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漫談自然與設(shè)計的不解之緣
摘要:人類的生存發(fā)展需要設(shè)計和造物,但設(shè)計和造物一刻也離不開大自然的恩賜。她慷慨地為我們提供物質(zhì)資源;人類為適應(yīng)不同的自然環(huán)境創(chuàng)造了不同功能和形式的器物;自然規(guī)律又以“巧生”啟發(fā)了人類的許多發(fā)明創(chuàng)造,因此, 自然與設(shè)計有著不解之緣。
關(guān)鍵詞：自然 設(shè)計
人類是大自然的產(chǎn)物,并依靠自然資源而生存。自然為不同地域的人類提供相同或截然不同的資源，人類造物活動才有了可能性 ；人為適應(yīng)自然要創(chuàng)造不同功能和形式的器具、用品，人類造物活動才有了多樣性，從這個角度，我們把自然稱為“設(shè)計之母”。當然，如果沒有人類的智慧，自然永遠是自然，絕無可能成為人造物。正如明代科學家宋應(yīng)星（1587-1666年）反用古語所取的書名——“天工開物”。中國科技史家潘吉星對此作了這樣的分析 ：“‘天工開物’思想強調(diào)人與天（自然界）相協(xié)調(diào)，人工（人力）與天工（自然力）相配合，通過技術(shù)從自然界中開發(fā)出有用之物，這種思想還有個內(nèi)涵是，自然界本來蘊藏著取之不盡，用之不竭的美好而有用之物，但
不會從天而降、輕易取得，而是‘巧生以待’，必借人力和人的技術(shù)通過水火這種自然力的作用，再用金屬、木石工具從自然界開發(fā)出來，為人所用�！雹湃欢�, 自然的存在先于人類,如果沒有自然的慷慨賜予, 人類的設(shè)計只能是無米之炊。
一、自然是設(shè)計的物質(zhì)之源
自然界所生萬物皆可為人類設(shè)計的物質(zhì)基礎(chǔ)，反過來說，沒有自然界的金、木、水、土、空氣，人類根本無法生存，又何談設(shè)計和造物。但是,不同自然環(huán)境為人類提供的物質(zhì)基礎(chǔ)，有的相同，有的又很不相同。這對于設(shè)計的發(fā)生階段有很大的影響。
人類最初利用的相同物質(zhì)可以列舉出石、木、動物的骨角、黏土以及水和火，所以世界上多數(shù)原始民族都有石器、木器、骨角器和陶器，并且先后發(fā)明了弓箭、獨木舟，在原始社會的最后階段又發(fā)明了銅器。它們在形制上雖有差別，但在器物的種類上卻是相同的。
不同的自然環(huán)境會提供不同的物質(zhì)資源，形成有差異的設(shè)計。如紡織品，埃及最早的紡織原料是野生亞麻，隨著原始農(nóng)業(yè)的發(fā)展，人們種植亞麻用于織布。從開羅博物館所藏的一件緊身衣來看，埃及古王國時期的亞麻布衣料質(zhì)地光滑細膩，幅寬達60英寸，細紗有幾十米長⑵。美索不達米亞的蘇美爾人“最早的紡織品原料是羊毛”⑶。中國最早的紡織原料除野生的葛和麻纖維以外，最引人注目的是天然蠶絲。傳說黃帝妃嫘祖發(fā)明養(yǎng)蠶和繅絲，其后在相當長的時間里，只有中國出產(chǎn)絲織品。以上所說的亞麻、羊毛和絲這幾種不同的紡織原料，都是不同自然生態(tài)條件下形成的異性。
二、自然是設(shè)計的“課題”之源
人類在不同地域會遭遇不同的生態(tài)環(huán)境，我們常說的海洋文化、大陸文化、大河文化等不同文化類型,也包含著不同的設(shè)計。這些設(shè)計所以不同，是因為當?shù)鼐用褚m應(yīng)環(huán)境、利用環(huán)境，進而要改造環(huán)境，就會出現(xiàn)需要解決的問題。在不同的生態(tài)環(huán)境中，這些問題可能不同，因而解決的方式也有不同。如果我們把問題看成“課題”，那么解決問題的方案就是設(shè)計。從這個意義上，可以把自然生態(tài)看成設(shè)計課題的來源。
人類最初的設(shè)計往往以順應(yīng)自然環(huán)境的方式來解決問題和矛盾,這與當時的技術(shù)技能、實踐經(jīng)驗和對自然的認識水平相關(guān)。如人類的居所直接聯(lián)系著基本生存問題，這不僅關(guān)系著人身安全，也關(guān)系著如何便于獲取和利用生活資源的問題。最初的人類居所由樹上巢居轉(zhuǎn)移到地面的天然山洞穴居。新石器時期，永久性居所遷到河湖附近的階地，已無天然穴居的可能，于是出現(xiàn)豎穴或地穴式建筑，使用木骨泥墻和木柱支撐地面以上的頂蓋。到晚期，則出現(xiàn)了夯土墻、石砌墻和土坯墻的地面建筑。這些建筑形式遍布于我國南北各地溫帶氣候區(qū)。而東南沿海地區(qū)的臨水干欄式建筑和北方黃土高原窯洞式建筑，則因適應(yīng)自然環(huán)境形成了截然不同的形式。
干欄式建筑的“干欄”，是從少數(shù)民族語言轉(zhuǎn)譯而來的。我國新石器時期的河姆渡文化、良渚文化都發(fā)現(xiàn)有干欄式建筑的遺跡。⑷其中，河姆渡文化的遺存較為典型。"河姆渡文化盛行一種栽樁架板高于地面的干欄式建筑。在河姆渡遺址各文化層，都發(fā)現(xiàn)了與這種遺址有關(guān)的圓柱、方樁、板樁、梁、柱、木板等木構(gòu)件，共達數(shù)千件。干欄式建筑是我國長江以南地區(qū)新石器時代以來重要建筑形式之一，目前以河姆渡發(fā)現(xiàn)為最早。"⑸
同類的建筑在歐洲也可以見到。如瑞士日內(nèi)瓦湖邊，1854年干旱的冬季，水面降到很低的程度，暴露了新石器和早期青銅時代建于湖淀木樁上的房屋的基礎(chǔ)�！斑@種湖上居所類似今天在西里伯斯島及其他地方所見到的方式。不但古代站臺的木樁還保留著，而且在下面泥炭堆里還找到了大量的木器、骨器、石器、陶制器皿及裝飾品、剩余的食物等等。甚至還發(fā)現(xiàn)有網(wǎng)罟和衣服的殘片。”⑹
以上這些建筑，都需要大量木材，可以想見當時在這些遺址周圍森林茂密，有理想的取材之地。北方黃土高原的情況就很不相同，在木材漸見稀少的情況下，在新石器時期晚期出現(xiàn)了窯洞式住所。我們都知道，窯洞建筑在黃土高原上，至今還在廣泛使用。"迄今為止時代最早的窯洞式建筑發(fā)現(xiàn)于甘肅的寧縣陽遺址，屬仰韶文化晚期遺存。龍山時期窯洞式建筑則發(fā)現(xiàn)較多，主要見于甘肅東部、寧夏南部、內(nèi)蒙古中南部、陜西和山西的黃土高原地區(qū)。這些窯洞式建筑基本分布在青藏高原以東、太行山以西、秦嶺以北的黃河中上游第二級階梯上。這里屬溫帶半干旱氣候區(qū)，海拔較高，地下水位普遍較深，黃土堆積也較豐厚（最厚可達200余米），且多梁峁、臺塬，為窯洞式建筑出現(xiàn)并長期流行提供了自然環(huán)境基礎(chǔ)。"⑺
根據(jù)考古學家分析，窯洞建筑在局部地區(qū)流行，與當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的變化有關(guān)。一是建筑和生活用燃料大量使用木材，使這一地區(qū)森林資源極度萎縮，又不像南方那樣容易再生 ；二是約公元前3000 -前2000年的龍山期氣溫呈下降趨勢，黃土高原地區(qū)氣候向干涼發(fā)展。以上兩方面因素使木材用量少而又冬暖夏涼的窯洞應(yīng)運而生，在生態(tài)環(huán)境無法改善的情況下，這種建筑形式得以長期流傳，至今已達數(shù)千年之久。
三、自然是設(shè)計的“巧思”之源
有一位學者在談?wù)撎斓卦煳锱c人類制作的關(guān)系時說 ："規(guī)律如河道，行船有順逆。大自然總是采取‘順流而下’的方式展示自然規(guī)律，而人類往往以‘逆流而上’的蓄勢來運用同一條規(guī)律。……與滾滾波濤順流而下的自然造物相比，人工制作不過是逆流而上的幾葉小舟�！雹�
人類的設(shè)計雖然在窺探大自然的奧秘，并按自然規(guī)律來進行自己的創(chuàng)造，但往往不是先作出科學的總結(jié)，再進行實踐的探索。早期的人類，只能憑經(jīng)驗直覺指導實踐，符合自然規(guī)律的才能成功，違背自然規(guī)律的就會失敗。在第一只獨木舟下水之后幾千年，古希臘物理學家阿基米德才提出關(guān)于浮力的定律 ；
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