高第如何用科學原理打造活建築?物理學家朱慶琪:中空結構引進光與空氣、連門牌都藏有曲線密碼

高第的建築之所以經典,是因為裡面隱藏著許多科學原理與數學密碼,透過物理學角度來解析巴特略之家的建築哲學,懸鏈線的結構能完美地呈現重力的影響、煙囪效應讓氣流得以充分貫穿整座建築、曲線和漩渦構成了神奇的宇宙致敬造物者的奧妙,高第所帶來的啟發,將在未來的建築裡重生。

高第建築「巴特略之家」,中空結構的天井就像藍色海洋世界。圖片來源/維基百科
高第建築「巴特略之家」,中空結構的天井就像藍色海洋世界。圖片來源/維基百科

高第幾乎不屬於任何世代,人們以為懂的也許只是幻想與臆測,甚至連逼近的可能都沒有。然而,哪個天才不是呢?

因此,我的文字,至多只是受高第啟發而已,絕非代表。

「給我流動的牆面、給我旋轉的穹頂、穿過海洋來到天際、屠龍的寶劍插在屋脊,陽光撒在鱗片上照出絢爛光影,淌下的血是龍族的驕傲印記。」

巴特略之家是座動態的建築,正面波浪狀的起伏曲線,一如米拉之家或聖家堂採石場立面那樣。而陽台的裝飾則像極了《星際大戰》的TK trooper,說是外星人的面具也不為過。或許是受到聖喬治寓言的啟發,巴特略之家真的有隻龍盤踞在屋頂,當別人挖空心思打造奢侈華麗的立面,高第卻選擇童話般的屠龍紀事。沒有人不被這龍吸引,沒有人不讚嘆這鱗片的斑斕幻鏡,仔細瞧瞧,也許你還能看見凝固在鱗片上的暗紅血印。

如果是你,你想不想住在這樣的童話城堡裡?

高第以聖喬治屠龍的故事為主軸來設計巴特略之家的屋頂。劇照/《天才高第的自然狂想》
高第以聖喬治屠龍的故事為主軸來設計巴特略之家的屋頂。劇照/《天才高第的自然狂想》

巴特略之家隱藏扎實科學原理,中空結構有助空氣流動

「我挖空房子,只為了引入光與海洋。」

巴特略之家並非全新的建築,高第接到委託後,大膽地將原本的房子挖空,這除了要克服結構的不穩定,也增加了施工的風險。然而高第選擇這樣做,是為了引入光線與氣流,隱藏在其後是扎扎實實的科學原理。天井的藍色磁磚模擬海洋,愈靠近高樓層顏色越濃、愈靠近低樓層顏色越淡,可以彌補因為反射光線的多寡造成明暗差異,同樣的,為了引進更多的光,愈是下面的樓層開窗的面積就愈大,也是相同的道理。

融入大自然的美感,是高第建築藝術的特色。劇照/《天才高第的自然狂想》
融入大自然的美感,是高第建築藝術的特色。劇照/《天才高第的自然狂想》

房子的中空結構也帶來了「煙囪效應」,讓由立面進入的氣流得以充分貫穿整座建築。此外,窗戶的下方設計成百頁的結構,可以手動調整光與空氣的進出量,這些都貼心地考慮了巴特略之家的居民需求。各位朋友若有機會親臨現場,請你閉上眼睛、感受陣陣微風輕撫過你的肌膚;張開眼睛、觀察光與藍磚嬉鬧的身影,說不定這時候你會聞到海洋的氣息。

說到海洋,讓我們繼續前往閣樓。高第擅長使用幾何模型與原理來設計建築,例如懸鏈線(註1)的結構能完美地呈現重力的影響,而閣樓的六十個懸練拱(註2),除了優美地連結各個空間,還讓人產生鯨魚骸骨的錯覺,彷彿一眨眼便置身大自然的完美幾何結構中,美麗但哀愁:大自然的生與死都美麗,我們卻都忘記。

觀察光與藍磚嬉鬧的身影,說不定這時候你會聞到海洋的氣息。劇照/《天才高第的自然狂想》
觀察光與藍磚嬉鬧的身影,說不定這時候你會聞到海洋的氣息。劇照/《天才高第的自然狂想》

曲線與漩渦是高第的語言,打造律動的活建築

「在這擁擠忙亂的城市中,讓我為棲身的處所打造一條森林小徑。每一個彎曲的弧度,都在迎接我探索漫步。我不要效率,我只要詩意。」

「海芋裝飾在我的門楣,木質的溫潤搭配上帝的線條,沒有什麼比這更動人。」

「我要漩渦無所不在。」

曲線是高第的語言,他尤其熱愛漩渦,這或許是受了演化論以及凡爾納的《海底兩萬里》的啟發。的確,自然界中漩渦結構隨處可見:星系、大氣、海洋、植物…,不只存在而已,且都優雅旋轉著,這些曲線構成了我們這個神奇的宇宙。在高第的建築裡,漩渦應運而生,給人律動的錯覺,彷彿置身活的建築中,不但表現他的理念,更致敬了造物者的絕妙。

高第:「直線屬於人類,曲線屬於上帝!」。劇照/《天才高第的自然狂想》
高第:「直線屬於人類,曲線屬於上帝!」。劇照/《天才高第的自然狂想》

高第密碼是字母G,從門牌到欄杆螺旋都有玄機

「我不住701,我住7樓G。」

為了凸顯自己對曲線的喜愛,也為了置入Gaudi第一個字母G,巴特略之家連門牌都特別:不用數字用字母。字的造型也帶有漩渦結構,精緻地呼應了周邊的欄杆螺旋花紋,彷彿一群精靈們此起彼落地唱和著。連細節都令人如此驚喜,這就是高第。

巴特略之家充滿自然符碼,門牌G對面的樓梯欄杆尾端也是螺旋形狀。劇照/《天才高第的自然狂想》
巴特略之家充滿自然符碼,門牌G對面的樓梯欄杆尾端也是螺旋形狀。劇照/《天才高第的自然狂想》

即便看似壞事發生,高第也讓它華麗轉身。在巴特略之家、奎爾公園等作品中都可以看見「特倫卡迪斯手法」(註3),那些破碎瓷磚拼貼的作品,磁磚碎了不是缺陷、排列組合後反倒成了關鍵,誰說完美只能有一種風景。

巴特略之家中的「特倫卡迪斯手法」,看似破碎瓷磚拼貼的作品。劇照/《天才高第的自然狂想》
巴特略之家中的「特倫卡迪斯手法」,看似破碎瓷磚拼貼的作品。劇照/《天才高第的自然狂想》

高第將生命奉獻給聖家堂,死後也葬在這裡

「我不臨摹自然,我就是自然。」

在這個資訊隨手可得的年代,原創多麼珍稀可貴,下焉者複製貼上,以為只要模擬自然就是原創,甚至以為夠驚世駭俗就能成名立萬。回頭看高第,他的作品看似取材於自然元素,其實他早已超越自然,他就是自然。

最後讓我們回到巴特略之家與米拉之家的屋頂,那些造型奇特的煙囪,如外星人似地佇立等待,不停訴說與上帝對話的渴望。的確,高第在最後的歲月裡,將生命完全奉獻給了聖家堂,一心一意專注純粹,連離世都低調得令人心碎。

巴特略之家的屋頂煙囪,造型奇特。劇照/《天才高第的自然狂想》
巴特略之家的屋頂煙囪,造型奇特。劇照/《天才高第的自然狂想》

「我在建築裡思考,我在建築裡創造,我在建築裡重生」

高第不負他一生的理想,即便時至今日聖家堂尚未完工,但高第早已重生在所有人心中。

從下往上仰望聖家堂中殿的屋頂景觀。圖片來源/維基百科

註1:懸鏈線:想像你抓住一條長鍊兩端,讓鏈條自然下垂,形成的的曲線稱為懸鏈線,數學函式為「雙曲餘弦函數」。生活中有許多例子,電線杆之間下垂的電線、纜車纜索、吊橋的懸索,甚至蜘蛛絲的弧線。

註2:懸練拱:將懸鏈線向上翻轉後形成的圓拱。可以參考這個影片:The Catenary – Mathematics All Around Us.

註3:特倫卡迪斯(Trencadís):也稱為pique assiette,碎瓦馬賽克,碎片,記憶器皿和碎片,是一種由膠結在一起的瓷磚碎片和碎瓷器製成的馬賽克。(資料來源:維基百科)

【延伸推薦】
紀錄片|《天才高第的自然狂想》:深入介紹高第作品中的自然靈感,以及宗教對他的影響,兼具歷史與美學角度。

紀錄片|《建築慢慢》:四位建築師透過自發性的反省,有意識的對抗全球化、資本化的現代生活。

文章|營建自動化、用機器人構築藝術,ROSO是火星上的建築學家

文章|傳奇建築師王秋華,打破圖書館的封閉式想像,蓋出普通人可以用的圖書館

文章|科幻小說《海底兩萬里》啟發高第前衛美學,解密豪宅「巴特略之家」的藍色海洋世界

文章|到巴塞隆納看高第不再盲目拍照,先了解師法自然的建築理念

作者:朱慶琪
責任編輯:陳逸雯
核稿編輯:李羏
出刊日:2024.03.20

朱慶琪

鎮日與物理為伍,從學生變教授、從地區到全國。

研發物理演示實驗,用創新的方式教物理,擴及科普與科學教育。

代表作品有:【在童話故事裡學科學】展覽、【假日科學廣場】親子活動、小學生【中大科學之旅】、高中生【一日科學家】系列、大學生【探究與實作】、網路直播【就愛做實驗】、動態導讀科學繪本【老派說書之必要】等。在極簡網址:http://phy.tw  http://物理.tw/ 中記錄了近20年的成果,服務人次超過45萬人。