Ричард Бакминстер Фуллер: многогранник как предчувствие

Купол «Климатрон» в Сент-Луисе в Миссури, 1960 год.

В архитектуре XX века было одно колоссальное упущение: архитекторы, испытывая восторг перед новыми техническими возможностями, почти не реагировали на теоретические научные открытия. Архитектурная мысль развивалась, в своем роде, параллельно изменяющимся представлениям о мире и вселенной.

Исключением был знаменитый архитектор и инженер Ричард Бакминстер Фуллер (Richard Buckminster Fuller). В 1920-е годы он ввел в архитектуру понятие четвертого измерения, снабжая проектируемые дома и автомобили аббревиатурой 4D. Он же в 1951 году произнес знаменитую реплику о том, что планета Земля — это космический корабль, замкнутая экосистема с ограниченными ресурсами. Знаменит Фуллер в основном благодаря тому, что запатентовал геодезический купол, которым предлагал накрыть Манхеттен.

Впрочем, в расхожих представлениях о том, кто такой Ричард Бакминстер Фуллер и чем он занимался, до сих пор мало ясности...

Архитектор или инженер

Имя Ричарда Бакминстера Фуллера знакомо многим, но никто не берется точно определить род его деятельности. Высшего образования он не получил. Прежде, чем заняться своими исследованиями, он служил морским офицером и работал директором строительной фирмы. Его называют то архитектором, то инженером, то изобретателем. Он сам, однако, исчерпывающе объяснил, чем занимается: «Для архитектуры «форма» — это существительное, для индустрии — глагол, я пытаюсь соединить одно с другим».

Иллюстрация к проекту 10-палубного жилого здания «Димаксион» в журнале «Fortune», июль 1932 года.

Что до «изобретателя», то тут Фуллеру, скорее, подошло бы слово «мечтатель»: его открытия, несмотря на их серьезную техническую составляющую и даже некоторую практическую важность, имеют пока больше художественную ценность.

Хронофайл

О жизни Фуллера нам известно довольно много, прежде всего благодаря тому, что на протяжении многих лет он сам собирал собственный архив, названный им «Хронофайл». Он аккуратно складывал в папки чертежи, письма, газетные вырезки и даже магазинные чеки. «Есть вещи более важные и менее важные, но не бывает вещей неважных», — полагал он.

Страницы «Хронофайла» Ричарда Фуллера

Океаны

Во время Первой Мировой войны Фуллер был морским офицером, и позже говорил, что эта служба была невероятно важна для формирования его представлений о мире и навыков. Он считал, что всеми достижениями прогресса человечество обязано или непосредственно мореплаванию, или жажде знаний, которая подобна желанию покинуть знакомые места и причалить к новым берегам.

Ричард Бакминстер Фуллер управляет патрульным судном, 1917 год.

Месяцы, проведенные в плаваниях, привили Фуллеру любовь к статистике: на корабле нужно было точно рассчитывать запасы еды и воды. И вероятно, с этим же опытом связана его концепция Земли как корабля, путешествующего по космосу, с ограниченными ресурсами, но, в отличие от корабля обычного, без прилагающейся инструкции по эксплуатации.

Дом 4D

Во время Первой мировой войны отчим Ричарда Фуллера разработал и запатентовал конструкцию домов. В больших, но легких кирпичах из прессованной соломы проделывались отверстия, в них заливался скрепляющий кирпичи бетон, который образовывал поддерживающие дом пилоны. В 1922 году была организована компания, возглавляемая Фуллером; за пять лет было построено 240 домов. Однако в 1927 году компания была продана, и весной Фуллеру сообщили, что в конце года он покинет свою должность. Эта новость послужила причиной серьезного личного кризиса, однако именно благодаря ему, вероятно, у него зародилась идея совершенно нового дома, «Lightfull house». Название связано одновременно со словами свет (light) и восторг (delight). Позже он назовет его домом 4D или домом «Димаксион» (Dymaxion, динамика+максимум+ион). «Железобетонную архитектуру можно сравнить с архаичной гусеницей, из которой появится четырехмерная архитектура», — пишет Фуллер сестре в 1928 году - «Комната не должна быть чем-то фиксированным, она не должна создавать статичного настроения, она должна иметь возможность меняться таким образом, чтобы обитатели играли с ней так же легко, как играли бы на пианино». Вместе с тем и сам дом должен быть переносным, а значит, сборным и легким. И, конечно, дешевым.

DDU (Dymaxion Deployment Unit) разрабатывался Фуллером как для военных целей, так и для гражданского жилья.

Фуллером владела идея массового производства, он приводил в пример автомобили «Ford», цена которых за счет количества проданных экземпляров уменьшалась с десятков миллионов до пятисот долларов.

Первые прототипы 4D дома были круглыми в плане. Пилон посередине был и главной несущей конструкцией, и центром, через который в дом проводились все коммуникации. От этого центра, подобно струнам фортепьяно, расходились горизонтальные тяги, поддерживающие полы этажей. Внешние стены не несли вовсе никакой нагрузки и были невероятно тонкими. Освещался дом благодаря сложной системе зеркальных призм. Модель дома была опубликована и принесла автору известность в среде американских архитекторов. В более поздних разработках вместо круглого Фуллер стал использовать шестиугольное основание для своих домов.

Небольшой вес домов Фуллера стал легендой. Говорят, что когда он познакомился в 1970-е годы с архитектором Норманом Фостером, то первым делом спросил его: «Сколько весят ваши дома?» Фостеру потребовалось некоторое время, чтобы дать точный ответ на этот вопрос.

Эскиз жилья «Димаксион» на 20 рабочих для русского колхоза, 1931 год.

Дома Фуллера не пошли, как он мечтал, в серийное производство. В мире сохранилось всего лишь несколько их экземпляров, в том числе собственный дом Фуллера и образец в музее Генри Форда, то есть оба в США.

Dymaxion (Димаксион)

Модель 10-палубного здания «Обтекамое жилье Димаксион», 1932 год.

Название «Димаксион» Фуллер дал сразу нескольким своим изобретениям: дому, трехколесному автомобилю и карте мира. Название придумал не он, а директор универмага в Чикаго, где в отделе интерьеров Фуллер должен был представить один из первых проектов дома. В беседе с Фуллером Уолдо Уоррен сначала заметил, что тот часто употребляет слова из четырех слогов, а потом, подумав неделю, сложил часто используемые архитектором слова в такую загадочную форму.

4D-автомобиль

В тридцатые годы не один Фуллер пытался разработать новую форму для автомобиля. Он даже не был единственным, кто предлагал сделать автомобиль трехколесным. Заднее колесо его машины должно было быть рулевым, а два передних — ведущими. Двигатель должен был располагаться сзади. По форме его машина напоминала самолет, так как Фуллер хотел минимизировать сопротивление воздуха.

«4D Транспорт» - гипсовые модели автомобилей по проектам Фуллера.

Проблема заключалась в неоптимальном распределении веса и в том, что обтекаемые формы идеальны для движения в свободном направлении, в то время как траектория машины жестко ограничена проложенными дорогами. Модель Фуллера так и не стала прототипом для серийного автомобиля.

Автомобиль «Dymaxion №3» на Всемирной выставке в Чикаго 1933-34 годов.

Карта мира

Во время войны Фуллер разработал новую проекцию глобуса на плоскость — альтернативу проекции Меркатора. Проецирование поверхности Земли на плоскость создает искажения: невозможно точно передать вместе масштаб, направления и конфигурацию океанов и континентов. Традиционная картография обычно делает выбор в пользу чего-то одного, жертвуя двумя другими критериями. Фуллер стремился найти более тонкий компромисс.

Карта мира в проекции «Димаксион»

Земля в проекции Фуллера представляется как четыре квадрата и восемь треугольников. Это куб со срезанными углами, разложенный на плоскости. В проекции Меркатора искажения неравномерны, они минимальны на экваторе и максимальны у полюсов, у Фуллера они равномерны по всей поверхности.

Фуллер утверждал, что проекция Меркатора идеальна для мореплавателей, которым нужно ориентироваться и правильно выбирать курс, тогда как его карта, больше приближенная к виду на Землю из космоса, идеальна для политиков, которым нужно представлять, что происходит в каждом месте земного шара.

Карта Фуллера, хотя и имела значимость теоретической разработки, более всего известна благодаря картине Джаспера Джонса «Карта», на которой изображена. Картина висит в музее Людвига в Кельне.

Купол вместо неба

Слева: павильон Calico Cotton в Бомбее (1958). Справа: выставочный павильон в Сент-Луисе, Миссури (1956).

Геодезический купол — это конструкция сферической формы, собранная из тетраэдров. Фуллера считают ее изобретателем, но это верно лишь отчасти. Первую сферическую сетку разработал инженер Вальтер Баурфельд для планетария компании «Цейс» в Йене в 1925 году. Впрочем, Фуллер занимался исследованием формы сферы самостоятельно. В 1948 году он демонстрировал студентам Mountain college первые бумажные модели геодезического купола, а в 1950-е годы запатентовал его как конструкцию и получил несколько заказов на ее сооружение, в том числе и от компании «Форд». Настоящая слава пришла к Фуллеру в 1967 году, когда геодезический купол был сооружен для павильона США на Всемирной выставке в Монреале (сохранился). Диаметром чуть больше 76 метров, он до сих пор остается самым большим в мире геодезическим куполом.

Spruce Goose Hangar - купол для фанерного аэроплана Говарда Хьюза «Spruce Goose». Лонг Бич, 1976.

Фуллер считал, что геодезическими куполами можно накрывать целые города. В частности, куполом диаметром в две мили (чуть больше трех километров) он хотел накрыть Манхеттен. Притом, что жители могли бы по-прежнему видеть небо, никаких связанных с этим неприятностей, вроде осадков, они бы не испытывали. Кроме того, купол позволил бы существенно экономить энергию, тепло и холод. Поверхность купола составила бы всего 1/85 часть от площади поверхности всех зданий на Манхеттене, а это значит, что энергии на создание искусственного климата внутри него ушло бы в 85 раз меньше. За проект никто никогда не брался всерьез.

Геодезический купол на Голливудских холмах - повторение купола, построенного в Монреале в 1950 году.

Во время визита в Россию в 1960-е годы Фуллер предложил перекрыть куполом двор здания Академии художеств в Петербурге.

Геодезические купола часто строят и теперь, в частности, для эко-домов в Канаде и Норвегии. Однако архитекторы пришли все же к тому, что как функциональная постройка купол не очень удобен: в нем сложно строить полки, практически невозможно обеспечить приватность помещений, неправильная циркуляция воздуха способствует быстрому разрушению конструкции.

Фуллерен

Открытия Фуллера — и проекция карты, и геодезический купол — связаны с его личными геометрическими штудиями.

Представим себе окружности на плоскости. Вокруг каждой окружности вплотную можно разместить еще шесть, вокруг этих шести – двенадцать, и так далее. Если соединить центры крайних окружностей, то получатся шестиугольники. Нечто подобное происходит и с объемными телами, сферами, только количество сфер будет другим: 12 в первом слое, 42 во втором, 92 в третьем. В каждом последующем слое количество сфер будет заканчиваться на два, а перед двойкой будет число, равное квадрату номера слоя. В третьем слое, например: 3*3 и 2, то есть 92. В пятом – 5*5 и 2, то есть 252. При этом получающаяся фигура в приближении всегда будет многогранником с шестью квадратами и восемью треугольниками в качестве граней, то есть той самой фигурой, которая была использована Фуллером в проекции карты.

Фуллер утверждал, что открытая им модель показывает механизмы работы самой природы, которая не пользуется, в отличие от человека, декартовой системой координат. Еще он полагал, что природе не знакомо число «пи», а предложенная им модель расположения сфер может быть моделью расположения атомов в молекуле, которые не вращаются вокруг центра равномерно, а совершают квантовые скачки от одной вершины многогранника к другой. Он оказался отчасти прав. В 1985 году, через два года после смерти Фуллера, ученые Роберт Кёрл, Харольд Крото и Ричард Смоли действительно открыли молекулу углерода, имеющую описанное Фуллером строение. Молекулу назвали фуллерен в честь человека, который предсказал ее существование, а открывшие ее исследователи в 1996 году получили Нобелевскую премию по химии.