劉璐

(陜西服裝工程學院，陜西 咸陽 712000)

研究類型：理論研究

緒論

1 背景及研究對象

隨著幾何學的不斷發(fā)展，一直以歐氏幾何為主要思想的空間觀逐漸被取代，非歐氏幾何開始在空間中得到了廣泛的運用。與此同時信息化、數(shù)字化的出現(xiàn)為當今的建筑領(lǐng)域帶來了一場變革，涌現(xiàn)出了大量帶有流線型、韻律感的建筑作品。在這些新型建筑的背后，是人類一直追尋和試圖闡明的“原理”——本文所提到的拓撲學就是其中的一條。

拓撲學作為幾何學理論的分支之一，逐漸被人們所熟悉，但是單純的數(shù)學公式和原型并不能直接應用在空間設(shè)計中，這就需要借助某個工具將抽象概念向?qū)嶓w空間轉(zhuǎn)化、最后生成物理空間。在轉(zhuǎn)化的過程中涉及了美學、建筑學、心理學、設(shè)計學等理論的感知與判斷，并使其與人的行為模式連續(xù)起來，賦予空間一定的人性化。

行為空間作為與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的活動場所，從某一方面來說，代表著人類物質(zhì)水平和精神水平的發(fā)展。但在科技飛速發(fā)展的現(xiàn)階段，雖能夠解決物質(zhì)上的問題，但卻缺少精神層面匱乏。拓撲形態(tài)下的行為空間具有復雜多變的空間結(jié)構(gòu)，能夠滿足不同的行為模式，且不同的空間結(jié)構(gòu)及行為模式構(gòu)成了不同的情感價值，成為提升空間質(zhì)量的重要因素。

本文便圍繞著拓撲空間與情感價值這一主題，從拓撲形態(tài)出發(fā)，著重分析拓撲形態(tài)下的空間和人的行為關(guān)系的情感價值。一方面從人的行為與行為空間的界限進行分析；另一方面對行為空間產(chǎn)生的情感價值進行分析，以視覺、心理、感知為媒介與使用者進行情感交流，傳遞拓撲形態(tài)下行為空間的情感價值。

圖1-1 空間、情感、行為體驗元素的關(guān)系

2 拓撲形態(tài)與行為空間關(guān)系分析

拓撲幾何學作為新興的空間形態(tài)分析理論，是成形于19世紀的數(shù)學分支之一，并由龐加萊成立發(fā)展，是研究圖形各點之間的連續(xù)性、連通性的幾何理論，可以將其定義為研究圖形拓撲性質(zhì)的學科。

隨著科學的發(fā)展，拓撲學已作為一門基礎(chǔ)學科滲透到各個領(lǐng)域當中。在拓撲學中，不涉及物體的量值，不討論圖形的全等，而只討論圖形在彈性運動中保持不變的性質(zhì)，即拓撲等價。當某個物體受到外界的擠壓、拉伸、彎曲等變形后，其物體上的點與點之間的位置仍相對不變，但物體大小的改變與拓撲性質(zhì)并沒有任何關(guān)系。相對于歐氏幾何來說，拓撲學不僅包括了一維、二維、三維的曲面，而且含有歐氏幾何學中所沒有的多維度曲面，所以拓撲學又被稱為“彈性幾何”。

在拓撲學中，物體可以扭轉(zhuǎn)、拉伸、彎曲等，但是不能斷裂。例如日常生活中，疊被子、穿褲子、城市規(guī)劃等都屬于拓撲現(xiàn)象，而切菜就不屬于拓撲學的范疇。拓撲學將這些現(xiàn)象規(guī)律化、公式化的同時也促進了自身的發(fā)展。這幾年，隨著拓撲學的發(fā)展與應用，為設(shè)計領(lǐng)域提供了一定的理論依據(jù)，并由此推動了數(shù)字化技術(shù)的產(chǎn)生。數(shù)字化技術(shù)作為數(shù)學與科學技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)對設(shè)計的影響極其深遠。

圖2-1 彈性運動示例

拓撲學的出現(xiàn)為復雜的形態(tài)和連續(xù)的空間節(jié)奏提供了一定的理論基礎(chǔ)，使空間形態(tài)的流動性、開放性、界面模糊性成為空間形態(tài)的主要特征，同時催化了設(shè)計者的空間想象力，不僅對設(shè)計者的思想提供了指導意義，更成為了認知空間和研究空間的有力工具。

拓撲學最基本的性質(zhì)則為拓撲等價，通常情況下不會直接說明兩個幾何體相似，而是利用拓撲等價的概念進行說明。當幾何圖形被任意扭轉(zhuǎn)、彎曲成另外一個圖形，且在形變過程中圖形仍保持完整、不發(fā)生斷開或破裂，這個過程稱為“拓撲形變”。當兩個圖形通過拓撲形變成為相似形時，則這兩個圖形為“拓撲等價”，這也是所謂的“拓撲同構(gòu)”。舉例而言，如果在一個球體曲面上任意選擇幾個點，再將這些點用不相交的曲線連接起來，把球體表面分成若干個區(qū)域，經(jīng)過拓撲性變后點、線、面的個數(shù)仍保持不變。

在拓撲學中，重點研究的是低維幾何空間，例如一維、二維、三維、四維的低維空間拓撲學，但其研究的低維空間又與傳統(tǒng)的歐氏幾何空間有所不同。拓撲下的空間具有輕剛性、重彈性的性質(zhì)，而反觀傳統(tǒng)幾何學，往往研究的是圖形也就是剛體在剛性運動中通過平移、旋轉(zhuǎn)，保持不變的性質(zhì)。

拓撲學還有一個重要的性質(zhì)，著重研究的是空間中的整體而非單個的元素，即研究的是單個元素之間的關(guān)聯(lián)性而非度量性。從整體上把握空間結(jié)構(gòu)，以整體元素的連續(xù)性、封閉性等組織關(guān)系來闡明內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征。

圖2-2 行為產(chǎn)生的過程

行為空間作為人類活動的基本單元，特定的行為空間有著固定的行為模式存在。由此情況，德國心理學家?guī)鞝柼亍だ諟靥岢隽送負湫睦韺W，引入了“個體”這個變量,提出了人類行為公式：

B=f(P,E)

圖2-3 拓撲空間行為心理關(guān)系

認為行為(B)等于人(P)和環(huán)境(E)的函數(shù)，即行為是隨著人和環(huán)境的變化而變化的。不同的個體對于同一環(huán)境可以產(chǎn)生不同的行為，甚至同一個體在不同情況下，對于同一環(huán)境也可以產(chǎn)生不同的行為。該公式表明，人的行為是為了滿足一定的需求，達到一定的目標，是自身需求對空間作出反應的結(jié)果，當外界環(huán)境滿足了自身需求時，便又開始形成新的環(huán)境，又會對人產(chǎn)生新的刺激，推動其下一步發(fā)展。

圖2-4 不同環(huán)境下的心理需求與行為變化

空間的外顯形態(tài)直接影響了空間內(nèi)部的情感價值，由于人的價值觀、行為模式、生活方式等都產(chǎn)生于不同的背景之中，所以就需要一個特定的空間為不同的人、不同的行為活動提供需求。隨著社會的發(fā)展進一步加快，空間功能的發(fā)展也在與時俱進，現(xiàn)階段人們越來越強調(diào)以人為本、為人而筑的精神需求。拓撲形態(tài)下的行為空間從更深層次的情感出發(fā)，對空間進行了人性化的處理，不同于傳統(tǒng)幾何空間的嚴謹、規(guī)律、對稱，具有連續(xù)、開放、流暢等特征，易于人們通過感知而產(chǎn)生心理上的變化，從而滿足自身的精神需求。當人置身于其中，能夠迅速找到立足點，獲得認同感與歸屬感，從而體現(xiàn)出行為空間的情感價值。

3 拓撲形態(tài)下行為空間的情感價值

隨著社會的發(fā)展，人已經(jīng)學會如何滿足自己的物質(zhì)需求，與此同時人們開始思考怎樣能夠滿足自己的精神需要。這時空間就作為承載精神層面的載體，將人的情感通過空間表現(xiàn)出來，在滿足心理需求的同時從精神上肯定自己。當人因為某種需要與外界保持一定的聯(lián)系時，行為空間便產(chǎn)生了。例如在炎熱的夏天里，人們會選擇在亭子里或有遮擋作用的空間里遮陰納涼，這時亭子下的空間便成為了一個具有特殊意義的空間。這個空間與周圍的環(huán)境相融合，呈開放性，空間界面模糊，在水平和垂直方向上沒有層級的觀念，但它卻有著特定的行為用途，這就體現(xiàn)了該空間的拓撲性。

拓撲形態(tài)下的空間在本質(zhì)上具有一定的優(yōu)勢，通過研究行為空間的形態(tài)來表達或影響人們的情感，以流線感的形體、跳動的空間感，強烈地視覺沖擊給人的心理帶來沖擊。且拓撲本身具有一定的邏輯性和抽象性，在研究行為空間時，應將抽象思維形式化、視覺化，并將其直觀的展現(xiàn)出來。

人類的情感一方面通過外界對感官的刺激，在直覺表面產(chǎn)生情感；另一方面是在自身行為活動中，通過對外界的認知，將意識、經(jīng)驗、理解等作用于人的心理而產(chǎn)生的情感。拓撲形態(tài)下研究的行為空間，并不是通過直覺表面產(chǎn)生的情感體現(xiàn)出來的，而是從情感的角度出發(fā)，通過人在認知過程中產(chǎn)生較深層次的情感來研究其價值。人與空間是相互影響、相互作用的，人們可以根據(jù)自己的心理來選擇不同的空間，從而迎合自我需求，并通過對空間的認知，來實現(xiàn)其價值。由此可見，空間與行為心理之間是密不可分的。行為空間作為我們?nèi)粘；顒拥膱鏊?，它對我們的心理能夠產(chǎn)生一定的影響。換句話說，如果行為空間能夠滿足人的心理需求、認知心理，并符合大眾的審美情感，那就說明該空間具有存在的價值。

3.1 拓撲形態(tài)下的行為空間的心理特征

格式塔心理學中提到：較復雜、不完美和無組織的圖形，具有更大的刺激性和吸引力，它可以喚起更大的好奇心。當人們注視由于省略造成的殘缺或通過扭曲造成偏離思維規(guī)則形式時，就會導致心理特有的緊張，注意力高度集中，潛力得到充分發(fā)揮，從而產(chǎn)生一系列創(chuàng)造性的知覺活動。

由B = f(P,E)公式可以看出，行為(B)是隨著人(P)和環(huán)境(E)的變化而變化的，且相互作用、相互依賴。在實際生活中，行為空間為我們的日常行為提供了活動場地，且它的空間結(jié)構(gòu)又對人的行為、心理產(chǎn)生著一定的影響。在空間設(shè)計中，不僅要考慮到人的行為與空間之間的關(guān)系，而且還要考慮到空間對人心理的作用。

從空間尺度來看，當空間尺度符合人的心理需求時，那么人置身于空間中就會產(chǎn)生舒適、親近的感覺，起到了積極地作用；反之，當空間尺度超出正常的范圍，過大或者過小時，則會對人的心理產(chǎn)生一定的影響，令人感到壓抑、不安。從人與人之間的交往距離來看，當交往距離過近時，人就會有抵觸、缺乏安全感甚至反感的心理，所以交往距離可以改變心理對外界的抵抗能力。而拓撲學下的行為空間顛覆了以往傳統(tǒng)空間固有的模式，而以流動連續(xù)的外形，富有節(jié)奏感的空間，給人帶來的不止是視覺上的享受，而且拓撲形態(tài)不僅改變了空間的形式、結(jié)構(gòu)，對人的行為心理也產(chǎn)生了影響。

社會飛速發(fā)展的今天，人的行為受日益增長的經(jīng)濟、文化、政治等多方面的影響，并與空間界面存在著或多或少的聯(lián)系，且相互作用、相互依賴。人的行為作用于空間，空間又反作用于人的行為，在發(fā)展過程中相互影響、相互制約，這就使空間變得尤為重要。

圖3-1(a) 放射型拓撲空間結(jié)構(gòu)

圖3-1(b) 方向型拓撲空間結(jié)構(gòu)

圖3-1(c) 樹狀拓撲空間結(jié)構(gòu)

3.2 行為空間對情感價值的反饋作用

人的日常行為表現(xiàn)是多方面多層次的，從最基本的生理活動到更高層次的心理活動逐層上升。在拓撲下的行為空間中，強調(diào)的是人對空間的內(nèi)在感受，加強人在空間中的認同感和歸屬感，還體現(xiàn)人在空間中是否實現(xiàn)了精神層次的需求。因此行為空間的情感價值是與人類的心理結(jié)構(gòu)，事物的認知程度等息息相關(guān)的，也是人與空間最直接的情感交流。人對空間的認同感和歸屬感取決于空間的結(jié)構(gòu)功能，使人在心理上獲得一定的滿足感。作為一個人歸屬于某一個空間發(fā)生行為時，認同該空間且心情愉悅，當愉悅感越強則對該空間的認同感也就越強。只有成為了空間中的一份子，歸屬于空間、認同空間，才能體會到空間的情感價值，設(shè)計該空間才有意義。

拓撲形態(tài)在行為空間運用的過程中，情感價值的多少對情緒波動有著不同的影響，雖然拓撲形態(tài)作為一種載體，但最終的屬性將消失，并升華在情感氛圍中，這時拓撲形態(tài)對空間的作用將達到最大值。

4 結(jié)論

拓撲形態(tài)下的空間，作為傳達信息、思維、意識交流的介質(zhì)，能夠滿足不同人群的需求。除了形成可視化的物理場之外，拓撲形態(tài)還具備潛在的價值，通過滿足不同人群的精神層面，體現(xiàn)出空間的情感價值。

在設(shè)計中，空間作為人與人交流的環(huán)境介質(zhì)，通過刺激人們在環(huán)境中產(chǎn)生獨有的情感，從而提升空間的質(zhì)量。具有拓撲性質(zhì)的非歐氏幾何空間，以及由傳統(tǒng)歐氏幾何空間演變而成的拓撲空間，都具有一定的情感價值。人們通過發(fā)掘各類拓撲形態(tài)下空間的情感價值，營造出視覺不可見的心理場，探索人在環(huán)境空間中的行為活動，展現(xiàn)隱藏在空間中更深層次的含義，能夠為設(shè)計空間時提供更好的理論基礎(chǔ)和指導思想。

拓撲形態(tài)被廣泛應用到空間設(shè)計中，作為輔助工具的數(shù)字化技術(shù)在空間中的應用也越來越多，雖然國內(nèi)正處于一個起步的階段，但發(fā)展迅速，使之更好的滿足中國人所需的精神空間，情感需求。