以方圓圖為例的形式法則研究與設計應用

[摘 要]通過分析中國傳統器物與古代建筑的形式法則，旨在探討貫穿其中的“方圓圖”之形成原因及經典化過程。盡管方圓圖進入了多門學科的視野，但研究成果集中于古代都市規劃與建筑史領域。將方圓圖視作一種貫穿多個領域的普遍形式法則，并通過對視覺造型的個案研究，揭示其理論在古代中國的應用與觀念建構，進而探討設計造物如何通過符號意象向使用者傳達價值，同時為現代設計語境下的造物活動提供新的視角和思路。

[關 鍵 詞]方圓圖；形式法則；現代設計；符號

[中圖分類號]J0-05 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-7556（2024）30-0009-05

文獻著錄格式：邢瀟文.以方圓圖為例的形式法則研究與設計應用[J].天工，2024（30）：9-13.

什么是中國古代的形式法則？中國古代形式法則的核心元素是什么？方圓圖這種傳統設計中的經典視覺表達便堪稱其縮影：它扎根于千年文化，體現在藝術、建筑、制圖、傳統造物等多個方面，是一種富有深刻寓意的圖案。筆者利用傳世文獻與出土文物相結合的二重證據法、設計幾何學的形式分析法，發掘方圓圖在歷史中的具體應用，并為其在現代設計中的轉化提供參考。

“現代化”與科學主義進程自16世紀開始由歐洲逐步擴散，中國傳統的方圓觀念也在當時與歐洲文化產生了首次碰撞；而隨著工業革命的到來和全球化進程的不斷深入，傳統文化賴以生存的土壤被迫改變，古代造物觀中占據核心地位的方圓圖，也在現代工業設計的沖擊下失去了它的原始語境及載體。如何讓方圓圖在現代社會中重煥生機，實現傳統語言的當代轉換，并激活當代中國的設計創作，將是筆者通過切身設計實踐嘗試回答的問題。

一、方圓圖及方圓思想的發展脈絡

（一）歷史淵源：河圖洛書

本文中的“方圓圖”指圓形與方形兩相嵌套的圖像模式。這種方圓并舉的概念，最早可追溯至中華文化的源頭之一——河洛文化，即從新石器時代開始延續至今的河洛地區文明發展的總和，其中具有傳奇性色彩的“河圖洛書”，便是孕育方圓圖及相關思想的母體。盡管河圖洛書的確切形象尚缺乏考古學證據的支持，但根據《尚書》《易傳》等文獻的記載，加之兩漢讖緯之學、宋代陳摶（871—989）和朱熹（1130—1200）層層地建構與再造，便形成了經典化的河圖洛書形象：呈現為數量各異、相互關聯的黑點與白點集合。這是中國古代數學思維的產物，但也在一定程度上推動了結構化、數理化的思想的發展。

方圓圖在《周髀算經》中的另一個重要意義，即為“蓋天說”提供了形式參照模型。所謂“蓋天說”，即半球形的天穹覆于方形大地之上，奠定了中國古代延續數千年的“天圓地方”宇宙論基礎。隨后，方圓圖也因其與數理和宇宙的關系而成了一種普遍化模式，由宏觀宇宙（天文、輿地）推廣、化用到微觀宇宙（都市、建筑、身體）之中。《周髀算經》不僅最早載錄、闡釋了方圓圖，更從思想與象征層面為后世實踐中的方圓圖應用奠定了基礎。

（二）方圓圖在《營造法式》中的具體表現

在經驗領域，最著名的方圓圖乃是北宋將作監李誡主持修撰的《營造法式》中的第一幅“圖樣”—“圓方方圓圖”（見圖4）。由一幅圓內接正方形的“圓方圖”與一幅正方形內切圓的“方圓圖”合稱“圓方方圓圖”。①

《營造法式》中“看詳”的第一條內容為“方圓平直”，其不僅是建筑實踐的首要法則，更是以方圓圖為參照的核驗標準。這一條分別引用了《周官·考工記》《墨子·法儀》《周髀算經》《韓非子·奸劫弒臣》中的四段話進行解釋。其中，《周官·考工記》一書記錄了周代各工種的工藝規范和制造流程，引文為：“圓者中規，方者中矩，立者中垂，衡者中水。”代表了以方圓規矩為核心的衡量標尺。關注社會現況及君臣之道的《墨子》和《韓非子》，則在前者的基礎上進一步闡明了以方圓為“法”的思想。《周髀算經》則進一步強調了從數理到二維幾何、直線幾何、曲線幾何層層相生、轉化的道理，暗示出以基礎的方圓形式建構復雜體系的思想。②它們從不同角度層層遞進，闡明了以“方圓平直”作為標準的行為規范、專業規范、尺度規范以及思維模式，而這一模式也貫穿于后世的建筑實踐之中。

（三）中國方圓圖與歐洲制圖學的邂逅

盡管中國的方圓圖在歷史發展中產生了數理化傾向，但在理論和應用層面都未能發展出如歐氏幾何（Euclidean geometry）般精密的量化體系，這與北宋中晚期興起、在后世占據主導話語權的文人思想息息相關，其中的一套重要思想即推崇觀念上的抽象和意蘊，貶抑視覺上的精確和寫實，即所謂“重道輕器”。比如在明清時期興起的象數和易理這兩大易學流派，強調術數與實用主義的象數派多遭貶低，而相對抽象的易理派則更受推崇。在應用領域，實用數學、幾何也多被視為匠吏之事，為文人所不屑。因此，同一時期數學化、幾何化、精密化的歐洲繪畫與制圖學，便多被中國文人視為“匠氣”而難以認同，科學制圖則更難產生。在此背景下，方圓圖的發展在北宋《營造法式》后便趨于停滯。

不過，在晚明文人章潢（1527—1608）編纂的大型類書《圖書編》中，方圓圖赫然出現在“地理卷”的卷首，冠名為“天圓地方圖”以表示宏觀宇宙結構，顯示出《周髀算經》中“蓋天說”的淵源。不過，這種高度抽象圖式（尤其是以方形為代表的“地”）卻難以契合經驗世界中高度復雜的地形。

盡管將方圓圖的抽象結構套用至經驗世界的做法似乎難以令人信服，但當利瑪竇（Matteo Ricci，1552—1610）在明清之際引入精確的、數理化的新型天文、地理模式時，也面臨著巨大的文化阻力，原因之一便是如何讓深信“天圓地方”的中國人接受所謂的“地圓說”和“地球”的概念。為了解決此問題，利瑪竇的中文世界地圖并未采用當時歐洲流行的墨卡托投影法（投影邊緣呈方形），而是采用奧特里烏斯的橢圓投影法（投影邊緣呈圓形），并在左上角、左下角分別繪制了“北半球”和“南半球”。即便他已經把地球投影到了一個二維平面上，但其仍通過圖形向中國人強調三維的“地球”而非扁平的“地方”。這是天圓地方的觀念在西方大航海時代和中國相遇之后所產生的一次強烈的碰撞。盡管地圓說引起了少部分中國文人的興趣，但其始終未能取代根深蒂固的“天圓地方”觀念而成為主流。

自此之后，中國社會愈發主動走上現代化、科學化的道路，利瑪竇帶來的地理模式開始成為主流與常識，而以方圓圖為代表的傳統宇宙觀則淡出了歷史的舞臺。但不可否認的是，這套以方圓圖為載體的思想在中國古代的微觀造物、建筑領域仍產生了巨大影響，而如何解碼這一獨特的造型語言，并使其完成現代轉化，則是擺在當代設計實踐者、研究者面前的重要課題。

二、中國傳統造物中的“方圓”應用及圖形分析

（一）中國傳統“方圓”造型的紋飾應用

（二）中國傳統“方圓”造型的結構應用

1.中國傳統“方圓”造型在建筑中的應用

如前所述，融合了古老深刻哲學思想和美學原則的方圓圖，被廣泛應用于中國傳統建筑的規劃、布局、裝飾等多個方面，成為一種具有普遍性和可持續性的設計原則。在注重模塊化思想的中國傳統建筑設計和營造中，工匠利用“規矩方圓”這一傳統設計方法，將整個建筑劃分為一個個模塊，從而使得建筑能夠更加精準地進行規劃和建造。

基于前面方圓圖的歷史與理論基礎，加之筆者對多處古代建筑的實地考察，下文將以園林這一較具代表性、較注重幾何規劃的中國古代建筑為例進行剖析，以揭示方圓圖的具體運用及運作機制。

2.中國傳統“方圓”造型在器型設計中的應用

與傳統器物上的平面紋飾相比，結構復雜的器物在維度上更加豐富、立體。因此，可結合空間的概念，將方圓圖在建筑領域的應用方法運用于立體器物的結構分析。

盡管不同時期的建筑與器物都有具備同構關系的主題、元素、結構、尺度和材料，但并非一成不變。僅就尺度來說，尺的標準也是在歷史過程中逐漸變化的。尺法是傳統營造研究最核心的內容之一，而基準尺長是研究營造尺法的先決條件。本文所研究的器物基本能與方圓圖的結構圖相對應，但存在些許偏差的原因可能與尺的變化和材料有關，像玉制、銅制的器物結構上更貼近方圓圖的比例，工藝與結構復雜的陶制器物的比例與方圓圖對比會有些出入，筆者認為，這與陶土燒制前后水分的收縮有關。此外，民用器物幾乎不符合特定的尺度，符合方圓圖比例的器物多為皇家、官府所用，在滿足實用性的同時，又要滿足一定的精神和審美的需求。這些樣本都能較為明確地體現出方圓圖在中國傳統造物中的實際應用。

三、以方圓圖為法則的設計應用

筆者對于方圓圖在數學、幾何、藝術等中的實際應用興趣頗深，也試圖在日常的生活中驗證規律。除了物自身的存在規律外，不同的觀看方式也會形成不同的規則。圖9是筆者用方圓圖對家中方形的物品進行分析的圖像，不難看出，其與方圓圖的比例基本符合。但這種觀察方式是在對方圓圖進行研究后形成的觀察習慣，帶著這種“濾鏡”觀看，便不難發現其相同的特質。

在對方圓圖的歷史背景及應用分析進行研究后，筆者旨在從信息、物質、能量三個方面進行設計轉化。首先，用圖像承載信息：方圓圖是研究的基本圖像信息，用平面語言創作能更加直觀地表現創作的過程與邏輯。其次，用實體承載物質：除方圓圖的圖像信息外，其內部蘊含的重要比例關系與模數網格設計手法，可借助參數化生成的邏輯做三維的表達，去除結果導向，體現實驗性與探索性。最后，用影像承載能量：“天圓地方”中的具象“形象”和抽象“觀念”可借由動態影像為媒介進行表現，傳達筆者對于時空（時間、空間）及其內涵的想象。

（一）設計轉化方法

在作品的“信息”表達中，基于對方圓圖圖形、比例、結構的掌握，筆者在基礎的結構上設定新的規則，使其形成了區別于傳統應用中使用方圓結構形成的傳統紋樣。例如圖10從左至右便展示出了網格系統的生成模式：首先是方圓內接相切的基礎模式（見圖10-a）；在其基礎上延長正方形線條至外框，形成圖10-b；再在此基礎上去掉內接圓（見圖10-c），并在每個可作為基礎單位的矩形框中做對角線，便形成了基礎網格框架（見圖10-d）。最終在基礎網格上對線條、形狀重新進行組合，便可得到圖11的豐富視覺效果。

在作品的“能量”表達中，筆者依據上述結構框架，令方圓圖產生動態變化，同時結合NASA（美國航空航天局）所收錄的宇宙聲音，傳達一種抽象的思維模式，并通過鏡面反射的展示方式表現方圓圖在多維空間中的變化（見圖15）。

（二）作品呈現空間

作品借助由方圓圖構成的半圍合空間進行整體的展示，空間結構以傳統木構建筑的榫卯方式搭接而成，以保持展陳空間與作品概念及形式的統一。在作品的“信息”層面，筆者使用透射式儀進行展示，其中增加了觀眾自主使用與觀看的環節，觀眾可將想要查看的“信息”放置在投影儀上進行觀看，觀看的尺幅比紙媒更大，每個人選擇觀看“信息”的同時也是對“信息”的再一次整合，甚至可以疊加“信息”，呈現新的內容（見圖16）。

實物與影像共同構建了內部的空間并承載“物質”與“能量”的部分，將方圓圖的平面構成由局部向整體延展，構建出更大的網格系統來承載作品，所構建的系統具有不斷延伸的特性，在此基礎上可以不斷地進行新的嘗試，探索方圓圖在空間中更多的可能性。

四、結束語

方和圓蘊含著天地之形、陰陽之數，是最基礎的圖形之一，也是中國從古至今常常被提及的一種思想模式。

此課題的研究從方圓圖這個看似簡單的圖式出發，追根溯源，論述了其歷史背景、發展脈絡，最終將視角落在其早期出現的具有實用價值的數學方向和形制方向，用實例證明圓方方圓圖式是中國古代重要的形式法則，其核心元素不是對圓形和方形的簡單應用，而是其中體現的規律、比例關系與形而上的表達。

隨著歷史的演進，中國傳統的幾何設計原則在現代設計中不再占主導地位，本文的探索是希望能使其在現代的語境中繼續發揮作用，讓觀者了解其造物的邏輯并進行延伸思考，發現生活中不同事物之間的聯系，建立自己觀察事物、建造事物的方法，透過現象看到本質，方能物物而不物于物。

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（編輯：王旭平）

注 釋：① 本文題目與內容中所使用的“方圓圖”即“圓方方圓圖”的簡稱。除特殊說明外，后文中的“方圓圖”均指“圓方方圓圖”。

② 《周髀算經》原文為：“數之法出于圓方。圓出于方，方出于矩，矩出于九九八十一。萬物周事，而圓方用焉；大匠造制，而規矩設焉。或毀方而為圓，或破圓而為方；方中為圓者謂之圓方，圓中為方者謂之方圓也。”