空间句法

简单地说，空间句法是一种通过对包括建筑、聚落、城市甚至景观在内的人居空间结构的量化描述，来研究空间组织与人类社会之间关系的理论和方法（Bafna, 2003）。它是由伦敦大学巴利特学院的比尔•希列尔（Bill Hillier）、朱利安妮•汉森（Julienne Hanson）等人发明的。早在1974年，希列尔就用“句法”一词来代指某种法则，以解释基本的但又是根本不同的空间安排如何产生[3]。到1977年，空间句法研究则略具雏形。经过二十余年的发展，空间句法理论已经深入到对建筑和城市的空间本质与功能的细致研究之中，并得到不断完善；由此开发出的一整套计算机软件，可用于建成环境各个尺度的空间分析；而且在建筑和城市设计中进行了广泛的应用。如今，空间句法的研究和应用已经在世界范围内普遍展开。1997年，首届世界性的空间句法研讨会在伦敦举行；其后于1999年和2001年又在巴西利亚和亚特兰大举行了第二和第三届。2003年6月，在伦敦刚刚举行的第四届研讨会上，来自世界数十个国家和地区的82篇论文，从不同角度对空间句法进行了广泛深入的探讨。另外，日趋成熟的空间句法分析技术，已经成功应用于商业咨询。理查德•罗杰斯、诺曼•福斯特、泰瑞•法雷尔等知名事务所，在众多建筑和城市设计项目中雇请空间句法咨询公司进行空间分析，为其设计提供了有力的引导和支持。
由于篇幅所限，本文以解释构形概念为主线，重点从空间知觉的角度简析空间句法的方法原理，使读者能真正理解并实际运用它；而对于空间句法的理论概念和具体应用成果仅作扼要介绍。
1. 构形与建筑学
1.1 构形的含义
构形（configuration），从字面上看，是指“轮廓由其各部分或元素配置决定的外形”（据美国传统辞典）。希列尔将构形定义为“一组相互独立的关系系统，且其中每一关系都决定于其他有的关系。”（Hillier, 1996, 35）所以，改变系统中一个元素的构形，就会改变很多其他元素，很可能是其他所有元素的构形属性；继而使整个系统的构形发生变化。
很明显，深度值表达的是节点在拓扑意义上的可达性，即节点在空间系统中的便捷度。这一概念最初源自应用图论的研究成果[4]。深度是空间句法中最重要的概念之一，它蕴涵着重要的社会和文化意义。人们常说的“酒好不怕巷子深”、“庭院深深”，这其中的“深”就有局部深度的含义，它主要表达空间转换的次数，而不是指实际距离。
希列尔指出，建筑学理论存在的最普遍的错误倾向就是“重规范，而轻分析”。很明显，在寻求指导设计之前，我们应该首先理解建筑。因此希列尔提出，建筑学理论要寻求创造一种技术，以帮助系统论述本难以言说的空间形态的构形。这种对构形的表述是建筑学理论的前提和基础，也是空间句法的重要贡献和在操作层面的核心内容。
上面所说的平均深度值和总深度值都是整体深度值，是对整个系统的描述；与此概念相对的是局部深度值。假设从某节点出发，要走k步才能覆盖整个系统，那么其在n步内走过的路程，即为局部深度值（这里n<k）。
（4） 集成度（integration value）。用上述方法定义的“深度值”在很大程度上决定于系统中节点的数目。因此，为剔除系统中元素数量的干扰，P.Steadman改进了计算方法，用相对不对称值（relative asymmetry）来将其标准化，公式是RA=2（MD－1）/（n－2）。[5] [其中的n为节点总数]。为与实际意义正相关，将RA取倒数，称为集成度。后来又用RRA来进一步标准化集成度，以便比较不同大小的空间系统。RRA=RA/Dn。[6] 对应于整体深度值和局部深度值，也同样存在着整体集成度和局部集成度。整体集成度表示节点与整个系统内所有节点联系的紧密程度；而局部集成度是表示，某节点与其附近几步内的节点间联系的紧密程度，通常计算三步或十步范围，称为“半径－3集成度”或“半径－10集成度”。
2.2 构形的定量描述
在关系图解基础之上，空间句法发展了一系列基于拓扑计算的形态变量，来定量地描述构形。其中最基本的变量有如下五个：
（1）连接值（connectivity value）。与某节点邻接的节点个数即为该节点的连接值。在实际空间系统中，某个空间的连接值越高，则表示其空间渗透性越好。
2. 基本构形的描述与分析
2.1 构形的直观描述——关系图解（justified graph）
让我们来看一个解释空间句法的经典案例。如图1，左数第一列的三个建筑平面，其形状几乎一样，只是内部隔墙开门略有不同。但在接下来的分析中，会发现其空间构形有着巨大差异。第二列的三个平面，是将第一列平面进行图底反转，以强调我们的研究对象——空间。再用圆圈（即节点）代表矩形空间，用短线来表示它们之间的连接关系，就可转换为第三列的三个结构图解。从中可以清楚地看到a是个很深的“链形”结构，而b则是相对较浅的“树形”结构，而c是套接起来的两个“环形”结构。这种用节点与连线来描述结构关系的图解被称为关系图解。关系图解为空间构形提供了有效的描述方法，同时也是对构形进行量化的重要途径。关系图解是一种拓扑结构图解，它不强调欧氏几何中的距离、形状等概念，而重在表达由节点间的连接关系组成的结构系统。
传统村落通过构形来传递文化和社会本性，就是通过无意识的方式来完成的。这是文化的自为，是对文化的空间和实体形态的复制，而并未有意识地理解建成环境的文化关系。“只有当形体和空间的构形不是当作无意识的规则来遵循，而是提升到有意识思考的层面，并借此成为创造性关注对象的一部分时，建筑学才开始建立。” (Hillier, 1996, 45)
构形是一种普遍存在的现象。很多有形的物质形态，甚至是语言等非物质形态，当我们将其作为关系系统看待时，都会发现其构形的存在。
1.2 房屋的构形本性
在《空间是部机器》一书中，希列尔从建筑学在理论层面的深刻思考中，揭示了空间的构形本质。作者不同意“房屋最初是个庇护所”的观点，认为这是用简单的功能解释掩盖了内在的本质。作者指出，房屋是对建造前的现存环境在实体和空间上的改变。这种改变对人来说是复杂的，其中只有一部分是“功能性”的影响，即遮蔽和保护，更重要的还有逻辑和类别上的。它蕴涵着本质上是逻辑的“关系”的概念，即出现了“内部”和“外部”，其间的关系是彼此独立，但又相互暗示、补充和不可分割的。
同时，这种内、外界限在逻辑上的区别具有复杂的社会学意义。它不仅产生了物质上的分离，而且在社会上产生了分离的领域——被保护起来的空间——只认同某个人或某个群体，他们在此拥有特定的权利。是这种关系综合体的逻辑性，导致了房屋在社会上的差别，并因此房屋第一次开始反映和干预到社会关系。房屋正是通过其形态和空间在此过程中的这种本质联系，才由物质对象转化为社会和文化对象。希列尔指出，房屋通过两种方式产生居于其物质功能之上的重要社会意义：（1）将空间完善为某些可操作的社会模式，以产生和抑制一些社会认可的——既而是规范性的——碰面和回避的模式；（2）将实体形态完善为表达文化和艺术认同的模式。即使最初级的房屋也体现为这两种二元性，即实体形态与空间形态，和物质功能与社会文化功能。当实体和空间完善为某种模式，即我们所说的构形时，这样才产生社会文化功能。
Key Words: Space Syntax Configuration Visibility Analysis Topology Computer-aided Space Analysis
国内建筑界对空间句法的了解，多数仅限于由赵冰翻译的《空间句法——城市新见》一文[1]。发表于1985年第一期《新建筑》上的这篇文章，简要介绍了早期的空间句法方法在城市空间形态研究方面的应用，但未全面介绍其方法背景、原理和其他应用，因此，至今很多人仍颇有不解或“持保留态度”[2]。多年来，空间句法在各方面已有长足发展，国内杂志却鲜有论及。本文试图比较清晰地介绍和评析空间句法的理论、方法、实践及其最新研究进展。
【摘要】本文以解释构形概念为主线，扼要介绍和评析了空间句法的理论、方法和实践及其最新进展。重点分析了空间句法的各种形态变量，以及在此基础上形成的凸状、轴线、视区、交叠凸状、所有线、可见图解分析、表面分割和端点分割、测角修正等实用的空间分析技术及其原理，指出空间句法是在结合拓扑计算方法和主要基于可见性的空间知觉分析基础之上，对空间构形进行量化解析的方法。本文亦简要解释了空间句法在实际应用中形成的“自然运动”、“意念社区”等概念。
“空间的关系配置源于头脑的排序能力和空间秩序之间的某处，社会的关系正是内在地通过这种方式，才在空间中得以领会。这样，如在形体中一样，我们在空间中也发现了房屋的物质本性和更加完善的构形本性之间的分离，虽然前者已显示初步的关系特征，但与后者相联系的是精神和社会体验，而不是物质和个人体验。从简单空间到空间构形的过程，同时也是外显通向理解的过程”（Hillier, 1996, 26）。总之，构形是房屋与生俱来的属性，也是连接物质属性与社会文化属性的中介。
（2）控制值（control value）。假设系统中每个节点的权重都是1，则某节点a从相邻节点b分配到的权重为[1/（b的连接值）]，那么与a直接相连的节点的连接值倒数之和，就是a从相邻各节点分配到的权重，这表示节点之间相互控制的程度，因此称为a节点的控制值。
（3）深度值（depth value）。规定两个邻接节点间的距离为一步，则从一节点到另一节点的最短路程（即最少步数）就是这两个节点间的深度。系统中某个节点到其他所有节点的最短路程（即最少步数）的平均值，即称为该节点的平均深度值。用关系图解来辅助计算，则更加清晰，公式可表示为[MD=（∑深度×该深度上的节点个数）/（节点总数－1）]。例如，图1c中，入口空间的平均深度值MD=(1×1+2×2+3×2+4×3+5×1)/(9－1)=3.5。系统的总深度值则是各节点的平均深度值之和。
1.3 建筑学理论应基于对构形的表述
人们无须有意识的思考就可以认知构形，但却不知如何描述它。这种构形的无意识性不仅局限于建筑学，“似乎贯穿于所有使用法则系统，并以社会的方式来运转的领域”。例如，语言的概念可以区分为两种：一种是我们思考着的字词及其表达的对象，另一种是我们思考所运用的句法和语义规则，后者来支配如何让字词的配置产生意义。我们思考着的字词就像事物本身，是有意识层面的。而我们思考所运用的隐藏结构，则具有构形法则的本性，它告诉我们事物是如何组织起来的，是下意识层面的。(Hillier, 1996, 40)