师资篇（二）：M.Arch骨干教师，萨沙·齐夫科维奇
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用不精确的方法，利用不稳定的材料，针对不确定的荷载设计绝对满足规范的结构。尽管已经离开结构的苦海好多年了，可我还记得这个对结构设计的总结。当然，这种对于种种不确定的妥协结果就是结构工程师对于规整形式的偏好。或许是结构工程师对拥抱新技术不够热忱，又或许是结构工程师缺少化腐朽为神奇的想象力与创造力。当结构工程师们习惯于抱怨奇奇怪怪的建筑设计并总试图把任何一个方案都变得方正一些以应对理想与现实的差距时，（可能从没有踏踏实实学过数学，力学，材料，机械以及编程的）建筑师们已经插上了机械臂的翅膀在曲面的世界里翱翔了。


2017年的夏天，建筑机械臂的春风吹到了美国边陲小村伊萨卡。一台二手的机器被送到了学院新近上位的教员：萨沙·齐夫科维奇的手中。每日早晨，当我路过学院模型室的时候，几乎总是可以看到萨沙，抑或是他的意大利裔助教巴塔利亚在努力探索那神秘的未知世界——这台二手的机械臂到底该怎么用。


一个学期以前，他们在康奈尔初涉机械制造的疆域。意大利小伙子在德意志建筑师的指导下，鼓捣出了一台3D打印混凝土机器。毕设review上，小伙子激动地热泪盈眶。而在齐夫科维奇与巴塔利亚的领衔下，康奈尔建筑系也终于有了自己的另一个先进建造实验室：Robotic Construction Laboratory。这名字取的颇有一种哈佛建筑系（Graduate School of Design）的神韵，透着机械建造舍我其谁的霸气。


对于这套一条龙混凝土3D打印服务，两人还是颇为满意的。乍看之下，这先进的建造技术也确实亮点颇多，让人不由得双膝一软：



关键词1：Structurally optimized thin shell structure


本科读结构的时候，我还没轮得到学壳体结构。但是，曲面，还是力学上优化的混凝土薄壳设计与打印却被建筑师齐夫科维奇攻克了。可惜的是，尽管齐夫科维奇如美国众多的talkitacts那样说得天花乱坠，但毛主席实践出真知的论断已可将他打回原形。 结构大师菲利克斯·坎德拉（Felix Candela）建于1958年的洛斯马纳迪阿勒斯餐厅（Los Manatiales restaurant）是由八个分离的双曲线形沿着彼此相接的谷线连接而成。壳体横向跨度超过45米，厚度4厘米。


值得注意的是，1958年距离C语言问世还有14年，距离grasshopper出现还有49年。目前常用的有限元分析方法在上世纪60年代才开始出现。而，在60年后的康奈尔，坐拥先进数字技术的齐夫科维奇设计出来的结构优化薄壳有多厚呢？大概也是4公分左右的结构厚度，可惜只跨了几米。“structurally optimized thin shell structure”齐夫科维奇说的是天花乱坠，可我们也不知道这笨重的曲面是不是在grasshopper里捏个形就拉去打印了。


关键词2：Sub-Additive Manufacturing


萨沙表示，比起明日黄花的普通3D打印，咱这创新混凝土3D打印更快；比起毫无技术含量的普通混凝土浇筑，这个新技术可以舍弃模板。可能你会好奇萨式3D打印下面为什么总垫着一堆石子。其实这便是他的创新所在。当然，说“石子”太low，正确的表述方式为“mechanically shaped substructure of reusable aggregate“。这么一番措辞，一股外国建筑学生做presentation的高逼格顿时扑面而来。讲人话就是作为模板的，事先垒好的一堆碎石。不是说3D打印不需要模板吗？是的，我们不需要模板——during assembly of shell component. 所以，让人不明觉厉的“Sub-Additive Manufacturing“的“Additive”毫无疑问就是一般的3D打印加法模式，而”Sub(tractive)“大概就是我们的3D打印打完还得把模板移掉的意思吧。不过，建筑师的模板，能叫模板吗？


关键词3：Full Scale


尽管RCL目前的实践把几米跨度的拱做出了人家几十米跨度的厚度，但他们却乐观的展望着将现在的实践放大到实际尺度。我不禁想起了古埃及的金字塔。颇为广泛流传的金字塔施工想象图里，古埃及人在金字塔外围垒了一圈坡道运送石材，完工之后再将之移去。在齐夫科维奇这建筑学尖端领域的创新里，我居然看到了古代文明传承的影子，一时间竟让我有些许感动。是的，正如齐夫科维奇所云，他的这套碎石堆上打印混凝土的技术“radically advance concrete 3D printing AT FULL SCALE." 当未来的人们从3D打印完的几十米跨度的混凝土大穹顶下一铲子一铲子移走小碎石的时候，心中所念的会是古埃及人对法老的那般崇敬之情吗？


虽然实践蹩脚，但齐夫科维奇在公关营销上倒是机灵的很。


暑假，RCL的当家齐夫科维奇还给AAP的同学们群发了一则邮件，颇有几分得意地邀请我们去参加RCL在长岛举办的线下3D打印活动，还附上了参展大作RRRolling Stones。


可能是被工业革命后的西方文明吊打了太久，我们这些挣扎着要与西方先进文明接轨的落后小农被巨大的科技差距限制了想象力。在我们的既有认知里，机械制造与精确，先进，高效划着等号。然而，在2018年，站在时代前沿的3D打印数字建造却与古老的匠人手艺建立了联系。那粗糙的质感不但扬弃了大工业时代机械制造的冰冷的精确，竟还带有些东方古老文明的原始朴素质感，真是让我感慨万千。


如果说卡罗兰·奥唐奈教会了我们怎么炒作设计噱头，那么在萨沙·齐夫科维奇的身上，我们可能可以学到如何公关与营销自己的噱头。


诚如各位看官所见，原本旨在代替人工繁重劳动的机械制造，与追求不用模具的3D打印技术，在齐夫科维奇的手上居然需要人力来准备模具。这看似失败的实践却可以在三言两语之下朽木回春。在RCL线下打印混凝土的活动访谈中，齐夫科维奇如是说道：我们的这套3D打印混凝土技术，比起那些设置好参数就自己打印的机器来，有着更多的人与机器的互动（involves much more human interaction than a "set and forgot" desktop 3D printer）。



据说在齐夫科维奇的母校斯图加特，人们仍然记得齐夫科维奇的小聪明。面对原始的材料和简陋的设备所造成的粗糙质感，齐夫科维奇也没有气馁。当然，与其绞尽脑汁一点点升级制造工艺，不如动动脑子把这种风格取名为新·粗野主义？



但这个问题只能留给齐夫科维奇与他的门徒们了：这粗糙的质感到底是如粗野主义建筑师那样刻意而为之，还是受限于土法3D打印，不得已而为之呢？


但话说回来，凭着3D打印混凝土的三板斧，齐夫科维奇和他的RCL也算是在康奈尔建筑系扎稳了脚跟。与他一起探索3D打印疆域的意大利小伙子也已成为了RCL的资深主持研究员。所谓长江后浪推前浪，下一位出场的RCL主角是布莱恩·哈文那。


布莱恩在齐夫科维奇的机械臂切木头studio初出茅庐。次年不仅成为了该课助教，还同巴塔利亚一样顺利地在毕业后进入了体制。


据说当年苏联在机床领域点错了科技树，迟迟做不出高精度复杂数控机床。于是1983年早春的一个深夜，苏联海运公司的万吨货轮“老共产党员”号，从日本芝浦码头出港，秘密走私东芝公司的五轴联动数控机床用于加工核潜艇造型复杂的低噪音大侧斜螺旋桨。35年后，美国伊萨卡的早春，在康奈尔建筑系高精尖建筑建造实验室里，机械臂技术小达人却还在为6轴CNC欢欣鼓舞，着实令人唏嘘不已。


注：理论上五轴联动可以加工任意非闭合形状，N轴M联动，指N个可以转动的轴或者移动方向，M个同时发出运动指令控制。普通的数控系统的N较大，可为几十至上百；而M一般为4或5，即四轴四联动、五轴五联动。



齐夫科维奇也并不是康奈尔数字建造实践的唯一一人。珍妮·萨宾长期在康奈尔经营着她的sabin studio。另一位在康奈尔的数字化探索者马丁·米勒亦在北京开展了他的曲面实践。不过，相比德意志血统的齐夫科维奇，明尼苏达的艺术家马丁则要随意且坦率的多：做曲面，因为美。可惜他也同样不能免俗，掉进了“唯技术论”的教条主义左派路线中迷失了自我：


The structure of the façade leverages the material properties of ultra-high-performance concrete to create novel architectural form. Ranging from 4 to 7 meters in height, 2 meters wide and a mere 7 centimeters thick. 高技的表述和低技的实践之间横亘着的就是建筑师野心与现实之间的鸿沟。


也不知道是哪个对generic architecture深恶痛绝的人带的头，康奈尔研究生项目里似乎有一种诡异的氛围。正儿八经的建筑设计，他们是不做的。说要创新，说要跨学科，说要与前沿科学接轨，但他们真的有那个能力么？


话又说回概念本身。想要靠3D打印混凝土提高社会的劳动生产率其实还是图样图森破。记得之前有个研究监测了各国科研人员学术文献的下载时间，结果发现来自中国的学者被午饭和晚饭严重影响了科研效率。想要提高人类的劳动效率，在吃饭这件事上做做文章，或许可以大有作为。



有人说，即便物质极大丰富，人类社会依然会被三大难题所困扰，亦即：早饭吃什么，午饭吃什么，和晚饭吃什么。有的投降主义分子通过选择晚睡晚起的作息以牺牲健康为代价逃避第一个困境，但却免不了在夜深人静时陷入吃烤串还是吃小龙虾的终极问题。所以，这个研究的意义不仅在于提高人类的劳动效率，还在于解决人类的终极难题。早在多铆蒸刚的年代，就有进步人士针对这个哲学问题进行了深入的探讨和实践：


虽然年代久远，但是将这个创造性的探索放入建筑系现在的语境也并不违和：


前无古人的设计概念——喂饭机器；清晰明确的表达形式——小肉块用推的，玉米棒子用转的。这自然也少不了最能在建筑系糊弄人的“高级元素”——会动。人文关怀也没落下——喂完几口饭，机器还会给你擦下嘴。


显然，我们今天仍然停留在自己动手，做饭进食的艰苦年代，即便iPhone都已经出到X了。终结哲学问题的喂饭机迟迟没能问世只说明了一个问题，那就是这玩意儿不值。3D打印已经不是什么新潮的东西了，机械臂更是如此。30几岁的建筑师带着个建筑研究生搞半年就能开天辟地的一个新领域，为什么工业界就不做呢？这种大鸣大放的精神倒也影响了康奈尔M.Arch的一些人。有的人做studio要做VR，上理论课要讲VR，自我介绍要谈VR，找男朋友也要找搞VR的。VR技术真对建筑学有那么重要的意义的话，你猜康奈尔建筑系与硅谷的科技公司哪一个能先声夺人呢？残酷的现实大概是：比起画建筑digram的饼，他们好像更愿意研究怎么用VR做毛片捞钱。


诚然，关注技术的进步是现代建筑亟待传承的衣钵。讽刺的是如齐夫科维奇这样的建筑师，纵使打明了先进制造的招牌，却不见得能配得上给学界或工业界做严肃研究的人提鞋。所谓的建筑学追求，我看起来倒是更像是遮羞的底裤——大概这样就可以把自己的研究护在建筑学的小圈子里以免贻笑大方吧。技术上原始幼稚便谈什么建筑学的人文追求。但齐夫科维奇可说得出他为什么要3D打印这样那样的曲面，为什么要用机械臂切这般那般的木头？


在追求技术上用力过猛，似乎又不免陷入另一个学科困境——即，倘若其他学科的先进技术真的对建筑学如此重要，那么在建筑系跟一帮技术不过关的老师学技术还有必要么？当然，你可以回答说：工科院系只重视技术，而建筑需要艺术与技术的结合——就像国内爷爷辈儿的建筑师和教科书上喜欢说的那样。


前段时间的徐卫国参数化砌砖在国内建筑圈一石激起千层浪。有人质疑说你们为何不找机械臂业内的专业人士合作，被答曰：他们不懂建筑。但我们如果从建筑学的角度去看齐夫科维奇，巴塔利亚，布莱恩以及老徐的机械制造作品，除了一些不明所以的曲面，我们还能看出什么呢？如果说懂不懂建筑的门槛就在于能不能做这几个曲面，那建筑学的门槛可就又低了不少了。执掌康奈尔M.Arch的卡罗兰常常对着形式的美感开炮。她认为跳脱出这种肤浅造型行为，才能得到更清晰的创新形式。可惜，有技术的局外人被认为不懂建筑，而被她拉进康奈尔的前男友齐夫科维奇的创新实践却成了落后技术+肤浅造型这种两头不靠的尴尬产物。


老徐的机械臂受到的冷嘲热讽不少，这些评论里也不乏有对国外建筑高技实践的充满褒赞之词的。但康奈尔M.Arch似乎不幸地给这些“别人家的”院校拉后腿了。至少，老徐的机械臂项目还能给本科的建筑学子开开眼界并提供一个日后脱坑，编程致富的跳板。毕竟清华五年的学费都比康奈尔一学期的零头少，而且国内呼吁本科通识教育也好多年了。至于齐夫科维奇在康奈尔M.Arch项目里玩其他专业玩剩下的技术还值不值它5万4的学费，我只能委婉地表示，我穷。


反正，我既没看出它的先进，也没看出它的情怀。我看这有的人呐，倒是天天就想着怎么搞一个大新闻，再把做正儿八经建筑设计的批判一番。拿衣服！

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