Birçok kişi hesaplamalı tasarımın ortaya çıkışının 20. yüzyılın son on ve 21. yüzyılın ilk on yılına karşılık gelen, bilgisayarların erişilebilir hale geldiği ve hesaplama güçlerinin arttığı dijital dönemin altın çağına denk geldiğine inanır. İçlerinde büyük bir çoğunluk, Grasshopper eklentisinin bu yeni altın çağın doruğuna işaret ettiğini savunabilir. Ne de olsa 2008 yılında Patrik Schumacher Parametricism’in modernizm sonrası sıkıntı içindeki mimarlığın biricik kurtarıcısı olan yeni akım olduğunu müjdelemişti.1 Kimileri de ilk olarak 90’larda Frank Gehry, Greg Lynn ya da Branko Kolarevic’in tasarımda bilgisayarın limitlerini zorladığını savunabilir. Hesaplamalı mimarinin bilgisayar ile hiçbir ilişkisinin olmadığını fark eden daha küçük bir azınlık ise, deneysel modelleri ile hesaplama düşüncesini mimariye tanıtanın Frei Otto olduğunu iddia edebilir. Bu azınlık içerisinde modernizmin erken dönemi ile ilgilenenler katener kemer modellerinin ilk yapısal bilgilendirme modeline örnek olması sebebiyle Antoni Gaudi’nin hesaplamalı tasarımın öncüsü olduğunu kabul edebilir.

Ancak, herkes yanılmış olurdu. Gaudi’nin sadece 400 yıldan fazla önce, Leon Battista Alberti hesaplamalı düşünce şeklini benimseyen, belgelenmiş ilk polimat mimar olarak ele alınabilir. Alberti’den mimarın rolü tanımına ek olarak daha bahsedeceklerimiz olduğunun ipuçlarını2 ara ara veriyorduk ya, kendisinin tasarım yaklaşımını açma zamanı artık geldi.

Münih olimpik stadyumu

Alberti'nin mimarın inşaatçılardan ayrılması ve herhangi bir yapı malzemesi ile binasını ayakta tutacak herhangi bir teknik cihazı kullanarak tasarım yapmakta özgür olması gerektiğine inandığından bahsetmiştik. Kendisi, Rönesans Adamı’nın en somut örneğiydi; yazar, sanatçı, mimar, şair, rahip, dilbilimci, filozof ve kriptocu olarak elinde çok çeşitli teknik cihazlara sahip, disiplinlerüstü bir zihniyetteydi. O, disiplinlerarası geçmişe sahip karmaşık sorunları çözmek amacıyla çeşitli kökenden farklı araçları birbiri ile kaynaştırdı, birleştirdi. Bu birleşimlerin en belirgin örneğini kusursuz reprodüksiyonlar üretilmek üzere geliştirdiği modellerde görebiliriz. Mimarı inşaatçıdan ayrı tutarak ortaya çıkan iletişim boşluğunun üstesinden gelmek ve taraflar arası aktarılamaz resimlerin yerini alması için alfabe, diyagram ve algoritmayı harmanladı.3 Bu durum, zamandan bağımsız genel iletişim biçimine dahi yansımıştır. Resim, mimari ve heykel üzerine yaptığı üç ünlü bilimsel çalışmasında da illüstrasyonların eksikliği dikkat çekmektedir. Bunun yerine, iletişim biçimini analog olan her şeyi sayı listelerini ve bir dizi hesaplama talimatı ile değiştirerek sayısallaştırdı.

Alberti, Descriptio urbis Romae adlı kitabında kutupsal koordinat sistemi kullanarak Roma haritasını sayısallaştırmıştır. Kitap, Alberti'nin bu işlem için geliştirdiği aracın açıklaması ve bir sayı listesinden oluşuyor. Bu listedeki sayılar araca tanımlandığında kutupsal koordinat sistemi, ölçeklenebilir vektörel çizim yapmayı mümkün kıldığından, kullanılan aracın boyutuna bağlı olarak Roma'nın haritası istenilen herhangi bir ölçekte yeniden oluşturulabiliyor. Aynı sonuçları tekrar tekrar üretmek ya da türevlerini elde etmek üzere değiştirilebilir kodlanmış talimatlar seti olan bu kitap, mimaride tüm sayısal CAD çizimlerin atasıdır diyebiliriz. Her ne kadar Ptolemy bunu on üç yüz yıl önce önerdiğinden araç fikri kesinlikle yeni olmasa da, aracın gerçekleştirilmesi için gerekli açıklama ve bilginin yeniden yaratılmasına ilişkin veriler bu metodun belgelenmiş ilk kullanımını göstermektedir.

Alberti, aynı ilkeyi üç boyutlu nesnelere de uygulayarak özgün metodolojiyi aşmış oldu. Heykel üzerine tezi De Statua’da insan vücudunu tarayan ve üç boyutlu koordinatlar listesine dönüştüren bir yöntem önerdi. İki boyutlu kutupsal koordinatları kullandığı araca benzer şekilde süjenin başının üzerine döner bir enstrümanı bir çekül ile birlikte tüm noktaların ölçümünü yapıp koordinatlarını belirlemek üzere yerleştirdi. Bugünün üç boyutlu tarama teknolojisinde olduğu gibi, Alberti süjenin herhangi bir zamanda, herhangi bir yerde, farklı ölçeklerde ve sonsuz biçimde çoğaltılabilmesi için süjenin nokta bulutunu yaratıyordu. Alberti 15. yüzyılda, CAD-CAM’in C‘si henüz icat edilmeden 500 yıl önce file-to-factory (F2F) kavramını icat etmiş oldu.

Şimdi de 400 yıl sonrasına ileri saralım, Antoni Gaudi isimli fiziki bilgilendirme modellerini ve diyagramları tasarım araçları olarak kullanmayı tercih eden Katalan Modernista’dan bahsedelim. Uyguladığı “eski tonoz teorisi”, denge konumunu bulmaya dayanmaktadır. Ürettiği fiziki bilgilendirme modelleri, Robert Hooke ve Gottfried Wilhelm Leibniz'in katener kemerler üzerine yaptıkları bilimsel araştırmaların gerçek dünyadaki uygulamasıdır. Bu fiziksel modellerin ana bileşeni, her iki ucundan asılmış, statik yükü (bu durumda çekmeye çalışan) bağlantılar arasında eşit olarak dağıtarak katener eğrisine dönüşen bir zincirdir. Bu konfigürasyon dikey olarak çevrildiğinde ve taş ya da tuğla gibi bir malzemeye dönüştürüldüğünde statik yük basınca çalışarak optimal bir kemer oluşturur.4 Fiziksel modellerle yaptığı bu denemeler sonucunda, geleneksel Katalan duvar örüm tekniklerini kullanmak için yeni bir yol keşfetmiştir. Bizi hayran bırakan büyük açık planlara, ferah hollere ve karmaşık yapısal geometriye sahip binalar da işte bu tekniğin ürünleridir.

Üzerinde çalıştığı fiziksel modeller, yapılan her ayar sonrası optimum kemerin tekrar derlenebilmesi için fiziksel olarak yeniden hesaplanmayı tetikleyeceğinden Gaudi’nin organik formların sonsuz iterasyonlarını keşfetmesine izin verdi. Ayarlamalardan bahsetmişken parametrik tasarım yazılımlarının özelliklerinden biri de herhangi bir parametrenin değiştirilmesi sonucu üç boyutlu dijital modelin her daim kendini güncellemesidir. Gaudi'nin askıdaki zincirleri de tam olarak bunu yapar: Zincirin bitiş noktası, mesela kat planını bir köşede büyütmek veya küçültmek üzere hareket ettirilirse, zincir modelinin şekli tamamen değişir ve optimize edilmiş yeni bir katener oluşturur.

Gaudi’nin, bilgisayarın icadından çok daha önce keşfettiği bu hesaplamalı tasarım süreci, ardıllarının Gaudi’nin tasarım ve üretime yönelik yaklaşımını anlamasını sağladı. La Sagrada Familia Katedrali için 40 yılın üzerinde çalışmış olmasına rağmen geometrinin sadece katener eğrilerinden oluşan ilk düzenini bitirebilmiş, ikinci düzen geometrileri (ruled surface – regle yüzey) hiçbir zaman ölçekli modellerinde önerdiği şekilde duvar örümünde uygulayamamıştı. Bazıları bıraktığı yerden basitçe bir çıkarım yaparak ilerlemenin imkansız olduğunu söyleyebilir. Geride bıraktığı bu muamma, bugün Mark Burry'nin liderliğinde yürütülüyor. Yapının ne derece karmaşık olduğunu göz önüne alırsak, tamamlanma yolunda olan projenin inşa edilmesini sağlayacak, yeterince kapsamlı bir kodeksi geride bırakmış olması sizce de olağanüstü bir başarı değil midir?5

Fiziki bilgilendirme modelleri aracılığıyla mimari tasarımda keşifler yapmış en tanınmış çağdaş mimarın Frei Otto olduğunu söylesek, sanıyoruz itiraz eden çıkmaz. 1961 yılında deneylerine sabun film modelleri ile başlayan Otto, sabun filmi önce askıya alıp sonrasında ise üzerine yerleştirdiği düğümlü ipleri aralarında yüzey geriliminin en aza indirgenip dengeye ulaşacağı minimum yüzeylerden oluşan final formu oluşturmak üzere çekiyor. Yüzeyin daha fazla kontrolünü sağlamak adına özel tasarlanmış çatallar kullanarak açıklıklar oluşturmayı, iğneler ve tokmaklar da yüzey topoğrafyasını manipüle etmeyi mümkün kılıyor.

Otto, 1964 yılında Stuttgart Üniversitesi'nde Hafif Yapılar Enstitüsü'nü kurdu ve Montreal’de gerçekleşen Expo 1967 için tasarım grubuna öncülük etti. Ortogonal hacimleri kırarak hava ve ışık üzerinden yeni mekansal ilişkiler oluşturduğu bu pavyon, tasarım ortamında yeni bir nefesti. Başarısı kanıtlanmış bu yöntemin ardından Günther Behnisch ile çok daha iddialı bir proje ile görevlendirildi. Evet, Münih Olimpiyat Stadyumu’nun tasarımından bahsediyoruz. Stadyum çatısı önceki yaklaşımına benzer şekilde sabun filmler ile tasarlanmış, simülasyon için uygun yükler ile donatılmış bir dizi kamera tarafından yakından izlenen ölçekli modeli inşa edilmiştir. Otto, bu yapının hesaplanması için bilgisayarları yoğun bir şekilde kullanmış olsa da, aşağıdaki sözünden de anlayacağımız gibi analog dünyada serbest deney yapılmasının gerekliliğine inanmaktadır:

Bilgisayar, yalnızca kavramsal olarak içinde olanı hesaplayabilir ve siz de bilgisayarda yalnızca aradığınızı bulabilirsiniz. Buna rağmen serbest denemeler yaparak aramadıklarınızı da bulabilirsiniz.6

Alberti alfabe, diyagram ve algoritma arasındaki ilişkiyi bütünüyle değiştirerek yeni bir hesaplamalı analog iletişim yöntemi geliştirdi. Bu iletişim modeli üzerinden Gaudi, ortodoks yöntemlerle belgelendirmesi imkansız, oldukça karmaşık bir binanın yapım sürecini tasarlamak için fiziki bilgilendirme modelleri kullandı. Otto, bu düşünceyi bağımsız denemelerden çıkan tesadüfi sonuçları değerlendirmek için kullandı. Bilgisayarlar hesaplamalı tasarımın asli bileşeni olmadığından hesaplamalı düşüncenin dijitalin öncesinde geldiğini gördük. Peki ya süreçten ayrı tutulamayacağı örnekler hiç mi yok? Eh, bunu da yaz sonrası tartışmak üzere şuraya bırakalım.

NOTLAR
1 Schumacher, P. (2008) Parametricism as Style - Parametricist Manifesto.
2 Konu hakkında daha fazlası için Şubat 2017’de XXI’de yayınlanan helloWorld’e bakınız.
3 Carpo, M. (2011). The Alphabet and the Algorithm. Cambridge: MIT Press.
4 Huerta, S. "Structural design in the work of Gaudi." Architectural science review 49.4 (2006): 324-339.
5 Burry, M. "Antoni Gaudi's Computational Legacy." Human Centric Computing Languages and Environments, 2003. Proceedings, 2003 IEEE Symposium on. IEEE, 2003.
6 Songel, J.M. (2010). A Conversation with Frei Otto. New Jersey: Stanford Architectural Press.