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Structure Follows Perception. Reflections on Structural Design Based on Embodied Perception

Authors:

Abstract

In order to integrate the perceptual and human dimensions into structural design, this paper begins with the contrast between structure and body, and reinterprets body-based structural thinking from a neuroscientific perspective by introducing recent research findings on embodied perception, using Dasher architecture as an example. The paper aims to combine the principles of embodied perception in neuroscience with structural design, so as to form a design idea that connects structure, space, and the body.
1 结构设计的人性维度
维特鲁威人到古典建筑结构中对人体的隐喻人们一直在
试图通过科学和艺术了解自身从而进一步了解建筑和环境阿尔伯
蒂就曾用骨骼肌肉韧带和皮肤比喻建筑中的身体形式[1]
我们来说人体是我们理解空间建筑和世界最直接的方式几个世
纪以来基于身体的思考一直是建筑设计的核心部分
遗憾的是在当代建筑和结构设计中人体和知觉往往被忽视
佩雷斯 -戈麦斯 (Alberto Pérez-Gómez) 认为目前被抽象的图
物理学算法或数学计算所支配的建筑设计忽视了人身体的重
要性是对建筑师抽象思维本质的否定 [2]这直接导致建筑的最终形
式愈发趋向于机器却缺乏以人为本的考虑因此作为赋予建筑形
式的
骨骼”,结构的人性维度应当与它的技术维度一样被关注
然而
大多数现代结构设计仅仅以技术和性能作为评价标准过分强调合理
而忽略了结构对人的感知和空间认知的影响 [3]即便是一些考虑
了结构感知的设计也大多停留在一种笛卡尔式的视觉性的符号化
的理解层面帕拉斯玛 (Juhani Pallasmaa) 就曾批判西方文化中视觉
占据感官主导地位的倾向将矛头指向了当代建筑带给人的扁平化体
[4]这种基于图像和视觉原理的建筑表达假定了
触觉视觉
以及身体和心灵之间的分离 [5]
——
它是一种没有深度和持久影响的空
间体验然而在对结构的感知过程中身体的体验是同等重要的 [6]
正如歌德所描绘的,“ 对建筑的印象远不只是某种眼睛的判
(reckoning)’, 而本质上是基于身体的一种直接感受[7]在建筑
人体是我们体验的主要媒介作为理解空间的首要因素
人类对垂直重力平衡方向和运动的感知大多由建筑结构来定义
和构成 [8] 这些结构元素暗示
引导和组织了我们对空间功能的感知
以及我们与建筑可能的互动方式 [9]人体和结构之间密不可分的关系
昭示了将人性维度纳入结构设计的重要性
2 结构设计与身体感知
维欧勒 ··迪克 (Viollet-le-Duc) 早在 17 世纪就将对身体和结
构基于解剖学层面的类比应用于中世纪大教堂的研究设计和修复之
他的研究不仅将身体视为结构设计的基础更是将身体拓展成为
了一种结构设计手法 [10]他对身体与结构之间的联系较为完整的研
也为后来的诸如卡尔 ·库尔曼 (Karl Culmann)戈特弗里德 ·
结构追随感知
基于具身感知的结构设计思考
Structure Follows Perception
Reections on Structural Design Based on Embodied Perception
ABSTRACT
In order to integrate the perceptual and human
dimensions into structural design, this paper begins with
the contrast be tween structure a nd body, and reinterprets
body-based structural thinking from a neuroscientific
perspective by introducing recent research findings on
embodied perception, using Dasher architecture as an
exa mpl e. The pa per aims to com bine the pri nci ples of
embodied perception in neuroscience with structural
de si gn, s o as t o for m a des ig n ide a th at co nn e cts
structu re, space, and the body.
KEY WORDS
structural design; embodied perception; neuroscience;
body; Atelie r Deshaus
摘  要
为了 将 与 人 维 度 设 计 中, 由 结
构与身 体的 对比 作为出发 点, 通 过引入 认知 神经
科学近年来对具身感知的研究成 果, 以大舍建
为例从神经科学的视角重新解读其基身体的结
构思考意图将神经科学中具身感知的原理与结构
设计结合起来,进而梳理出一种可以连接结构、
空间和身体的设 计思路。
关键词
结 构 ;具 身 感 知 ;神 经 科 学 ;身 体 ;大 舍
[ 王帅中 ] WANG Shuaizhong 1
[ 柳亦春 ] LIU Yichun 2( 通讯作者 )
[ 曹婷 ] CAO Ting 3
作者单位
1 苏黎士联邦理工学院建筑系 (瑞士 )
2 大舍建筑设计事务所 (上海200232)
3 哈尔滨工业大学 (深圳 )建筑系
( 深圳518055)
收稿日期
2021/11/01
DOI: 10.19819/j.cnki.ISSN0529-1399.202204002
建筑学报 2022
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佩尔 (Gottfried Semper) 或是奥托 ·瓦格纳
(Otto Wagner) 等人的设计实践提供了理论
基础而当代的诸多建筑师和结构工程
也同样在用不同的方式探索着身体与结构
感知的关系
2.1 静态和动态的身体感知
西班牙建筑师和结构工程师卡拉特拉
(Santiago Calatrava) 是当代将身体与结
构之间的类比和隐喻作为设计的出发点进
行结构设计的代表卡拉特拉瓦认为建筑
既是由人来建造的又是为人而建的所以
必须用人们自己身体的隐性结构作为灵感来
无论是具象的模仿的抽象的
因此人的形象应当是
建筑的典型模
[11]128
例如在蒙特惠奇山通讯塔 (Montjuic
Communications Tower1) 和里昂圣埃
克絮佩里机场 (Lyon-Saint Exupery Airport
Railway Station2) 等众多设计中卡拉
特拉瓦以人体的肌肉和骨骼的运动作为出发
将人体姿态中的力度感和张力在结构中
表现得淋漓尽致让结构一跃成为了力度
的艺术在这些项目中
我们不仅
到了一个可识别的抽象化的身体符号
且通过身体姿势的同步模拟感受到了结
构背后的”。 然而充满争议的是
体的隐喻在他的设计中大多停留在象征性的
表达上身体的概念似乎只是设计过程中的
一个参考结构设计最终的形式成为了对身
体隐喻在力流和形式上的直接转译而另一
个非常重要的部分也就是身体最终如何通
过移动和交互来体验结构空间的层面
在他的设计中却缺失了让他的诸多设计仅
仅停留在了静态的形式层面
与卡拉特拉瓦不同的是石上纯也的诸
多设计尝试用结构和材料直接影响人们的身
体体验他在 2004 年设计的神奈川工科大
KAIT 工房就是很好的例子 (3)建筑
中的 305 根非常相似的柱子看似随意地分布
在一个 2000m2的长方形空间中然而这些
柱子的力学性质有很大的不同
其中 42
是受压的压杆其他 263 是承受水平荷载
的预张拉的拉杆 1)这些受力不同的垂直构
件被设计成了在视觉上几乎完全一样的白色
矩形杆件直接混淆了人们对其力学逻辑的
认知在削弱甚至剥离了柱子结构属性的同
时强调了柱与柱之间的空间基于人体的尺
柱子间多样的距离关系直接影响了人们
在柱子间不同的穿越以及发生行为的方式
丰富了空间体验同时在穿越这些柱子时
的体验可以直接唤起人们穿越森林时的身体
记忆进而体验到石上纯也在设计之初所设
想的人们在阳光下自由舒适地行走在森林
中的建筑氛围 [12]KAIT 工房巧妙地用结构
设计影响了人们在建筑中的动态身体体验
但是其过于极致的对透明和扁平化的追求
将结构的呈现完全去物质化让结构更多地
成为塑造空间的高超工具缺少了结构
元素自身在材料与建构层面的呈现与思考
上述两位建筑师通过结构设计对身体的
静态形式和动态体验的暗示并不是对立的
关系相反的只有对两者共同的考量才能
将身体与结构从设计的起始到对建成空间的
身体体验结合在一起全面营造出结构对身
体的影响和暗示这两个层面的结构与身体
的关系在大舍建筑设计事务所的诸多实践中
被巧妙地糅合在了一起下文则试图以大舍
建筑设计事务所 (以下简称大舍建筑 )3
个不同尺度下的实践为例分析其中一系列
围绕身体而产生的结构思考
2.2 大舍建筑中的结构感知
2.2.1 龙美术馆西岸馆
大舍建筑在龙美术馆西岸馆 (以下简称
龙美术馆4) 中设计的一系列伞拱结构
在诸多方面都体现出了建筑师对于身体和感
知的思考穿行于建筑内部人们总是处于
伞拱巨大出挑的一侧伞拱的高度和出挑的
尺度给人一种向出挑方向倾覆的趋势
方面这种倾覆感在伞拱与伞拱之的缝隙
处被进一步加剧从平衡的角度来说人们
会期待在这个倾覆趋势的反方向有一个反作
用力的支撑或镜像的力来平衡和消解这种倾
覆感从而达到物理上以心理上的平衡
但是两个伞拱之间的缝隙却直接切断了这种
力的传递的连续性 (5)从视觉上孤立了
这个不平衡的出挑加剧了不稳定和紧
张感另一方面伞拱从垂直面到水平出挑
面之间因倒角而产生的平滑过渡却又弱化
了紧张或冲突感相比于垂直折叠在身体上
所对应的机械和僵化感平滑的过渡让这种
倾倒的力的感觉变得轻松优雅了许多
合光滑的混凝土与光线在其上的反射伞拱
的结构形式糅合了多种感知上的矛盾感
又巧妙地消解了过于直白僵化的表达在保
1 蒙特惠奇山通讯塔
中由身体作为出发
点的结构思考
2 里昂圣埃克絮佩里
机场中由身体作为
出发点的结构思考
3 神奈川工科大学
KAIT 工房用柱子限
定人的身体移动
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持空间独特性的同时给予身体以感知上的
暗示
除了伞拱结构单元自身结构的单元与
单元之间的构成关系 (6) 也是龙美术馆
影响身体感知的重要因素由于伞拱这个结
构单元丰富的可组合特性在龙美术馆内
时而呈现出像上文所述的通过打断单元与单
元之间的联系所创造的趣味性和紧张感
而通过连续平行的伞拱暗示视线和行走的方
时而又通过扭转单元打断视觉的连续性
来重新暗示和引导人们的移动流线伞拱之
间丰富的组合关系打破了传统建筑空间的
单调性由相似却充满差异的结构呈现传达
出了一种暧昧的不确定感这种空间的趣味
性和模糊性直接引起了人们的兴趣从而在
潜意识下引发身体的移动
2.2.2 边园
边园的设计则生长自原有堆煤场遗留下
的一片挡墙上 (7)通过与结构工程师张
准的合作边园在扩建新结构的同时最大
可能地保持了原有墙体的样貌相比于
糙残破的原有混凝土墙面新增的黑色轻
质钢结构以工业材料的质感呈现出一种抽离
感和匿名感这一举措让原有的混凝土墙面
被着重强调让墙面上被雕琢破坏腐蚀
风化甚至寄生的部分与黑色光滑轻盈
的钢结构产生了强烈的对比进而直接激发
了人们对这一墙面基于时间与在地性的身体
感知这种由时间所雕刻的痕迹很容易让
人联想到拉斯金 (John Ruskin) 或森佩尔所
描述的材料在感官上的吸引力
——
如果想要
让人们从建筑材料中读出人性的维度我们
就需要在其表面上刻画出人的指纹[13]
除了对原有墙面的处理边园还通过结
构的构成关系对人们的动态空间体验产生了
一系列的暗示单纯从构成的角度来看
园似乎更像是一座细长的亭子”, 但是其
之所以能够成为”, 是因为其所带来的
微妙却丰富的空间体验边园中超薄的单坡
屋顶收束了墙内侧面向花园部分的视线
打开了墙外侧面向江面的江景站在墙的内
人们身处于一个平整连续的挑檐之下
这个深黑色的屋顶在下部没有设置任何的斜
向支撑而在和混凝土墙体的衔接处则留出
了一道缝隙
仅由几个细小的杆件连接着 (
8)这两个结构处理直接强化了屋顶的漂浮
甚至传达出一种脆弱的不稳定感墙内
侧并未完整交代的结构体系不仅会让人们好
奇这个 (漂浮的 )结构是如何成立的透过
屋顶与墙面间的窄缝所渗透进的光线又会让
人们产生对结构另一侧的好奇心
这一微妙的异常感同时也发生于墙外侧
面向江面的廊道上 (9)相似的人们虽
然在这一侧可以看到整个屋顶却发现其仅
由极细的杆件所支撑
而人的视线透
过屋顶与墙体上方的缝隙只能望见对面花园
近端的一小部分
——
人们在这一侧同样无法
理解结构的整体逻辑甚至对其力学意义产
4 龙美术馆外景
5 龙美术馆中伞拱结构
6 龙美术馆中伞拱结构单元之间的复杂关系
8 边园墙内侧面向花园的部分 9 边园墙外侧面向江景的廊道7 边园外景
4
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生质疑另一方面由于无法遍历墙内景观
的全景人们会产生游历和探索的欲望
实际上这个看似脆弱的结构在整体上非常清
晰合理
墙外侧竖直的构件由于屋顶的重心
向内偏移主要起到受拉的作用所以大幅度
减小了尺寸
屋顶的结构被加在了屋顶上方
不可见的部分因此在视觉上极其轻薄
撑平台和抗倾覆力的结构被藏在了原有墙体
之中在合理借力的同时让结构的表达也变
得概念化
这些巧妙的设计让整个结构在支撑起建
筑的同时成为了引导视线与流线的媒介
接激活了游园般的乐趣这非常像瑞士
建筑师奥加提 (Valerio Olgiati) 对自己的布
兰塔霍礼堂 (Plantahof Auditorium) 中结构
呈现的描述 :“ ...... 只有当我们遍历整个建
筑时我们才开始在脑海中再现它并理解
为什么它有支撑物为什么它们有这样的尺
为什么它们的位置是这样的 ...... 我相信
如果人们面对的是一个什么都不像的东西和
他们还不能驾驭的东西他们就会开始揣摩
并最终积极地体验它[14]64
2.2.3 例园茶室
作为一个小尺度的设计例园茶室 (
10) 对于结构尺度的控制同样暗含着身体层
面的思考
为了将茶室的占地面积尽量缩小
整个结构通过三层悬挑实现了对空间的
覆盖和围合 [15]
最高一层悬挑是茶室的屋顶
巨大出挑的屋顶先为身体在园中限定出了一
个遮蔽的空间中间一层的悬挑位于离地
1.8m 的位置并由屋顶向内水平收束了约
1.2m这个高度非常微妙它基本是一个
成人的身高因此人们在由屋顶的灰空间
进入室内之时会不自觉地低头来穿越这个
门槛(11)这一系列从低头穿越到抬
头站定的过程让人们完成了由室外到室内
转化的身体暗示
——
一种对于庇护的具
身体验这一做法也相对扩大了茶室的内部
空间感受最低一层的悬挑位于离地 0.45m
的位置且结构到了这里并没有直接落地
而是选择向内错位约 0.4m这一高度和错
位正好暗示着一个坐下的动作此外这一
向内让出座位的结构偏移让整体结构
看起来似乎漂浮了起来这一感知同样
源自整个结构受力连续性的打断带给身体的
不稳定感一方面结构在接地处的错位让
其更像是由顶部悬挂着的状态但是当人们
抬头向上寻求佐证时却发现屋顶的四边与
场地并没有物理上的接触且中间一层的悬
挑到屋顶之间的位置又被一层半透明材质所
包裹再一次打断了其背后的受力逻辑
导致建筑中间的一部分似乎与上下都是
由此3个不同的悬挑高度上
例园茶室用一个整体的具有连续性的结构体
在支撑起建筑的同时还暗示或定义了可
能发生的行为与功能成为了一个多义的关
系场让结构与人建立了更为复杂而亲密的
关系
从结构的构成层面上看纵使结构受拉
与受压的部分对钢结构的尺寸要求不一
终却都统一采用了 60mm 的方断面细钢管
结构尺寸的极细化和统一化进一步模糊了
整体结构的受力逻辑剥离了单独元素的
力学意义并强调了元素之间的关系再通
过上述的一系列异化有选择性地暴露或隐匿
这一整体关系
让结构的呈现变得暧昧生趣
这一系列微妙的结构思考也成为了激发身体
感知的催化剂让身体不仅在物理上进入茶
还同时在积极地与茶室发生心理上的
统一
3个大舍建筑的实践均有意无意地通
过结构设计从不同的层面促进了人们对建筑
的身体感知主动通过身体传达出建筑的设
计意图相比于单纯对体验的描述更值得
我们思考的是这些设计到底是如何让人们
10 例园茶室外景 11 例园茶室剖面详图 00.2 0.5 1m
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体验到结构背后微妙的设计意图呢
一个经典的解释可以参考 19 世纪欧洲
广泛展开的关于Einfühlung(后被译为移
情或同理心 )的讨论移情可以用来解释人
们理解和感受到 (feel into)其他事物的
能力其中最具代表性的人物之一是艺术史
学家海因里希 ·沃尔夫林 (Heinrich Wölfflin)
在对中世纪教堂的研究中沃尔夫林用移情
的理论解释了人们的身体之所以能够感受到
结构中的”, 是因为人们用自己的身体
作为了
力的隐喻”, 通过将我们的身体经
验投射在结构的呈现上而从心理上感受
到结构中的力的流动 [16-17]历史上的许多建
筑设计和研究都试图通过移情理论解释人们
如何通过身体在心理和生理上感知结构的力
学呈现然而20 世纪初的移情理论主要
是一场由技术导向的形式主义所驱动的
”, 仍然停留在一个模棱两可的状态
——
缺乏一个明确的科学依据无法明确解释我
们究竟是如何将自己的身体经验投射到他人
和建筑环境之中从而发生共鸣和共情的 [13]
此外我们不难发现大舍建筑的这些
设计中不仅在通过对身体的静态形式和动态
体验的暗示来传达建筑意图同时还在其中
设计了很多不可读的模糊的甚至异常的
结构呈现来吸引或激发人们对结构元素或结
构体系的感知那么为什么要在结构中表达
出这些模糊性他们与我们身体感知的关系
又是什么想要进一步分析大舍建筑3
作品中对身体和结构的成功实践并探求更多
的可能性我们需要一个更为清晰和精确的
切入点
3 认知神经科学下的结构具身性
得益于近年来认知神经科学的快速发
以往我们只能模糊描述和定义的诸多
对空间的感觉审美和情绪如今通过诸
如脑功能磁共振成像 (fMRI)正电子发射
计算机断层显像 (PET)脑电图 (EEG)
脑磁图 (MEG) 等脑成像技术可以精密测
量出人类大脑中不同部位的神经元对不同
现象的反应进而揭示反背后的原理以
及相互之间的关系神经科学近 10 年来涌
现出的大量研究重新定义了人类自身如何
感知外在世界的原理开启了一种范式
的变化 (paradigmatic change)[18]这些
新的发现让神经科学和建筑学的跨学科交
叉越发频繁越来越多的关于
神经建筑学
(Neuroarchitecture)
的研究著作学术
组织都在试图让人们可以更科学更系统地
证实和分析以往对建筑中具身感知的思考和
假设从而更清晰地理解建筑结构与身体
之间在感知上的关联性
3.1 镜像神经元与具身模拟
与移情理论一样以个人认知为中心
具身感知 (embodied perception)
体现 (embodiment)的视角是认知神
经科学的关键和基本而神经科学进一步将
其精确到了一种基于镜像神经元 (mirror
neuron)下产生的具身模拟 (embodied
simulation)”, 以近乎定量的方式揭示了我们
对世界的认知基于
镜像
模仿
的本质
1990 年代中期在意大利帕尔马大学
进行的一项实验中科学家使用电极探测猕
猴大脑的运动皮层发现通常不涉及感觉处
理的运动区域处的神经元在猕猴只是观察其
他猕猴的运动时竟然也变得活跃这部分的
神经元后来也被称作镜像神经元”。 作为
神经科学的里程碑,“ 镜像神经元的发现
具有重大意义它揭示了人类模拟他人行为
的神经回路与人类自己发生该行为时活跃的
大脑区域是相同的 [19]它解释了人类所拥
有的身体经验同时也在影响着人类的身体
从视觉和运动上感知到外部世界的方式
——
因为这两者都基于同一个神经结构 [20]
这种具身感知的过程往往是无意识的
人们
在有意识地分析所观察到的事物之前会先
开始瞬时的无意识和无预知的感知这种
无意识的感知和认知过程是一种对人类以往
的身体经验及情绪记忆的重新唤起然后才
是对细节的深入识别 [21]因此镜像感知
系统是一种直接的经验性理解的形式
基于他人的行为和感觉与我们的行为和感觉
之间的等同性 (equivalence)将他们的行
为塑造成 (我们 )有意的经验来实现的[22]
这意味着身体是人类除了视觉之外感知世
界并产生共情关系的重要基础 [19]
简而言之
镜像神经元的运作机制是基于人类对过去身
体经验和感受的记忆当人们观察到与该身
体记忆相似的形式或状态或重复与该记忆
相似的动作时就会无意识地唤起与该身体
姿势相对应的过去的身体经验和情绪由此
实现了我们对事物的阅读能力
作为延伸,“ 具身模拟的概念随后在
镜像神经元的基础上被进一步提出来解释
人们如何不仅
看到建筑环境而且还在
通过身体的媒介来感受和模拟建筑中的氛围
和运动 [22]具身模拟的发生基于一个前提
感知和认知的发生本质上取决于生物与环境
之间的互动 [23-24]我们所感知到的世界是通
过错综复杂微妙的运动感觉模式构成的
人们通过主动地与环境和建筑发生互动和运
动关系从而唤起身体先前相似的肌肉经验
进而获得意义
——
具身模拟是一种对环
境的体验式理解[2225]因此传统心理
学和认知科学中将大脑比作计算机将感知
的过程理解为一种在大脑中发生的视觉信号
处理的过程是被动的片面的不准确的
最近的研究还表明我们的具身模拟并不限
于生物之间人体具有能够镜像环境中所
有物体或形式的实感的预知能力包括生物
和非生物[26]这为我们对结构在建筑环境
中的具身化理解提供了坚实的理论基础
此外前文提到的无论是静态还是动态
的身体模拟都是在描述一种与事物相关的
能力
——
来暗示身体的姿势或激发身体的移
正如迦列赛 (Vittorio Gallese) 所说 :“
空间物体和行为变成意性对象的首要品
质是它们构成了我们身体的运动潜能所表达
的运动意性对象[27]物体为人们提供这
种潜在的可互动和可使用的能力被描述为
可供性 (affordance)”。 可供性的概念由吉
布森 (James J. Gibson) 所提出用来描述
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事物可以为人们提供的潜在可用性互动性
和意义 [28]可供性的观点认为人们对建
筑环境体验的本质是由运动和行动的适应性
和可能性构成的它旨在描述人们感知行为
中可能出现的发生互动行为的程度与机会
因此可以说建筑结构能够唤起意义的潜力
取决于它能够提供的体现及可供性的程度
此外可供性的概念可以进一步揭示结
构带给我们结构的诗意
结构的艺术
背后的审美机制
——
它们被称为神经美学
(neuroaesthetics)”。 神经美学的概念进一步
解释了审美出现自事物中任何可以让我们获
得有意义的体验的能力 [29-30]如果建筑结构
的垂直度和体量感与身体一致它们就会被
认为带来了一种愉悦的感觉 [31]在这种理
解中美学主要产生于与身体相关的意义与
体验
因此建筑美学在神经美学视角下的
基本是尽可能地实现建筑空间与身体之间基
于设计目的下的关联性 [32]
在神经科学的视角下对体现的表达程
度可以被理解为人们对结构感知的基础
供性代表了可能与结构发生的互动和行为关
而神经美学则代表了感知所唤起的情感
和获得的意义但是回顾前文中的 3个案例
不难发现其中由结构营造的模糊性和紧张
感在主动触发身体感知的过程中扮演了非常
重要的角色那么这一手法背后的原理又是
什么
3.2 具身感知的激发
在建筑中如何通过空间的设计手法激
发起人们对周遭建筑环境的具身感知从而
让建筑主动地传达与身体有关的含义是具
身性诞生的先决条件正如大舍建筑的实践
中所呈现的
在建筑环境中创造不易理解
具有吸引力的部分激发观者的好奇
继而在建筑中开始进一步的探索
动与互动从而为人们对建筑的具身体验
提供展开的途径
实际上许多建筑师和建筑理论家早已思
考过类似的问题例如
戈麦斯就曾经定义
建筑不仅是在模拟一个舒适的环境来满足我
们的需求它同时还在唤起我们前反思的
(pre-reflective) 具身感知来感受自我的在场
(presence)他进一步揭示了建筑与其说是
为了取悦我们不如说更像是个异质系统
(heteropoietic system)在不断挑战我们的
感知来让我们获得更多的想象力 [2]
同样的
异质性和矛盾感是创造空间张力 (spatial
tension)的重要手段
——
创造空间中无形
的力 [33]如果结构能够传达出的一些相较于
日常身体经验而言略显异常的表达方式
可以更好地唤起人们的好奇心和注意力
而激发具身模拟的产生并唤起相应的身体
经验和记忆这种由结构矛盾性所引起的具
身感知可以在认知神经科学的另一个概念下
得到更精确的解释
唤醒 (arousal)
唤醒的概念被定义为交感神经系统兴
奋的一般模式[34]379唤醒的概念解释了人
们如何激发起对周围环境的情绪和行为反
也就是如何触发感知的起始 [35]它与好
奇心
注意力和动机的激励作用密切相关 [36]
丹尼尔 ·贝里恩 (Daniel Berlyne) 则进一步
将从吸引力中引发的好奇心解释成为一种感
知上的概念冲突 (conceptual conflict)”,
而它可能由怀疑困惑矛盾不协调或
不相关所引起 [37]因此合理的营造结构
设计唤醒因素的是激发其对应的具身感知的
重要部分对于唤醒感知的过程而言耶克
-
多德森定律 (Yerkes-Dodson Law)
进一步解释了唤醒 (动机 )和感知的表现之
间的倒 U型函数关系 [38]它表明过低和
过高的唤醒水平最弱而适度的唤醒水平则
会产生最佳的效果如果唤醒水平低于最佳
水平人们就会寻求感知的刺激发生如探
索等行为这表明过少或过多的感知刺激
往往会被个体所忽视只有适度的异常感才
有助于具身感知的激发 [37-38]
回看大舍建筑中刻意对结构呈现的模糊
化或是异常化表达其作用实际上是为观者
展开对结构中所暗含的关于身体的思考提供
了一个感知的激发点
3.3 认知神经科学视角下的结构呈现
如果我们带着神经科学的视角重新审视
上面提到的大舍建筑的 3作品具身性可
以更为清晰地描述它们如何由结构的呈现来
传递给我们对应的身体体验
从镜像感知的角度来看龙美术馆中的
伞拱之所会产生倾覆的感觉是由于人
们在潜意识中镜像模拟与这一伞状结构相
似的身体姿势并唤起以往对应的身体经
人们保持手臂长时间水平伸展时肌肉的
疲倦感或弯腰时重心前移带来的难以维持
身体平衡的肌肉紧张感以及大脑对这些动
作背后的肌肉感觉所产生的不稳定的情绪记
从而产生了一定的紧张感这也是边园
中屋顶的漂浮感和不稳定的脆弱感产生的原
——
我们的身体在倾斜没有侧向支撑时
会难以保持平衡进而激发出一种肌肉紧张
带来的不稳定感
以及在例园茶室漂浮和轻
盈感的来源
——
人们直接对应到身体脱离地
面时既没有来自顶部的悬挂又没有来自地
面的支撑时肌肉所记忆的不稳定以及瞬时
它一方面唤起一种轻盈的感受一方面
带来一种失稳的紧张感
从具身模拟的角度上看结构整体的构
成关系直接决定了身体如何感知由于感
知发生的整体性是先于个体和细节的
人的感知过程中,“ … 与建筑结构的任何
交互都始于我们对整体情况定性的感觉
不是对其任何组成部分关系或特质的明确
关注[8]39例如龙美术馆中多个形式相似
但方向与尺度不同的伞拱所构成的结构整体
强化了结构的整体秩序和伞拱与伞拱之
间的关系 (KAIT 工房中柱子间的关系类
)对应具身模拟”, 龙美术馆中的身体
暗示可以引发一系列的与建筑结构的动态交
通过身体的移动与视角的变化让人们
在转身仰视远望等姿势中快速切换
——
一方面能够唤起多种对应的姿势背后的身体
经验以及情绪另一方面也在重新注入新的
由建筑带来的动觉 (kinesthetic)叠加和更
新身体的肌肉记忆龙美术馆中丰富的空间
体验也可以对应到伞拱之间丰富的组合关系
013
ARCHITECTURAL JOURNAL
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所带来的可供性在类型上的多样从而
从身体感知的层面上打破了空间的单调感
重要的是龙美术馆基于同一元素的不断重
复与异化让元素之间保有着一定的相似性
它让人们的感知体验始终保持在一个日常与
非日常之间不断切换的状态这就让龙美术
馆的一系列结构紧张感在激发人们兴趣的同
不会过于异化而导致超出可理解的范畴
甚至引起心理的不适这种促进动态感知的
手法也同样可以在边园中找到边园中一系
列刻意模糊化和片段化的结构表达激发了身
体的探索与移动强化了人们与建筑的动态
交互
并增加了具身性发生的程度和可能性
人们在动态的体验中一方面得以阅读建筑师
想要表达的空间概念另一方面还在不断唤
起自身多样的身体记忆来为这个看似废墟一
样的结构体填充进属于自己的意义
通过结
构的暧昧带来了意义的多样这一结构的关
系性呈现同样是例园茶室中统一各杆件结构
尺寸从而模糊了力学逻辑来强化整体关系
的原因
同时由结构暗示或激发的这两种静态
或动态的身体模拟都会形成我们对结构的
不同可供性和神经美学比如龙美术馆的
伞拱上平滑的过渡之所以让人感受到柔和
优美是因为其曲线相对于倒角更贴近人体
而产生了更强烈的神经美感其多个伞拱间
的组合关系也暗示并提供身体不同穿越和观
看的可供性例园茶室的三层悬挑也为身体
提供了不同的可供性 (例如最低一层的悬
挑高度和向内的错位正好暗示着一个可以坐
下的身体可供性 )进而用身体揭示例园茶
室结构中对神经美学的审美认同而边
园中由挡土墙带来的可供性则更为特殊
尔格里夫 (Harry Francis Mallgrave) 就曾从
神经科学的角度描述了人们对粗糙的石质结
构的具身感知
人们看到石面粗糙的纹理
会自然而然联想到手与其触摸的感觉
通过其墙面的纹理幻想自己雕刻这一纹理
时的动作甚至通过其腐朽的气味感知其
时间性的演变过程 [39]对比边园中对墙壁
上凿刻痕迹的完整保留和强调结构材料
本身就在提供一种可供性来唤起人们的具
身感知与神经美学通过激发人们主动阅
读结构背后所承受的在时间维度上
的演变过程建筑将墙体在感知层面延展
为场所感的再现
从大舍建筑的 3个案例中不难发现
过具身性的暗示3个案例均在营造两个并
行的感知线索
对结构逻辑的阅读相符或不
相符于身体的经验以结构为线索人们在
3个建筑中的体验不断切换于这两个状态之
让人们在体验建筑的同时也不断切换着
不同的情绪状态两个看似矛盾的体系交替
连续的出现让结构呈现出强烈的暧昧感和
叠加的可供性在激发了人们发生感知行为
的同时
又创造了更多新的空间体验和乐趣
让身体与结构成为串联起游园般体验的
媒介
大舍建筑这 3个不同尺度下的实践均由
结构的承重层面作为起点其本质上却更加
关注的是结构的表意层面
结构的艺术与文
化等更为抽象的思考这些案例对于结构的
具身性有意无意的实践揭示了结构设计除
了冰冷的数字和对于性能的无尽追求之外更
为浪漫的一面
——
能够让人们切身感受和体
验到的建筑结构这些案例展示出结构设计
的潜力不仅是视觉和形式上带来的瞬时冲击
而是从内心深处唤起的涌动于肌肉之间
身体情绪”, 更或是一种智识上的挑战
这种结构的具身性跨过了物质的必要性
击空间氛围等所要传达的暧昧的意象性
让体验者真正地参与到了建筑空间之中
体验并非是生硬的语言描述而成为了身体
与身体之间的共鸣这种基于具身性所激发
的对结构多重意义的思考让结构操作不仅
是形式上的直觉而同时也拥有了更为有力
的基于身体来思考的准则”。
4 具身的结构 (embodied structure)
对具身感知的研究可以从感知的视角
回答长久以来结构与建筑之间的争论
结构
应该是以暴露还是隐匿的表达方式来更好地
与建筑概念互动从神经现象学的感知角度
来看结构如何产生对身体经验的适当传达
和对身体移动的激发以及这种身体暗示是
否能产生对设计意图的积极影响是结构设
计在感知层面的重要目标因此结构设计的
技术不是终点而是起点
以结构技术作为依托
建筑师更多需要思考的是如何表达结构的人性
和艺术维度去设计一种具身的结构”。
将神经科学及相关的感知理论引入到结
构设计中
可以揭示人们感知的本质及规则
并带给我们一个重新审视结构表达问题的全
新视角从而以一种更加严谨和科学的方式
指导我们对结构与空间的构建更好地在人
性的维度上为建筑的概念服务那么具身
性就成为了串联起结构的具象与抽象之间的
一个更为确切的锚点为将人性的一面融合
进结构设计提供了理论甚至数据的依据
这种具身结构的视角一方面让结构设计可
以从设计之初就考虑身体感知的因素和艺术
考量进而从更深的层面拓展结构对空间的
影响
——
不仅是审美还可以是健康与效率
等层面
另一方面可以为建筑师和结构
师之间的合作提供一个新的视角和平台
能够让结构设计更好地构建其技术性与艺术
性之间的平衡在保有魅惑性的同时更加
科学精确地做出与设计意图相关的决策
虽然基于身体和具身性的
如人体比例
移情等建筑思考方式更多建立在西方建筑理
论对世界建筑设计的输出之上但实际上对
于感知的模糊性 (ambiguity) 和空间记忆等
手法早已以不同的方式出现和实践于中国
古典园林的空间设计方法中 (就好比边园这
种融合了结构和园林的思考之后的糅合态 )
通过神经科学我们可以从结构具身性的角
更为精确清晰地控制对建筑环境的思
构成以及营造通过对感知的调和
融合西方较为完善的量化体系的同时保持
东方传统中暧昧而模糊的空间意象从而让
结构超越其承重的属性与人的感知情绪和
行为相关联真正成为一种具身的结构”。
建筑学报 2022
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04
014
特集 融合艺术与技术的结构思维
Special Issue Structural Thinking That Integrates Arts and Technologies
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注释
1) 由于预应力的作用这些众多细长的柱子只承
受了少量的压力或拉力
——
它们在施工过程中
在给屋顶预先施加外力的情况下被固定在地
因此获得了足够的由预拉而产生的结构强
度来抵抗侧向力这一特殊操作使细长的柱子
能够达到平衡的同时而不发生屈曲
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图片来源
1, 2: Levin M. Santiago Calatrava - the
Artworks: A Laboratory of Ideas, Forms and
Structures[M]. Basel: Birkhäuser, 2003: 259, 64.
3: Naoya Fujii. flickr Creative Commons.
4
~
11: 大舍建筑设计事务所提供
结构设计固然是多因一果的复杂产物
这种基于具身感知的结构思考并非想要唯感
知是瞻
——
它想要强调的是除了技术层
面的思考由艺术与感知作为出发点的结
构设计同样可以积极影响结构的空间限定
与表达它不是一个限制性的设计准则
是意图打开一种新的思维方式
——
摒弃了各
地域和派别的建筑理论中复杂又抽象的意
通过对结构的形式构成和材料的直接
设计回归到建筑的本体
结构以及体验的主
——
身体意图达到如同赫尔佐格 &德梅
(Herzog & de Meuron) 所追求的穿越了
意识穿越了文脉和文化的层叠直接抵达
知觉的建筑与结构思考 [40]
< 文章的成型得益于刘东洋老师在修改过程
中提出的宝贵意见和建议,以及约瑟夫·施瓦茨
(Joseph Schwartz) 教授的支持 >
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Article
Full-text available
The paper questions Jacques Rançière’s conception of the modern aesthetic regime as the correlation between visuality and language by returning to two fundamental figures of modern art history, Heinrich Wölfflin and Wilhelm Worringer. First, Wölfflin’s '“Prolegomena”' (1886) is interpreted as an attempt to conceive architectural space in terms of affectivity. Second, this conception of space is related to the Th. Vischer’s and J. Volkelt’s theory of symbolism. Third, the paper integrates this aesthetics in a model that conceives form as force (Goethe). Fourth, this modulation of affectivity that justifies architectural space is confronted with Wilhelm Worringer’s concept of abstraction. After all, this notion responds also to a conception of art in terms of space and affectivity. Finally, the paper debates the role of Wölfflin’s '“Prolegomena”' from the perspective of architectural design and its relation to modernity.
Article
Full-text available
Over the last few years, the efforts to reveal through neuroscientific lens the relations between the mind, body, and built environment have set a promising direction of using neuroscience for architecture. However, little has been achieved thus far in developing a systematic account that could be employed for interpreting current results and providing a consistent framework for subsequent scientific experimentation. In this context, the enactive perspective is proposed as a guide to studying architectural experience for two key reasons. Firstly, the enactive approach is specifically selected for its capacity to account for the profound connectedness of the organism and the world in an active and dynamic relationship, which is primarily shaped by the features of the body. Thus, particular emphasis is placed on the issues of embodiment and motivational factors as underlying constituents of the body-architecture interactions. Moreover, enactive understanding of the relational coupling between body schema and affordances of architectural spaces singles out the two-way bodily communication between architecture and its inhabitants, which can be also explored in immersive virtual reality settings. Secondly, enactivism has a strong foothold in phenomenological thinking that corresponds to the existing phenomenological discourse in architectural theory and qualitative design approaches. In this way, the enactive approach acknowledges the available common ground between neuroscience and architecture and thus allows a more accurate definition of investigative goals. Accordingly, the outlined model of architectural subject in enactive terms—that is, a model of a human being as embodied, enactive, and situated agent, is proposed as a basis of neuroscientific and phenomenological interpretation of architectural experience.
Article
Full-text available
The essence of the neurophenomenological “twist” in architecture resides in its particular strength for a more concrete approach to the issue of architectural experience in its multi-sensorial richness. By placing human experience at the centre of architectural design – acknowledging the phenomenal body as the only genuine architectural subject – this specific union of the latest neuroscientific research with the extensive phenomenological legacy can offer valuable insights for interpreting our embodiment and how we relate with our architectural environment. Accordingly, the notion of “pre-reflective” architecture emphasizes the fundamentally embodied and largely pre-conscious interdependence of architectural spaces and our perceptual experience. In a nutshell, the neurophenomenological investigations of architecture aim to identify and approximate the conditions of embodied experience of architecture, while revealing that a purely conceptual engagement with architectural spaces is only a misconception. Also, it raises awareness of the embodied nature of the design process itself, and the need to be attentive to the discordance between the architectural tools for design and representation, designed on the basis of a physical-mathematical conception of space, and the spatiality of the phenomenal world in which we live.
Book
This classic book, first published in 1991, was one of the first to propose the “embodied cognition” approach in cognitive science. It pioneered the connections between phenomenology and science and between Buddhist practices and science-claims that have since become highly influential. Through this cross-fertilization of disparate fields of study, The Embodied Mind introduced a new form of cognitive science called “enaction," in which both the environment and first person experience are aspects of embodiment. However, enactive embodiment is not the grasping of an independent, outside world by a brain, a mind, or a self; rather it is the bringing forth of an interdependent world in and through embodied action. Although enacted cognition lacks an absolute foundation, the book shows how that does not lead to either experiential or philosophical nihilism. Above all, the book’s arguments were powered by the conviction that the sciences of mind must encompass lived human experience and the possibilities for transformation inherent in human experience. This revised edition includes substantive introductions by Evan Thompson and Eleanor Rosch that clarify central arguments of the work and discuss and evaluate subsequent research that has expanded on the themes of the book, including the renewed theoretical and practical interest in Buddhism and mindfulness. A preface by Jon Kabat-Zinn, the originator of the mindfulness-based stress reduction program, contextualizes the book and describes its influence on his life and work. © 1991, 2016 Massachusetts Institute of Technology. All rights reserved.
Article
A burgeoning interest in the intersection of neuroscience and architecture promises to offer biologically inspired insights into the design of spaces. The goal of such interdisciplinary approaches to architecture is to motivate construction of environments that would contribute to peoples' flourishing in behavior, health, and well-being. We suggest that this nascent field of neuroarchitecture is at a pivotal point in which neuroscience and architecture is poised to extend to a neuroscience of architecture. In such a research program, architectural experiences themselves are the target of neuroscientific inquiry. Here, we draw lessons from recent developments in neuroaesthetics to suggest how neuroarchitecture might mature into an experimental science. We review the extant literature and offer an initial framework from which to contextualize such research. Finally, we outline theoretical and technical challenges that lie ahead.
Article
In the article by S. Schachter and J. Singer, which appeared in Psychological Review (1962, 69(5), 379-399) the following corrections should be made: The superscript "a" should precede the word "All" in the footnote to Table 2. The superscript "a" should appear next to the column heading "Initiates" in Table 3. The following Tables 6-9 should be substituted for those which appeared in print. (The following abstract of this article originally appeared in record 196306064-001.) It is suggested that emotional states may be considered a function of a state of physiological arousal and of a cognition appropriate to this state of arousal. From this follows these propositions: (a) Given a state of physiological arousal for which an individual has no immediate explanation, he will label this state and describe his feelings in terms of the cognitions available to him. (b) Given a state of physiological arousal for which an individual has a completely appropriate explanation, no evaluative needs will arise and the individual is unlikely to label his feelings in terms of the alternative cognitions available. (c) Given the same cognitive circumstances, the individual will react emotionally or describe his feelings as emotions only to the extent that he experiences a state of physiological arousal. An experiment is described which, together with the results of other studies, supports these propositions. (PsycINFO Database Record (c) 2006 APA, all rights reserved).