赤峰市城市文化與城市主城區(qū)域的分形學(xué)聯(lián)系

張亞新

（赤峰學(xué)院 建筑與機(jī)械工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

1985年，阿林豪斯以正六邊形的各邊為基礎(chǔ)，按照分型學(xué)的思想，構(gòu)筑了三種類型的中心地模式，由此分型學(xué)廣泛的應(yīng)用于城市建設(shè)領(lǐng)域.芬蘭建筑師沙里寧從樹木生長中受到了啟發(fā),針對城市過分集中所產(chǎn)生的弊病提出了著名的有機(jī)疏散理論;亞力山大由細(xì)胞分裂的啟發(fā)對城市的有機(jī)生長進(jìn)行了探究;克里斯塔勒應(yīng)用分形理論,得出了不同級別的城市都呈自相似的六邊形網(wǎng)絡(luò)[1].由此將分形理論應(yīng)用于城市建設(shè)領(lǐng)域的研究.

城市是一個開放的社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，既有樓房、廣場、街道等硬件，也有文化軟件.在新的世紀(jì)里，城市以文化論輸贏.文化是城市的魂，形象是城市的品味[2]，城市文化是一個城市的歷史底蘊(yùn)、審美情趣、道德價值以及體現(xiàn)于城市內(nèi)涵外質(zhì)中的人文精神，它積淀著這個城市最深層的精神追求和行為準(zhǔn)則[3].同時城市文化與城市的硬件發(fā)展是互相影響，互相促進(jìn)的，城市規(guī)劃學(xué)家沙里寧所說的：“讓我看一看你的城市，我就知道你的城市中的人們在文化上追求什么.”[4]由此本文嘗試?yán)妙愃频姆中卫碚搶Τ喾迨谐鞘形幕c赤峰市主城區(qū)域進(jìn)行研究.

1 分型理論

分形學(xué)是一門以非規(guī)則幾何形態(tài)為研究對象的幾何學(xué).由于在自然界的萬物主要以不對稱、不均衡的對象和狀態(tài)存在著，因此分形幾何又被稱為描述大自然的幾何學(xué).作為人類探索復(fù)雜事物的新的認(rèn)知方法，分形對于一切涉及組織結(jié)構(gòu)和形態(tài)發(fā)生的領(lǐng)域，均有實(shí)際應(yīng)用意義，并在經(jīng)濟(jì)分析、城市建設(shè)、地震預(yù)測等很多領(lǐng)域取得了突破性的發(fā)展[5].

分形學(xué)研究的內(nèi)容之一是自然界具有自相似性的幾何形式，自相似性是指形式的遞歸,即某個圖形內(nèi)部還有與自身相似的圖形,例如自然界中曲折的海岸線,連綿的山脈都具有相似的層次結(jié)構(gòu).分形體，無論放大或壓縮多少倍，形狀總是一樣，這是分形理論的核心和本質(zhì)特征，利用這個特征可以解決分型的很多問題.自相似分形的最簡單、最經(jīng)典的例子是KOCH曲線,經(jīng)常用作模擬雪花和海岸線形狀的數(shù)學(xué)模型(圖1).從一直線段開始,將線段中間三分之一部分用等邊三角形的兩條邊代替,在新的圖形中,又將圖形中每個直線段中間的三分之一部分都用等邊三角形的兩條邊代替,如此繼續(xù)迭代下去[6].

分形理論的自相似性使人們感悟到自然科學(xué)與社會科學(xué)以及人文科學(xué)的有機(jī)融合.它從世界觀、認(rèn)識論以及方法論等方面給我們帶來了眾多哲學(xué)思考,能夠使人類更好的認(rèn)識世界和改造世界.

圖1 KOCH曲線

2 赤峰市城市文化與赤峰主城區(qū)域

2.1 赤峰市城市文化

現(xiàn)代城市是以鋼筋水泥的現(xiàn)代建筑和地域?yàn)椤吧眢w”、以歷史文化為“靈魂”的歷史有機(jī)體.失去了歷史文化，城市文化就會變成無源之水，陷入干捆和衰亡的困境.城市文化是一個城市中的人們經(jīng)過幾個世紀(jì)所形成的一種精神積累.臺灣學(xué)者張麗堂給城市文化下了一個定義，她認(rèn)為:“都市文化，系人類生活于都市社會組織中所具有的知識、信仰、藝術(shù)、道德、法律、風(fēng)俗和一切都市社會所獲得的任何能力及習(xí)慣.”[6]

赤峰，意為“紅色的山峰”，在赤峰市東北郊的英金河畔有一座紅山.這里是非常著名的紅山文化發(fā)源地.每年夏天，這座城市都舉辦規(guī)模盛大的紅山文化節(jié).紅山文化深深浸透在這座城市的每一個市民心中.紅山文化的玉龍（圖3）曾有“中華第一龍”的稱譽(yù)，雖然此后我們又發(fā)現(xiàn)了更早的龍形的蹤跡，但紅山玉龍的典型意義仍不容置疑.中華民族向以“龍的傳人”自居，龍的起源同我們民族歷史文化的形成和文明時代的肇始緊密相關(guān).紅山玉龍對于研究我國遠(yuǎn)古的原始宗教，總結(jié)龍形發(fā)展的序列都有著非比尋常的意義.玉龍承載了赤峰的城市文化，在某種意義上講玉龍是赤峰城市文化的核心.

圖2 紅山玉龍

2.2 赤峰市主城區(qū)域

赤峰定位為北方山水園林城市.如衛(wèi)星圖（圖2）所示，從功能結(jié)構(gòu)上分為沿河四片，外圍三點(diǎn)，各組團(tuán)之間由河流和綠帶間隔.沿河四片即紅山組團(tuán)、松山組團(tuán)、八家組團(tuán)、小新地組團(tuán)，外圍三點(diǎn)為紅廟子工業(yè)區(qū)組團(tuán)、橋北組團(tuán)和黨校組團(tuán).中心城區(qū)內(nèi)有三山（紅山、南山、西山）五河（錫伯河、半支箭河、銀河、迎金河、昭蘇河）.新城區(qū)建成區(qū)面積近1km2，東部工業(yè)區(qū)在原有15km2的基礎(chǔ)上擴(kuò)容km2.開通了哈達(dá)西街、臨潢大街、松山大街、站前西街.改造了昭烏達(dá)路、橋西大街、東城大街等十幾條街路，使主城區(qū)域?yàn)榘雸A形區(qū)域.

圖3 赤峰市市區(qū)衛(wèi)星圖

3 城市文化與主城區(qū)形狀的分型學(xué)聯(lián)系

3.1 城市文化的抽象

作為赤峰文化的象征，玉龍通高26厘米，墨綠色，體卷曲，平面形狀如一“c”字，龍?bào)w橫截面為橢圓形，直徑2.3～2.9厘米.龍首較短小，吻前伸，略上噘，嘴緊閉，鼻端截平，端面近橢圓形，以對稱的兩個圓洞作為鼻孔.龍眼突起呈梭形，前面圓而起棱，眼尾細(xì)長上翹.頸背有一長鬣，彎曲上卷，長21厘米，占龍?bào)w三分之一左右，與內(nèi)曲的軀體相合，造成一種飛騰的效果.玉龍的具體用途尚有待進(jìn)一步探討，不過龍?bào)w背正中有一小穿孔，經(jīng)試驗(yàn)，若穿繩懸起，龍首尾恰在同一水平線上，顯然，孔的位置是經(jīng)過精密計(jì)算的.考慮到玉龍形體碩大，且造型特殊，因而它不只是一般的飾件，而很可能是同我國原始宗教崇拜密切相關(guān)的禮制用具.

將玉龍進(jìn)行抽象，抽象成由兩個半橢圓組成的圖形（圖4a）.龍脊和龍身寬為L，龍頭與龍尾所夾角為120度，即整個龍身為240度，在整個龍身的三分之一處，外切一與龍身相似形狀的龍脊.去掉輔助線，最終得圖4b所示的玉龍抽象圖.

圖4 玉龍抽象建立

3.2 城市文化的分型

根據(jù)玉龍的抽象圖形，用以下的迭代方法造出圖形.第一步，將中心線段分成三等分，龍脊的三分之一處，以龍脊為龍身建立新的龍脊如圖5a所示圖形；第二步，將圖5a中的新龍脊分成三等分，在三分之一處再次建立又一新的龍脊，得到圖形如圖5b所示;不斷重復(fù)這樣的迭代做法，無數(shù)次迭代后最終生成了5c圖.

圖5 自相似分形圖

3.3 城市文化分型與主城區(qū)域?qū)Ρ?/h3>

將迭代后的最終圖形整體覆蓋范圍(圖6a)，沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)46度后，與衛(wèi)星圖主城區(qū)相對比有著驚人的相似，如圖6b所示.根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形比對軟件分析，其外形相似性約為95.3%.

圖6 分型比對圖

4 結(jié)論

一座城市它包含精神文化和物質(zhì)文化.精神文化和物質(zhì)文化相輔相成、對立統(tǒng)一、互相影響.人們現(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)識到不能離開城市孤立地研究建筑,而城市作為非線性的復(fù)雜系統(tǒng)也不能再用線性思維方式去思考.世界萬物都可以從分形的角度來分析和研究“文化”與“城市”也不例外.通過分型學(xué)的研究可見城市文化對城市主城區(qū)域的發(fā)展有著非常重要的影響[7-9].

〔1〕Alexander,C.A.A new theory of U rban Design[M].Oxford:Oxford University Press,1987.

〔2〕張鴻雁.形象與城市文化資本論——中外城市形象比較的社會學(xué)研究[M].南京:東南大學(xué)出版社，2002.

〔3〕安運(yùn)華.城市文化與城市形象塑探析[J].中外建筑，2006(5)：92-94.

〔4〕何邕健，張秀芹，毛蔣興.城市文化與城市建設(shè)互動影響研究[J].規(guī)劃師,2006（11）.

〔5〕丁·格萊克.混沌:開創(chuàng)新科學(xué)[M].上海:上海譯文出版社,1990.

〔6〕龔曉文,王小凡.非線性理論在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].山西建筑,2007,33(36):23224.

〔7〕曾文曲，王向陽，劉丹，等.分形理論與分形的計(jì)算機(jī)模擬[M].沈陽：東北大學(xué)出版社，1993.50-85.

〔8〕齊康.城市建筑[M].南京：東南大學(xué)出版社，1999.176-340.

〔9〕郝曙光.當(dāng)代中國建筑思潮研究[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.161-165.