赖特抽象自然母题的建立与19世纪末科学家对自然界有机物和无机物形式的研究有着密切关系。19世纪早期，以爱默生（Emerson）、索罗（Thoreau）为代表的先验论者发现了树叶和冰晶的几何形式是相似的，由此产生了它们是由同一法则生成的产物的推论。爱默生认为“树叶是植物的单元构成，……当树叶到了新的环境，它就可能转换成为另一种机体，并且，任何机体也能转换成树叶”［77］。持相似观点的索罗也认为：“在任何地方产生新的树叶是一件很自然的事，这种现象在其他很多类型的材料中都是一样的……在动物、蔬菜以及矿物——液体和晶体……它表明了一个局部在宇宙中是多么的巨大。”［78］显然，先验主义者只看到了事物的表面，随着显微技术的发展，有机生物细胞的组织结构乃至基因构成得到了直观的认识，生物体的生成机制也得到了科学的阐述。虽然无机物也可以分解为最小单元，但由于无机物不能储藏能量，因此它们只在分子构成和微观结构上与有机物有类似之处，在生成法则上两者有本质区别。

不过对于建筑来说，对自然母题的应用恰恰符合先验论关于自然材料构成在几何形式的表面相似性，而不在于它们真正的物质结构差异。由此，在先验论的背景下，我们也并不奇怪赖特最先的建筑设计的方法与（先验主义）叶片法则是如此相似：一个简单范式或者母题被用来同时控制大尺度的建筑形式和细微的建筑局部设计。在其设计的丹拿住宅（Dand House，1902）中，从“紫藤”形式中抽象出来的范式被用在主入口的窗户中，其他的如抽象的蝴蝶形式被用在光滑的拱形大门中，漆树的形式被用于带状装饰、窗户和灯具中（图2－89）。赖特认为这些抽象的形式并不是为了实现一种简单的装饰，而是为了获得一种朴素的从局部到整体的和谐关系：“我相信没有什么事物本质上是非常简单的，但是为了成为完美有机整体，它必须具有简单性。而只有当一种特征或者部分成为和谐整体中的一个和谐的元素的时候，事物才能达到简单的状态。”［79］

图2－89　丹拿住宅中构造形式的自然母题，赖特，1902

资料来源：Edward R Ford.The Architecture Detail［M］.New York：Princeton Architecture Press，2011：97

在赖特设计的奥克帕克联合教堂（Unity Church，1908）中，从教堂的整体造型、窗洞比例到门把手，乃至室内的灯具，我们都看到了一个基于一定比例的“长方形”母题贯彻始终。在爱德华·福特看来，虽然赖特自己宣称教堂规则的平面设计是为了可以经济地使用混凝土模板，但经济性作为建筑其余部分的立方体和长方形主题使用的解释显然并不充分。尤其是在赖特看来反映混凝土材料自然特征的长方形与立方体形式，在实际的塑性过程中是非常复杂的。从联合教堂预制柱的建造过程就可以看出来，除了柱础是混凝土现浇而成的，柱头和柱身复杂而精致的几何图案都是预制后再和柱础浇筑在一起的，并非赖特所谓的经济地进行现场模板浇筑。而这种类似的方式之后又被用于巴恩斯达尔住宅（Barnsadall“Hollyhock”House，1921）的檐口、装饰柱以及家具设计中，成为赖特自然主题中最显著的但却最不成功的案例。显然，与建筑整体形式相比，这个主题形式过于复杂，失去了在联合教堂中局部与整体的和谐关系，尤其将这复杂的抽象形式作为座椅的靠背，使得使用者的体验并不舒服。

图2－90　赖特建筑构成要素对自然母题的抽象

资料来源：Edward R Ford.The Architecture Detail［M］.New York：Princeton Architecture Press，2011：99，100，101，109

20世纪30年代之后，赖特的自然母题就逐渐减弱了，变得更加的抽象。比如在其设计的莫里斯礼品商店中（1948），入口的拱券和室内连续的弧形坡道都体现了极致简化的几何形式，尤其是坡道的栏杆和围墙，都达到了赖特之前所认同的没有节点的整体有机性，但是从天花板灯具的形式组合中，依然能依稀看出赖特对自然母题的依恋（图2－90）。

显微技术的发展揭示了自然形态与抽象几何的内在联系，在赖特之后，更多的建筑师开始探讨建筑与自然有机性的关联。不过，相比较在先验主义影响下对自然形式的兴趣，在数学、材料科学和结构力学的辅助下，建筑师开始更多地关注材料本身内在的结构逻辑。在TOD’S表参道旗舰店的设计中，建筑师伊东丰雄用树枝的分形构造图案形成了建筑的外表，由混凝土形成的树形图案本身也是结构支撑的一部分，而不是对自然形式的简单模仿。孟买的“树形托特屋”中“树枝”形柱受力匀称，直接撑起了屋顶，使得“梁”成为了多余的元素（图2－91）。看似艺术的造型是在合理的结构力学原则下反复验算求证的结果，辅以工厂灵巧的机器制造工艺，最终使得钢这一金属材料获得了“柔软优美”的自然形式。(www.daowen.com)

图2－91　“抽象的树形”在建筑结构构造中的应用

资料来源：http：//www.flick.com

提到树形结构，我们不禁会想起卡拉特拉瓦，在他的作品中，这只是诸多动感结构形式中的一种。西班牙建筑师圣地亚哥·卡拉特拉瓦从不遵循经典的力学常识，他跨越了艺术、科学与技术的界限，创造出充满动感，如诗般的现代建筑结构形式，塑造了设计实践领域的新典范。他打破了今天我们建筑界的常规和专业之间的障碍，使我们重新思考形式、结构与功能之间的关系；他的设计从自然、从人的骨骼以及生物的皮肤组织尤其是从人的躯体的功能和动作中汲取灵感。

结构的定型化设计和异化结构的功能是卡拉特拉瓦创作的两个基本策略：“完美的事物能以正确的形态复合，和成功地在每一处平衡各种力量。”［80］他的设计与力学机制能够实现完美的契合，而非单纯地追逐形式的标新立异。他认为理想的结构外形应当随着支撑荷载的变化而变化，结构薄弱的地方应当得到加强，结构的定型化设计正是针对构件连接节点处产生的精密变形，结构截面根据荷载的传递进行特定的设计，进而出现光滑、连续曲线的动态变化。于是我们在其作品中可以经常看见构件中部加宽和末端的扭转、卡接、偏斜等明显的构造形式特征。异化结构即将结构分成独立的个体，每一部分都具有各自的功能，受压和受拉的结构被一分为二，材料和形式都不一样，每一个构件都表现了整体结构。

不管是早期还是后期的作品，卡拉特拉瓦的设计中始终会呈现出两种基本的结构设计理念：一方面，变截面的结构构件暗示了力与荷载的变化；另一方面，不同部位的连接会显示出迥异的材料和形式变化。这两个理念导致了其作品表现出一种非同寻常的现象：看似倾斜要倒下的柱子，通过附加的构件获得支撑或悬挂力得以平衡，呈现出往复运动的动势。构件的截面在最后缩小至一个关键点，这种处在持久的静态和岌岌可危的瓦解状态中间的临界点让建筑充满了动感，也更接近自然的动态形式。在东方火车站和多伦多市中心的BCE宫的设计中（图2－92），巨大的“树形柱”支撑起波浪形半透明的顶棚，形成了现代的“城市森林”。虽然卡拉特拉瓦的“树形柱”并不像孟买的“树形托特屋”那样栩栩如生，但是从工程学角度上来说，这种形式实际上更加符合建筑结构的受力机制，因此，这种抽象的自然更加科学。

图2－92　卡拉特拉瓦设计的自然、动感的“树形结构”

资料来源：［美］亚历山大·佐尼斯.圣地亚哥·卡拉特拉瓦［M］.赵欣，译.大连：大连理工大学出版社，2005：45，56，57

从上述这些案例中，我们看到了自然的“有机性”在建筑中的进化。不过也正如前文所探讨过的，无限接近也永远不能完全达到，这便是作为人工产物的建筑与自然的本质区别。那么我们不妨换一个角度，将建筑看做同样是人工产物的“机器”来看待，这样，构造的逻辑就变得简单明了，“为制造而设计”是机器的基本原则，在这一点上，它比效仿自然更直接。