3D打印机打印茶壶，建筑师打印建筑，人工智能打印XX？
来自: 相羊(Zzz)
译者按: 计算机前所未有地改变了现代人生活与工作的内容与形式。而新冠疫情也使得人类以一种前所未有的规模将计算机与生活深度关联；某种程度上，就全球动员的广度与影响深远程度来说，戴口罩几乎被线上化K.O.
在访谈中，UCL建筑史与理论项目的Reynar Banham讲席教授马里奥·卡尔波向我们展示了计算机已经改变的建筑行业的过去，同时也预测了一种基于超级计算的巴洛克式的未来。但我们也要注意，卡尔波预测中永不停歇的超级计算能力背后是电网与大量的能源消耗，“计算机不会累也不需要休息”并不是理所当然，我们需要批判地阅读他的预测。
在Liam Young 2019年编辑的Machine Landscape一书中展示的如坐落在水电厂旁的脸书超大数据中心、庞大到失去尺度的亚马逊物流中心等实体设施，让我们得以一窥在灵活的线上社交与快捷失重的虚拟购物背后，计算机与互联网已经在我们的现实中创造了繁忙庞大的新型机器景观。
(以下文本由相羊翻译自2018年12月的PA Talks采访，在翻译时删去了因口语表达而重复的地方，另在括号中保留了一些历史或哲学化术语的英文原文，以供深入查阅。若仍有疏漏，还请大家谅解。)
问：Mario您好，欢迎来到GAD Foundation，感谢您接受我们的采访。这次采访由GAD与PA杂志联合组织，我们想围绕您的新书《第二次数字转变》(The Second Digital Turn,暂译) 以及您最新相关理论提一些问题。
第一个问题。电脑辅助设计已经改变了建筑师们对于设计、空间、建筑以及人与环境间关系的想法，根据您对建筑史的研究，您觉得电脑如何改变了建筑设计与建筑师？
卡尔波（以下简称卡）：这是个很大的问题，可能需要长篇大论才能解释透，但是这里我试作一点简洁回答。
建筑学的第一次根本转变是，它变成了一种符号表示的行为 (an act of notation)。
西方的建筑师，从文艺复兴时期开始，不再亲手建造房屋。建筑师们不再需要切石料、砌砖头，他们只需要作图，再把图交给施工的工人。建筑图在这里是一种符号标记(而非直接临场施工)。
所以在西方人文主义传统中 (Humanism；此处指文艺复兴以降，西方思想从神本变为人本的思潮，译者按)，绘图笔才是建筑师的工具。建筑师有了设计想法，正是通过手中的笔，将这些想法在纸上翻译成工程图的各种标记符号，再将图纸交给施工方，由施工方按图建造。这样的分工下，建筑师是符号表示活动的主体 (agent of notation)，施工方是制造施工活动的主体 (agent of fabrication)。分工壁垒使得建筑师是思考者，思考却不制造；施工工人是制造者，制造却不被允许思考。这样分工而来的“建筑师”的职业概念从文艺复兴以来形成，而在电脑出现之前一直没有太大改变。
但在最近几十年、电脑时代的到来之后，电脑让施工方与设计者之间的分工壁垒内爆坍塌 (implode)、不复存在了。这是因为通过电脑上的同一个设计文件，既能在屏幕上出图显示成为图像，也可以直接通过3D打印或者数控铣床CNC等方式直接制作出物体。一个文件同时可以生产出图像与实物。
从这一点来说，符号表示 (notation) 来到了一个新的节点，表征 (representation) 与制造 (fabrication) 同时存在，不再分开。
所以之前由于画图和施工的分工壁垒，而形成的“建筑师”——这种只画图不造实物的职业概念不会再持续，因为理论上来说，计算机可以让同一个人能做符号制图、绘画表现、制作实物中的任一工作，计算机会让分工以及分工产生的职业壁垒消失。
当然回到现实，现实中3D打印目前还只能打印茶壶这种小物件而不能打印一整座摩天大楼。所以对于摩天楼这种庞大的物体，各种层面的专业技术的分工仍然不会消失。但随着工业机器人技术的不断进步，当下的专业分工会一点一点消失，这是未来我们会看到的。
总结一下第一个要点：在过去建筑师是作图的人，但现在变成了在屏幕上制作符号表示的人，这种符号表示不再像过去需要工人施工，而是可以立即直接地转化成实物制造。这是计算机实现、引领的改变。
当下电脑渐渐变成了实现人工智能的工具，展开了另一段新篇章。传统上来讲，决策能力是人类一直独有的能力，但现在随着人工智能的性能增强，越来越多的决策已经下放给了人工智能来替代我们做决定。
所以，建筑行业的第一次转变是设计师与施工者的分工的终结，而第二次转变是伴随着人工智能兴起的数字转变。当然这种数字转变影响的不仅是建筑行业。对于每一种人类活动，慢慢地机器不再是用来制作的工具 (tools for making)，而成为用来思考的工具 (tools for thinking)。但这种改变不会一夜发生，目前只是一个趋势。
问：在您的新书中，您除了谈到第二次数字转变(second digital turn)，还谈到了"体素化" (voxelation或voxelization) 这种设计风格，您能用通俗易懂的语言来向我们解释这个概念吗？
卡：体素化，我们也叫离散主义discretism，一种离散化的风格。这种风格主要关于比特、方块、像素、盒子等等微小单元。每一个单元 (unit) 都是单独表示、计算、建造出来的，很多个微小的单元组成一个物体。这种离散化的风格在某种程度上是电脑辅助制造 (computer-aided fabrication) 广泛运用的结果。
在九十年代，电脑辅助制造的主要工具是数控铣床CNC。铣床把多余的材料削去，这是一种减材制造技术 (subtractive technology)。同时人们使用数控铣床CNC的时候，多数情况都是在雕刻平滑的 (样条) 曲线，这就形成了九十年代的一种平滑曲面的建筑风格，也就是我们后来说的参数化风格。
而当下我们被3D打印影响。不同于CNC的减材制造，3D打印是一种增材制造技术 (additive technology)，这意味着我们在制造过程中不是从一个已有的物体上削去碎片来雕刻成型，而是通过不断打印出一个个小微粒从零开始塑造物体，这些小微粒就是体积像素，即体素 (voxel)。3D打印机的工作原理是制造第一个体素，再制造第二第三个…每个体素都是独立制造出来的。
所以理论上使用体素制造一个光滑的曲面是可能的。但实际通常发生的事情是，工具的使用逻辑反作用于操作者的思维。所以如果你使用的机器是通过一个又一个离散的小微粒来制造物体，在使用一段时间之后作为操作者的你，就会想在制作的物体上，进一步表现出这个机器的技术逻辑，即将微粒表现出来。
就这样，正因机器自身的技术逻辑与天性使得它创造物体是使用体素堆积的方式，在未来某个时间点，体素堆积成为一种风格化表达也变得合情合理。如此，离散化的生产逻辑转化衍生了体素风格的美学特征，因为与其把它隐藏在平滑的曲面背后，人们更愿意把这一个个小块展示显露出来。
如果有一个东西由27个体素构成，那么把它们一一列举出来是很简单的任务，小孩子都可以做到。但如果有一个东西由四个G (四十亿) 数量的体素构成，这是一个很庞大的数字，我们人类自然无法对这4G一一进行独立的表示、计算与制造，那会耗尽太多人的时间。这种对于人类不可能完成的任务，对计算机来说却可以在十多分钟以内完成。
所以人类永远都不会使用这种离散化逻辑：它太耗时。而对于机器这种逻辑十分好用，是因为计算机可以超高速地多次重复相同的简单操作。而从人力操作到计算机操作，从使用人类的思考方式到使用计算机的思考方式，这里出现了一个转变。
我们人类倾向于将对象由繁化简，从而能让我们那计算能力有限的大脑便于理解。而计算机并没有这样的能力限制，它们不会累且运行神速，它们可以制造一个有过分高分辨率、过分繁杂细节的物体。这里说的“过分”是从人类视野而非计算机角度出发，因为我们不能数出恒河沙数究竟多少，而计算机却可以。
计算机带来的这种计算数量的变化会给工程建造带来巨大的改变。假设有一个钢筋混凝土的梁，结构工程师通常简化计算，他们不会对这个梁上的每一厘米的小块进行微观设计；而计算机可以将分辨率推到显微镜高度，梁上的每一微小的混凝土块都可以单独的计算制造出来。除了混凝土外，钢筋也可以进行微观调整，比如在局部进行扭转以达到结构上的最优表现。而对于比较昂贵的原料比如钢材，通过设计一定程度的粒度来控制计算与制造的精确度，如用牙医制作假牙同样的精确度来确定哪里需要钢材而哪里不需要使用钢材，从而使工程师节省使用的原料。
所以通过计算机与3D打印机的协作，结构对象内部那些由于简化计算而被掩盖的微观成分可以被更精确地设计，微观分辨率级别的大规模定制 (mass-customization) 是可行的。
问：对于当今的建筑学来说，使用大数据与体素化设计是出于什么样的需求？而对于大数据与体素化设计这种方法来说，这种方法本身适用于解决建筑学中的哪些问题？
换一句话说，建筑这种体素化的装饰风格，过于繁杂的装饰真的是我们需要的吗？
卡：大数据与计算机都是关于规模定制 (mass-customization) 的工具，都是给我们提供了一种无需增加成本即可进行细微处个性化改造的可能。所以我们的问题是，我们需要这种细微的定制吗？或者说在那些情况下我们才需要这种细微的个性化？
举个例子，我现在手里的这个玻璃杯，它大概率很便宜，因为它是在一个工厂里用模具压制出来的，而除了这只杯子，同一只模具可能还压制过上百万个相同的杯子。标准化的批量生产是一种规模经济，生产越多相同的杯子就可以把成本压至更低，这是工业革命的逻辑。
而理论上 (实际还有待发展)，计算机的规模定制是可以制作上百万个各不相同的杯子，但相对于相同杯子的标准化生产，这些个性定制并没有带来额外成本。
所以现在的问题是，如果我手上这只标准化的玻璃杯已经够用了，我们还有必要生产出十亿个各不相同的杯子吗？在批量生产的标准设计已经可以适用于很多人的需求的时候，我们需要细化规模定制究竟可以解决哪些问题而究竟对哪些问题毫无帮助。
一个例子是种植假牙、膝关节髋关节置换手术。这些手术中因为每个人需要假体形状不同，标准型号假体有时。以前都是使用标准型号或者昂贵定制的假体，而现在通过使用3D扫描与3D打印，患者可以获得更量体裁衣、精确低价的假体。
问：您所说的第二次数字转变与体素化风格在多大程度上能让建筑的未来变得更美好呢？
卡：我其实不确定计算机一定可以让建筑设计的未来变得更好，有证据表明计算机虽然可以解决很多问题，但它也不是万金油。但是，既然它们现在已经成为我们的工具箱里待用的工具，我们为什么不尝试使用开发它们呢？
我也相信很多建筑学的课题与计算机的计算能力毫无关系：有一些问题是可以量化计算、让计算机帮忙，但还是有一些问题不可量化不可计算。计算机只是对于可量化的那一部分有很大的帮助，可以在极大程度上帮助我们优化设计、节约时间、金钱与资源，最小化能源浪费等等。而建筑学除了这些方面以外还有很多。
