随着时代的进步，人们的需求不断增加，空间设计也在不断发展，目前正在尝试科学与艺术融合发展。虽然科学与艺术形态不同，但是可以相互融合与促进。科学与艺术不可分割，科学的进步带来技术创新，而创新的技术又为艺术打开了新世界。而在建筑中始终可以发现科学与艺术的融合，在建筑创作中，设计师的设计思维结合了科学与艺术，通过交互式设计来完成作品。在当今时代，科学与艺术的融合已经催生出新媒体艺术，给新型艺术产业提供了新的发展方向。在建筑空间设计中，科学与艺术相融合，将会创造出新的发展道路。
本文由高级室内建筑师、高级工程师董维华编写
科学与艺术的联系
随着时代的变迁，人们的精神需求不断的增加，所以空间设计的发展方向也是不断的贴合人们的需要。目前来看，空间设计的发展正在尝试科学与艺术的融合，这种融合设计方式可以追溯到古希腊时期，那时的艺术学家就在设计中融入这两种元素。由此可见，艺术和科学本就是相互贯通的，在应用的过程中，用创造的手段使得两者的融合可以增加应用对象的神秘感，给人们更加丰富的体验。同样，在空间设计中，如果能够将两者融合起来，必将使空间焕发新的活力。
目前，科学二字有着明确的定义，科学是利用数据验证、推理计算、解释说明对某一种现象的解释，代表的是一种严谨、客观的态度，科学往往代替的是绝大多数人的共同认知，是普遍接受的“真理”。而艺术却与之相反，后者往往表达的是一种主观体验，表达的是主观对象自身对外界环境、生活状况的一种体验，主观对象借助艺术这一手段将其内心体验表达出来。从艺术作品中可以看出，一个成功的作品必然蕴含着作者想表达的情感，作者借助某一手段赋予其情感，向世人传递。
科学与艺术看似没有关联，从定义上可以看出两者的关联甚微，一个代表着个人主观，另一个代表着绝大多数人的客观。但是从人类的发展过程中可以看出，不同时代的艺术是不同的，往往伴随着科技的发展，艺术家也在不断地探索不同时期的材料技法、人文历史和地理环境，并将在这个过程中获得到的内容转变为创作向世人展示。可以说，艺术家在不同时期的表达方式是不一样的，与科技的应用水平密切相关，同样，不同时期的科学也正在借助艺术表达。可以说两者虽然内容差距极大，但是却在应用时互相成就，两者缺一不可。科学和艺术的融合意义巨大，二者不仅能够创造新的观念，且能一起发展共同探究人类追求的宇宙的隐秘。虽然二者形式不同，但是却能够相互融合，相互促进。
作为历史上应用科学与艺术最成功的的例子，著名画家达·芬奇成功的将艺术表达和科学实践进行了结合。在早年，当人们提到科学和艺术时，他们认为它们是两个不相关的领域。许多人认为科学代表理性和对自然的探索。如果说科学是理性的，那么艺术相对而言便是感性的，因为艺术表示着人类对自己内心世界的探索，是一种外在的表现，不同的艺术家可能会创作出不同的艺术。是对人类内心世界的探索。科学反映的问题通过一定的现象反映出一定的本质，通过分析具体和抽象的现象创造出良好的知识结构；艺术是从事物的内在感受和灵感的迸发中产生的东西。这些东西往往是人们通过自己的生活或工作经历，通过自身的美感塑造出来的，具有作者个人的审美特征和艺术色彩。因此，艺术必须理解自然，同时探索人类的心灵。著名物理学家李政道先生曾经说过：“科学和艺术的关系就好比硬币的正反面，这说明科学与艺术本身就是不可分割的。”事实证明，科学与艺术的融合不是只有在新时代才促进形成的，而是本身就是自然界的特性，只是在新时代人们发现了这种特性。
科学与艺术的融合
艺术的特点在于人的想象力，因此艺术的表达方式多种多样，所以在某种意义上带动了科技的发展。同样，科技的发展带来了许多的工艺，这些工艺为艺术表达提供了更多的媒介。如今，艺术和科学的结合力度更是飞速增加，大量的新兴信息传播媒介和创作新技术为艺术家们提供了更多的选择，例如以数字技术著称的3D打印技术将艺术家的天马云空的想象成功转换为表达媒介提供了可能。总之，不仅仅是艺术创作，其余的各个领域都是不断的增加与科学的融合，科学新技术将许多不可能变为了可能，当然，科学也是在不断的进步，带来的科技产品包括互联网、数字孪生、生物医药技术等等极大的改变了我们的生活，这些创新的技术为艺术家打开了融合的新场所，创作者在此背景下不断的进行融合创新表达，创作出更多符合时代特征的艺术作品。
从古到今，在建筑艺术始终可以发现科学与艺术的融合。从古代的砖房、茅草房到现在的形式各异，拥有各种建筑科技的混凝土房，科技的发展推动了建筑结构的发展，而建筑的外在特点正是艺术的表达，建筑者用特有的艺术表达形式借助建筑的结构向世人表达，甚至有些的建筑作品已成为城市和时代的代表，成为不可取代的经典，例如迪拜的帆船酒店，其从建筑的构图、设计、尺寸都代表着时代的艺术，在其建造过程中应用的独特结构可以帮助其克服沙尘暴的威胁，这里边体现着是科学与艺术的融合。
历史上，古埃及人用石料来堆砌搭建房屋，到了罗马时代，当时的人用石材能够搭建出大跨度建筑。之后，工业革命更是给全世界的发展起到了推动作用，技术的发展使得建筑中应用的建材发生了转换，建筑中钢筋混凝土的应用增加了建筑的承重、质量，也释放了艺术表达的枷锁。正如，美国著名建筑设计家密斯的作品—西格拉姆大厦(图1)便是这一时期钢筋混凝土建筑的成功作品。密斯所所推崇的钢和玻璃的结构成功使现代的建筑改变了过去的长建筑周期、短寿命的特点，然而要知道在这种工艺结构的背后是科学的发展，这种结构化的建造技术在许多的建筑物中都能发现，大到一个房间，小到一个螺丝，从中我们都能发现结构化的布局，由此可见建筑艺术便是与科技密不可分的。另外一位建筑师柯布西埃与密斯不同，他推崇的结构是钢筋混凝土结构，在他的建筑作品中可以看到许多钢筋混凝土的作品，他对钢筋混凝土的应用推动了现代建筑搭建标准化、高效化的进度，在不失效率的同时也能够给人们带来艺术美学的感受。
说到科学与艺术融合发展给建筑带来的创作，不得不提到贝聿铭与几何学。历史上的各种艺术作品，其创作过程中都蕴含着几何学的知识。当然数学几何知识的应用在建筑中很常见，一个成功的建筑是离不开几何学知识的。例如，著名建筑家贝聿铭，他设计的作品以公共建筑群为主，在他的代表建筑中，就可以看见精彩的数学几何知识的应用。中银大厦也是贝聿铭作品之一（图2），在这座建筑的建造过程中，蕴含着丰富的模数制几何知识，而且贯穿于整座建筑，这使得这座建筑的设计堪称模数制应用的完美之作。模数制源自于一块比例接近0.5的石材，受益于此，建筑中应用模数制即建筑的轴网与层高之间接近2／1，除了此处，建筑的各处尺寸基本上都体现着模数制的应用。这样一来，会使得建筑呈现出来的空间特点十分的完美，随处可见符合模数的石材，增加了建筑的完整性。
贝聿铭的建筑风格以等腰三角形和其他几何形状为特色。贝聿铭使用等腰三角形作为建筑物的基础设计了华盛顿特区国家美术馆（图3），以适应情节的形状，这个建筑成了他的经典之作，从建筑符号方面来说，三角形具有稳定性，用作建筑中，可以象征建筑的经久不衰。是永恒的象征。贝聿铭设计的玻璃金字塔的周围便有一个旋转了四十五度的方形水池，以便留出空间作为入口，最终该入口广场形成了三个三角形的独特形状。从贝聿铭所有设计的建筑物中，看出他沉迷于对几何精算的偏爱，所以他的建筑设计都是以锐利的直线，单纯的构造，会让你感觉到结构的透明性，这恰恰是对几何性魅力最直接的解释。从某种意义上来讲，贝律铭的建筑可以理解为遵循自然规律和自然原本的信息最直接的代表。
可以说，建筑设计是一种的外在体现，是艺术的表达形式之一。经济文化的发展，使得人们对建筑的使用需求也在不断的发展，因此建筑设计也应当与时俱进，迎合人们的喜好。工业革命的出现推动了20世纪科学技术的进步，同时也推动了科技与艺术的融合，融合程度取得进一步的提高。所以，对于本世纪的设计创作，不仅仅是要满足科学的应用，体现时代的科学特性，更重要的是要合理的融合艺术和科学，这就需要设计者的灵活运用，如何把握其之间的关系，对于创作出的作品至关重要。国家推行很长时间的建设工程信息化BIM技术，将建筑的前期设计、建设过程管理、后期运维的保障等环节实现信息数字化管理，降低了建造过程的成本，效率也得到了进一步的提高。所以，未来的设计师需要具备艺术修养与计算机、材料等技术同等匹配才能上岗就业。除了建筑设计，在绘画艺术上也面临着新科学的洗礼，现代科学带来的新材料、新的加个工艺无形的推动着传统绘画的发展，因此面对如此问题，艺术工作者不能够拒绝变化的产生，一如以往的保持传统创作，要适时的在创作中加入创新的元素，迎合时代的发展、大众的口味。
在17世纪之前，文艺复兴推动了艺术在世界各地蓬勃发展，与此同时，科学似乎还不是那么的显眼。17世纪之后，自然科学迎来了爆发式的发现增长，自然科学的出现带给世界许多的变化。18世纪以后，自然科学更是取代了传统艺术的地位，成为那个时代发展的主要方向，自然科学带来的不仅仅是科学技术，更是给人们带来了一种认知的变化，古艺术中的诗意与月、神话等现象均有了清晰的解释，人们不再对古典的艺术那么的向往，由此可见，
艺术倘若没有跟随时代的发展变化，便会慢慢的不被世人所推崇。但是，这并不代表着艺术的消亡，还是有一些艺术家仍然在坚持创作，例如博尔赫斯，他便是当时坚持创作的文学家之一，也是慢慢的接受了科学的变化，主动的改变，开始出现一些新的艺术作品。慢慢的那些讴歌月亮、星空的艺术作品转换为了描写机器时代、城市化进展的作品。高世名认为，自然科学的出现不会终结艺术的发展，艺术一定会产生一种新的形式，融合自然科学，迎合时代的发展。
科学技术和艺术一样，均是为人类服务的，所以二者的发展需要贴合人类的发展方向。对于科学技术而言，其可以帮助人类生活的更加方便，应用在人们生活场景的方方面面，而艺术却是不一样，艺术在人们生活中的体现往往体现于人们的精神世界。科学和艺术都无法从人们的生活中剥离，二者也无法相互离开，对于科学而言，需要艺术来包装自己，将自己表达出去，而艺术的更新迭代需要科技的助力，两者相辅相成共同进步，为人们服务。
目前可以看出的是，经济和科学的发展给人来带来了更高的精神追求，在数字经济时代，对于艺术设计而言，人们的追求已经不满足于二维创作，不断的追求三维乃至思维的设计。这就需要设计师不断的追求探索，尝试新的设计状态，利用新的科学技术，从其他艺术作品中寻求灵感，以此谋取突破，可以说在数字时代，艺术创作都在不断的想着数字化方向发展。
数字化艺术的典型之作便是一种空气净化生态机，也被成为空气泡泡净化机。（图4）“空气泡泡”净化机的原理是利用小球藻来净化空气，形成新的“空气泡泡”。这一项目体现了生物技术与建筑环境的先进整合，来催生新一代不断成长的“活的建筑”，将观赏性与高效的生态性能融为一体。这是生物与艺术结合的绿色可持续发展设计的典型例子，也是在环保领域科学与艺术成功融合发展的典范。
此外，在当今时代，科学与艺术的融合已经催生了一个新领域的发展——新媒体艺术。传统观念中对科学和艺术的理解认为这是两个领域，如今基于新媒体这一新兴科技，艺术也
成功利用新媒体平台，以一种迎合大众喜好的形式慢慢的融入大众的生活。随着新媒体传播平台在我国的发展，人们在平台上创作艺术供人们消遣已成为生活的常态，几乎每个用户都可以在新媒体平台上进行创作，这种艺术创作传播方式推动了更多的新型艺术的出现。各式各样的艺术开始走进人们的生活。当然，新型艺术的背后必然也伴随着新型艺术产业的出现，这说明艺术与科技的融合已经给新型艺术产业提供了新的发展方向。
比如H28治愈星球，这是重庆大学附属肿瘤医院打造的首个儿童肿瘤病房，和普通病房相比，这里更像一个游乐园。这个项目很温暖且有趣，最大的亮点是游戏交互，设计师把游戏作为一种媒介，与卡通角色和“乐园”相融合，给患病儿童来具有温暖的治愈空间和浸入式的情感体验。这个设计背后涉及到心理学、人体工程学、共情力、互动科学等，是科学以艺术融合的典型富有人文关怀的成就。
总结
科学并不是简简单单的对普遍现象的总结，而是科学家从自然现象中得到的理论知识的总结和升华，青出于蓝而胜于蓝，这些知识并不是仅仅适合某一个个体，而是适合解释整个类别的自然现象，自然科学的真理性是外在的，而不是属于科学家自身的，它是由科学家整理总结出来的。与人类共属自燃世界的一部分。同样，艺术家追求的真理也同自然科学一样，是属于自然世界的没有时间的感念。尽管，从某些方面科学和艺术之间存在很大的区别，但是要知道，二者之间的关联也是植根于自然世界无法抹掉的。科学与艺术也是一种思维方式，如同东方人思维承认整体概念普遍联系，讲求“天人合一”；而西方文化是一种分析的思维模式，崇尚深度探索和个体差异，如同人的左右脑感性与理性并存。要知道，科学和艺术都在不断的发展，追求领域的真理的普遍性，人们也在这两个领域中不断的探索自然，追求最终的普遍性。如果说硬币的正面是科学，那么反面一定是艺术。二者都是人类探索发现的结果，并且二者一直在朝着普遍性的方向发展。我想两个领域的融合与促进，也是两种思维模式的跨界激发思考。在建筑空间设计中，也将创造出新的发展道路，为科学与艺术的发展、为人类的生活环境提高到一个前所未有的高度，是大势所趋，也是势在必行！
关于董维华，字乘铭，山西太原人。高级室内建筑师，高级工程师。1999年中央工艺美院环艺系高研班后留校清华工美建筑环境艺术研究所从事设计实践工作。2009年至今，任职中国建设科技集团中国城市建设研究院任职室内设计总监。社会兼职为科技部科基会科学与艺术委员会副秘书长。凭借多年的刻苦研究与工程设计项目的积累，荣获2011-2012年度（酒店类）中国十大最具影响力设计师。2007年7月至2008年7月任中铁建设集团公司装饰设计院院长；2009年7月至今任中国建设科技集团中国城市建设研究院室内设计总监。
董维华设计项目包含：办公类项目：中国海关总署办公楼改造，北京石景山古城创业大厦室内设计，中国中铁建设投资集团办公楼改造设计，乐视云总部及创新中心办公楼设计，国家能源局办公楼改造设计，中国黄金办公楼改造设计等。酒店类项目：北京中投汇豪国际酒店设计（四星级），山西长治潞城大酒店设计（五星级），成都高新皇冠假日酒店（五星级），张家口冬奥会翠云山云瑞酒店室内设计（五星级）等。展陈类项目：成都金沙博物馆设计，包商银行王府井艺术品金融中心，大庆党史馆改造设计，新疆石河子环保教育基地，中德环保、大同富乔、北京高安屯、郑州南部、克山、西咸、北海、中节能肥城、涞水、郯城、牟平、通化、即墨，北京环卫哈尔滨、盘锦生活垃圾焚烧发电厂展陈设计，燕山垃圾处理环境保护科普基地，打拉池民族团结历史文化馆，军事文化建设，太原迎泽区党建文化，福建军区博物馆雕塑设计等。医疗类项目：卫生部北京医院老北楼重建工程设计，重庆医科大学第二附属医院，石景山中医院室内设计，雁西湖国医堂室内设计，西安凤山医院改造设计，郑州大学第一附属郑东新区医院室内设计，新华卓越康复医院室内设计，新华常德健康管理中心，北大国际医院，菏泽医院室内设计等。文化类项目：孙中山逝世纪念地改扩建工程设计，清华大学美术学院建筑幕墙设计，中央文献社（毛家湾）室内改造，彭德怀逝世纪念地改造设计，雁西湖国医书院，北京南河沿大街四合院设计、英国牛津中国茶文化中心改造工程，多位私人茶室、茶书房设计。近年来致力于东方美学空间设计研究，以茶为灵魂，以中式空间为载体，倡导新式文人茶生活。“茶+行业”跨界中式设计模式，应用于酒店、办公、文教、康养四大行业，致力于传承东方美学空间设计，倡导创新中式文人雅致生活。