معماري آشوب (قسمت اول)
(مرجع: مجله صنعت ساختمان شماره ۷۱ دیماه ۸۷)
مقدمه(مرجع: مجله صنعت ساختمان شماره ۷۱ دیماه ۸۷)
در تاريخ معمارى جهان، سه دورة مشخص را ميتوان تميز داد كه در هر يك از آنها، نحوهي تركيب اجزاى اثر متفاوت بوده است. پيش از رنسانس، معمارى غرب در چهارچوب فرهنگ سنتى با اجزاى معين و شناخته شده و تركيبهاى آشنا سروكار داشت، اما بعد از رنسانس نوعى آگاهى براى تركيب معمارانه مطرح شد. در سومين دوره، يعنى دورة معمارى مدرن، نه تنها نحوهي تركيب اجزا كه الفباى زبان معمارى نيز متحول شد. معمارى دوران مدرن و جهان در سدهي بيستم متكى و مبتنى بر استفاده از علوم و ديگر هنرها در معمارى بود و ضد گذشته بهشمار ميرفت. در واكنش به اين روحيه بود كه در دورة بعد از مدرن، نوعى بازگشت تاريخگرايانه به گذشته صورت گرفت؛ هرچند انتخاب اجزا از معمارى گذشته بيشتر حالوهوايى كنايهآميز و طنزآميز داشت. از اواخر دههي 1980 كه مباحث پسامدرنيسم و ساختارشكنى توسعه يافت، معمارى مدرن اين بار با پذيرش تغييرات اساسى، افقهاى تازهاي از ديدگاههاى جهانشناختى و كيهانشناختى جديد، بومشناسى، علوم پيچيدگى بحران و آنتروپى را پديدار كرد. بدينترتيب، هماكنون كه در انتهاى دوران سوم معمارى قرار داريم، سدهي بيست و يكم انتهاى تازهاي را خواهد گشود.در اين جهان، زيبايى تازهاي در حال تكوين است كه برگرفته از روح پيچان و غلطان و موج مانند طبيعت، تپشهاى مولكولها و هندسهي ژنهاست و بازتاب آن در عرصهي معمارى، جايگزين شدن اشكال تازه به جاى اشكال ايستاى جهان كلاسيك است. معمارى جهان نو، همانند خود اين جهان، خلاق، خود تنظيم، خود تغيير، غيرقابلپيشبينى و در حال «شدن» است. فيزيك كوانتومى و علوم پيچيدگى با كشف زيبايى معنوى نهفته در طبيعت به يارى رمزگشايى ارزشهايى برآمدهاند، همچون اخلاق زيبايى كه روحانيت جهان جديد را خواهد ساخت. اين روحانيتى است در تقابل با نسبيتگرايى افراطى بازمانده از تفكرات پوچگرايانه و مبتنى بر يكسانى همة ارزشها كه متأسفانه عالمگير شده است.
بطور كلي معماري هميشه جهت گيري اي جهاني داشته است و بنابراين هنگامي كه ديد ما به علم تغيير مي كند و اينكه جهان واقعاً چگونه است، معماري ما هم همراه با آن تغيير مي كند. بطوريكه تحولاتي كه در سالهاي اخير، در فيزيك ذرات بنيادين، نجوم، ژنتيك و ... رخ داده است موضوع كتب معماري جديد قرار گرفته است.
تحولات علمي اخير
بر اساس فرضيات جديد در رياضي و فيزيك، عالم مكانيكي نيوتن ديگر نمي تواند شرايط امروز جهان را تبيين كند.اگر گاليله در چهارصد سال قبل اعلام نمود كه جهان با قوانين رياضي نگاشته شده است، اين نيز بر اساس قوانين جديد فيزيك قابل قبول نيست. آلبرت انيشتين در اوايل قرن اخير با معرفي نظريه نسبيت، جهان مكانيكي نيوتن را كه در آن فضا و زمان، مطلق بود در هم شكست. بر اساس نظريه انيشتين، جهان ما را از بينهايت قابهاي فضا – زمان كه به ناظر مشخص بستگي دارد تشكيل شده است. لذا هر ناظري در قابي متفاوت از نظر مكاني و زمان قرار دارد، بدين معني كه هر ناظر و هر قابي نه تنها در يك ساعت متفاوت بلكه در يك نقشه متفات قرار دارد.
در سال 1927 ورنر هايزنبرگ ) ( Werner Heisenberg فيزيكدان آلماني، اصل عدم قطعيت را در فيزيك كوانتوم مطرح نمود. بر اساس اين اصل، امكان مشخص نمودن همزمان مكان و سرعت يك ذره بنيادين مانند الكترون وجود ندارد. لذا نمي توان اجسام را داراي مكان مشخص در فضا و زمان فرض نمود. آنها غير محلي، نامشخص و متقابلاً در گير يكديگر هستند و مانند يك موجود زيستي تطور پيدا مي كنند.[ii]
با مطرح شدن اين مباحث در نيمة اول قرن بيستم، جهان مكانيكي قرن 19 به يك جهان ارگانيك تبديل شد كه در آن فضا – زمان و اجسام به صورت متحول، فعال، سيال درگير با يكديگر و در ارتباط غير خطي هستند، لذا دانشمندان جهت تبين جهان امروز، ديگر اتكا به علوم قرن 19 و قطعيت جهان بيني رياضي گون مدرن ندارند، بلكه مباحثي همچون هرج و مرج (choas) ، هندسه نا اقليدس، نظريه پيچيدگي و فيزيك غير خطي، جهاني متفاوت از گذشته در مقابل انسان پست مدرن گشوده شده است. اگر جهان نيوتون، جهان رياضي گون و همانند يك ساعت مكانيكي قابل پيش بيني بود جهان بعد از مدرن جهاني در حال تحول و همانند توده هاي ابر غير قابل پيش بيني است. علوم آشفتگي در دهة 70 ميلادي در زمينة علم هواشناسي عنوان گرديد و امروزه در علومي همچون رياضي، فيزيك، هندسه، كامپيوتر، اقتصاد، ژنتيك، نجوم و هنر مطرح است. چارلز جنكز با نگاشتن كتاب معماري پرش كيهاني مباحث نظري علوم آشفتگي را وارد حوزةمعماري نمود. بر اساس قوانين علم پيچيدگي، «بيشتر متفاوت است» ) more is defferent ( به اين معني كه جمع دو پديده، لزوماً حاصل جمع عددي آن دو نمي باشد. اگر مباني نظري رشتة معماري بر پايه هاي علم و فلسفه استوار است، هنگامي كه علم و فلسفه متحول مي شود، معماري نيز به تبع آن بايد عوض شود. به قول جنكز « فرم تابع ديدگاه جهاني است» (Form follows world view)0 زماني كه نظر و ديدگاه انساني عوض مي شود، معماري هم به تبع آن بايد عوض شود. معماري بايد معلول باشد، معلول ديدگاه انسان از خود و جهان پيرامون خود، معماري امروز بايد معلول شرايط امروز باشد، معلول علم، فناوري و فلسفة كنوني. لذا نوع معماري كه جنكز معرفي مي كند معماري است كه نمايش دهندة معماري غير خطي، موجي شكل، توسعه يابنده و در حال شدن بجاي بودن است.[iii]
نظرية آشوب ( نظم در بي نظمي)
نظریه نظم غائي پس ازدو نظریه نسبيت و كوانتوم، سومين انقلاب علمي عصر حاضر است. نظریه نسبيت، نظریه نيوتوني زمان و فضاي مطلق را درهم ريخت و نظریه كوانتوم، روياي سنجشهاي دقيق، قابل كنترل و متقن را برهم زد و نظريه نظم غائي پيش بيني های يقيني را كه از انديشه های لاپلاس نشآت مي گرفت زير سئوال برد.
آشوب، با آشكار كردن رابطة ميان سادگي و پيچيدگي و همچنين رابطة ميان منظم بودن و تصادفي بودن، ميان تجربة هر روزة ما و قوانين طبيعت پيوند برقرار مي كند.
آشوب جهاني را مي نماياند كه در عين تعّين پذير (Deterministic) بودن و پيروي از قوانين اساسي فيزيك، ممكن است بي نظم،پيچيده و غير قابل پيش بيني نيز باشد. آشوب نشان مي دهد كه قابل پيش بيني بودن (Predictability) پديدة نادري است كه تنها در محدودة قيودي كه علم از دل چندگانگي پر بار جهان پيچيدة ما بيرون كشيده است، عمل مي كند. آشوب امكان ساده كردن پديده هاي پيچيده را فراهم مي آورد و در روالهاي سنتي الگو سازي علم شك مي كند. (قريب، آرام. 1379)
براي اولين با ادوارد لورنتز (Edvard Lorentz) استاد علوم هواشناسی در دانشگاه M .I .T در آمریکا آشفتگی را در دههء 70 میلادی مطرح کرد. واژه آشوب در بسياري از مقالات معماري كه در سالهاي اخير به چاپ رسيده است به چشم مي خورد. قبل از آنكه ادوارد لورنتز نظريه آشوب را طرح كند، انديشمندان، تمامي پديده هاي جهان را تصادفي يا جبري مي پنداشتند، اما لورنتز نظريه اي را مطرح كرد كه به تبع آن، برخي از پديده هاي جهان و چه بسا بسياري از آنها، ظاهري تصادفي داشته اما در واقع تابع قواعد بسيار پيچيده اي هستند.
اثر پروانه اي و ادوارد لورنتز
كشف لورنتز در مورد پديدة آشوب را غالباً به شكل داستاني جالب، نقل مي كنند كه مي گويد: روزي، در سال 1961 لورنتز تصميم گرفت با ماشين هواشناسي اش ميانبر بزند و براي جلو تر رفتن در محاسبة مجدد يك رشته مقادير، به جاي شروع از نقطة آغازين محاسبه، برنامة رايانه اي را با داده هاي مربوط به نقطه اي در ميانه راه محاسبه، به اجرا در آورد. اعداد مربوطه را، از روي نتايج چاپ شدة قبلي، وارد رايانه كرد و رفت كه قهوه اي بخورد. وقتي برگشت و نتيجه را ديد، باورش نشد.وضعيت جوي اي كه بدست آمده بود هيچ ربطي به وضعيت قبلي نداشت. دو سيستم كاملاً متفاوت بودند! بعد فهميد چه اتفاقي افتاده است. او عدد506/0 را از روي نتيجة چاپ شده وارد رايانه كرده بود در حاليكه در محاسبة اول، در حافظة رايانه عدد 506127/0 ذخيره شده بود. اختلاف كوچك بين دو عدد -يك در پنج هزار- بدون پيامد نبود. لورنتز دريافت كه تغييرات جزئي در شرايط اوليه – مانند يك وزش خفيف باد- مي تواند فاجعه بار باشد. نام لورنتز، همچنين با ايدة «اثر پروانه» عجين است. در سال 1972 كنفرانسي در واشنگتن برگزار شد و لورنتز مقاله اي ارائه كرد با عنوان «آيا بال زدن يك پروانه در برزيل باعث بر پا شدن گرد باد در تگزاس مي شود؟» [iv]
به اين ترتيب، او بر حسب اتفاق به كشف بزرگي نائل شد و آن را به اين ترتيب نوشت: زماني كه با پديده هاي غيرخطي نظير شرايط جوي سرو كار داريم، تغييرات ناچيز ممكن است به نتايج عظيمي منجر شوند. لورنتز اين پديده شگفت انگيز را تحت عنوان اثر پروانه جاودانه ساخت.
تعريف آشوب
آشوب را به گونه هاي مختلفي تعريف كرده اند. اينها چند مثال از اين تعاريف اند:
« نوعي نظم بدون تناوب»
« رفتار به ظاهر تصادفي و تكراري در يك سيستم ساده و تعيّن پذير(مانند ساعت) »
« مطالعة كيفي رفتار ناپايدار غير تناوبي، در سيستم هاي ديناميك غير خطي تعيّن پذير»
و اكنون تعريف ديگري از يان استيوارت، رياضي داني كه در اين حوزه مطالعه مي كند: « آشوب عبارت است از توانايي الگوهاي ساده و فاقد خصيصه هاي تصادفي دروني، در بروز رفتارهاي بسيار بي قاعده »4
بنابر اين بي نظمي وآشوب به مفهوم سازمان نيافتگي، ناكارائي، و درهم ريختگي تلقي نمي شود بلكه بي نظمي وجود جنبه هاي غيرقابل پيش بيني واتفاقي درپديده هاي پوياست كه ويژگي خاص خود را داراست. بي نظمي نوعي نظم غائي دربي نظمي است. بي نظمي وآشوب نوعي بي نظمي منظم ( orderly Disorder) يانظم در بي نظمي است. بي نظم از آن رو كه نتايج آن غير قابل پيش بيني است و منظم بدان جهت كه از نوعي قطعيت برخوردارست.
بسياري از دانشمندان معتقدند كه «آشوب» نام ضعيفي براي اين علم جديد است، چرا كه تصادفي بودن را به ذهن متبادر مي كند. از نظر آنها، پيام بسيار مهم اين نظريه اين است كه، در طبيعت، فرايندهاي ساده مي توانند، بدون اينكه واقعاً تصادفي باشند، بناهاي معظمي از پيچيدگي را بر پا كنند.
خصوصيات آشوب
باز خورد (Feedback)
باز خورد، خصيصة سيستم هاي است كه خروجي يا نتيجة آن بر ورودي سيستم اثر مي گذارد و به اين ترتيب عملكرد آنرا تغيير مي دهد.
سيستم هاي نوساني به اين دليل آشوب زده مي شوند كه يك عنصر باز خورد دارد. رفتار آشوب زده نتيجة نيرو هاي غير خطي اي است كه بر روي خود باز گردانده شده اند. به اين مي گويند باز خورد غير خطي كه يكي پيش نياز اساسي آَشوب است.4
وابستگي به شرايط اوليه (اثر پروانه اي) ( Butterfly Effect )
ديگر خصيصة بارز سيستم هاي آشوبي، وابستگي حساس آنها به شرايط اوليه است. تغييرات بينهايت كوچك اوليه به تغييرات بزرگتر بعدي مي انجامد. اين رفتار را امضاي آشوب مي نامند.
اثر پروانه اي تئوري لورنتز به گونه اي است كه يك تغيير جزئي در ابتدا منجر به يك تغيير بسيار بزرگ درپايان كار خواهد شد.
سازگاري پويا (خودسازماندهي) ( Dynamic Adaptation )
سيستمهاي بي نظم در ارتباط با محيطشان مانند موجودات زنده عمل مي كنند ونوعي تطابق و سازگاري پويا بين خود و محيط پيرامونشان ايجاد مي كنند. بنابر خودسازمان دهي را مي توان به صورت پديده اي تعريف كرد كه در آن، سيستم ساختار دروني خود را مستقل از علل بيروني سازمان مي دهد.4
خودهمانندي ( Self – similarity )
در تئوري آشوب، نوعي شباهت بين اجزاء و كل قابل تشخيص است. بدين ترتيب كه هر جزئي از الگو همانند و مشابه كل مي باشند. خاصيت خودمانائي در رفتار اعضاي سازمان نيز مي تواند نوعي وحدت ايجاد كند؛ همه افراد به يكسو و يك جهت و هدف واحدي نظر دارند.
آشوب در عهد باستان (يين ،يانگ و آشوب)
در انديشةچين باستان، وجود ارتباط ميان نظم و آشوب امري پذيرفته بود. در اسطوره هاي چيني، اژدها نماينده ركن نظم، يانگ YANG)) است كه از خود آشوب سر بر مي آورد. در برخي از داستانهاي چيني در بارة آفرينش، شعاعي از نور، يين (YIN)، از آشوب سر بر مي آورد و آسمان را مي سازد. يين و يانگ، اركان نر و ماده، اقدام به آفرينش جهان مي كنند. اما يين و يانگ، حتي پس از آنكه از آشوب سر بر آوردند نيز، كيفيات آنرا حفظ مي كنند. افزوني هر يك نسبت به ديگري، آشوب را باز مي گرداند.
هزيود (Hesiod)، شاعر يوناني قرن هشتم پيش از ميلاد، منظومه پيدايش خدايان (Theogony) را سرود. اين اثر، منظومه اي با محتواي كيهان شناختي است كه مي گويد «نخست آشوب بوجود آمد» ؛ و سپس زمين و هر آنچه پايدار است. به نظر مي رسد يونانيان باستان پذيرفته بودند كه آشوب مقدم بر نظم بوده است و به بيان ديگر نظم از بي نظمي مي آيد.4
رياضيات آشفتگي (هندسه فراكتال)
پس از طرح نظرية اثر پروانه اي توسط ادوارد لورنتز به تدریج ریاضی آشفتگی و علم آشفتگی مطرح شد. ریاضی آشفتگی توسط بنوت مندل بروت ریاضی دان لهستانی تبار مطرح شد. بر اساس نظریة وی، قوانین ساده اشکال پیچیده ایجاد می کنند.
مجموعه مندل بروت پیچیده ترین فرکتال است که تابع یکی ازساده ترین قوانین ریاضی است. قوانین آشفتگی در حد بی نهایت از یک فرمول ساده ریاضی بدست می آیند. واژه فرکتال مشتق از واژه لاتینی فراکتوس- به معنی سنگی که به شکل نامنظم شکسته و خرد شده است- در سال 1975 اولین بار توسط بنوت مندل بروت مطرح شد. برخالها (فراکتال fractals)، ساختارهایی اند که خود را در مقیاس کوچکتر تکرار میکنند.
فرکتالها شکلهایی هستند که بر خلاف شکل های هندسه اقلیدسی، به هیچوجه منظم نیستند. این شکلها اولاً سرتاسر نا منظم اند، ثانیاً میزان بی نظمی آنها در همه مقیاسها یکسان است. با ملاحظه اشکال موجود در طبیعت مشخص می شود که هندسة اقلیدسی قادر به تبیین و تشریح اشکال پیچیده و ظاهراً بی نظم طبیعی نیست. میزان بی نظمی در همه مقیاسها یکسان است. جسم فراکتال از دور و نزدیک یکسان دیده می شود به تعبیر دیگر خود متشابه است. وقتی به یک جسم فراکتال نزدیک می شویم می بینیم تکه های کوچکی از آن که از دور همچون دانه های بی شکلی به نظر می رسید، به صورت شکل مشخصی در می آید که شکلش کم و بیش همان شکلی است که از دور دیده میشود.
در طبیعت نمونه های فراوانی از فرکتالها دیده می شود. درختان،کوهها، رودها، لبه سواحل دریا، سرخس ها، گل کلم ها اجسام فراکتال هستند. بخش کوچکی از درخت که شاخه باشد شباهت به کل درخت دارد. این مثال را می توان در مورد ابرها،گل کلم ها، صاعقه و سایر اجسام فراکتال عنوان نمود.