中國傳統文化表象于建筑邏輯空間的信息化淺析

（大連大學 建筑工程學院，遼寧 大連 116622）

建筑的信息化有狹義和廣義之分。狹義的信息化是借用外在的邏輯系統完善建筑，例如借用計算機軟件建立建筑的信息模型或為建筑附加智能控制系統；而是廣義的信息化是使建筑成為處理信息的邏輯系統。

當前的信息化革命不僅是電子科技推動的，更需要邏輯系統對它加以基本構架?，F代邏輯學提出的邏輯空間（logical space）和真值函項（truthfunction）[1]等概念催生了以邏輯設計為基礎的信息科學。因此，信息化建筑研究的關鍵是對將建筑的邏輯系統和作為此系統基礎的邏輯空間的探究。

中國傳統建筑的存在是信息化建筑的典型范例，源于其命題邏輯是基于完善的邏輯空間建立起來的。中國傳統建筑不僅是通過邏輯函數和構件發展出了高效和諧的邏輯系統和程序，并且具有完整的信息化結構。雖然某些信息化樣態已不適用于當代社會，但其關于信息化建筑的基本設定仍是可取的。

1 中國傳統建筑文化的命題邏輯

中國傳統建筑文化中的邏輯空間是其建筑中所有邏輯形式的集合。邏輯空間中的命題邏輯體系是實現邏輯系統的前提。

1.1 建筑客體和事實

根據現代邏輯學的語境原則，對建筑的認識不能脫離建筑的使用方式。例如帝國大廈在20世紀50年代是一個辦公場所；而在一些藝術作品中，帝國大廈則成為了愛情的象征。使用方式的不同使建筑客體在不同的事實（fact）[1]中呈現出了不同的可能性。

而且，事實不能簡單地通過列舉建筑客體來得到，只能從事實中分解出建筑客體。以故宮后三宮為例，乾清宮出自乾卦，《彖傳》云：“大哉乾元，萬物資始”，乾清宮是組成“王者向陽出治”這一事實的建筑客體。坤寧宮出自坤卦，《彖傳》云：“大哉坤元，萬物資生”，坤寧宮是組成“王者向晦晏息”這一事實的建筑客體（見圖1）。因此建筑不是孤立的事物（thing），而是組成事實（fact）的客體(object)[1]。

圖1 故宮后三宮邏輯關系分析

1.2 邏輯形式和記號

中國傳統文化不是將建筑簡單地視為一種事物，而是將建筑和社會秩序聯系起來共同認識。這樣建筑就形成一種意向性事實（intentional fact），這種事實的形式即建筑的邏輯形式。

西方建筑的形式大多是由空間，光線等具象要素組成的。中國傳統建筑文化中的要素則采用極限狀態下的抽象形式：即在抽離了所有描繪手段的極限狀態下，僅具有邏輯形式的要素就是記號。記號用抽象的形式和數字關系映射出社會等級秩序。例如廡殿、歇山、懸山、硬山頂；才有唐代“三品”以上唐舍不得過五間九架，“五品”以上唐舍不得過三間五架之說。這種記號與其他記號如字母a，b，c或數字0，1沒有區別（見圖2）。

圖2 記號是抽象的圖像

記號本身就是邏輯形式，記號是建筑表達和處理信息的最佳方式。因此，中國傳統建筑的記號系統與其他數制系統，諸如二進制或十六進制系統的作用是相同的。

1.3 命題邏輯

記號是基本的邏輯形式，因此它是有限的和固定的。但記號可以產生出包含所有可能存在事實的命題邏輯體系。中國傳統建筑文化中的命題邏輯是基于中國文化獨特的記號體系建立起來的。包括陰陽，八卦，六十四卦，五行以及表示方位的二十四山和表示時間的天干地支等概念；運算規則是以類推邏輯為基礎的陰陽同一律，河圖洛書律，五行相克律以及先后天八卦律等。這些基本概念和屬性都可以在真值表中得到解釋，并可以用現代邏輯符號表示。例如“∧”表示合取，“→”表示“相生”或“納”，“”表示“相克”，表示“互納”或“等屬于”等[2]。河圖和五行的類推規則“天一生水，地六成之；地二生火，天七成之；天三生木，地八成之；地四生金，天九成之；天五生土，地十成之?！笨梢员硎緸?。

將命題的一個部分換為變項，就會得到一組命題。仍以故宮后三宮為例：如果將每個建筑客體用a，b，c表示，將它們之間的關系用R表示，就得到了命題aRbRc（見圖1）。將aRbRc中的常項a換為變項x，x的值域為乾清宮，乾清門，養心殿，將它們分別用a,d,e表示，即x∈{a,d,e}。則xRbRc就給出了一組命題：aRbRc，dRbRc，eRbRc。xRbRc是這組命題的一般形式，即表達式。表達式規定了可能出現于其中的命題的形式。命題的表達式可以進一步發展為邏輯函數。命題的形式即是函數關系f(x)，建筑客體即是函數項x。

1.4 邏輯空間

中國傳統建筑文化的所有記號構成了一個邏輯空間，它包含了建筑中所有的邏輯形式，包括作為類推邏輯出發原點的八卦，五行，天干地支等規律（見圖3）。此邏輯空間是諸命題的活動空間，中國傳統建筑的邏輯系統都是基于此空間建立起來的。邏輯空間使建筑具有了處理信息的能力。

圖3 傳統建筑文化的基本命題[3]

2 中國傳統建筑的信息化特征

中國傳統建筑文化在邏輯空間的基礎上發展出了完整的信息化建筑體系。通過一些基本邏輯函數和構件組織出了各類功能的系統和程序，創造了智能高效的信息化建筑和城市。

2.1 邏輯函數及其表示

變項的引入使建筑可以建構邏輯函數。邏輯函數可以清晰的處理邏輯問題，是信息化建筑邏輯系統的重要組成部分。

明堂辟雍是帝王施政與天地自然變化一致的命題。《禮記·月令》記載：“孟春，天子居青陽左個。仲春，居青陽太廟。季春，居青陽右個，孟夏，居明堂左個。仲夏，居明堂太廟。季夏，居明堂右個，中央土，居太廟太室。孟秋，居總章左個。仲秋，居總章太廟。季秋，居總章右個。孟冬，居玄堂左個。仲冬，居玄堂太廟。季冬，居玄堂右個?！保ㄒ妶D4）

圖4 明堂辟雍形制分析圖

將這個命題用邏輯符號表達，即：（孟春?東北）∧（仲春?東）∧（季春?東南）∧（孟夏?東南）∧（仲夏?南）∧（季夏?西南）∧（土?中央，為虛）∧（孟秋?西南）∧（仲秋?西）∧（季秋?西北）∧（孟冬?西北）∧（仲冬?北）∧（季冬?東北）。

把命題中的常項都變為變項，就得到了明堂格局的表達式：

其中：x∈{孟春，仲春，季春，孟夏，仲夏，季夏，土，孟秋，仲秋，季秋，孟冬，仲冬，季冬}；y∈{東北，東，東南，南，西南，中央，西，西北，北，東北}。

清代故宮前朝的使用制度是皇帝皇后行中央帝門，御道以及御橋，王公行右側，百官走行左側（宮門的左右掖門不常啟）。這個命題用形式語言表述即是：[（皇帝，皇后→午門帝門）∨（王公→午門右王門）∨（百官→午門左王門）]∧[（皇帝，皇后→內金水橋御橋）∨（王公→內金水橋右橋）∨（百官→內金水橋左橋）]∧[（皇帝，皇后→太和門帝門）∨（王公→太和門右門）∨（百官→太和門左門）]。

將命題中的常項都換成變項，就得到了邏輯函數：

（x→y）∧（x→z）∧（x→w）

其中：x∈{皇帝，皇后，王公，百官}；y∈{午門帝門，午門右門，午門左門}；z∈{金水橋御橋，金水橋右橋，金水橋左橋}；z∈{太和門帝門，太和門右門，太和門左門}。

變項x所有的取值對應的邏輯函數值可以用真值表來表示（表1）：

表1 函數（x→y）∧（x→z）∧（x→w）的真值表

伯納德·屈米用對應空間中動作序列的運動圖來表示建筑中的事件（見圖5）；在邏輯電路研究中，真值表可以用時序圖的形式表示出來（見圖6）。結合這兩種方法，可以得到表達邏輯函數的圖示方法（見圖7、圖8）：

明代故宮左順門（現協和門）和右順門（現熙和門）（圖9）的使用方式是一組非命題。明代永樂中“午朝御左順門”，“晩朝或御右順門”。左右順門的使用互為非命題：

圖5 曼哈頓手稿對應空間中動作序列的運動圖[4]

圖6 邏輯電路的時序圖[5]

圖7 前朝的使用制度對應邏輯函數的運動圖[6]

圖8 前朝的使用制度對應邏輯函數的時序圖

圖9 左右順門位置[7]

左右順門還有其他用途，明代吉禮如冊封皇后，嬪妃等要典，冊，寶由左順門出；喪禮如皇帝死后，梓宮停于仁智殿，殿設幾筵，新即位的皇帝祭幾筵，后由金水橋御橋出右順門。這個命題用形式語言表達即是：。將命題中的常項換為變項就得到了邏輯函數：q，其真值表是表2：

表2 函數 p ? q的真值表

表2 函數 p ? q的真值表

p q左順門午朝 右順門晚朝左順門吉禮 右順門喪禮

邏輯空間和變項等概念的引入使建筑客體構成了邏輯函數，使建筑實現了對信息的處理。邏輯函數有三種表示方法：表達式，真值表和時序圖。

2.2 邏輯構件和集成

中國傳統建筑的邏輯構件，例如門闕、軸線、殿堂和廣場等，表達了建筑基本的邏輯形式。這些構件在邏輯系統中可以作為記號直接使用。信息化建筑的邏輯系統就是由這些構件的集成實現的。

2.2.1 門闕

門闕是限定命題適用范圍的構件?！罢嬷岛椀囊话阈问绞牵篬p，ξ，N（ξ）]，也是命題在邏輯空間中的基本構架，中國傳統建筑的所有命題遵從命題的一般形式。其中，N（ξ）代表的是該真值函項的形式序列中緊接著ξ的那一項，即是限定出命題在邏輯空間中的范圍的極限點。

在傳統建筑中，門闕是標示命題極限點的邏輯構件，它限制了命題的適用范圍。“三朝五門”形制就是門闕作為命題極限點的例子，“天子外朝在皋門之外，治朝在應門之內，內朝在畢門之內”這就對不同上朝制度的適用范圍進行了限制（見圖10）。

圖10 三朝五門之制[2]

2.2.2 軸線

軸線是合取不同函數的邏輯構件。中國傳統建筑群中同時存在多種邏輯函數。這些邏輯函數通過軸線連接成各種事實序列，在這種情況下軸線即是用來實現合取功能的構件。

例如故宮前朝使用制度的邏輯函數（x→y）∧（x→z）∧（x→w）中就隱含著中軸線給出的合取命題p∧q∧r。

2.2.3 判別構件

判別構件是判別建筑客體邏輯順序的構件。例如明代造墓等級制度用石碑和石刻不同記號判別陵墓的等級，公侯石碑螭首高3尺2寸，石刻為石四人，石馬，石羊，石虎等，四品以下官員石碑圓首高不過2尺4寸，石刻只能為石馬石虎；又如故宮外金水橋五橋中，御橋為雕龍望柱頭，其它四橋為二十四氣望柱頭[6]。這兩類構件都是判別構件。

在中國傳統建筑復雜的信息化建筑體系中，還存在種類豐富的邏輯構件，例如殿堂、廣場等，這些構件的形式和功能還有待進一步探究。

2.3 信息化建筑

中國傳統建筑是處理信息的邏輯系統，邏輯函數和構件在邏輯系統中可以被組織為實現各種建筑功能的程序（見圖11）。在中國傳統建筑中，這些程序同時存在于建筑中，形成信息化建筑的存儲功能；社會秩序指示不同事實在存儲中對應的程序，形成控制功能；命題邏輯體系提供了邏輯運算功能。這符合信息科學中存儲，控制和運算的結構（見圖12）。

圖11 內部層次

圖12 中國傳統建筑的信息化結構

古代中國封建社會的一些復雜的禮制就是通過發達的信息化建筑和城市實現的。當代仍可以利用復雜邏輯系統和程序實現高效、和諧、智能的信息化建筑和城市。

3 互動設計

中國傳統建筑的互動設計構造了使用者與邏輯系統的互動界面。建筑所形成的比較復雜的邏輯系統就感受尺度的使用者而言是很難全面認識的?；釉O計構造了一個羅盤-建筑系統，將邏輯空間微縮到使用者的感知尺度，形成使用者和邏輯系統的交互界面。使中國傳統建筑具有了完整的信息化結構（見圖12）。

《羅經解定》云：“羅經者，以其收羅天地之蘊，上撥星辰之躔度，下察山水之峙流，以形應氣，以數合理，無不森羅密布，而陰陽兩宅由是葉吉，如制絲者之有經方能制錦而成章也，故曰羅經?！绷_盤盤面層次繁多，內容龐雜，五行八卦，干支甲子、節氣方位，到天文歷法、州國分野無所不包[8]。這正是因為羅盤是人感受尺度上的邏輯空間（圖13）。建筑邏輯系統中程序的運行都是在建筑與羅盤之間互動進行的。古代中國人利用這種尺度轉換巧妙的解決了使用者與信息化建筑的互動設計問題。

圖13 日星堂制三和盤[8]

4 結論

當前的中國傳統建筑研究還未拓展到邏輯空間領域，中國傳統建筑特別是禮制建筑對建筑的信息化的指導意義沒有顯現出來。近年來甚至有建筑師提出中國傳統建筑研究應該重點圍繞鄉土建筑而非“帝王將相的建筑”展開。而在建筑信息化的角度上，中國傳統禮制建筑仍是研究的重點。

信息化建筑是在邏輯空間基礎上發展出的邏輯系統，并且應具有包括存儲，控制，運算和互動功能的完整結構。這種先進的思路不僅早已出現在了中國傳統建筑文化中，并且仍然給當前的建筑信息化探索以啟示。