非线性建筑非线性建筑是一种连续流动状的形体，这种形体作为结果来自于对建筑性能及周边环境因素的分析，建筑的设计过程即是对各种影响建筑因素的研究，并通过提练和综合，将各种影响因子从概念发展到形象，作为建筑的最终形体，由于影响的因素是复杂的，建筑的形体也必然是不规则的。

因而建筑的形体是设计研究过程的结果，是分析发展的生成物，从而也最符合建筑的性能，并也能最好地适应场地。

流动状的非线性形体不仅在形体的生成上依赖于计算机软件技术，并且在形体的建造上依靠于计算机辅助制造技术(CAM)。

借助于编程或已有软件，影响建筑的各种因子首先转化成计算机内在逻辑语言，而后可通过计算机生成建筑形体，经过不断地修正与反馈，确立最终建筑形体。

而借助于计算机数控机床(CNC机床)，非标准的建筑形体可以拆分成不规则的部件，由计算机数控机床自动制造出来，并组装成型。

计算机强大的运算能力为非线性建筑的产生与发展奠定了坚实的基础。

非线性思维对建筑的影响一、概述自20世纪中叶以来，随着计算机的发展，科学技术逐渐的改变着人们的生活，无论是高科技术的航空领域和通信领域，还是人们生活中所应用的工具，信息技术已经改变了这个世界。

21世纪以来，中国也随着经济的迅速发展，逐渐的进入了信息化时代。

为举办2008年的北京奥运会，所修建的鸟巢、水立方、CCTV等前卫的建筑更加开阔了人们的视野，没有人会知道建筑可以是这样的，我们也许只知道数字信息化改变着科学技术的发展，例如航空、通信、汽车、互联网等。

却很少有人知道数字信息化技术，改变着建筑的发展。

任何艺术的理论、形式、风格的产生，都与当时的时代背景息息相关，建筑更不例外。

1920年产生的现代建筑体系在统治了世界近半个世纪后，历史进入了一个多元共存的时代，各种学科的交叉融会，为建筑理论的发展与建筑设计的创新提供了丰富的养分，建筑师们在各种新思想和新理论地指导下不断进行着各种建筑实践的探索，各种各样的建筑理论与形式不断涌现。

在可持续发展成为人类实践主题的当代，建筑师们都希望能够为建筑学的发展找到正确的方向。

这样的建筑必定是运用最新的科学理论与建筑技术，符合当代人们精神与心理需求，迎合人类社会的发展趋势并体现时代精神的特色。

20世纪中叶开始诞生的非线性科学理论，作为崭新的科学理论，突破了线性科学对人类思维的束缚，为人类探索自然，研究复杂问题提供了全新的视野与理论方法，因为它更接近客观世界的发展规律与原貌。

随着以信息社会为背景的计算机技术的发展与壮大，非线性理论必将为城市建设与建筑的可持续发展开辟有利于传统的全新道路。

国内对非线性建筑的研究才刚起步，在为2010年世博会中国馆的竞标设计中，我们可以看到非线性建筑的身影，但那都限于形式。

在建筑的理念创作中，缺乏科学的理论依据。

国外许多建筑师已经开始吸收并运用相关理论于建筑理论与建筑实践中去，许多建筑流派的思想理论，包括后现代主义、解构主义、有机主义等，都受到了非线性科学理论的影响。

这就是为什么国外的建筑师能够有鸟巢、水立方等理念的构思，并且能够运用现代的科学技术实现它。

作为最前沿的非线性科学理论，正改变着人们的世界观与思维模式，在自然科学与社会科学的各个领域发挥着越来越重要的作用。

非线性思维对建筑的融合是必然趋势。

有人认为，现代建筑是工业社会的标志，而具用非线性特征的建筑将作为信息社会的标志，引领21世纪世界建筑新潮流。

因此，该课题的研究跟通信技术一样具有前沿性和现实意义。

二、非线性数学概述从线性到非线性线性原是数学上线性函数的简称，是指因变量与自变量成比例地变化，或者说变化过程中二者的比值不变的函数，线性概念就是从线性函数中抽象出来的，是线性函数特征的抽象化和泛化。

线性系统是指系统中的元素发生作用时互不相干、相互独立元素间的作用可以相加、系统的总功能等于所有元素的各自的作用之和的系统。

近代西方科学，就是以牛顿力学为基础的线性科学，线性化方法在一定条件下，可以近似地甚至准确地反映客观事物，这种线性思维把世界描述成了一个稳定、规则、有秩序的世界。

就像我们熟悉的城市，现代建筑的结构体系等。

伽里略曾经说过："如果自然是一本书的话，数学就是构成这本书的语言。

"20世纪下半叶，许多自然科学家在各自得领域发现大量不同行式的非线性现象或问题，例如风中摆动的旗帜、复杂不定的天气变化等，这些迫切需要科学上得出答案。

非线性科学正是因而产生的。

非线性科学理论作为科学的一个分支，如同量子力学和相对论一样，将我们引入了全新的思想。

非线性科学的诞生，宣布了牛顿经典决定论的局限性。

自然科学和社会科学中几乎所有已知系统，都是非线性的，线性只是一种近似。

三.建筑发展背后的数学关系建筑学是自然科学的一部分，但由于建筑学的特殊性，具有不同的性质如艺术性、科技性、社会性等等。

纵观整个建筑史，从原始的宗教建筑到欧洲"古典时代"建筑，到欧洲中世纪建筑到古典主义建筑复兴，到现代主义及后现代主义。

整个建筑的风格无不反映当时的社会意识形态，无论从古典建筑的构图原理到现代建筑的技术美学还是从现代建筑的技术美学到当代建筑的审美变异。

技术的发展依附在社会意识形态的背后。

建筑技术理论的发展没有摆脱线性数学模型下的理论体系。

如笛卡儿的三维体系、欧几米得原理、解析几何、超静定力力学等。

这些都是以线性牛顿力学为基础发展而来的。

非线性数学模型改变了这一切，使建筑赋予了新的生命力。

如果线性说"建筑是凝固的乐章"，那么非线性说"建筑是流动的音符。

建筑师的设计将不再拘束于任何固定的框框，而是以自然生物，生命构成和自然现象等为灵感触摸，创造出更灵活的、更富有的有机性和更符合当代审美需求的生存空间。

它体现了全新的美学价值。

四、明星建筑师的非线性思维1.明星建筑师背后的结构师从现代主义开始之今，结构师一直都是建筑师成功背后的重要人物，但两者的关系总是一前一后。

塞西尔.贝尔蒙德成就了不少明星建筑师的梦想如库哈斯、伊东丰雄等，成为了明星建筑师们心中的明星。

他的结构思想开启了现代主义新的领域，成为推动21世纪建筑的结构师。

贝尔蒙德出生于斯里兰卡,后来成为Arup事务所的欧洲分所主席，他是一个热衷于以音乐,数字,和数学为重要元素研究形式的生成,以及艺术和科学的交替的工程师.他创立了自己的研究小组有建筑师、结构师、数学家、哲学家、游戏开发工程师等。

主要的项目：与库哈斯合作的波尔多住宅、波多音乐厅、西雅图图书馆、CCTV大楼等与伊东丰雄合作的仙台媒体中心、蛇形画廊、福冈岛城中心核心设施等，其他的还包括(利伯斯金德、MVRDV小组、西扎、斯特林等)。

(1).对结构理念的思考赛西尔曾经说过：跨越世界上各个建筑学派，建筑朝着曲线形变化的趋势发展。

每年年末的展览会上,都是关于这方面的。

这是种遗憾，我没有必要让自己远离笛卡尔的趋势，这是因为无论是曲线的外立面还是直线的外立面，都要嵌入支柱和节奏。

而赞同曲线的许多建筑师所提议的解决方案，仍应用笛卡尔的结构方法。

人们仅用笛卡尔规则来解决问题，并把它做为了唯一途径。

如果建筑不是线形外观，而是采用一种新的形式语言，那么相应的也不能运用传统的解决方案。

在库哈斯的波尔住宅的设计中,巴尔蒙德就说：被困在笛卡尔体系的牢笼里,我想破笼而出。

(2).结构思想：对音乐的遐想"建筑是凝固的音乐"--这是建筑师们的信条人们从音乐的乐谱中，找到了上帝所给于的真理，节奏、韵律等。

并把这种对音乐的美感，运用到了视觉上。

被广泛的应用到了建筑的立面处理上。

赛西尔.贝尔蒙德--同样从音乐中获得灵感，但不是从音乐的乐谱中，而是从乐器发出声音的原理中。

古老的琴弦原理：一次的振动形成粒子群，事物构成的基本只有振动，通过弦的振动产生了音乐。

如果弦是静止的也就没有了音乐。

因此，他把均匀的结构受力，改变成了具有比例的结构受力。

完成了整个建筑结构的乐章。

(3).实例分析在与库哈斯合作的舒西尔图书馆、阿迦迪尔议会堂、西雅图书馆设计中。

赛西尔说：在这些作品中，我们将结构作为了一个片段来创作。

按照传统的对结构的假设，结构的各种要素都是被均匀分布的。

而片段则意味着结构的某个特定的瞬间，将这种片段的结构作为触媒作用于建筑的瞬间。

在伊东丰雄合作的蛇形画廊设计中。

赛西尔形容到：所有结构上的线、所有的运动，都是一些迄今为止曾有过的东西。

在那个空间中确实是发生了什么，因为人们在某种程度上意识到了，就像在撞击台球的一瞬间，人们感觉到了它的运动。

这就是我所说的充满动感的超越期待的东西。

在这个项目中，赛西尔以旋转的正方形的算法为基础提出了结构的解决方案。

赛西尔.贝尔蒙德创造出了一种新的语言形式，超越了笛卡尔体系下的建筑形式及超静定力力学。

在建筑和结构领域开辟了新的道路，提出了几何学的流动性概念及动态的力学状态。

这种非线性的结构思想更使结构与空间相统一，使建筑趋向了自然性。

在自然界中，任何物体都要克服重力而存在，植物的生长、洞穴的形成、碎石的堆砌等等，但它们静止的这种状态是我们熟悉的力学原理吗?2.与自然相融合的建筑师如果说：与自然对话的建筑师是安藤忠雄的话,那么与自然相融合的建筑师就是伊东丰雄。

(1).对空间的思考与赛西尔的相识，从根本上改变了伊东的建筑思想。

仙台媒体中心的出现，使人们对建筑有了新的理解，被人们称之为超越现代主义的新建筑。

伊东曾经对贝尔蒙德说：我一直将几何学想象成正方形及四角锥体等安定静止的状态，而对你来说"几何学更具动感是从运动中产生的。

一旦开始运动，就会产生不安定，然后这种不安定就一气呵成地使空间的紧张感达到高潮，这种一次又一次地产生紧张的过程，会使空间令人感到兴奋。

流动性的空间来自于不安定瞬间的延续。

伊东从日本传统舞蹈"能"的表演过程中，获得建筑的灵感。

"能"是一种日本传统的表演艺术形式，它的舞台只是非常抽象的三块5.4平方大小的方形平面，表演者从一处桥一样的场所登场。

"能"的表演者的动作都非常缓慢，就像电影中的慢镜头，非常慢、非常的抽象，但都是连贯的表演者的舞蹈、抽象的空间演化成流动性的空间。

具有东方哲学思想的伊东想从自然环境中，寻找到空间的场所性。

比如一个树下的空间、洞穴的空间….等等。

与赛西尔思想的碰撞，使伊东明白了自然界中空间的场所性来自于物体本身的内在秩序，而这种秩序区别于我们一直所生活的三维空间，它是来至于多维空间。

这种空间必须通过物体本身内在秩序的变化，才能产生。

而这种变化来自于自然生长的非线性属性。

(2).实例分析：仙台媒体中心伊东丰雄的成名作，靠结构本身的秩序变化获得了伊东所期望的自然性场所，被称为超越现代主义的建筑。

不仅是结构和空间的思考方法，建筑设计的思考过程也应该是非线性的。