Фрактальная геометрия как принцип структурирования среды современного города

В статье рассматриваются проблемы развития предметно-пространственной и визуально-информационной среды современного города и способы ее гармонизации. Теоретически осмысляется следующий аспект: каким образом и какими средствами можно гармонизировать городскую среду, сделав ее наиболее комфортной для человека, а также отвечающей образу жизни современного человека.

Ключевые слова: городская среда, предметно-пространственная среда города, моделирование предметно-пространственной среды, критерии гармоничного городской среды, визуально-информационная среда города, гипертекстуальная матрица, теория самоорганизации, фрактальная теория, фрактал, фрактальная структура, сложная система.

Моделирование реальности для человека. Дизайн с момента своего возникновения был направлен на изменение существующих или поиск принципиально новых форм вещей и, в конечном итоге, — на формирование пространственной среды обитания человека, шире — пространства его существования. Поэтому создание предметно-пространственной среды — это всегда моделирование, конструирование, проектирование реальности для человека (рис. 1).

Под моделированием нами понимается установление гармоничных соотношений между архитектурными и неархитектурными объектами, которые соответствовали бы доминирующим в данной культуре смыслам и значениям, способствовали бы созданию ощущения полноты жизни, открывали новые горизонты самоосуществления человека. Именно поэтому эстетическое осмысление материальной основы архитектурно-дизайнерской среды не должно ограничиваться лишь проектированием его внешней формы, а предполагает учет его функциональной целесообразности и совершенства, таким образом, моделирование понимается как процесс гармонизации соотношений между внешней формой и формой внутренней, содержательной. Внутренняя форма дизайн-объектов в среде и самой среды должна соответствовать социокультурной картине мира, мироощущению горожанина, его идеалам, ценностям и смыслам существования в настоящий момент времени.

Предметно-пространственная среда современного мегаполиса со все возрастающим дисбалансом между природной и социальной средой, высоким уровнем дифференциации социальных связей и функций человека в социуме, с механическим ритмом обыденной жизни создают не только ощущение дискомфорта, но нарушают целостность существования человека. Тогда как жизнь человека и пространство культуры должны быть фрагментом организованного существования в кажущемся космическом хаосе, где каждый шаг со стороны человека предполагает преобразующую и созидательную деятельность. Но принцип преобразования доведен до абсурда современной цивилизацией, и как следствие происходит разрушение природной среды обитания, а также утрата той целостности, которая свойственна архаичным культурам с их принципом конструирования мира в соответствии с законами природы.

Критерии гармоничности городской среды. Гармоничность художественного объекта по П. Ганзену реализуется при соблюдении следующих пяти признаков целостности: связность, ограниченность, полнота, компактность, устойчивость.

Эти признаки синтезируются в принципе единства композиционной и визуальной организации городской среды. Данный принцип включает в себя: повторяемость как единство целого по ведущему признаку, соподчиненность как единство связей, уравновешенность как единство противоположностей и т. п. Эти аспекты составляют своеобразный набор критериев гармоничной среды, однако их безусловное использование ограничено принципиальными различиями таких составляющих городской среды, как предметное наполнение и процессы деятельности. Приемы «гармонизации» функциональных процессов обладают своей спецификой, в частности — «сценарный подход» к организации пространства.

Говоря об объектах дизайна, восприятие которых наряду с образностью предполагает предметность, а наряду с эстетичностью — функциональность, необходимо учитывать при проектировании функциональные и психологические аспекты. Соответственно, эстетическая шкала дизайна несколько отличается от шкалы в искусстве: в дизайне красивым и гармоничным следует называть то, что стимулирует человека к действиям, позволяет ему добиться результатов с помощью гармоничного продукта. С другой стороны, критерии гармоничности в дизайне не сводимы только к таким показателям, как функциональность, комфорт и т. д.

Японский теоретик дизайна Кендзи Экуан говорит о том, что дизайн должен «приносить радость», подчеркивая этим необходимость экологического отношения к человеку: дизайн, как минимум, не должен разрушать человека — не только тело, но и психику, эмоции, культуру, духовность, историю. Бесспорно, в отдельные периоды истории решающими факторами воссоздания целостности предметного окружения человека становились канон и стиль. Однако, следует признать их ведущую роль, прежде всего, в сфере искусства, а не повседневной жизни, которую призван гармонизировать и эстетизировать именно дизайн.

Дизайн возник не на пустом месте, о чем часто забывают. Именно разрыв с прошлым, с историей дизайна и приводит к конфликтным формам взаимодействия человека и предметного мира в современной культуре. Гармоничное, воспринимаемое человеком как естественное, городское окружение — такая редкость, что многие назвали бы его невозможным. Потенциальная ценность гармоничной городской среды видится нами в том, что городская среда начинает восприниматься человеком как источник повседневного наслаждения, как житейская гавань и, вместе, с тем как расширение своего видения, результатом чего становится понимание осмысленности и богатства мира.

Город как пространство, структурированное в сознании человека. Город — это не только объект, воспринимаемый (и, возможно, воспринимаемый как место, где хочется жить) миллионами людей, различающихся социальной позицией, национальностью, возрастом и другими особенностями. Это еще и продукт деятельности множества застройщиков, постоянно изменяющих его структуру на основе собственных соображений. Будучи в общих очертаниях какое-то время стабильной, эта структура вечно изменяется в деталях, а ее рост и форма поддаются контролю только частично. И здесь не может быть окончательного результата — а только непрерывная последовательность состояний.

Предметно-пространственная среда современного города — это не только выражение индивидуального видения ее застройщиков. Информационный поток, который проходит через человека в городе, формируются ментальные и идеологические пространства в сознании людей. Символические сценарии в психологии горожан порождают новую реальность. Новая карта реальности оказывается очень действенной, так как человек постоянно находится в контакте с ней, не имея возможности противостоять: абстрагироваться, изменить, устранить. Каждый субъект, воспринимающий архитектурную среду, становится пассивным потребителем пространства, ежедневно загружающим карту новой реальности с одной лишь переменной — собственной системой ценностей. Информационные потоки наполняют город количественно. Они динамично распространяются по улицам и проездам, пересекаются на городских коммуникационных узлах — точках наибольшей активности и обмена информацией. Зачастую таковыми узлами являются пространства городских площадей, фокусирующие пешеходные и транспортные потоки. В современных приемах размещения информационного оснащения в городе существует тенденция увеличения объемов информации и ее насыщенности. Данная тенденция приводит к эволюции в психологии восприятия информации. Информация становится главнейшим элементом общественной жизни города и фундаментальным ресурсом. Возрастает потребность в качественной (т. е. ценной и актуальной) информации в пространстве города.

Формирование информационной структуры города определяется способностями визуальных объектов распространять содержание и смысл во внешнюю среду. Носители информации — элементы и структуры архитектурной среды — передают различные сообщения через геометрические, эстетические и семантические характеристики. Город, таким образом, предстает некой гипертекстуальной матрицей, отражающей принцип организации динамичного информационного пространства, исходные параметры архитектурной среды, потребности горожан и возможности технологий в синергитическом взаимодействии. Насыщая данную матрицу, человек сам конструирует свою реальность (рис. 2).

Вместе с тем, образный каркас города представляет собой структурированное в сознании человека окружающее пространство, которое предоставляет каждому возможность выбора и одновременно служит опорой для накопления дальнейшей информации.

Теория фрактальных структур — программа развития современного города. Как известно, каждое живое существо начинает свою жизнь из ничтожно малой клетки. Это первоначальное образование растет и развивается в бесконечном ряду метаморфоз на пути к возникновению сложного организма. Так, городская среда, органично развиваясь, преодолевая различные стадии и ступени своего развития, приближает появление цельной и взаимосвязанной, гибкой среды, которая сможет деликатно существовать вместе с человеком. Не зря в генетическом коде человека заложен лишь один план развития — «опыт эволюции».

Теория самоорганизующихся систем формирует новый взгляд не только на окружающий мир, но и на принципы формирования и развития предметно-пространственной среды человека. Один разделов теории самоорганизующихся систем — теория фракталов — занимается изучением сложных самоподобных структур, часто возникающих в результате самоорганизации (рис. 3, 4, 5). Фрактальная теория, мгновенно внедрившись в научное познание, оказала влияние на различные области человеческой деятельности, в том числе на градостроительство, архитектуру и дизайн.

Основными свойствами фрактальных структур, применимыми в архитектурно-дизайнерской деятельности можно считать:

самоподобие или иерархичность (многослойность);

способность к саморазвитию и непрерывному движению (генетичность);

дробная размерность;

непрерывность;

принадлежность одновременно к хаосу и порядку.

Для объектов, создаваемых человеком, цель и «программа» лежат вне самой вещи и скорее присваиваются ей мысленными установками человека. В природных объектах цель и программа уже присутствуют в них в той мере, в какой вещь имеет в себе «начало движения», некую первозданную энергию. В соответствии с учением Аристотеля в природе существуют четыре вида движения или изменения:

возникновение и уничтожение;

качественное изменение, т. е. изменение свойства;

количественное изменение, т. е. увеличение и уменьшение (собственно, рост и убыль);

перемещение, перемена места.

Однако движение фрактала отличается от понимания движения тела в пространстве. Ему нельзя задать конкретное пространственное измерение. Фрактал «скорее есть бесконечное изменение самого себя, тело-система с обратной связью — геометр задает итерационный процесс, а после этого начинает удивляться тому, что вдруг выросло». Иначе говоря, результат, получаемый в ходе применения фрактальной теории носит эффект неожиданности.

Фракталу для движения не нужно внешнее пространство. Он всегда незавершенный. Поэтому при помощи фракталов достаточно легко моделировать процессы самоорганизации, саморазворачивания. «Живое — растущее или умирающее тело, есть тело состоящее из складок, «повсюду сгибаемое». Живое (в отличие от неизменного мертвого) очень трудно, практически невозможно поймать, локализовать, ограничить телом в пространстве».

Фрактальная теория и концептуальное творчество архитектора-дизайнера. В связи с развитием компьютерных технологий фракталы стали доступны для прямого наблюдения. Они оказались невероятно привлекательными для архитекторов и дизайнеров не только с эстетической точки зрения, а также и с философско-мировоззренческой.

Смысл философской трактовки понятия «фрактал» заключается в объяснении неустойчивого состояния постоянно эволюционирующих систем. Такие характеристики фракталов, как самоподобие, иерархичность, динамическое развитие при отсутствии определенности и завершенности, позволяют оперировать понятием «фрактал» в процессе поиска нестандартных творческих решений, а также поиска максимально продуктивного пути графической визуализации информации в процессе разработки новых концепций. Фрактальный принцип функционирования сложных систем может стать универсальным принципом проектирования.

В творческой деятельности архитектора-дизайнера подобные вопросы становятся особенно актуальными в силу того, что механизмы создания архитектурной концепции представляют собой стремление к образованию определенной системы иерархических структур, а также к концептуальному обозначению понятий.

Обращение к фрактальной структуре позволяет понять внутреннюю, глубинную сущность объектов и выразить ее через формообразование и цветовые сочетания, подчеркнув их символическое значение. Необходимость гармонизации интуитивного и рационального, поиска соответствия художественного образа объекта концептуальному замыслу делает обоснованным использование в архитектурном формообразовании не только фрактального принципа, но и самих фрактальных структур. Уникальная способность фрактала синтезировать эмоциональный посыл с рациональным началом в аспекте применения этого принципа в проектной деятельности предоставляет огромные, если не бесконечные, возможности для создания выразительных и логических структурированных пространственных образов (рис. 6, 7, 8).

В заключение хочется отметить, что существует противоречие между потребностями общества в информационном насыщении пространства и возможностью постоянного обновления архитектурной среды города. Опорной точкой в осмыслении возникших противоречий может стать, прежде всего, определение сущности и содержания функциональной, образно-семантической, визуально-информационной структуры городского пространства.

В современном мире существует избыточное количество вещей — это непреложный факт. Однако в условиях, когда человек информационного общества внешне и внутренне усложнился (несоизмеримо в сравнении с индустриальной эпохой, например), архитектор-дизайнер должен ориентироваться на создание среды, удовлетворяющей одновременно нескольким, притом разноуровневых, потребностям современного человека. Таким образом, действительной задачей архитектора-дизанейра в современном мире является достижение целостности и гармоночности городской среды за счет реализации потребностей человека более высокого уровня.

ЛИТЕРАТУРА

1. Беляева Е. Л. Дизайн в визуальной среде современного город [Текст] / Е. Л. Беляева // Техническая эстетика, № 6, 1980, стр. 16–19.

2. Добрицына И. А. От постмодернизма к нелинейной архитектуре: Архитектура в контексте современной философии и науки [Текст] / И. А. Добрицына. — М.: Прогресс-Традиция, 2004. — 416 с., ил.

3. Лаппо Г. М. Города на пути в будущее [Текст] / Г. М. Лаппо — М.: Мысль, 1987. — 236 с.

4. Линч К. Образ города [Текст] / Пер. с англ. В. Л. Глазычева; сост. А. В. Иконников; под ред. А. В. Иконникова. — М.: Стройиздат, 1982. — 328 с.

5. Морозов А. Д. Введение в теорию фракталов [Текст] / А. Д. Морозов; 2‑е изд. доп. — М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2002. — 160 с.

6. Образ жизни населения крупного города. Тенденции и проблемы [Текст] — Л., 1988. — 59 с.

7. Проблемы качества городской среды: Сб. науч. тр. [Текст] — М.: Наука, 1989. — 189 с.

8. Синергетика и прогнозы будущего [Текст] / С. П. Капица, С. П. Курдюмов, Г. Г. Малинецкий; — М.: Едиториал УРСС, 2003. — 288 с.

9. Экуан К. Экологический дизайн: поиски, результаты [Текст] / К. Экуан // Техническая эстетика, №2 1989, стр. 16–17.