从样式雷平格图，探寻中国传统建筑设计的秘密
王其亨，1947年生。天津大学建筑学院建筑历史与理论研究所学科带头人，博士生导师，国家级教学名师。长期从事中国古代建筑历史及理论的教学和研究，在古建筑测绘、明清皇家陵寝与园林、古代建筑图学、清代样式雷建筑图档、传统建筑设计理论和方法、文化遗产保护实践与理论等学术领域居于国内领先地位。
图1：样式雷建筑图档中的“数码单”
图2：样式雷建筑图档中的“格子本”
图3：同治六年（1867年）《现在南海形式[势]围长图》，图中满绘10丈见方格网，用于计算清淤土方
图4：普陀峪定东陵神道碑亭龙蝠碑立样
图5：乾隆四十九年（1784年）《圆明园内围河道地盘全图》，图中满绘10丈见方格网
图6：普祥峪普陀峪“全分烫样”
图7：中山王陵《兆域图》
我们本期讲座的主题，是关于中国传统建筑设计理念与方法。中国古代建筑是否经过设计或如何设计，这个问题曾长期困扰国内外学术界，历来众说纷纭，也导致了如今我们知道各时期建筑形式与做法的演变，却很难阐发设计程序和方法，尤其是其设计思想与理论。
1930年，万余件清代“样式雷”建筑图档入藏当时的北平图书馆等机构，相关整理和研究随即展开。近年来，随着国家自然科学基金的持续资助，相关研究逐步深入。现在学者们已经发现，清代皇家建筑作为赓续中国古代传统的重要文化遗产，它从选址、规划设计、到施工，都有缜密的运作程序；而负责皇家建筑设计两个多世纪的“样式雷”各代传人，均能十分娴熟灵活地运用丰富多彩的图学语言，包括各种富于现代意义的投影法及图层方法等，翔实表达其创作理念并指导施工，充分彰显了中国古代哲匠的非凡智慧。也正因如此，2007年清代样式雷建筑图档被联合国教科文组织（UNESCO）列入《世界记忆》名录。
在这些样式雷建筑图档中，存在着大量的平格实例，我认为，这是解开中国传统建筑设计程序、设计方法及其理念的钥匙。
下面我们就从样式雷建筑图档中的平格图入手，了解中国传统建筑设计程序和方法的秘密所在，并力图厘清它的历史渊源及发展脉络。
从数码单到格子本再到平格
古人在复杂山地上做平面、竖向设计，既要考虑地形地貌、地质资源，还需尽量减少人工干预，并兼顾景观和氛围的最优。其首要环节就是必须精准描绘地形。而“平格”方法最直观的应用方式，就是对平面尺寸的统计和把握，通过“平格”可计算相关平面面积，为选址和规划设计提供重要依据。
已有样式雷建筑图档中，存有大量的文字“数码单”（图1）。测量地形时需先用白灰从穴中（地宫棺床中心）即基址中心向四面画出方格网，方格尺寸视建筑规模而定，一般每格五丈。然后测量灰线网格上各交点的标高，穴中标高称为出平，高出的叫上平，低下的称下平；最终形成计量描述地形的文本。记录某个剖面高下的文本，叫“平子单（底）”，也就是我们看到的数码单；综汇全部高程数据的文本，叫“格子本”（图2）。
除了“平子单”“格子本”，在现存清代样式雷家藏建筑图档中，还有大量按比例绘示格网、交点处标注高程数据的画样，称“平格样”。由此可推敲建筑平面布局，或按相应高程图即“平子样”作竖向设计，便利于核算工程量和控制施工。如同治六年《南海形式［势］围长图》（图3），图上绘十丈见方的平格，通过统计“整格”与“破格”的数量，快速准确地计算清淤土方。不仅如此，作为水下工程，需选择冬季作业，在冰面上画格，然后打洞立杆测锤。这也是中国古代测量技术史中极为重要的机械化测量方法。
作为一种计量方法，平格不仅用于清代皇家建筑选址勘测，而且在规划设计、施工设计中也被普遍采用。如普陀峪定东陵神道碑亭内龙蝠碑的两个比较性的设计方案（图4），可清楚看到运用平格作图，以不同的数字比来推敲龙蝠碑侧立面比例的过程。
此方法不仅适用于单体设计乃至细部设计，对大规模建筑组群关系的完善也起到直接的推动作用。如国家图书馆收藏的清乾隆四十九年（公元1784年）《圆明园内围河道地盘全图》覆盖百尺平格（图5），依靠平格尺度结合传统风水理论的“形势”说法，可以直观地把握各建筑群之间的视距关系及空间尺度，使空间围合获得完整的效果，富于人情味和亲切感。
平格的丰富含义
在众多样式雷图档中，在相同的实质内容和图学表达形式下，“平格”曾有多种叫法，例如：抄平格子，抄平格子样，抄平格子尺寸样；抄平子格子样，平子格子，平子格，平格子；抄平格图；抄平尺寸方格样等。
比较而言，以“平格”叫法最为概括，其中包括“平”和“格”两个最本质的要素。
平格的本质含义，第一是“平”。在样式雷图档中，特指水平、抄平或抄水平、抄平子，就是用水平即水准仪勘测地形高差：确定一个水平面，据以测量相关控制点的高下尺寸。其实质，就是地表高程测量。这项工作，实际是以水平投影为正方形的格网即所谓“格”为基础，逐一测量并记录落实到地表上的网格线各个交点的高程。
在这里需要注意的是，清初著名学者胡渭曾参与康熙《大清一统志》编纂和绘制地图，并精研中国古代地理，绘有大量历史地图。他为诠解古代地理学元典《禹贡》而撰《禹贡锥指》，不但指出地图画方即“计里画方”实源自上古的“井田制”；而且对裴秀的制图六体首推“分率”，强调：“今按分率者，计里画方，每方百里、五十里之谓也。”就是说以一定比例画方。胡渭的论断，从康熙朝以来样式雷的“平格”图中也可获得确证：其计量勘测和制图的操作基础，正是按比例画方。
4.中国方格图与西方制图技术交流
公元17世纪，西方按地球经纬度测绘地图的方法经由耶稣会士传入中国，并在清康、雍、乾三朝大规模应用，但中国传统的计里画方地图，仍然应用不辍。在清代内务府舆图房档案中，中式地图称为“方格图”，西式地图则称为“斜格图”。
尤其是在康熙五十五年（公元1716年）依平格法绘成《大清中外天下全图》，据文献记载“至本朝中外一统，久道化成，康熙丙申岁（康熙五十五年，即公元1716年），遣使臣遍历各省，用仪器考北极高度，绘中外舆图，每方百里。自北距南二百里，则北极高一度；自南距北二百里，则北极低一度；距百里，则半度；余各有差，以顺天为中宫，纵横百里，上应天度，南北相悬，东西各别。阅图者，一考北极高度，一考天星分野，一考道途远近，一考各地界限，一考山川脉络，一考江河源流，分之则每省各为一围，别一颜色，无相杂也，合之则中外共为一张，经纬其度，实相联也。洵称美善之规，□为金玉之宝也夫。”可知，其平格法理念与本初子午线一致。康熙五十八年（1719）绘成《皇舆全览图》，首次发现地球为扁球体。而乾隆二十五年（1760）《皇舆全图》，则规模更大，已绘至北极。
5.方格图在中国古代诸多领域的应用
中国古代，方格网的应用不仅限于计里画方的制图方式，在数学、军事、音韵学、音乐乃至游戏领域都有应用。如东汉末年赵爽（字君卿）运用九宫格证明公元前二世纪《周髀算经》勾股定理的“弦图”和“日高图”等数理推算，便采用了方格网的方法，明代顾应祥的《弧矢算数》中也有“虚隅图”，同时代的朱载堉在《律学新书》中则运用模数化方格网来研究圆与方形线度和面积的数学关系，可以看到这种方法在中国古代几何计算方面曾长期传承；在北宋《武经总要》中，多幅军阵图采用了九宫式格网；北宋邵雍《皇极经世书·观物篇》用方格表述语音反切，南宋郑樵《通志略》的语音表，则用方格坐标系统来标定各个汉字的元音、辅音及尾音“分度”并按乐符分类；在音乐记录方面，中国古代有方格记谱法，与五线谱属于同一体系；中国古代发明的围棋和象棋也是方格网方法具体应用的范例。而在勘测、规划和建筑设计方面，当代出土的2300年前中山王陵《兆域图》（图7）就已经隐含了“百尺为形、千尺为势”的平格机理。
综上所述，无论是从实际运作还是从历史源流来看，可以推断，两千多年来，中国人延续运用这种方法，长期领先世界测量史和图学史，堪称奇迹。
