摘要:笔者在对湖南岳阳张谷英村进行实地调研的时候,发现张谷英村的空间呈现明显的分形结构,在此之前,研究非洲聚落与分形的数学家Ron Eglash在TED大会上做的关于非洲分形数学的演讲中曾说:“……我开始收集北美以及南太平洋的建筑图案(航拍图),只有来自非洲的是呈现分形的结构。”事实上,分形的聚落在中国也是存在的,只是更多的存在于空间秩序层面而非形态层面。内在空间秩序是本质,形态只是其附属。一般情况下:聚落有分形的形态则必有分形的秩序,而有分形的秩序未必产生分形的形态。本文以张谷英村为例,通过测量、问询和查阅相关历史文献资料的方式,分析张谷英村空间呈现分形结构的影响因素,并说明研究这些因素所构成的内在秩序才是认识“分形聚落”的出发点。
关键字:张谷英村 分形 空间结构秩序
分形的概念、应用和意义
1975 年,著名科学家曼德布罗特发表了专著《分形:形态,机遇和维数》,标志着分形几何学的诞生。
曼德布罗特曾给出分形的定义:分形是局部与整体在某种意义下存在相似性的形状。这强调了分形的自相似性,但把某些分形排除在外。
后来,英国数学家法尔科内提出罗列分形集的性质,来给分形下定义。如果集合具有下面所有的或大部分的性质,它就是分形:
1.精细的结构,即有任意小尺度的细节;
2.不规则,以至不能用微积分或传统的几何语言描述;
3.具有自相似或自仿射性质;
4.分形维数大于它的拓扑维数;
5.在大多数情况下可以由简单的迭代给出定义;
6.通常具有自然的外貌。
最近几年,分形被广泛应用于数学、理化、生物、音乐、美术以至社会学科。在建筑和规划领域,分形模型被用于研究城市形态的增长、城市区域人口的聚集等。
对于分形的意义,周海中教授认为:分形几何不仅展示了数学之美,也揭示了世界的本质,还改变了人们理解自然奥义的方式;可以说分形几何是真正描述大自然的几何学,对它的研究也极大地拓展了人类的认知疆域。
分形是大自然的优化结构,是能量合理分配的结果。大自然中分形无处不在,所以我们甚至可以猜测,自然生长的聚落也应该也是分形的。
张谷英村的分形形态
张谷英村,位于湖南省岳阳渭洞笔架山下,以其建筑规模之大、风格之奇、艺术之美,称"天下第一村",至今已存在500多年。目前保留1700多座明清建筑。
明代洪武年间,江西人张谷英沿幕阜山脉西行至渭洞,勘测风水,并定居于此,繁衍生息,张谷英村由此而得名。
笔者在对张谷英村“王家