浅析民俗器物中的科学

国内对于民俗器物的研究，是随着20世纪民俗学的兴起发展起来的。作为民俗文化的载体，民俗器物的研究是从属于民俗学的，主要集中在对它所承载的文化、历史、民族特征等方面进行研究。但鲜有从民俗文物自身的特质出发进行的研究。民俗器物是手艺匠人传承前人的技艺，结合当代的物质条件和审美特征创制出来的。這些器物积淀着人类造物的观念、经验和多方面的知识。在几千年的发展变化中，中国传统造物沿袭着一套自成体系的尺度标准，即造物的技艺。

一、民俗器物中的“技艺”

自汉魏至明清，中国历代统治者都采取“重农抑商”的政策，手工艺一直被视为“奇技淫巧”而被压制。西汉晁错分析指出，几千年来中国社会“重农抑商”的根本原因在于统治者想要保护农业生产，维持帝国存在的根基。以汉武帝为例，他不仅采取对手工业从业者征收重税的政策，还对手工匠人采用匠籍制度，官署工匠有专门的匠籍，世代相袭，不能脱离。百工是服务者中地位最低贱的，政令规定他们“不贰事”“不移官”“出乡不与士齿”。这造成传统造物技艺的历代相因只能是在家族或亲友弟子中间，限制了技艺的传播范围。“重义理，轻技艺”一直以来也都是中国传统教育的主流。这些因素都在一定程度上限制了手工艺的发展，阻碍了中国传统造物世代相传的“技艺”向系统的“科学理论”的转化和发展。

马克思认为，有什么样的世界观，就有什么样的方法论。西方人在面对科学时一贯保持“主客二分”的哲学思想，认为科学存在的前提是它所研究的对象（客体）和研究者（主体）必须是相互独立的，否则科学就会失去其客观性。这使得西方对科学的探索以实践为主要方式，以实践来连接主体和客体，从而形成了西方侧重理论和研究的自然科学体系。李约瑟认为，“道家思想乃是中国的科学和技术的根本”，是“对中国科学史有着头等重要性”的。在道家看来，认识自然界是不需要借助中间介质来完成的，通过人自身的感应和内省，就可以达到“天人合一”，从而实现人与自然的和谐统一。这种思想对中国人的影响可以说是深入骨髓的，也间接使得中国的传统造物没有朝着自然科学的方向深入发展，而是形成了以总结经验为主的“体验式科学”。反映在民俗器物的设计和制作上，就是“技艺”的产

生和传承。

虽然中国古代的造物技术没有提炼出系统的自然科学理论，但《考工记》《天工开物》《营造法式》等古代典籍对中国传统造物的记述表明：传统器物的设计和制作是有一定的科学原理依据的，有些器物对科学技术的运用在现在看来甚至都是比较超前的。

二、科学原理在民俗器物中的体现

现代设计是科学与艺术的融合。清华大学的柳冠中认为：设计学是一门科学的、系统的、完整的体系。随着科技的发展，人体工程学、计算机科学、虚拟现实等科学技术越来越多地被应用于设计领域。但随着技术因素的介入逐渐加深，当代设计却似乎更加转向对人的关怀。沉浸式体验、情感化设计等现代设计理念强调设计要适应人的本能和行为习惯。这与中国道家所追求的“任物自然”有着相同的愿景。

算盘作为中国古代的一种计算用具，是中国人在算筹的基础上发明的。算盘的使用配合一整套包含加、减、乘、除以及开乘方的严密算法，计算灵便、准确。事实表明，即便最先进的电子计算器也不能完全取代算盘的作用。算盘的外形设计，以其蕴含的逻辑性、创造性，实现与数学运算原理的完美结合，体现了我国古人超高的数学水平。数学原理在中国古代造物中的应用还体现在度量衡的创制和使用上。十进位制是中国的一大发明。《孙子算经》卷上说：“六粟为一圭，十圭为抄，十抄为撮，十撮为勺，十勺为合。”自汉代以来，容量的单位圭、抄、撮、勺以及更大的单位合、升、斗、斛都是采用十进制（后部分地区和朝代有所变化）。中国古人创制了与之相应的量器，包括合、斗、升、斛等。这些量器作为民间普遍使用的器物，在百姓的日常生活中承担着非常重要的角色。

人力和畜力在中国古代社会是两大主要的动力来源。手工匠人的制器以及对工具的使用，主要是依靠人力。手工匠人在使用工具的过程中逐渐积累经验，不断对工具进行符合更省力目的的改造。这种经验式的“技巧”，其实质是对物理学的有效运用。例如，扁担、杆秤都运用了杠杆的平衡原理以实现其挑物或称重的功能。鞋匠、金银匠、铜匠等匠人做工的必备工具——各种锤子、改锥，则是利用了减少接触面积以增大压强的物理原理，在相同的力度下实现更好的打击效果。剪刀采用了减小力臂的方式，在使用中必须用更大的力来控制它在物体上的着力点，实现较为精确的裁剪。剪纸艺术中的“打毛”技法，就是用剪刀快速在纸上一边剪边一边匀速平移，打出一连串细如毫发的丝毛用以表现动物的毛发。这种高超的剪纸技巧之所以能够实现，就得益于剪刀的结构可以让人更好地把控力的作用点。筷子的设计和使用，也是运用了与剪刀同样的力学原理，便于使用者夹取食物时更牢固。

我国商周时期的青铜器铸造就达到了很高的水平。人们在长期的青铜器铸造实践中积累了丰富的经验。《考工记》记载：“金有六齐：六分其金，而锡居一，谓之钟鼎之齐;五分其金，而锡居一，谓之斧斤之齐;四分其金，而锡居一，谓之戈戟之齐;三分其金，而锡居一，谓之大刃之齐;五分其金，而锡居二，谓之削杀矢之齐;金、锡半，谓之鉴燧之齐。”古人通过长期的实践摸索，把铜、锡、铅所占的比例适当调配，使青铜合金的性能符合所铸器物的要求。这种对不同比例下的合金不同性能的把握，对现代技术都还有借鉴意义。

古代手工匠人也善于从自然界的事物中获得启发而造物。古人“见飞蓬转而知为车”（《淮南子》），从风中翻转的飞蓬草得到启发发明了车轮。风筝的发明则是从鸟类得到启发。相传，墨翟模仿鸟的外形，以木头制成木鸟，后来经鲁班改进制成“木鸢”，最早用于传递信息。鲁班还从刺菜的波浪锯齿形的叶子获得启发而发明了锯子。古人的这些造物从一定程度上可以看作是受到了道家“道法自然”思想的影响，也可以看作是传统造物对现代仿生学的应用。仿生学是一门在20世纪60年代才被提出的新型学科。我国古代“道法自然”的造物原理，以及它在民俗器物中的具体运用，可以作为对仿生学的历史资料的补充，丰富和完善学科的理论。

诞生于第二次世界大战后的人体工学，本质上就是使工具的使用方法尽量适合人体的自然形态。这可以看作是对道家“天人合一”思想的回归。手工艺人走街串巷时，一般会随身携带小板凳，以方便休息和做工。板凳自然弯曲呈现弧形，与人体臀部自然贴合。这样既符合人体的形状，又增大了人体与木板的接触面积，减小了人体受到的压强，使人在保持长时间的坐姿后依然舒适。这种采用适合人体的形状和材料来制作器物的造物观念，与现代人体工学在本质上是契合的。

中国传统造物中的科技含量远不止于此。《考工记》中有关于古代乐器和兵器的记载。其中，罄、钟的发声都是根据材料的性质，结合乐器的形状和各部比例以及调音的方法，进行科学的模数化制作，体现了古代造物对声学的把握。兵器“矢”的制作技艺则体现了古人对有关空气动力学的一些经验性认识。

民俗器物不仅仅是民俗文化的载体，它更是劳动人民智慧的体现。学界对中国古代造物的研究主要集中在工艺美术领域，研究所取得的成果为中国现代设计提供了很好的借鉴。但工艺美术品在中国古代更多地为中国上层社会所拥有，它们对中国传统造物的体现并不全面。事实证明，以民俗文物为代表的中国人的传统造物文化是科学的、艺术的、更有智慧的。对民俗器物中所蕴含的科学原理进行深度的发掘，有助于人们进一步了解中国古代造物，寻找和总结本土设计的特征，进而促使现代中国设计文脉的回归。

（中国传媒大学）