拓撲空間下的情感價值探究

劉璐

(陜西服裝工程學院，陜西 咸陽 712000)

研究類型：理論研究

緒論

1 背景及研究對象

隨著幾何學的不斷發展，一直以歐氏幾何為主要思想的空間觀逐漸被取代，非歐氏幾何開始在空間中得到了廣泛的運用。與此同時信息化、數字化的出現為當今的建筑領域帶來了一場變革，涌現出了大量帶有流線型、韻律感的建筑作品。在這些新型建筑的背后，是人類一直追尋和試圖闡明的“原理”——本文所提到的拓撲學就是其中的一條。

拓撲學作為幾何學理論的分支之一，逐漸被人們所熟悉，但是單純的數學公式和原型并不能直接應用在空間設計中，這就需要借助某個工具將抽象概念向實體空間轉化、最后生成物理空間。在轉化的過程中涉及了美學、建筑學、心理學、設計學等理論的感知與判斷，并使其與人的行為模式連續起來，賦予空間一定的人性化。

行為空間作為與人們日常生活息息相關的活動場所，從某一方面來說，代表著人類物質水平和精神水平的發展。但在科技飛速發展的現階段，雖能夠解決物質上的問題，但卻缺少精神層面匱乏。拓撲形態下的行為空間具有復雜多變的空間結構，能夠滿足不同的行為模式，且不同的空間結構及行為模式構成了不同的情感價值，成為提升空間質量的重要因素。

本文便圍繞著拓撲空間與情感價值這一主題，從拓撲形態出發，著重分析拓撲形態下的空間和人的行為關系的情感價值。一方面從人的行為與行為空間的界限進行分析；另一方面對行為空間產生的情感價值進行分析，以視覺、心理、感知為媒介與使用者進行情感交流，傳遞拓撲形態下行為空間的情感價值。

圖1-1 空間、情感、行為體驗元素的關系

2 拓撲形態與行為空間關系分析

拓撲幾何學作為新興的空間形態分析理論，是成形于19世紀的數學分支之一，并由龐加萊成立發展，是研究圖形各點之間的連續性、連通性的幾何理論，可以將其定義為研究圖形拓撲性質的學科。

隨著科學的發展，拓撲學已作為一門基礎學科滲透到各個領域當中。在拓撲學中，不涉及物體的量值，不討論圖形的全等，而只討論圖形在彈性運動中保持不變的性質，即拓撲等價。當某個物體受到外界的擠壓、拉伸、彎曲等變形后，其物體上的點與點之間的位置仍相對不變，但物體大小的改變與拓撲性質并沒有任何關系。相對于歐氏幾何來說，拓撲學不僅包括了一維、二維、三維的曲面，而且含有歐氏幾何學中所沒有的多維度曲面，所以拓撲學又被稱為“彈性幾何”。

在拓撲學中，物體可以扭轉、拉伸、彎曲等，但是不能斷裂。例如日常生活中，疊被子、穿褲子、城市規劃等都屬于拓撲現象，而切菜就不屬于拓撲學的范疇。拓撲學將這些現象規律化、公式化的同時也促進了自身的發展。這幾年，隨著拓撲學的發展與應用，為設計領域提供了一定的理論依據，并由此推動了數字化技術的產生。數字化技術作為數學與科學技術結合的產物，它的出現對設計的影響極其深遠。

圖2-1 彈性運動示例

拓撲學的出現為復雜的形態和連續的空間節奏提供了一定的理論基礎，使空間形態的流動性、開放性、界面模糊性成為空間形態的主要特征，同時催化了設計者的空間想象力，不僅對設計者的思想提供了指導意義，更成為了認知空間和研究空間的有力工具。

拓撲學最基本的性質則為拓撲等價，通常情況下不會直接說明兩個幾何體相似，而是利用拓撲等價的概念進行說明。當幾何圖形被任意扭轉、彎曲成另外一個圖形，且在形變過程中圖形仍保持完整、不發生斷開或破裂，這個過程稱為“拓撲形變”。當兩個圖形通過拓撲形變成為相似形時，則這兩個圖形為“拓撲等價”，這也是所謂的“拓撲同構”。舉例而言，如果在一個球體曲面上任意選擇幾個點，再將這些點用不相交的曲線連接起來，把球體表面分成若干個區域，經過拓撲性變后點、線、面的個數仍保持不變。

在拓撲學中，重點研究的是低維幾何空間，例如一維、二維、三維、四維的低維空間拓撲學，但其研究的低維空間又與傳統的歐氏幾何空間有所不同。拓撲下的空間具有輕剛性、重彈性的性質，而反觀傳統幾何學，往往研究的是圖形也就是剛體在剛性運動中通過平移、旋轉，保持不變的性質。

拓撲學還有一個重要的性質，著重研究的是空間中的整體而非單個的元素，即研究的是單個元素之間的關聯性而非度量性。從整體上把握空間結構，以整體元素的連續性、封閉性等組織關系來闡明內部的結構特征。

圖2-2 行為產生的過程

行為空間作為人類活動的基本單元，特定的行為空間有著固定的行為模式存在。由此情況，德國心理學家庫爾特·勒溫提出了拓撲心理學，引入了“個體”這個變量,提出了人類行為公式：

B=f(P,E)

圖2-3 拓撲空間行為心理關系

認為行為(B)等于人(P)和環境(E)的函數，即行為是隨著人和環境的變化而變化的。不同的個體對于同一環境可以產生不同的行為，甚至同一個體在不同情況下，對于同一環境也可以產生不同的行為。該公式表明，人的行為是為了滿足一定的需求，達到一定的目標，是自身需求對空間作出反應的結果，當外界環境滿足了自身需求時，便又開始形成新的環境，又會對人產生新的刺激，推動其下一步發展。

圖2-4 不同環境下的心理需求與行為變化

空間的外顯形態直接影響了空間內部的情感價值，由于人的價值觀、行為模式、生活方式等都產生于不同的背景之中，所以就需要一個特定的空間為不同的人、不同的行為活動提供需求。隨著社會的發展進一步加快，空間功能的發展也在與時俱進，現階段人們越來越強調以人為本、為人而筑的精神需求。拓撲形態下的行為空間從更深層次的情感出發，對空間進行了人性化的處理，不同于傳統幾何空間的嚴謹、規律、對稱，具有連續、開放、流暢等特征，易于人們通過感知而產生心理上的變化，從而滿足自身的精神需求。當人置身于其中，能夠迅速找到立足點，獲得認同感與歸屬感，從而體現出行為空間的情感價值。

3 拓撲形態下行為空間的情感價值

隨著社會的發展，人已經學會如何滿足自己的物質需求，與此同時人們開始思考怎樣能夠滿足自己的精神需要。這時空間就作為承載精神層面的載體，將人的情感通過空間表現出來，在滿足心理需求的同時從精神上肯定自己。當人因為某種需要與外界保持一定的聯系時，行為空間便產生了。例如在炎熱的夏天里，人們會選擇在亭子里或有遮擋作用的空間里遮陰納涼，這時亭子下的空間便成為了一個具有特殊意義的空間。這個空間與周圍的環境相融合，呈開放性，空間界面模糊，在水平和垂直方向上沒有層級的觀念，但它卻有著特定的行為用途，這就體現了該空間的拓撲性。

拓撲形態下的空間在本質上具有一定的優勢，通過研究行為空間的形態來表達或影響人們的情感，以流線感的形體、跳動的空間感，強烈地視覺沖擊給人的心理帶來沖擊。且拓撲本身具有一定的邏輯性和抽象性，在研究行為空間時，應將抽象思維形式化、視覺化，并將其直觀的展現出來。

人類的情感一方面通過外界對感官的刺激，在直覺表面產生情感；另一方面是在自身行為活動中，通過對外界的認知，將意識、經驗、理解等作用于人的心理而產生的情感。拓撲形態下研究的行為空間，并不是通過直覺表面產生的情感體現出來的，而是從情感的角度出發，通過人在認知過程中產生較深層次的情感來研究其價值。人與空間是相互影響、相互作用的，人們可以根據自己的心理來選擇不同的空間，從而迎合自我需求，并通過對空間的認知，來實現其價值。由此可見，空間與行為心理之間是密不可分的。行為空間作為我們日?；顒拥膱鏊?，它對我們的心理能夠產生一定的影響。換句話說，如果行為空間能夠滿足人的心理需求、認知心理，并符合大眾的審美情感，那就說明該空間具有存在的價值。

3.1 拓撲形態下的行為空間的心理特征

格式塔心理學中提到：較復雜、不完美和無組織的圖形，具有更大的刺激性和吸引力，它可以喚起更大的好奇心。當人們注視由于省略造成的殘缺或通過扭曲造成偏離思維規則形式時，就會導致心理特有的緊張，注意力高度集中，潛力得到充分發揮，從而產生一系列創造性的知覺活動。

由B = f(P,E)公式可以看出，行為(B)是隨著人(P)和環境(E)的變化而變化的，且相互作用、相互依賴。在實際生活中，行為空間為我們的日常行為提供了活動場地，且它的空間結構又對人的行為、心理產生著一定的影響。在空間設計中，不僅要考慮到人的行為與空間之間的關系，而且還要考慮到空間對人心理的作用。

從空間尺度來看，當空間尺度符合人的心理需求時，那么人置身于空間中就會產生舒適、親近的感覺，起到了積極地作用；反之，當空間尺度超出正常的范圍，過大或者過小時，則會對人的心理產生一定的影響，令人感到壓抑、不安。從人與人之間的交往距離來看，當交往距離過近時，人就會有抵觸、缺乏安全感甚至反感的心理，所以交往距離可以改變心理對外界的抵抗能力。而拓撲學下的行為空間顛覆了以往傳統空間固有的模式，而以流動連續的外形，富有節奏感的空間，給人帶來的不止是視覺上的享受，而且拓撲形態不僅改變了空間的形式、結構，對人的行為心理也產生了影響。

社會飛速發展的今天，人的行為受日益增長的經濟、文化、政治等多方面的影響，并與空間界面存在著或多或少的聯系，且相互作用、相互依賴。人的行為作用于空間，空間又反作用于人的行為，在發展過程中相互影響、相互制約，這就使空間變得尤為重要。

圖3-1(a) 放射型拓撲空間結構

圖3-1(b) 方向型拓撲空間結構

圖3-1(c) 樹狀拓撲空間結構

3.2 行為空間對情感價值的反饋作用

人的日常行為表現是多方面多層次的，從最基本的生理活動到更高層次的心理活動逐層上升。在拓撲下的行為空間中，強調的是人對空間的內在感受，加強人在空間中的認同感和歸屬感，還體現人在空間中是否實現了精神層次的需求。因此行為空間的情感價值是與人類的心理結構，事物的認知程度等息息相關的，也是人與空間最直接的情感交流。人對空間的認同感和歸屬感取決于空間的結構功能，使人在心理上獲得一定的滿足感。作為一個人歸屬于某一個空間發生行為時，認同該空間且心情愉悅，當愉悅感越強則對該空間的認同感也就越強。只有成為了空間中的一份子，歸屬于空間、認同空間，才能體會到空間的情感價值，設計該空間才有意義。

拓撲形態在行為空間運用的過程中，情感價值的多少對情緒波動有著不同的影響，雖然拓撲形態作為一種載體，但最終的屬性將消失，并升華在情感氛圍中，這時拓撲形態對空間的作用將達到最大值。

4 結論

拓撲形態下的空間，作為傳達信息、思維、意識交流的介質，能夠滿足不同人群的需求。除了形成可視化的物理場之外，拓撲形態還具備潛在的價值，通過滿足不同人群的精神層面，體現出空間的情感價值。

在設計中，空間作為人與人交流的環境介質，通過刺激人們在環境中產生獨有的情感，從而提升空間的質量。具有拓撲性質的非歐氏幾何空間，以及由傳統歐氏幾何空間演變而成的拓撲空間，都具有一定的情感價值。人們通過發掘各類拓撲形態下空間的情感價值，營造出視覺不可見的心理場，探索人在環境空間中的行為活動，展現隱藏在空間中更深層次的含義，能夠為設計空間時提供更好的理論基礎和指導思想。

拓撲形態被廣泛應用到空間設計中，作為輔助工具的數字化技術在空間中的應用也越來越多，雖然國內正處于一個起步的階段，但發展迅速，使之更好的滿足中國人所需的精神空間，情感需求。