石上纯也探索建筑本质使建筑创作成为充满无限可能的领域，他在建筑中融入艺术与科学式观点，创作出如空气般清透的建筑或是室内外界线模糊的概念性建物：
石上纯也曾在硕士设计论文中探讨「究竟什么是真正的透明？」直到现在，他仍在追寻如何创造出「崭新的透明性」，如2010年参展威尼斯建筑双年展的作品《Architecture as Air》，石上纯也以肉眼几乎无法捕捉的小尺度材料来创造大规模的建筑，透过建筑的尺度来表现「透明」的特质，创造了全新的透明性。
石上纯也认为，过去建筑被视为隔离人工环境与自然的遮蔽物，但现在已经不能单纯地区分人工与自然，「现在思考建筑已经无法切分自然与人工环境......，人工环境猛烈扩展，其影响已经及于整个自然环境，而自然也持续带给我们巨大的冲击，自然与人工的界线已渐渐变得暧昧而模糊，并融合出新的环境来。……我想试着在这个崭新的环境中思考建筑创作的可能性。」
事实上，石上纯也的创作透露出非常强烈的实验性格与狂想特质，综观他的作品，较难被一般人理解，但他强调这些创作的都是「建筑」，并且是关注于环境范畴的建筑，他认为「建筑」必须进化成「环境」，这个「环境」是包含了自然的建筑，可以持续延伸到远处，而人们在里头能感受到如风景般的空间扩展。以下就透过石上纯也历年的作品来说明他对建筑愿景的描述。
【Cuboid Balloon】（石上纯也的气球装置大小约为一个4层楼高的大楼，总重量为1吨，会随着空气中的气流飘动）
这个空间装置是让硬质的四角形巨大金属「气球」（日文称之为「风船」）漂浮在挑高式中庭，气球会因着空调与人所造成的微妙气流，无时无刻都产生些微的移动，于是气球与挑高空间所形成的狭窄隙缝，就随着气球的晃动而被压缩或放大，整个空间状态无时无刻都产生着变化，再加上气球的镜面材质映照了周边环境与人互动的景象，创造出一个瞬息万变并充满空间张力的动态空间，带给人们极为丰富的感官经验。
【Extreme Nature】
2008年，五十岚太郎（Taro Igarashi）和石上纯也以「极度自然」（Extreme Nature）计划赢得了威尼斯建筑双年展日本馆的策展资格。有别于历届参展建筑师将展览规划于展馆内，石上纯也则选择在吉阪隆正（Takamasa Yoshizaka）所设计的日本馆外盖了4个1：1的温室，并细腻地放入各式植栽。
(参展威尼斯建筑双年展的作品《Extreme Nature》以类似景观建筑的手法呈现，在温室空间的内外都能让人体悟到植物、家具、建筑与环境等都是同时存在于自然的真实）
这4个温室实际上却又与真正的「温室建筑」不同，石上纯也刻意地将内部与外部空间暧昧化，使得原本的界线变得微弱而模糊，原本二元论的「室内／室外」关系在此不复存在，人们即使在透明温室的内部，也能感受到室外风景，石上纯也并在室外摆放座椅，创造如置身室内环境的氛围，户外空间与金属构成的建筑体之间于是产生了空间的重迭，而几乎被净空的日本馆，则被还原成最原初而纯净的空间状态，只有白色的墙壁上用手画出的细腻建筑图像。
【Architecture as Air】
2010年妹岛和世担任威尼斯建筑双年展总策展人，石上纯也则受邀以《Architecture as air》参展，这个以碳纤维（Carbon Fiber）素材所制作的透明构造体，获得了该年金狮奖肯定，被认为是「超越了物质与视觉性、甚至超越了建筑的极限」、「使用超轻量的材料，追求建筑的极限。」《Architecture as Air》事实上是为了欧洲某个建筑物所作的1:1大小实作，石上纯也将建筑想象成微小零件的集合，就如空气般围绕我们身旁，并能够无止境地随着空间蔓延。
【森林与建筑之间：神奈川工科大学KAIT工房】
这个看起来晶莹剔透的方形量体位于神奈川工科大学校园内，是石上纯也的第一个实际建筑作品，它是学生可以自由使用的多功能工房。
这些林立、有着不同疏密程度的列柱看似随机配置，实际上却是开发了专用的设计软件，历经2年的时间微调，将所有柱子的配置经过严密的计算之后才加以决定的。主要的意图在于尽可能不去显现其中的恣意性，因着空间内柱子疏密程度的变化，自然地可以在当中设定出适合个人使用的空间，或是适合分组讨论的开放空间，就像是人在使用自然环境的状态。
(工坊内有无数列柱错落，在室内走动，这宽大空间内的风景就如万花筒般不断产生变化）
人们于是在这栋建筑物内的各种信道中来回游走，并在当中体验和发现各种空间，这个工房除了是一个既封闭又开放、如自然森林般的空间之外，同时也再次响应了石上纯也在建筑创作上对空间暧昧性的追求。
【创造地平线，神奈川工科大学KAIT Café】
这是石上纯也规划的让学生能在校园中放松的休闲空间，被要求置入的空间机能包括咖啡厅、休息区、多功能广场、烤肉广场、雨天练习场等。它是一栋拥有巨大平面的单一楼层式建筑，天花板平均高度为2.3公尺，内部连一根柱子都没有。
在这个案例中，石上纯也创造出一个伸手可及的低矮亲密空间，以及一直连续到地平线为止的广阔开放空间，藉由将这两个尺度缓和而温柔地溶解在一起，来创造出新型空间的尺度，就如同覆盖在地球表面上的大气那样，石上纯也试着去思考一种无比纤细、轻薄平坦、不断往外扩展之建筑的可能性。
如同大气与地表所创造出来的空间比例是较任何地方都还要开阔、较任何地方都要单薄的，这就是风景的比例啊，石上纯也的这个提案就如同是将一片巨大的蕾丝铺在大地之上，而那之间则产生了新的环境。
【天空的居住】
在这个只可能会出现在绘本中的梦幻提案里，石上纯也以几乎等同于广大地球环境的尺度，来思考如同溶解于既存环境中那广大而密度极端稀薄的都市状态。
(石上纯也的建筑装置《天空的居住》呈现由极细长的建筑集结的城市）
这是将一栋栋建筑物同时套进我们日常的尺度及地球环境尺度所产生的比例效果，例如，相对于楼板的大小，这是楼高非常高的高层建筑，有如处于空中一般的开放性。由于前往上方楼层的距离非常远，因此只要往上一层，就会有完全不同的景色扩展，和一般的积层建筑一样，虽然楼层是不断反复的，不过各个楼层都具有完全不同的环境，在这个由完全不同环境所层积的建筑里，各楼层的风景、天气与气象，都是充满变化的。
【云的层积与堆栈】
石上纯也认为若整个世界变成蚂蚁世界的那种尺度，那么草、叶与花之类的植物也能做为构造体来被感知，比如雨滴，想必就会成为炮弹般的存在，于是，石上纯也以云为例，来进一步说明。
（石上纯也以自然生物界比拟人与建筑的关系，在展场中他以铁丝网和半透明布料编织制成「人工云层」）
蚂蚁的大小约3公厘，而云的颗粒大小则约是直径0.01公厘，在这个模型中，人就等同是蚂蚁的大小，将这个模型做成1／1000来思考的话，就会变成[人的大小：这栋建筑物楼板的厚度]等于[蚂蚁的大小︰云的颗粒大小]这样的关系。也就是说，同样比例尺的人类在这个模型中步行的感觉，或许就会像是蚂蚁在云上漫步的感觉吧，那就如同把轻薄的平坦板状的云加以层积、堆栈起来一样，这同时也是对于建筑（包括构造体）与自然环境「拥有相近的尺度感」所尝试的思考。
【探索建筑的崭新尺度与规模，迈向环境的建筑】
石上纯也在著作《建筑のあたらしい大きさ》（如下图）中对其创作思想有以下细腻的描述：
……我想创造出如自然环境般的空间尺度感，如风景般开放、像天空般宽广、像云那般地轻盈、像雨一般纤细，这些是到目前为止的建筑未能具备的尺度，过去创造建筑往往都是为了隔离我们与所存在的自然环境（或说自然现象本身）之中加以隔离。
……然而，现在我们已经无法将自然与人工环境切开来思考建筑，我们所制造的人工环境无比猛烈地扩展，其影响已经及于整个自然环境，自然环境也持续带给我们巨大的冲击。自然环境与人工环境的界线已经渐渐变得暧昧，持续地产生出新的环境来。
……我想试着在这个崭新的环境当中来思考建筑创作的可能性，『建筑是遮蔽物』这个意象并不适合仍在持续诞生中的新环境，并不是把建筑当成遮蔽物，而是把它视为环绕着我们的『环境』。」
（石上纯也为意大利「Living Divani」设计的《Family Chair》，由钢管勾勒出有机形态，共有5种不同造型，就像是椅子家族般）
（上图：《Garden Plate》是一张矮咖啡桌，看起来清透无比，桌面上凹陷的区块可以用来摆放饼干、杯盘或小盆栽等，也创造了一个小型的风景）
（上图：2010年为「Living Divani」所做的《Drop Table》）
石上纯也在可能性的极限边缘，在确认了物理条件的前提下，构想着过去谁都未曾经验过的空间，在想象力这一点上，或许和美国发明家型建筑师富勒（Buckminster Fuller）极为接近，但石上纯也则带有更多梦想的色彩—如地形、气象等广义的环境都成了他的设计对象，扩张了建筑的可能性。
对石上纯也而言，「新的环境＝建筑」，那是建筑的崭新大小，是建筑的崭新意象，同时也是来自于石上纯也一种天真、大胆、温柔接触环境的空间寓言与建筑狂想。
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