我们都知道中国现在有一个“基建狂魔”的称号。它的主要意思是说快。然而在古代,中国的工匠们也可以配得上这一称号。

唐长安的皇宫,大概三倍于今天的北京故宫,十个月建成。

历史上曾经存在过的最大的木结构建筑,武则天时代的明堂,宽和深差不多都是90米,占地面积大概四倍于今天的故宫太和殿,高接近86米,比应县木塔还要高,这样的一座皇宫巨构不到一年建成。

唐太宗时代的名臣魏征为官清廉,家里都没有堂屋,李世民看不下去,就把皇宫中的一座小殿赐给魏征当他家的堂屋。这座小殿从皇宫搬到魏征的府邸,再到盖起来,一共就花了5天时间。
是不是很神奇?中国的古人是不是可以称得上“基建狂魔”?

现在世界上风行的装配式建筑,采用模数化,标准化,集成化,践行“少规格,多组合”的设计原则早在至少是唐代以前中国的工匠们就已经掌握并实践着。上面的例子就是证明。
又要做的快,又要达到一种符合中国人特有的审美需求,那么,中国古代的工匠们是怎么做到的呢?

梁思成破译的《营造法式》很好地回答了这个问题。他在对独乐寺观音阁的研究当中,发现这座建筑虽然有成千上万个木构件,却总共只有六种规格。这说明,它是一个高度标准化的设计。这是中国古代建筑非常重要的秘密。《营造法式》这样表达标准化的设计:“凡构屋之制,皆以材为祖”。这里的“材”字,指的是标准木材。

《营造法式》把这个标准材的断面规定为3:2,还让它具有高度科学的受力性能,并且把这个材分成八个等级,用来盖规模大小不等的建筑。

“凡屋宇之高深,各物之短长,曲直举折之势,规矩绳墨之宜,皆以所用材之分,以为制度焉。”这句话的意思是一座木结构建筑浑身上下各种重要的设计尺寸,其实都是以材为基本的模数。模数化的设计是中国古代建筑很重要的一点。

一个很形象的例子是斗拱。像漏斗形状的木结构构件,叫斗;所有长条形像弓一样的木构件则叫栱。所有栱的横断面其实都是一个标准材,不管它在什么地方,具体叫什么名字。不仅如此,所有用来连接斗拱的这些木方,它们的横断面依然是标准材。标准材占据了一个木结构建筑绝大部分的材料。我们可以想象,这些标准材可以在一个工厂里大量地生产,然后搬到工地现场进行加工和组装,这样就大大地加快了中国古代建筑的速度。

这就是中国古代建筑的标准化,模数化,装配式建筑的超前设计。
那么问题又来了,古人在建造大小不同的符合美学标准的建筑物的时候,又是怎么处理的呢?

这就要谈到古人运用比例的智慧,以及由此带来的建筑物给人的美的享受。

它是汉代的武梁祠画像石里的“伏羲女娲图”。女娲拿着一把圆规,伏羲拿着一把矩尺。他们在规天矩地创造万物。这是一个远古的神话故事。看来中华民族的祖先在远古的时候就为后来人定下了规矩——怎样用规矩来产生美的比例。

康德说:“美是不涉及概念而普遍地使人愉快的。”
黑格尔说:”美是理性(理念)的感性表现。”
我们看着很美好的东西,它的内部可能都有着融化在设计师血液里的东西,也是一种理性的东西。亦即是美的比例的人文表达。

西方建筑史上最负盛名的雅典卫城的帕提农神庙为我们揭示了西方建筑的美的比例。它的总高和总宽形成一个黄金比。如果总高是1,总宽是1.618,这样它的正立面就构成了一个所谓的黄金分割矩形。它的特点很神奇,如果扣除一个正方形,剩下的又是一个黄金分割矩形;再扣除一个小正方形,又剩下一个黄金分割矩形。可以反复做下去,无穷尽。并且还可以得到一条非常优美的黄金分割螺线。
那么中国古代的建筑的美的比例呢?

《营造法式》的第一张插图“圆方方圆图”为我们揭示了中国古代建筑的美的比例。

如果我们把上面这张图的这个正方形也画下来,可以发现这张图里的小正方形的边长与大正方形的边长是1:1.414。古人用简单的整数方五斜七来解释,7除以5等于1:4。虽然和现代的1:414差一点,但已经很接近了。《营造法式》更是精确到了1:41。它是按照《九章算经》及约斜长等密率,确定为“方一百,其斜一百四十有一”,“圆径内取方,一百中得七十有一”来的。

而且古人还有一个口诀,来对付方五斜七的不精确“周三径一不径一,方五斜七不斜七,里外让个大概齐。”“周三径一”说的是圆周率,圆周率的比值约3.14,亦是无理数,可“周三径一”的比值是3差了一点,所以说“周三径一不径一”。同样认识到7:5的比值是1.4,与1.414的精确值差了一点,所以说“方五斜七不斜七”。但是怎么解决“不径一”“”不斜七”呢?匠人的做法是,处理“周三径一”时减一点径长,往里面让一让,比值就接近3.14了;处理“方五斜七”关系时,加一点斜长,往外让一让,比值就接近1.414了。这就是“里外让个大概齐”。古人是不是很有智慧?

一个边长是1.414的矩形有什么好处?好处是切完一半以后仍是1.414的矩形,再切一半还是,再切一半还是。就像帕提农神庙的故事一样。这样就为大规模不同大小的建筑快速的建造成为可能。古人也才能成为“基建狂魔”。

虽然西方古代有了黄金分割的美学比例,但他们并没有掌握如中国古代的标准化,模数化,装配式的技术。

而中国古人对建筑美的比例的追求从5000年前就开始了。1983年考古学家在辽宁省牛河梁红山文化遗址发现了一座距今5000多年的神秘祭坛,它和北京的天坛一样,同样由三个同心圆组成。

北京天坛建于明代,其中作为祭天核心的圜丘坛,祈谷坛,和祈年殿皆为圆形的三重坛台建筑。相隔5000多年的两个圜丘究竟是一种巧合还是一种传承?而神秘的“三”又代表着一种怎样的理念呢?

天文学为农业生产提供时间服务,人们通过看天建立起了最早的时间体系。在古人看来,一年之中最重要的时间点有四个:春分、秋分、夏至和冬至,而这四个时间点,太阳的视运动恰好呈现了三个同心圆。夏至这一天,太阳是从东方的最北边这一点升起来,然后在天上绕过一个弧度,又在西方最北边的这一点落下去;在春分和秋分,太阳是在正东方升起来,在天上绕过一个弧度,又在正西方落下去;冬至这一天,太阳是从东边最南的这一点升起来,在天上绕过一个弧度,又在西方最南的这一点落下去。两分两至时太阳的运动轨迹在天上画出了三个同心圆。这三个同心圆表现的就是一年,古人把这三个同心圆称作“三天”或“三圆”。

1.414后面的无穷尽是一个最小的无理数,它似乎跟古人并不搭边,但事实并非如此。牛河梁红山文化遗址中的圜丘保存较好,考古学家对三个同心圆的直径进行了测量,分别是:最内一圈直径11米,中间一圈直径15.6米,最外一圈直径22米。计算之后,我们惊异地发现,三个同心圆共同构成了一个1.414的倍数关系。也许那时的古人没有从理论上认识到1.414这个美的比例这一点,但他们实实在在的在遵循着这个规律行事!

后来人总结出的“正五斜七”《周髀算经》和《营造法式》是从理论上确定了圆方方圆中1.414的美的比例。而源起于这个美的比例的追求,古人天人合一的更高层次的美的追求一直都没有停息过。