一票难求的上海天文馆，建筑本身隐藏着许多天文学秘密

上海天文馆自从7月正式开馆以来，已经成为上海重要的参访目的地。时至今日，几乎每天的预约参观门票都能售罄，节假日更是一票难求。

黑洞拿铁、地球棒棒糖、璀璨星球蛋糕，天文馆咖啡厅和纪念品商店的诸多衍生品已成了网红产品，吸引着人们前往打卡拍照。此外，上海天文馆的展陈也是颇费心思，设计者将星辰大海装在封闭的展厅中，观众可以沉浸其中，触摸体验，并对宇宙科学产生更多好奇心。第一财经在现场看到，很多父母会和孩子一起学习和讨论相对论、弦理论等高深的知识。

事实上，天文馆本身的建筑形态，同样蕴含着很多天文学的奥秘。例如整座天文馆及其三大主体元素——圆洞天窗、倒转穹顶和天象厅球体，共同诠释着物理学中经典的“三体问题”。

对于参观者而言，首先吸引他们注意的通常是位于天文馆主入口处的圆洞天窗。整个圆洞天窗好似一个日晷，无时无刻都在捕捉光影，记录时间。当光斑与地面的圆形标志完美重合，就宣告着夏至日正午时分的到来。

球幕影院所在的天象厅球体是另一个让人惊艳的设计，其球体建筑有一半悬浮于地面之上。当游客环绕建筑行走，球体将逐渐进入视野，仿佛一颗逐渐靠近的星球，置身于球体下方时，游客还会体验到失重的感觉。

从大厅720度螺旋形坡道登顶，天文馆中庭顶部的倒转穹顶是建筑师为参观之旅设计的高潮部分，这里“屏蔽”了城市的喧嚣和周围的一切，游客可以将注意力集中在包罗万象的天空上，享受与宇宙的真实邂逅，并为天文馆体验之旅画上圆满的句号。

“我们始终在思考，如何打造一座能让观众更近距离了解宇宙的建筑——而这不仅限于展览和公共教育活动，甚至是让观众和星星直接互动，无论他们的年龄与教育背景如何，只要简单地观察建筑和阳光的互动关系，就能理解天文原理的要义。”

上海天文馆的主设计师、Ennead建筑设计事务所设计合伙人托马斯·黄（Thomas Wong）日前接受了第一财经的采访，并分享了建筑设计中的奥妙和巧思。

在他看来，上海天文馆所在的临港新城距离上海市中心商业区有一段距离，受到城市光污染较少，非常适合进行天文观测，对于游客来说，前往上海天文馆的跋涉，也将是一段值得回味的旅程。他也特别透露，天象厅与滴水湖的比例，就像是地球与太阳的直径，“这是一个不可思议的巧合，仿佛项目落户此地是命中注定一样。”

因为太空没有直角，所以天文馆也没有直角

第一财经：上海天文馆的造型独特，其设计概念是来自天文学的三体问题。能否简单介绍三体问题，并解释天文馆整体造型与之的对应关系？

托马斯·黄：我对天体物理学的理解非常有限，不过，在我看来，三体问题是一个经典的物理问题，它侧重于从数学的角度来预测三个独立天体在相互之间万有引力作用下的轨道路径。这当中涉及相当复杂的计算过程，即使借助于计算分析，也很难对其进行建模。

上海天文馆的一个设计核心就是体现动态轨道运动概念，将建筑与这一宇宙最基本的现象联系起来。我们在设计上，通过使用各种弧形和复合曲线，来体现这一动态的运动轨迹。同时，围绕博物馆的三个中心“特征”，塑造出建筑的整体外形，营造出不同元素之间相互施力和彼此吸引的感觉。

第一财经：建筑主体周边有一些环形、旋涡状的设计，是否也是整体设计概念的一部分，它们分别又有什么实际用途吗？

托马斯·黄：是的，我们在制定正式建筑概念的同时，还制定了同样重要的其他建筑元素，它们与游览顺序和参观动线相对应，用以表达轨道运动的概念。因为太空没有直角，所以天文馆的设计也没有直角。

最重要的是，我们希望用设计语言来表达空间感、创造体验，让人们意识到轨道运动对我们来说最重要的意义：地球的日常自转及其围绕恒星的公转。

第一财经：球幕影院会给人带来球体悬浮、自己失重的感觉。能否分享一下这种独特设计所运用到的技术或者原理？

托马斯·黄：该设计的一个核心目标就是给建筑施加一些“魔法”效果，从视觉上再现太空中的失重状态。实际上，我们实现这一景观的方式非常简单。我们设计了一个跨度非常大的混凝土穹顶，并且在穹顶的顶部预留了一个特别大的圆洞，然后将天象厅球体置于圆洞中，整个球体（与穹顶）间仅有6个支撑点。球体周围由日光穿过缝隙从而形成环形光影，让人产生混凝土穹顶并没有没有接触或支撑球体的错觉。

第一财经：从历史文脉角度，上海天文馆的设计是如何联系起中国的天文研究的丰厚积淀，以及其关于星辰大海的雄心的？

托马斯·黄：我们希望在设计上彰显中国悠久的天文学传统，这些传统经过数百年的天文学知识和文化沉淀，不断丰富。上海天文馆的落成本身也说明了天文学在中国人心目中的重要性，体现中国未来太空探索的雄心壮志。在上海天文馆，不但可以纪念过往，畅想未来，也能激励下一代去更多地了解宇宙的奥妙真理。

天文馆落户临港新城，仿佛就是命中注定

第一财经：在参观天文馆的展陈、展项时，其内部空间给我们带来很多新奇独特的体验。在做建筑设计时，是否与展览设计方面进行了充分沟通与配合？特别是，开放式的环形中庭与傅科摆的结合，仿佛是宇宙一般浩瀚的内部空间与具体展览内容的结合，甚至还有对于通道、墙地面、建筑材料的设计运用……其中有哪些部分，是你们做了针对性设计的，可以分享一下吗？

托马斯·黄：我们的确与Xenario的展览设计团队进行了一些合作和交流，但我们的工作时间安排并没有真正重叠，因此我们不得不在很大程度上依靠客户的团队来对接。我们的客户上海科技馆有一个专门的团队，负责馆内展览项目的解说内容。他们制定了基本主题大纲，以及一些他们认为应该包含在游客体验中的具体内容。通过密切合作，我们提供了一个设计方案，融合了天文馆体验的整个环节。

天文馆最初的想法就是将傅科摆放在主中庭，其他部门负责实施过程，而我们的确在建筑结构上进行了一定调整，使这一装置成为可能。我们还与我们的合作伙伴上海建筑设计研究院（SIADR）进行了密切合作，他们负责项目整体施工，并帮助我们实现了整体设计的最终呈现。

第一财经：上海天文馆所在的临港新城，整体的风格是有一点未来感的。包括正圆形的滴水湖，从滴水湖地铁站出发，可以乘坐造型很有科技感的中运量公交车，会途径大片新建成、正在招租的商业区。对于上海天文馆与其周边环境的关系，是如何考虑的？

托马斯·黄：我们认为，将天文馆设在临港新区的主要原因是因为这里可以更好地直接观察夜空，这里距离上海市中心商业区有一段距离，因此这里受到城市光污染较少，天空也更加晴朗，非常适合作为专注天文学研究的科学博物馆。虽然这意味着游客需要经过一段跋涉才能到达天文馆，但我们觉得这个过程也是体验的一部分，远离城市的喧嚣，踏上一段旅程，去见识有别于人造环境的自然环境。

正如你所说，临港新区本身便充满未来感。我们很早就注意到，天象厅球体的大小与滴水湖直径的比例与地球直径和太阳直径的比例大致相同，这是一个不可思议的巧合，仿佛项目落户此地是命中注定一样。

第一财经：建筑周边的场馆，有一些尚未开放。我注意到倒转穹顶，本来可能是一个极具回味的收尾。但可能因为安全问题，也没有开放。对于场馆、空间的维护和运营，你有什么意见和建议？

托马斯·黄：倒转穹顶是整个观展体验的高潮部分，游客们可以直接与天空对话。由于大部分展品都是模拟性质的，这样一个环形向上的环境可以为天文馆之旅画上一个完美的句号。我们希望倒转穹顶能够尽快向公众开放，但是受诸多因素影响，它的开放仍需要一定的时间。

第一财经：整个项目耗时多长时间？如何在疫情期间维持对整个工程项目的监督和把控？

托马斯·黄：我们于2013年秋季开始参与设计竞赛，历时4个月，于2014年3月提交了我们的设计方案。很快，我们就收到了赢得设计比赛的通知。2014年9月，我们开始进入系统的方案设计阶段，在接下来的一年半时间里，我们与客户以及上海建筑设计研究院的本地建筑师和工程合作伙伴密切合作。这是一个紧张的过程，由于天文馆方案不断地变化，我们的设计也在不断地优化。

在获得政府批准并最终敲定部分建筑细节后，项目于2017年1月开始施工。我们驻上海的团队会定期访问施工现场，以确保项目按计划进行，我本人大概每两个月进行一次现场考察，协助解决一些悬而未决的设计问题。我上一次参观工地是在2019年9月，当时，基础建筑和场地建设基本完工，布展工作也已经开始。

新冠疫情爆发的时候，我们的工作已经差不多完成了，所以项目工作并没有因此受到影响。但是，由于出行限制，我很遗憾错过了场馆的开幕式，也没能看到所有展品的安装及投入使用。我期待能尽快前去参观。

第一财经：Ennead设计了美国自然历史博物馆罗斯地球与空间中心、位于崇明岛的长江口中华鲟自然保护区、深圳演艺中心等项目。在你看来，什么样的建筑是比较理想的具有科普和文化意义的公共建筑？

托马斯·黄：我们尽量让我们的工作都与公共场所相关，无论是博物馆、剧院、研究实验室还是水处理厂。在参与度较高的情况下，建筑创造的空间和场所可以成为社区的中心和主角，从而塑造社区和城市市民生活。在这些项目中，我们不仅可以让市民参与其中，还可以使游客全身心投入，通过建筑来加强和扩大其对该机构的体验。

对于科学博物馆和历史博物馆来说，这种体验可以将灵感和教育联系在一起，让人们领略真正的科学知识。但实现这一目标并不局限于这些机构，我们秉持的基本设计原则之一就是，在所有工作中，都将建筑的积极影响范围推广到公众。举个例子，新城污水处理厂（Newtown Creek Treatment Plant）是我们在纽约地区最受欢迎的项目之一，这个设计赢得了一大批狂热的追随者，我们听说还有人在这里订婚，甚至举行婚礼！