当城市空间因缺乏合理规划和陷入土地资源乱用的迷局之时，设计者和规划者该如何应对？
到底是什么在影响着人类社会的发展乃至全宇宙的正常运转？
有个概念不得不提——熵增原理。
熵（Entropy）是德国物理学家克劳修斯提出的热力学概念，它是一种表征物质中所含分子状态的度量，指一种无序和混乱的状态。1923年，根据熵的热温商之意涵，我国物理学家胡刚复将此概念介绍到中国，并为Entropy这一英文单词创造了一个新的汉字：由火字旁和商组成的“熵”。
近年来，无论是艺术家还是建筑学家都十分重视这一概念，认为熵对宇宙和人类社会的未来发展将起到决定性的作用。这其中的缘由，还得从熵的定义说起。
△第58届威尼斯双年展—熵主题展作品
艺术家：zhaozhao，作品名：jade-constellation（2018），
材料：玻璃，翡翠，尺寸：220 × 160 cm.
#何为熵（Entropy）？#
从科学的角度出发，熵是宇宙分子进行旋转，振动和自旋等运动时所贡献出的能量之和。虽然它是一个宏观且抽象的概念，但在日常生活中，熵增原理可用来阐释一切日常发生的无序现象。
换句话说，根据熵增原理，日常生活里的万事万物都有自发趋向混乱的可能，例如卧室衣橱里不断堆积的衣物，办公室桌面上因繁杂的工作任务而累积的文件资料，或是家中厨房里未经分类整理而混杂在一起的厨余和各类杂物。
△米开朗基罗·皮斯特莱托（Michelangelo Pistoletto）作品
这些生活中或自发，或因人为的忽略而变得混乱无比的堆积物，便可以用不断增长的熵值来标识。
#城市建筑中的熵增#
在建筑学的领域，那些在拆迁过程中被遗忘在角落无人清理的建筑垃圾，或城市郊区周围野蛮生长，年久失修的废弃建筑，都是我们所在的熵增时代的具体体现。
当城市空间因缺乏合理规划和陷入土地资源乱用的迷局之时，对熵这一理念的理解和认知，会使城市规划者们和建筑师们从熵增时代的惯性思维中抽离出来，用更加合理和可持续发展的思考来“拨乱反正”，将无序变得有序，以抵抗混乱的城市建设对于建筑的破坏。
在应用层面，虽然熵具有高度抽象的属性，但它所发挥的实际作用却十分广泛，在生命科学和建筑学等领域都能见到它的身影。作为一种表征物质状态的度量值，熵也被数学家香农运用到了概率计算和信息冗余度的研究中，甚至从这一概念出发，延伸和开创出了信息论这一学科。
#万物能量——熵的集合#
在《What is life?》（什么是生命?）一书里，研究生命科学和哲学的学者Schrödinger写道，早期地球生命的诞生和人类DNA的形成都是万物能量流动的结果，也是熵的集合。
根据Schrödinger的观点，生命进化的历史，及其在人类进化史中所留下的痕迹，均以一种不可见的形式，储存在了个体的DNA细胞里；而生命体的新旧细胞更迭，又使生命体内部的熵值处在一个不断增加的状态，这反之为个体的DNA细胞塑造出新的结构和形态。
#艺术与熵#
然而，以熵理论为核心的热力学第二定律(the Second Law ofThermodynamics)，却被人文学者们评价为是一条社会声誉极坏的定律。一些人文学者甚至认为该定律预示着人类世界将最终走向灭亡。
该观点被观念艺术家罗伯特·史密森（Robert Smithson）阐释为：宇宙能量将在熵与空间之间无时无刻不在进行着的循环运动里消失殆尽。
△艺术家：Robert Smithson, 作品名：“Spiral Jetty” (1970), © Holt/Smithson Foundation and Dia Art Foundation
在《熵和新的纪念碑》（Entropyand The New Monuments）一文中，罗伯特·史密森写道:“许多艺术家的创作为热力学第二定律提供了有形的可见物，将熵的具象形态以艺术作品的形式呈现出来。
他们的作品告诉我们，宇宙能量的增长远比能量的消耗来得困难得多。这些艺术作品也展现出了未来宇宙的终点，即所有能量都被耗尽，万物重归虚无。”
#在设计中运用熵#
在建筑学的领域，无论是致力于前沿理论研究的学者，还是着眼于实践的建筑师，近年来都开始探索将熵运用到建筑设计里的办法和途径。
从建筑哲学的角度来讲，任何建筑实体及其表征，从落地生根与现实世界产生交集的那一刻起，便进入到了新一轮的被推倒，摧毁，沦为废墟和被重建的循环之中。
这与艺术家罗伯特·史密森对熵的解读不谋而合，即熵也始终处在有序和无序的循环转换之中。基于建筑的本质与熵之间的同质性，西班牙建筑学学者AngelMartínezGarcía-Posada提出说，熵为我们提供了一个重新审视建筑与能源损耗之间关系的新角度。
具体来说，从熵这一概念出发，建筑师将从热力学的角度去思考和制定更加灵活的设计策略，从而减少不必要的能源损耗，以达到可持续发展的目标。
在美国的宾夕法尼亚大学，有一所专门致力于研究熵与建筑设计的实验室— The Thermal Architecture Lab，该实验室将热力学的最新研究成果运用到建筑设计上，以寻找降低建筑能源消耗的有效途径。
该实验室所涉及的研究领域，除了当前设计界十分流行的“以人为本的设计（Human-Centric design）”理念之外，研究人员还使用前沿的诊断技术，如热成像技术、傅立叶变换红外光谱技术（FTIR）和3D扫描等，来观察分析建筑材料与所处环境之间的相互作用和影响，并设计新的方案来改变建筑材料的热力学状态：
即利用一些特定材料的强适应性来调整，改变或降低材料和建筑所消耗的热量。
△Advanced MRT Simulation Tool/ 超微MRT模拟工具
该实验室还致力于将几何形态学的研究成果运用到建筑设计里。研究人员用电脑生成的几何图案作为模型，试图创造出最佳的房屋结构，使得房屋空间内的热能能自由流动，并符合生态环境的可持续发展准则。
#美与熵——设计实例#
将这一理念落地的绝佳案例便是韩国釜山歌剧院。该歌剧院的设计基于海洋洋流的形态及海洋珊瑚的结构，建筑师用这些自然形态营造出了建筑外部和内部空间之间的流动感，使建筑仿佛拥有了交响乐般的美妙旋律。
建筑的外墙由玻璃管组成，而这些玻璃管构成的看似似乎带有混乱无序的“熵”之形态，但它们不仅控制了从外墙进入建筑内部的光线，也与城市的日出与日落连为一线，使得空间内部的热量流动更符合自然的规律。
歌剧院外墙向下凹的形状，则为歌剧院提供了向心感，这一设计不仅遮风也隔离了噪音，使整个剧院形成了一个巨大的流动空间。
随着天气，四季和日月的更迭，不规则形的歌剧院外墙壁为人们营造出不同的空间体验，并与室内的人工照明一起，共同构成了完整的建筑生命。
釜山歌剧院的地理位置位于城市和水滨之间，设计灵感源于设计师对釜山特殊地理位置的观察，也基于设计师对熵这一概念的思考。
歌剧院从整体上形成了与海洋，树林，山峰和天际线之间互相交互的微妙能量场，灵动和充满了流动感，使建筑不再孤立存在于世，而是融入到了釜山独特的海光山色及城市景色中。
而剧院的礼堂作为釜山歌剧院的心脏，像一个巨大的珍珠一般夹在形态上看似毫无规则的木箱之间。而礼堂木箱的设计实际上是沿用了海洋生物的形状，为身居其中的听众营造出梦幻般的感觉，也利用空间中交错的回音壁，创造出更为出色的视听效果。
剧院的大屋顶是一个圆形的剧场，同时也是一个宏伟的观景地。设计师希望建成一个将视觉艺术与听觉艺术结合起来的，能为人们提供多重感官体验的场所。整个剧院和剧院周围的海光山色一起，形成了只属于釜山这座城市的名片。
△平面图
△剖面图
把熵的概念融入到建筑设计中，意味着将建筑和自然，生态环境以及周遭场域的能量互动视为首要的设计准则，也意味着将可持续性和生态友好性（Eco Friendliness）视为设计的首要目标。
尽管视建筑为和熵类似的存在，即：它们终将都会面临走向衰亡，虚无和沦为废墟的结局，或许是一个过于悲观的视角。
然而，将建筑看作本质上是种高熵值的结构，即多重能量的聚集体，或许能使设计师们转换思考的角度，从节省能源损耗的角度出发，去制定更加灵活的方案，选用适应性更强的材料，以此来抵抗时间，抵抗无序，抵抗混乱的城市发展对于建筑体的破坏。
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