中國古建筑的生態屬性探討
本文從相關漢字發軔，探索中國古建筑以土木結構為主、人與生物和諧相處的生態屬性。中國古建筑建立在中國這塊生生不息的母體上，因地制宜、隨類賦形、就地取材，通過對自然的意象仿生，創造了動靜相生、無靜不動的美學觀念。生命體的活性結構，將“天人合一”充分體現于古建筑，使中國古建筑能抗災應變千年屹立。同時本文論證了中國古建筑不是封閉系統，而是活性開放的“耗散結構”。
中國以迅捷的步伐跨入現代化社會的一大標志是截然改變了傳統的居住環境與生活方式。現代建筑帶給人們科學、合理、舒適的居住環境是顯然的，但同時，我們也失去了很多。這猶如從一出生就喝牛奶成長的孩子，按現代科學養育法，的確可以養育出一個很健壯的兒童，但我們會反思母乳養育不可或缺的重要性，其不可替代的是：產生于母體的、活性的、具有一脈相承親情的、原生態生命力的屬性。當我們遷入現代化新居，回憶兒時隨祖輩居住成長的過程時，則會感受到當下缺失的正是這些原生態的屬性。
中國古代建筑構筑在華夏大地這塊廣袤的母體上，人生伊始，先民們就承受著母體滋養，學會就地取材，因地制宜，艱辛構筑，創造生活。從“有巢氏”時期南北方人民普遍的“巢居穴處”到“陰陽消長、五行生克”、“天人合一”的生態整體觀念的形成，先民們在不斷實踐中，不斷發現、不斷思索、不斷總結，他們既是工匠，又是哲人，他們的一切實踐與思想都無不源于母體，他們的一切創造，無不具有母體所賜予的、原生態生命力的屬性。
探索古建筑最具說明力的素材是實物，盡管越數千年而遺存的古建筑有限，但還是有充分的遺存顯示出中國古建筑所具有的特質，本文試從以下幾個層面來探索中國古建筑的生態屬性。
一、從漢字看中國古建筑的生態屬性
漢字作為世界文化史上唯一從古延續至今、形態一脈相承、從未中斷、可以解讀古籍的文化符號，其形、音、義都包含著極其豐富的文化信息。漢字通過象形、指事、形聲、會意、轉注、假借這“六法”的獨特造字方式，構成內圓外方的“方塊”字，始終保持著一貫的完整體系、高度歸納的形象符號特質。因此，幾千年來漢字的傳承，創造了中華文化，奠基了東方文化，記載了中國文化思想與科學技術，使得中國歷史傳承有據可查，今人可以通過漢字研究古籍，通曉古人哲學思想、文化藝術、思維行為方式等。而漢字的書寫，又是一種線性的造型符號藝術，從中我們可以對中國古代的社會形態有所發現。
漢字的創造是從“象形”的圖畫期開始的，“黃帝之史倉頡見鳥獸蹏迒之跡，知分理之可相別異也。初造書契，依類象形，故謂之文。”即使今天看來，從仰韶文化的刻劃紋至殷商的甲骨文都具有十分生動的形象性與高度的歸納性，都是由圖畫濃縮歸納而成的符號集。因此，漢字的很多單字就具有很大的形象直感性以及使用過程中產生的多義性、轉義性，我們從中可以有不少發現。
1.土木結構
漢字目前存用的以“木”字為部首的單字共有1012個，以“土”字部首的單字共有459個。這其中有相當多的單字是與建筑有關的。毫無疑義，這是中國古建筑以土木結構為主體的一個佐證。另外還有以“金”、“石”為部首的單字，其中也有相當多與建筑有關的單字。
首先，我們看“建筑”的“筑”，繁體為“築”，漢朝許慎《說文解字》曰：“擣也，從木筑聲”，可見中國古建筑以木為本。“堂”字，“殿也，從土尚聲。”古代的殿堂必須夯土為高層臺階。《流沙河認字》中說“構”字：“繁體的‘構’字最早沒有木旁，只有右旁，象屋構形。……構架上釘椽條，椽條上布蓋瓦，屋頂就完工了。設想完工前從空中俯瞰，構架之形正與篆文構的右旁相像。構造，結構，構成，諸詞由此生成。構架兩排互相交合成棚。”又如“基”，《說文解字》說：“牆，始也。從土其聲。”“城”，《說文解字》說：“以盛民也。從土從成，成亦聲。”“壁”，《說文解字》說：“垣也，從土辟聲。”“壇”，《說文解字》說：“祭場也，從土宣聲。”“柱”，《說文解字》說：“楹也，從木主聲。”“樞”，《說文解字》說：“戶框也，從木區聲。”“樓”，《說文解字》說：“重屋也，從木婁聲。”“柵”，“說文解字”以“編豎木”釋之。又，從《流沙河認字》解讀“極”字很有形象想象力！“極是屋梁最高那一根。瓦蓋平房，坐大廳中，仰面可見。屋上橫梁好幾根，最高也最粗巨最中間那一根，才名極，或稱棟，極字繁體作桎，從木亟聲。因為極在最高處，所以皇帝即位謂之登極。”正是以土木結構為主的中國古建筑方始引申出眾多的以“木”、“土”部首歸類建筑的字與詞。
2.從漢字看“以人為本”的古建筑
古代的“穴”字，《說文解字》曰：“敝也，從宀人在屋下……”再看“容”字，“盛也，從宀谷，古文容從公。”一個“安”字，解讀得更有性格：“靜也，從女在宀下。”從這些例舉的文字參照半坡遺址仰韶文化房屋遺跡來看，先民最初的穴居或半穴居等方式，是以人為本的，以人的生活活動尺度為建筑的基本數據的。而從“容”字、繁體“傘”字來看，均能感悟到是南北方不同的大型建筑的構架，僅存的唐代建筑佛光殿的頂層還能看到人字型棵架這種典型的唐代構架。
3.從漢字看古建筑中的人與生物的和諧相處
人類最早馴服的動物，恰恰是人類最危險恐怖的動物——狼，馴服的狼被稱作犬，《說文解字》日：“天大地大人亦大，故大象人形。”犬很早就成為人類家屬中重要的一員，幫助人類狩獵、護家園，始終跟隨著主人。因此“大”上加一點，是指事，猶如“王”的腰側加一點為“玉”，因為古代王者才能佩玉。“王”，董仲舒曰：“三畫而連其中謂之王，三者天地人也，而參通之者王也。”《說文解字》曰：“王，天下所歸，往也。”由此也可以推溯，犬早就是人類的助手與寵物。而其它家畜則是養在家中與人共處的，典型的是“家”字，可見先民的豬是養在家中的。“牢”字，可見牛也是圈養的，“窠”，燕子每年春天來筑巢，就在家家屋檐下。直到現在，古建筑里總是聚居著燕子、蝙蝠、鼠類等動物，墻上蔓生藤類、苔蘚，屋頂長出蒼耳等雜草，生物會尋找最適宜其生存與生息繁衍的場所，古建筑的土木結構的生態屬性讓人與其他生物千年共居，和諧相處。 二、中國古建筑的因地制宜、隨類賦形、就地取材
窯洞是先民開創延續至今的因地制宜、隨類賦形、就地取材的居所典型。因為窯洞是最簡捷有效的因地制宜的產品，有很顯著的實用價值，有與環境融為一體的生態活性，因此被延續至今。半坡遺存仰韶文化穴居、半穴居或地面居所的形象完全可歸納為一個“穴”字。而后來地面居室皆用土墻，是以木圍，夯土為墻，因此《說文解字》解說“栽”字是：“筑墻長板也。”“斡”：“筑墻耑木也。”即以木板、木條圍欄，中夯以土為墻，巧妙地因地取材，保持生態加以重構，后來擴大為城為國，最初均是以此法構筑城墻，框定疆域。先民又重厚葬，“事死如事生”，盛行于漢的“黃腸題湊”，也是依山取材以大量鑿為方柱的柏木堆壘成的框形結構為墓室。建筑上也使用大量木材于宮殿，杜牧在《阿房宮賦》中說：“六王畢，四海一，蜀山兀，阿房出。”即是大量以木結構為主的古代宮殿的寫照。“宮”字即宮殿的立面圖，一個繁體的“華”——“華”，就是宮殿斗拱重疊繁復的結構圖。
北方順應氣候干燥少雨等自然條件，選擇“穴居”，南方潮濕多雨多澇則選擇“巢居”。河姆渡及良渚文化遺存有大量烤焦的木欄條，可考證早期干欄式離地構架的房屋，以避蟲獸及洪水。西南地區先民選擇洞居，一“宕”字，《說文解字》說是“洞屋從宀”，應是以石質山洞為屋。而東北地區選擇“干打壘”，云南多“竹樓”。迄今貴州山區以當地石板為瓦鋪設屋頂。而陶都宜興以燒制多余的甕甏為墻，皆因地制宜，就地取材，巧用地脈生態，盡使得其所哉！
三、中國古建筑的仿生屬性
我們的祖先，具有強烈的崇尚自然、敬畏天地、遵循四時、融和萬物的意識，企求“天地與我并存，萬物與我為一”（《莊子·齊物論》）以至于“天人合一”的境界。風水堪輿術數文化是中國先民對自然環境認識的總和，是對生存活動與居住建筑的行為指導。
由于崇尚自然，天地萬物、日月星辰、山川風云使古人“仰則觀象于天，俯則觀法于地，觀鳥獸之文與地之宜，近取諸身，遠取諸物……”，這種長期的觀察與思辨，遂使諸子百家爭鳴，于是“法天象地”摹擬模仿各類生態成為中國最初最原始的科學實踐的萌芽。因而古人“見飛蓬轉而知為車”，魯班被齒草嚙而創鋸，華陀仿五禽戲而強身，諸葛見炊煙起而創孔明燈。
1.中國古建筑中意象的仿生
《老子》的“有無相生，難易相成，長短相較，高下相傾，音聲相和，前后相隨”以至“大音希聲，大象無形。大巧若拙，大辯若訥”，逾經二千余年文化實踐與思辨，幾乎成為中國人文化審美境界的圭臬。藝術行為中自覺不自覺地“知其白，守其黑”、“知其雄，守其雌”，于是石濤說：“黑無白不立，白無黑不顯”，畫山水“既要有天馬騰空之勁，也要有老僧補納之沉靜”，用筆就求“無往不復，無垂不縮”，于是“靜若處子，動若脫兔”，相反相成，一陰一陽，成為中國人審美之“道”。中國古建筑，尤其是殿宇建筑，房頂成為一大莊嚴法相，無論硬山、懸山、歇山、卷棚、廡殿、十字脊、勾連卷、四角攢尖、圓形攢頂雖然變化有別，但總體顯示的是莊嚴、凝重、恢宏、壓抑。而中國的美學觀念，卻偏在這沉重壓抑中尋求超脫、飛動、奮發、飄逸，在沉重的古建筑中給人印象最新鮮的卻是飛檐之美，房檐無論水戧發戧、老戧發戧、嫩戧發戧，無不脫穎而出，飄然而動，躍躍欲飛。所謂“飛檐”，正如《詩經》、《斯干》篇所描繪周宣王宮殿的“如跂斯翼，如矢斯棘，如鳥斯革，如暈斯飛”，完全是模仿飛鳥的各種動態，打破建筑的沉重冷寂，使靜中見動，動因靜生，動靜相生，無靜不動，展示出一派生命躍動之美，這是二千八百年前的仿生審美觀念，古代建筑一脈傳承，以至到唐朝李白歌詠道：“檐飛宛溪水，窗落敬亭山。”
以青龍、白虎、朱雀、玄龜配附建筑象征四方，也僅是意象的仿生，而故宮及一些宗廟建筑，配以飛龍纏柱，尤其以山西晉祠殿柱飾以木雕蟠龍，獰厲張揚，盤睨磅礴，“如翠斯飛”。華表則附以云紋、水火山石風雷紋，屋脊屋檐上雕塑以龍、鳳、蛇、雀、麒麟以至仙人，無不振翅欲飛，飄飄欲仙，屋脊尤以山西大同上華嚴寺以碩大琉璃龍塑為鴟吻，展示出生態化的無靜不動之美。
古建筑因為以木結構為主，“木生火”，為規避火災等，則尋其反稱，很多結構名稱就趨水，如屋頂裝置就叫“藻井”，以避免火。寧波全國最大藏書樓，就取名“天一閣”，源于“天一生水”，取自自然生態。立意體現《易》中所說的“一陰一陽之謂道”的哲理。意象成為中國美學一大特色。
2.中國古建筑中的結構仿生
2012年7月，北京遭遇61年未見大暴雨，地下排水系統受到檢驗并引起責詢。相對建造600余年的北京故宮、北海團城等古建筑，自建筑以來未見暴雨積水記載，迄今保持著良好的排水系統與排水效果。
據相關研究，故宮、北海團城排水首先是因地制宜、因勢利導。如故宮占地72公頃，宏構鱗建、連檐接棟，而排水充分利用自然坡降打造了干支分明、脈絡縱橫、明暗層次有綱有目的排水系統，布有干溝、支線、涵洞、溝眼等排水設施。
故宮內排水以東西方向為支線，排人南北方向干溝，再導入金水河，匯入護城河。整個系統有整體趨勢，又有局部的處理。如各院落地面多留有“泛水”，即預先確定的庭院水流落差坡度。而正中南北走向的御道或甬道，其斷面呈“熊背”式樣，雨水落地即順坡流入墻邊古槽明溝，明溝遇有臺階或建筑，則從“溝眼”穿過，或直接通過“錢眼”匯入暗溝，而后依次流入支線，再人干溝排入金水河。除了排水干渠外，故宮各主街內還布置有縱橫如蛛網的二級排水溝以及各小巷內的三級排水溝。
這樣整體有序的排水系統猶如人體的經絡系統，或確切地說與人體的血液血管系統如出一轍，人體血液輸出由主動脈到各部位大動脈再到肢體小動脈，再進入毛細血管，而全身遍布毛細血管。故宮排水系統又如一棵樹倒置的根脈結構。尋求“天人合一”智慧的古人，營造故宮已是“上映天象，下合風水”，因此凡有營造皆合乎生態。
北海團城凡遇大雨，則雨過地濕不生徑流，奇妙的是，除供人行走部分路徑外，大部分地區鋪以倒梯形青磚，如毛孔遍布人體，青磚又分兩種，一種上表面有致密層鋪于城西北，另一種較小，磚內多氣孔，吸水性強，鋪于城南，減少了地面蒸發面積。磚底部有溝槽導水，進入涵洞，利長期蓄水。另一重要排水裝置是滲排涵洞，涵洞深埋，其壁及底部均鋪青磚，利于與地下水相互滲透，它的轉折處設雨水口，便于清淤和地下通風，深埋的涵洞，有助于提高土壤表層地溫，雨季涵洞內積留的雨水滲入土地，旱季地下水滲入涵洞，涵洞內水易于流動，使團城內水源易于交流補充。因此也造就了團城內松柏古樹宜于生成，數百年青翠蔥籠的環境。 這種結構幾乎就是人體的毛細血管匯合成微靜脈，到小靜脈，管壁已有完整平滑肌層，平滑肌的舒縮，改變了血管的口徑和血流的阻力，被稱為毛細血管后阻力血管，使60-70%循環血得以容納，又命名為容量血管，最后構成完整的動脈到靜脈的血管循環系統，使人體得到滋養，可見中國古建筑中“天人合一”幾乎無處不在。
能抗震防災應變驅害是中國古建筑的一大智慧相，尤其在抗震上，優秀的古建筑大都毀于兵火等人為災難，因為中國五千年歷史幾乎是一部戰亂史，又如三武一宗滅佛等，使土木結構的宗廟古建筑損毀殆凈，而地震類自然災害卻并未對古建筑造成毀滅性打擊。例迄今一千五百年建于北魏的懸空寺及應縣木塔、大同上下華嚴寺、迄今一千三百余年的唐筑的大小雁塔、佛光寺及獨樂寺觀音閣等。有一說法稱明萬歷年間關中大地震（八級）使小雁塔中裂一尺余，而后來的地震卻使小雁塔復合，裂縫變小，而小雁塔僅是以青磚與黃泥漿砌筑的土塔，卻能經受大小七十余次地震。綜合看，中國古建筑能抗震應變大致有以下幾個合乎生態的特性：
（1）整體如生命體的活性結構
中國古建筑結構規則對稱、簡潔，布局主次有序，層次變化節律分明。這就使外界沖擊傳力明確，而建筑地基（或稱臺基）被業內人士稱之為“整體浮筏式基礎”，猶如大筏負載浮于驚濤駭浪，典型的如福建建于沼澤淤泥上的方型土樓——漳州和貴樓。這種札于根基又獨立主體的結構猶如巨舟，當然能“任憑風浪起，穩坐釣魚臺”。
（2）人體骨骼般的梁柱結構
梁柱的整體構架以抬梁式構造為主，垂直立柱構成及上小下大的穩定結構，而如懸空寺立柱的對大屋頂預應力的利用，更增加穩定性。這猶如人體的脊椎與四肢的骨骼結構。尤其是中國建筑最具特征的全體的榫卯結構，使建筑成為一個活性的具有剛性承載力又具有生命的柔韌性與彈性的框架結體，往往大地震使建筑物產生晃動變形，但然后又會反彈為原狀，具有獨特的活性應變能力，合乎老子“至柔克至剛”的哲理思想，是古人對生命力的認知而后衍生于建筑。
（3）肌腱連體的斗拱結構
“廊腰縵回，檐牙高啄；各抱地勢，鉤心斗角”正是杜牧在《阿房宮賦》中描述的斗拱，斗拱是中國古建筑特有的結構體。歷史實踐證明：凡帶斗拱的建筑（如大同華嚴寺、薊縣獨樂寺觀音閣等）均有極好的抗震效果，這種水平構件牽制為整體的結構體，猶如人體的肌腱組織，不但起到承重作用而且能依次遞減強震等外來的沖擊波，起到“減震器”作用，猶如肌肉對人體的保護與緩沖一般。
（4）閉合的向心力結體
典型的如晉祠內明顯向內傾斜的立柱，重心向中心傾斜，增加結構凝聚力與穩定性，加上柱石、側腳等應用，降低了建筑重心，柱頂、柱腳則與闌額、地袱環環相扣，使建筑骨架加上厚實內傾的墻體，構成固若金湯般相互呼應的整體。
中國古建筑的抗震智慧是全方位多方面的，是建立在“天下之至柔，馳騁天下之至堅。骨弱筋柔而握固”的哲理思想上對生命體的認識與感悟，而后應用到建筑實踐中來的。四、從耗散結構看中國古建筑
比利時布魯塞爾學派著名的統計物理學家、被譽為現代熱力學的奠基人普里高津創立了耗散結構理論，并因此榮獲1977年諾貝爾化學獎，這是繼牛頓的經典力學、愛因斯坦相對論、玻爾·海森堡的量子力學三塊近代自然科學史上的豐碑后，樹立起來的第四塊豐碑。
簡言之，耗散結構的概念是相對于平衡結構的概念提出來的。普利高津指出：一個遠離平衡的開放系統，在外界條件變化達到某一特定閾值時，量變可能引起質變，系統通過不斷與外界交換能量與物質，就可能從原來的無序狀態轉變為一種時間、空間或功能的有序狀態。這種遠離平衡態的穩定的、有序的結構被普利高津稱之為“耗散結構”。
耗散結構是在遠離平衡區的非線性系統中所產生的一種穩定化的自組織結構。在一個非平衡系統內有許多變化著的因素，它們相互聯系、相互制約，并決定著系統的可能狀態和可能演變的方向。
一個典型的耗散結構的形成與維持至少需要具備三個基本條件：
一是系統必須是開放系統，孤立系統和封閉系統都不可能產生耗散結構。
二是系統必須處于遠離平衡的非線性區，在平衡區或近平衡區都不可能從一種有序走向另一更為高級的有序。
三是系統中必須有某些非線性動力學過程，如正負反饋機制等，正是這種非線性相互作用使得系統內各要素之間產生協同動作和相干效應，從而使得系統從雜亂無章變為井然有序。
而中國古建筑無論群體或單個，例故宮這一大建筑群到僅存的單體的懸空寺，從概念到形式給人們的印象都是一個封閉系統或孤立系統，這是因為一個延續數千年的封建帝國及其閉關鎖國的政治取向及由此而形成的封閉的國民性而給人下的一個定義，這個定義就是：封閉性、求同性、直觀性、超穩定性、亞節奏性被認為是中國文化特質，似乎囊括了中國文化的一切，于是中國古建筑在普遍觀念中是一個封閉系統與孤立系統。
其實恰恰相反！首先“天人合一”的總體觀念決定了中國古建筑對天時、地利、人和這自然環境和人文環境的充分考量，故宮就是上映紫微、北斗、二十八宿天象，下合坐北、朝南、靠山、傍湖、活水流徑一個充分優越自然環境的選擇，六百余年來歷經了各種自然災害與戰亂侵襲，雖然代有修葺，但所依憑的還是自身所打造的內外充分交流的活性的結體（上述故宮排水功能只是內外交流的一個案例）。如懸空寺全部木結構的建筑，取材就是恒山自產的鐵木，加以桐油浸泡。全寺僅憑27根打入山體的橫梁，這27根橫梁使用了榫部楔入時的膨脹效應，使橫梁與山體融為一體，而又充分地利用了預應力效果，承受整體重壓。以至目前每天有成千上萬游客攀爬，其整體的榫卯結構構成了活性的應變效應，經歷一千五百年的各種地質災害而能與環境不斷交換能量與物質構成新的有序狀態而屹立至今。從而印證了普利高津的重要的“自組織”理論。
普利高津指出：“自然界中的組織不應也不能通過中央管理得維持；秩序只有通過自組織才能維持。自組織系統能夠適應普遍的環境，即系統以熱力學響應對環境中的變化作出反應，此種響應使系統變得異常地柔韌且魯棒，以抗衡外部的擾動。”雖然熱力學第二定律的含義是所有能量轉化都是不可逆的，即熵不斷增長，達到最大值時就意味著能量耗盡、系統毀壞。“自組織”活動使物質產生“負熵”以不斷抵御熵的增長。
由此簡單論證，可以說中國古建筑本質上是一個開放系統，是一個活性系統，是中國特色的耗散結構，因為“道法自然”，可以說中國古建筑的生態屬性是建立在母體原生態生命體上的文化意識與科技的結晶。
