(Nguồn: 12 bài giảng về Thiết kế theo thuật toán và tương lai của kiến trúc, Nikos Salingaros)

Hình 2: Nếu chia hình chữ nhật vàng thành một hình vuông và một hình chữ nhật thì ta lại được một hình chữ nhật vàng nữa

(Nguồn: 12 bài giảng về Thiết kế theo thuật toán và tương lai của kiến trúc, Nikos Salingaros)

Hình 3: Tiếp tục chia tiếp thành các hình vuông và hinh chữ nhật vàng nhỏ hơn Chú ý tỷ lệ các cạnh của hình chữ nhật vàng (theo chiều dài) và các cạnh của hình vuông (theo chiều rộng) là một tỷ lệ gần với tỷ lệ xen kẽ của chuối Fibonacci

(Nguồn: 12 bài giảng về Thiết kế theo thuật toán và tương lai của kiến trúc, Nikos Salingaros)

Một cách khác để ứng dụng tỷ lệ phổ quát trong kiến trúc là sử dụng hằng số logarithm e=2.72 Các luỹ thừa kế tiêp của hằng số e là những số hạng gần bằng với các

số hạng xen kẽ của dãy số Fibonacci Chẳng hạn e = 2.72 thì gần bằng 3, e2 = 7.39 thì

gần bằng 8, e3 = 20.1 thì gần bang 21, e4 = 54.6 gần bang 55, e5 = 148 thì gần bằng 144 Chuỗi số này xấp xỉ bằng với tỷ lệ phổ quát, nhưng cho sự sai khác ở các số hạng

lớn.Cách ứng dụng cũng tương tự như với các số hạng xen kẽ của dãy Fibonacci, sử dụng từ các kích thước nhỏ hoặc từ các kích thước lớn của công trình

Hình 4: tỷ lệ phổ quát trong công trình Masjid-i-Shah, tại Isfahan, Ấn Độ

(Nguồn: 12 bài giảng về Thiết kế theo thuật toán và tương lai của kiến trúc, Nikos Salingaros)

Hình 5: Tỷ lệ phổ quát trong cung điện Alhambra ở Granada, Tây Ban Nha

(Nguồn: 12 bài giảng về Thiết kế theo thuật toán và tương lai của kiến trúc, Nikos Salingaros)

Hình 6: Ứng dụng tỷ lệ phổ quát trong thiết kế nhà chọc trời

(Nguồn: 12 bài giảng về Thiết kế theo thuật toán và tương lai của kiến trúc, Nikos

Salingaros)

Hình 7 : Ứng dụng tỷ lệ phổ quát trong thiết kế nhà

(Nguồn: 12 bài giảng về Thiết kế theo thuật toán và tương lai của kiến trúc, Nikos Salingaros)

Vậy bạn đọc sẽ tự hỏi, liệu có bao nhiều kiến trúc tuân theo quy luật tỷ lệ phổ quát Theo Salingaros, hầu hết các kiến trúc truyền thống hoặc cổ điển từ kiến trúc

Gothic, kiến trúc cổ điển phương Tây, kiến trúc Hồi giáo, kiến trúc bản địa khắp thế giới

và kiến trúc truyền thống từ tất cả các nền văn hoá và tất cả các thời kỳ đều tuân theo quy luật tỷ lệ phổ quát Ngoại lệ là kiến trúc hiện đại quốc tế - ở đây được hiểu là phong cách kiến trúc ra đời từ khoảng sau những năm 1930 ở chấu Âu và bắc Mỹ theo tôn chỉ

và định hướng của CIAM

Hình 8 : Tỷ lệ phổ quát với khung của dày

(Nguồn: 12 bài giảng về Thiết kế theo thuật toán và tương lai của kiến trúc, Nikos Salingaros)

Tỷ lệ phổ quát nên được sử dụng với tất cả các chi tiết Chẳng hạn với khung cửa Như hình trên, từ đó sẽ đưa đến một thuộc tính quan trọng mà Christopher Alexander

gọi là Đường biên dày Lý do là vì một cấu trúc cần phải có các cạnh được xác định Các

cạnh này nên tương xứng với quy luật tỷ lệ

Như vậy khi sử dụng quy luật tỷ lệ phổ quát ta sẽ dùng tỷ lệ theo cạnh để hỗ trợ

thiết kế Chúng ta cũng phải từ bỏ cách nghĩ về “tỷ lệ” như quan hệ giữa chiều cao và chiều rộng công trình Như vậy tỷ lệ phổ quát không phải là tỷ số các cạnh của một hình

chữ nhất, hoặc các kích thước của công trình mà là việc so sánh các cạnh của một đối

tượng đo dọc theo cùng một hướng

Phân phối phổ quát

Để thực hiện một phân bố phổ quát nhà nghiên cứu thực hiện các thao tác sau: ông ta đếm bao nhiêu thành phần trong một hệ phức hợp và kích thước tương ứng của chúng

Hình 9: Tam giác Sierpinski

(Nguồn: 12 bài giảng về Thiết kế theo thuật toán và tương lai của kiến trúc, Nikos Salingaros)

Chẳng hạn như trong tam giác Sierpinski trên Ta có thể đếm số lượng các tam giác và đo kích thước tương ứng của chúng Một tam giác Sierpinski là một chuỗi lặp (fractals) với một số lượng vô hạn các tam giác đều hướng xuống và hướng lên Ta muốn biết có bao nhiêu tam giác tương tự nhau tương ứng với mỗi loại kích thước? Theo Salingaros thì số lượng và kích thước của các tam giác trong tam giác

Sierpinski tuân theo quy luật tỷ lệ nghịch

Gọi p i là số lượng các thành phần của một tam giác với kích thước x i thì sẽ có p i =

và kích thước của các thành phân của hệ thống đó

Những quan sát trong các hệ thống từ hệ sinh thái cho đến các thành phần của hệ thống quản lý đều chỉ ra rằng quy luật phân bố phổ quát tuân theo quy tắc tỷ lệ nghịch Đây là quy luật đóng góp vào tính bền vững trong các hệ sinh thái, cũng là quy luật đóng góp vào tính ổn định cho các hệ thống phức hợp nhân tạo chẳng hạn như mạng lưới internet, các liên kết tới trang web, hoặc mạng lưới phân phối điện

Hình 10: Hình trên đây minh hoạ cho quy luật phân bố phổ quát Chỉ có một số lượng nhỏ các thành phần với kích thước lớn, một số lượng trung bình các thành phần

cỡ vừa và rất nhiều các thành phần có kích thước nhỏ

(Nguồn: 12 bài giảng về Thiết kế theo thuật toán và tương lai của kiến trúc, Nikos Salingaros)

Quy luật tỷ lệ phổ quát có thể phát biểu một cách đơn giản: các thành phần nhỏ trong thiết kế nhiều hơn các thành phần lớn Số lượng tương đối của chúng liên hệ với

kích thước: “số lượng của một thành phần thì tỷ lệ nghích với kích thước của nó”

Quy luật này ap dụng với tất cả thiết kế tuỳ ứng

Ta có thể quan sát quy luật này trong các hệ thông tư nhiên cũng như nhân tạo Chẳng hạn số lượng các động vật có kích thước lớn trong tự nhiên rất giới hạn (chẳng hạn cá voi hoặc voi), trong khi số lượng các loại côn trùng thì có thể nói là hằng hà sa

số Hoặc trong các thành phố truyền thống có một số lượng giới hạn nhà lớn, nhiều nhà

cỡ trung bình, rất nhiều nhà kích thước nhỏ, và một số lượng không lồ các cấu trúc nhỏ hơn (chẳng hạn như cột điện, các loại biển báo, ghế ngồi ven đường, đài phun nước v.v…) Đó chính là điều kiện cần cho một thành phố sống động

B MƯỜI LĂM THUỘC TÍNH CỦA CHRISTOPHER ALEXANDER

Khái niệm về tính toàn thể (wholeness)

Chúng ta hãy xem xét một số sự kiện:

- Trong vật lý hành vi mang tính cục bộ của một điện tử bị ảnh hưởng bởi cấu trúc chung của thí nghiệm mà trong đó điện tử chuyển động

- Trong sinh học, thí nghiệm của Han Spemann đã chứng tỏ các tế bào phát triển trong một bào thai bị ảnh hưởng bởi vị trí của chúng trong một tổng thể

- Trong sinh lý học thần kinh, thí nghiệm của Karl Lashley chỉ ra rằng bất kỳ trí nhớ

cụ thể nào cũng đều được mã hoá không phải tại một số địa điểm mà thông qua cấu trúc tổng thể của hệ thần kinh

- Trong vũ trụ học, nguyên lý của Ernst Mach cho rằng hằng số hấp dẫn G là một hàm số của tất cả vật chất tồn tại trong vũ trụ

- Trong sinh thái học: xem toàn bộ hành tinh của chúng ta như một thực thể hữu cơ

Trong toàn bộ những ví dụ trên cái toàn thể là phần quan trọng Các thành phần cụ

thể, mang tính cục bộ tồn tại chủ yếu trong mối quan hệ với toàn thể, và hành vi, cũng như tính chất và cấu trúc của chúng được xác định bởi cấu trúc toàn thể bao trùm

Như vậy mặc dù chúng ta có thể nói về tính toàn thể nhưng làm thế nào để có một công thức, một cách để hiểu cái toàn thể này là gì và bằng một ngôn ngữ chính xác như thế nào? Hầu hết các nghệ sĩ, các kiến trúc sư đều biết một cách trực giác rằng các công trình kiến trúc hiện diện như một toàn thể và rằng môi trường xây dựng phải được xem xét trong tính toàn thể Nhưng chúng ta vẫn chưa có một công cụ trí tuệ nào để xác định chính xác cái toàn thể này là gì

Alexander cho rằng chúng ta có thể xác định cái toàn thể một cách chính xác như

là một cấu trúc Cấu trúc này có thể được xác định bằng ngôn ngữ toán học chính xác1 Cấu trúc toàn thể này tương tự như cấu trúc được xác định trong topo học Những phần dưới đây tác giả trình bày cách hiểu dễ hiểu hơn của Alexander về cái toàn thể và trưởng trung tâm

1

Vì định nghĩa khá phức tạp nên người viết để định nghĩa này ở phần phụ lục

Khái niệm về trường trung tâm (center)

Hình11: Các ví dụ minh hoạ khái nhiệm về trung tâm của Alexander

Alexander sử dụng ví dụ với một tờ giấy trắng, trên đó ta chấm một dấu chấm Chỉ với một dấu chấm chúng ta đã thay đổi cả cấu trúc của tờ giấy Xét một cách toàn cục, một cấu trúc hoàn toàn mới đã được hình thành Xung quanh chấm chấm mực mới tạo ra đã

có một trường ảnh hưởng, một thứ field effect, một thứ như hào quang xung quanh dấu chấm Từ đó hình thành hai trường mới bên trái và bên phải dấu chấm, bên trên và bên dưới dấu chấm Ta lại còn có các tia song song với các cạnh của tờ giấy, các tia toả về bốn đỉnh của tờ giấy Như vậy chỉ với một dấu chấm đơn giản ta đã một cái toàn thể mới

Hình 12: Sơ đồ của cái toàn thê Chúng ta có thể thấy hai mươi thực thể phủ chồng lên nhau

Từ ví dụ trên ta có thể thấy trường trung tâm là một trường lực được tổ chức trong một đối tượng hoặc một phần của đối tượng Trường trung tâm đó thể hiện được tính chất trung tâm

Khái niệm đơn giản về trường trung tâm là: Một trường trung tâm thường được bao bọc, được kết nối, thường có độ lồi (convex), thường đối xứng, thường phân biệt với không gian gần kề nó và toả ra bên ngoài nó Nó cũng tạo nên tính chất cố kết/gắn bó thông qua phẩm chất trung tâm

Vậy các trường trung tâm có đặc điểm gì?

1 Các trường trung tâm tự bản thân nó có sự sống (hay tính toàn thể)

2 Các trường trung tâm hỗ trợ lẫn nhau, sự tồn tại của sự sống trong một trường trung tâm có thể tăng cường sự sống trong trường trung tâm khác

3 Các trường trung tâm được tạo bởi các trường trung tâm (thuộc tính đệ quy)

4 Một cấu trúc đạt được sự sống thông qua mật độ và cường độ của cac trường trung tâm

Hình vẽ trên mô tả cấu trúc của một toàn thể mới với các trường trung tâm chồng lấn lên nhau

Hình13 : Một cái cây, một con đường, một chiếc xe đạp, và một người đi xe đạp

Bây giờ chúng ta hãy sang một ví dụ cụ thể hơn trong đời sống thường ngày của chúng

ta Hãy xem bức ảnh trênvới một con đường, một cái cây, một chiếc xe đạp và một người

đi xe đạp Nhưng nếu chúng ta xem bức tranh này từ góc nhìn toan thể chúng ta thấy sự phân chia trên chỉ mang tính tuỳ tiện mà trí óc chúng ta thường định hướng chúng ta Nguyên nhân: chúng ta thường đặt tên cho sự vật, chúng ta đặt tên cho các thực thể này là cái xe đạp, cái cây, con đường, để rồi chúng ta bị kẹt vào cách gọi tên đó Nếu ta mở to mắt nhìn, đừng để kẹt vào cách ta đặt tên ta sẽ thấy một khoảng không gian rộng hơn con đường, kéo dài bao gồm cả phần đất bằng phẳng hai bên đường, đó chính là trường trung tâm thứ nhất Ta lại thấy một khoảng không gian dưới bóng cây như một trường không gian thứ hai Ta có tán cây như một trường không gian thứ ba Các trường trung tâm này

là có thật mang tính vật thể Các trường trung tâm này chồng lên nhau, bao trùm lấy nhau

và tạo nên một toàn thể Chính cái toàn thể này đã hấp dẫn người đàn ông ngả mình lên

vệ cỏ nghỉ ngơi

Hình 14: Ba trường trung tâm thực sự tồn tại

Như vậy các trường trung tâm, theo quan niệm của Christopher Alexander, là một tập hợp mang tính vật thể, là một hệ thống các đối tượng xác định chiếm lĩnh lấy một thể tích

cụ thể trong không gian Trong trường trung tâm đó ta thấy chúng có được sự gắn bó, cố kết chặt chẽ của cấu trúc

Hình 15: Henri Matisse trong xưởng vẽ

Một minh hoạ khác của khái niệm tính toàn thể: Phía trên là hình ảnh hoạ sĩ nổi tiếng Henri Matisse trong xưởng vẽ của ông Phía dưới là các bức chân dung tự hoạ của ông

Ta thấy gì từ bốn chân dung tự hoạ này?

Hình16 : Bốn bức chân dung tự hoạ của Matisse

Rõ ràng các bức chân dung này khá khác nhau Trong một bức thì Matisse tự môt tả mình với một khuôn mặt có cằm to, bức bên phải thì có cằm nhỏ, bức thì ông có một cái mũi

nhỏ, hình cuối thì lại có một cái mũi rất to Thế nhưng với cả bốn bức tranh đó ta đều nhận ra được Matisse nhận ra được một người Nguyên nhân là ở tính toàn cục của cả bốn bức chân dung Tính toàn cục này cái kiểu mẫu toàn cục (global pattern) này không phải là gì khác mà chính là tính toàn thể Mô tả cấu trúc toàn thể này như thế nào? Đso là một cái đầu hói với cặp mắt chăm chú nhìn xuống dưới Với tia nhìn dừng lại đâu đó xung quanh miệng Những phần dưới của mặt như bộ ria, hàm hơi giãn ra Tuy không dễ dàng mô tả cái cấu trúc toàn cục này nhưng ta biết đó là cái có thật vì chính cái có thật đó làm ta nhận ra sự hiện diện của tính toàn thể.Cái toàn thể này là như nhau trong cả bốn bức chân dung và giống như cái toàn thể của bức ảnh chụp

Ví dụ trên cho thấy tính toàn thể là một cấu trúc toàn cục- có thể cảm nhận được nhưng lại rất khó xác định

Trước khi đi vào 15 thuộc tính của Alexander, cần nhắc lại rằng ta đã biết được một số quy luật hình thái mang tính phổ quát sau:

• Tỷ lệ phổ quát (Universal scaling)

• Đường biên dày

• Sự gắn bó (coherence) theo tỷ lệ

• Sự phân bố kích thước mang tính phổ quát (Universal distribution of sizes)

Vậy bạn đọc sẽ hỏi, cần có bao nhiêu quy luật tất cả?

Alexander cho rằng có khoảng 15 thuộc tính cơ bản mang tính hình thái mà các cáu trúc

bền vững cần phải đạt được Ông không khẳng định rằng dứt khoát chỉ có 15 thuộc tính

mà thôi nhưng từ nghiên cứu và quan sát trong vòng 27 năm từ khi hoàn thành Một ngôn

ngữ kiểu mẫu (A Pattern Language- xin được viết tắt từ đây là APL) đến khi viết Về bản chất của Trật tự (The Nature of Order- xin được viêt tắt từ đây là NOO) ông cho rằng sô

lượng các thuộc tính cơ bản không phải là 5 nhưng chắc chắn cũng không phải là hàng trăm Hơn thế nữa các thuộc tính này có mặt cả trong giới tự nhiên lẫn thế giới nhân tạo

và được các ngành khoa học khác khẳng định

Như vậy các thuộc tính này là các đặc tính hình thái thích hợp với cảm xúc của con

người, chúng cũng là các thuộc tính được tìm thấy trong các hình thức và cấu trúc do con người tạo dựng Quan trọng hơn chúng phụ thuộc vào văn hoá, khu vực hay thời đại mà chung phản ảnh những gì thuộc về bản tính, bản chất (innate) của con người 15 thuộc tính này được giới thiệu đầy đủ trong tập một của NOO và được phân tính bằng nhiều công trình kiến trúc trong 4 tập tiếp theo của NOO

Dươi đây là tên gọi của các thuộc tinh Phần sau sẽ đi vào trình bay chi tiết từng thuộc tính một Sau phần giải thích đối với một số thuộc tính quan trọng nhất tác giả sẽ giới thiệu một kiểu mẫu (pattern) trong ngôn ngữ kiểu mẫu của Alexander như là ví dụ minh hoạ Để có phần mình hoạ bằng các kiểu mẫu cho tất cả các thuộc tinh xin xem trên blog qhdt.blogspot.com:

1 Các mức tỷ lệ (Levels of scale)

2 Các trường trung tâm mạnh (Strong centers)

3 Các đường biên dày (Thick boundaries)

4 Sự lặp xen kẽ (Alternative repetition)

5 Không gian tích cực (Positive space)

6 Hình dạng tốt (Good shape)

7 Đối xứng cục bộ (Local symmetries)

8 Đan xen chặt và sự nhập nhằng (Deep interlock and ambiguity)

9 Sự tương phản (Contrast)

10 Sự chuyển dần (Gradient)

11 Sự thô ráp (Roughness)

12 Tiếng vọng (Echoes)

13 Khoảng trống (The void)

14 Mộc mạc và tự tại (Simplicity and inner calm)

15 Không phân ly (Not-separateness)

1 Các mức tỷ lệ (Levels of scale)

Hình 17: Các mức tỷ lệ khác nhau trong một ngôi đên gần Isfahan-

Nguồn: Về bản chất của trật tự Tập 1 (The Nature of Order)- Christopher Alexander

Hình chụp trên cho ta thấy một góc của ngôi đền gần thành phố Isfahan- Ấn Độ Trong hình ta thấy sự đa dạng những kích thước từ các chi tiết ở bệ cột đến đầu cột, các chi tiết trang trí trên tường, kích thước của cột, rồi đên kích thước của gian sảnh, tất cả là một sự phong phú về kích thước Các thành phần kích thước này không những phong phú về tỷ

lệ mà còn được xếp đặt đủ gần nhau để tạo sự tương hỗ, tạo nên các trường trung tâm chồng lấn lên nhau, bao bọc lẫn nhau Các kích thước này được xác định theo các số hạng

xen kẽ của chuỗi Fibonacci, hoặc có thể xác đinh theo hằng số logarith e như ở phần A

Tính chất thứ bậc của tỷ lệ rất quan trọng cho thiết kế tuỳ ứng vì chúng ta cần phải có các

tỷ lệ phù hợp với kích thước cơ thể người (các tỷ lệ cỡ 1mm – đến 2m) mà thường được gọi là tỷ lệ nhân văn (human scale), nhưng chúng ta cũng cần phải có các tỷ lệ (tức là các kích thước) lớn hơn để xác định kích thước chung của công trình

Kiểu mẫu: PHẢ HỆ CỦA KHÔNG GIAN MỞ

Alexander và cộng sự cho rằng cần tạo ra một số không gian nhỏ, hình thành phần “lưng” của không gian nhỏ đó, rồi tạo “lỗ mở” nhìn vào không gian lớn hơn

Hình 18: Từ một sân trong nhìn ra không gian mở lớn hơn

Hinh 19 : Ghế ngồi và khoảng vườn

Hình 20: Sân và đường phố hoặc quảng trường

Hình 21: Phả hệ của các không gian

Những hình vẽ trên trình bày tính thứ bậc trong việc tổ chức không gian ngoài trời

2 Các trường trung tâm mạnh

Hình 22: Một giáo đường ở Kairouan,Tunisia

Hình trên trình bày một giáo đường Hồi giáo với các trường trung tâm mạnh Đập vào mắt chúng ta là tháp (minaret) chiếm vị trí trung tâm trong bố cục Nó tạo nên một trường trung tâm mạnh không chế trong bố cục Độc giả còn có thể thấy phần khối xây của gian nhà chính chiếm lĩnh một phần không gian đáng kể hình thành một trường trung tam mạnh khác, với hai mái vòm nhỏ hơn nằm ở trục đối xứng dọc, hai mái vòm nằm trên

trung tâm nhỏ hơn nằm ẩn bên trong trường trung tâm lớn hơn Rồi phần sân trong của giáo đường cũng đóng vai trò như một trường trung tâm mạnh mặc dù nó là khoảng trống hơn là một khối xây

Như vậy các trường trung tâm mạnh có vai trò kết nối một vùng đáng kể không gian xung quanh nó lại với nhau Đồng thời mỗi trường trung tâm kết hợp các trường trung tâm và các đường bao xung quanh để tạo nên điểm nhấn Điều đặc biệt quan trọng là các trường trung tâm phải hỗ trợ lẫn nhau, trong mỗi trường trung tâm lại có các trường trung tâm nhỏ hơn, rồi đến lượt nó các trường trung tâm này lại thuộc về một trường trung tâm lơn hơn nó

Có hai dạng trường trung tâm: a/ trường trung tâm “xác định” và trường trung tâm “tiềm ẩn” cả hai loại trường trung tâm này đều phải gắn bó với nhau Ta coi trường trung tâm

“xác định” như một trường trung tâmcó một đôi tượng nào đó ở khoảng giữa để tiếp nhận

sự chú ý Và loại thứ hai là trường trung tâm “tiềm ẩn” vốn đường biên (dày) để tập trung

sự chú ý vào vùng không gian bên trong còn trống như trường hợp sân trong của giáo đường Hồi giáo

Kiểu mẫu: QUẢNG TRƯỜNG NHỎ

Thường có xu hướng thiết kế quảng trường quá lớn

Tuy nhiên từ quan sát thứ nhất cho rằng một không gian thường “vắng tanh như chùa bà đanh” nếu nó vượt qua mức 300 feet vuông trên một người Từ đó ta có với không gian đường kính 100 feet (30m) sẽ trở nên hoang vắng nếu có ít hơn 33 người trong đó Thực

tế là trong một thành phố rất có ít nơi mà ta có được hơn 33 người Mặt khác chỉ cần có 4 người đã có thể làm cho một quảng trường với bán kính 35 feet (10,5m) sống động, và chỉ cần có 12 người để tạo nên sức sống cho quảng trường với đường kính 60 feet (18m)

Vì chúng ta có rất nhiều cơ hội để có được 4 người hay 12 người tại một nơi trong thành phố hơn là 33 người nên quảng trường nhỏ sẽ tạo nên cảm giác thoải mái cho phần lớn thời gian

Hình 23: Quảng trường nhỏ dễ tạo nên sự sống động

Hình 24: Quảng trường nhỏ với kích thước theo chiều ngang không quá 70 feet (21m)

Theo Hans Blumenfeld (“Tỷ lệ trong thiết kế dân sự” Tạp chí Town Planning Review,

tháng 4 năm 1953, tr 35-46) cho rằng chúng ta chỉ nhận ra mặt người ở khoảng cách tới 70-80 feet (21-24m), còn để nhận ra mặt người như một “chân dung” với đầy đủ chi tiết thì khoảng cách không thể quá 48 feet (khoảng 15m) Vì thế để tạo được mối liên hệ thị

giác tốt giữa nhiều người trong một không gian công cộng Alexander và cộng sự cho

rằng cần phải tạo một quảng trường nhỏ, kích thược không lớn hơn 45 tới 60 ft 18m), đặc biệt không bao giờ lớn hơn 70ft (21m) Điều này áp dụng với cạnh ngắn của

(13,5-quảng trường, tuy nhiên cạnh dài của (13,5-quảng trường có thể lớn hơn

3 Đường biên dày

Hình 25: Nhà thờ ở Charles

Chúng ta đã biết trong phần A rằng đường biên dày xuất hiện ở các tỷ lệ kế tiếp theo quy luật tỷ lệ phổ quát Chính vì lẽ đó đường biên mỏng không có hiệu quả bởi vì nó bỏ qua một hoặc nhiều thành phần trong trật tự các tỷ lệ

Quy luật về đường biên dày cũng liên quan đến quy luật về trường trung tâm mạnh bởi lẽ một trường trung tâm “tiềm ẩn” chỉ được xác định thông qua đường biên dày Lúc này

đường biên dày đóng vai trò thu hút cũng như vai trò bao bọc Áp dụng quy luật này vào

đô thị thì chúng ta cần các đường biên dày và chúng phải mang chức năng bán-thẩm thấu, nghĩa là cho phép con người liên lạc qua lại Một đường biên không có khả năng thẩm thấu là một con đường rộng với nhiều làn xe, đường cao tốc không có cầu vượt cho người

đi bộ v.v…

Hình 25: Cửa và khuôn của trong nhà thờ Gothic

Hình 26: các đường bao xung quanh sông Seine như một đường biên dày

Kiểu mẫu: HÀNH LANG CỘT

Alexander và các cộng sự cho rằng cần tạo nên dãy hành lang cột ở bất cứ nơi nào có lối

đi dọc theo cạnh của công trình Chúng sẽ có chức năng liên kết các ngôi nhà lại với nhau

Hình 27: Hành lang cột với vòm cuốn dọc theo một kiến trúc cổ điển

Hình 28: Hành lang cột đơn giản nhưng tuyệt đẹp

Hình 29: Tạo ra hành lang cột để nối các kiến trúc lại với nhau

4 Sự lặp xen kẽ:

Sự lặp xen kẽ chính là phép đối xứng tịnh tiến trong toán học Chúng ta cần phân biệt sự lặp giản đơn như là quá trình làm giản lược thông tin Đó chỉ là quá quá trình mã hoá tầm thường Chẳng hạn chúng ta có chữ X được lặp 100 lần Khỏi phải nói là người xem xẽ thấy chán ngán như thế nào Thay vì đó chúng ta cần sự