浅析考工记中的数理关系(2)

“创物”的进一步要求是“物”的设计必须具备减轻人的操作负荷且提高使用者功效的优势，它的实现需要借助于结构的优化。《考工记》的《刮摩》章节中关于磬的调音即是一例。

操作机械的安全性是衡量工效设计的重要标准之一。《辀人》篇中与辕的设计，即是针对斜坡牵引遵循“挠曲适度”原则改进的。其相对科学的构造增加了人与牛（或马）在运行中的安全系数。在斜坡状态下，首先要解决的难题就是节省人力畜力且能够保证安全上下坡。经过观察，在坡度状态下，起决定作用的结构是辕的形态与畜力的搭配。当辕直而低时，直辕与斜面几乎处于平行状态，则上坡困难，若坡度较大辕前部被牛体抬高牵引力会随着斜面的夹角的增大而增大，车子中心后移。爬坡状态中牛不仅承受较大的重量分力而且极容易翻车，安全系数非常低。《考工记》中将直辕改成曲辕，以此减少车的倾斜程度，使车的重心趋向稳定。弯曲的辕还能适当改变牛（或马）原来承受的较大的平行于斜面的下滑力方向，自然调节本身的倾斜度和拉力方向，使之产生一个垂直于斜面的分力，从而减少下滑力，而不必采用压伏前辕的被动做法，应此既可以节省操作能耗又安全平稳。在这里，斜面运动原理再一次地被认知并有效的应用于实际操作中。从车辕的设计中也可以透视出一个潜在的问题，就是“物”的安全系数的保障是架物在同时代发达的学科依据之上的。

早期造物典籍的《考工记》在数理设计方面对人的研究不仅止于活动特征的把握，可贵的是，它研究的深度已经触及到“物”对“人”的审美层面的满足，即通过感观系统，实现从生理到心理的全方位的“适宜”，并将这一理解完美地融入到设计之中。

探究其设计思路，独到之处在于将功能的附属之物施以恰当的变化，转化为装饰的主题对象，从而提升乐器的艺术感，使支架与乐器本身相得益彰，互为呼应。《考工记》首先以人的欣赏规律出发，选择形象夺目且善发鸣叫的动物作为装饰母题以烘托音乐演奏的氛围。乐器支架的设计进一步拓展了《考工记》数理思想的意涵，使传统造物对人关注提升到了内在心理美感的层面，由此，满足人的美感需求和精神愉悦成为影响器物外在形态的重要因素。

2.2　以人为本的人机相匹

数理的最终目的在实现“人-机-环境”的和谐匹配，既突出人的主体地位又使三者达到最佳优化组合。从这个角度上来说，《考工记》的观点是值得首肯的。以“人-弓-矢”三者与“的”构成系统为例，三者的搭配有八种方式，但按照优化的原则加以审视，最为科学的只有两种组合，即“安人”-“危弓”-“安矢”，“危人”-“安弓”-“危矢”。因为“凡为弓，各因其君之躬志虑血气”，矮胖的人，其意念宽缓，行动迟慢，若再用软弓加柔缓的箭，箭行的初速必定小，不易命中目标或即使射中也无力深入；反之，刚毅果敢的射手，行弓急疾，用刚毅的弓和剽疾的箭，箭的蛇行距离势必过长，甚至达到目的地仍未恢复常态，当然也不能稳中。这两种搭配基于不同人的体形与心智差异的判断，对弓的刚柔，矢的疾缓的把握，在遵循心理学，空气动力学的原则下，使“人”“弓”“矢”三个因素互相补充，这一经验对现代射箭运动的心理素质训练和弓矢的选择具有一定的参考价值。

《考工记》对于“人-机-环境”三者关系的深邃探知透视出其显性数理意涵的全面，科学与系统化趋势，为后世工效意涵的延展提供了理论依托。

2.3　以具体的数据分

青铜器在古代分作“六齐”，这种分法是以成分比率来定的，所谓“六齐”指原料的六种配比，是商周冶金实践中总结的经验。《考工记》是公认的世界最早的关于青铜合金成分比例的系统着录。其中“钟鼎”类的含锡量约13.4%，“斧斤”类砍杀器的含量约为16.7%，“戈戟”类的含量约为20%，“大刃”类如刀剑的含量约为25%，“削杀矢”的含量为28.6%，以上青铜器成分的即定，依托于不同使用功能经过科学的试验得到，具有长期的可验证性。这些数据精确之至，说明先秦时期的青铜器铸造不仅类型丰富繁多，而且构成比例已经科学和制度化了。

结论

1.《考工记》成书历史久远，时至今日，成书年代还无法定论，但在技术规范的表象之下却有精邃的文化所在，它孕育了“造物为人”的基本观念和诠释了“道器并重，天人合一”的终极境界，它是中国古代设计思想的渊源，其中融汇隐现的工效学意涵直至今日仍具有鲜活的生命力和恒久的文化价值。

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