本帖最后由 格木文化 于 2021-5-7 15:11 编辑
在最近一次采访中，一位圈内朋友突然爆出“金句”：“鲁班其实是位物理学家。”
想必这么说，大家和格木君一样感觉有点不知所云，但跟随这位“朋友”深入研究榫卯的设计之后，格木君发现，中国传统的木艺可能真的与物理学的应用相得益彰。
大家好，我是单克巍，很高兴有机会与“格木平台”的朋友们交流、探讨。 在木工领域，我是一个半路出家的后学末进者。
没有什么“自幼”，也没有什么“家传”，就是单纯的喜欢，还是历经了许多的兴趣好爱好之后选定的，将之作为沉下心来认真经营的“最终归宿”。
我现在在一所大学里建有自己的木工房，除了自己玩，也会帮助学生们实现他们的设计。 指导学生的部分设计作品 因为我是工科出身，所以总喜欢用理工科的思维模式，来加深自己对木工的理解。这一来二去的，就逐渐形成了一些有趣的想法。
燕尾榫测试
一千个读者就有一千个哈姆雷特。关于榫卯，不同的人就会有不同的观点。 有人看到榫卯的艺术价值，有人看到榫卯的实用价值，有人看出优秀的传统文化，有人看出极致的匠人精神。不管怎样，世界本就是丰富多彩的，这无需纠结。
但如果你跟随我的脚步，从一个理工科人的思维出发，你将会进入一个与众不同的木艺世界。
接下来我会通过“格木文化”，分享我在木艺领域的一些“理科男”的思考。 01溯源「榫卯设计」提到传统文化，国人都强调这是先人的智慧，只要照做就没有错。可是，有没有人会想到：先人前面还有先人，总会有第一个吃螃蟹的，那么这个首创者他的出发点是什么，又是以什么为依据的呢？
近些年来，对于传统文化，有一种过度神化先人智慧的倾向。
一味的崇拜，单纯的继承，这虽然不会出太大的纰漏——实际上多数时候效果还挺好，毕竟经过了千百年的验证——可是，你被禁锢在一个被称为“传统”的笼子里，永远也走不出去。 但是，如果你理解了出发点和依据，那你继承的就是先人的方法论，这才是需要认真学习领会的底层逻辑。
自此以后，当你遇到先民们没遇到，甚至想都没想到的新情况、新问题时，就可以依据类似的方法论，用先民们的思路来解决问题。
这种逻辑思维方式，恰恰是国人所缺乏的素质之一。三戒大师在小说《官居一品》中，也反复提到这个问题，我们不谋而合。
这种方法论，就是我们今天要研究的内容：各种榫卯设计的出发点是什么，以什么为依据。
通过对榫卯结构的分析，你可能会惊奇地发现，到处是材料力学和结构力学的影子。 从这个角度来说，木匠的祖师爷鲁班，其本来面目很可能是一个“物理学家、力学宗师”。
这是我，一个工科生，对榫卯架构解析的一次尝试。
02中式榫卯中式家具榫卯，其范围及样式，主要依据是王世襄先生的《明式家具研究》中列举的，由他夫人手绘的85种榫卯图样，本文也以此为例。
85种，虽然听起来样式不太多，但如果加上由此延伸出来的变形及改进，实际种类远不止这些。
在我看来，所有中式榫卯样式的设计，当初都应该出于两个目的，或者说是两个依据：其一是解构木性，其二是传统美学。
优先级是以解构木性为主，兼顾传统美学要求。 #1.解构木性
木材是一种天然材料，它的微观结构可以用一句话来概括，就是：由木纤维构成的管状集合。 木材质地疏松，易吸水。吸水以后导管会膨胀变粗，脱水后导管会收缩变细。由此引起木材横向变形剧烈，严重会导致开裂。
同时，在纤维的长度方向上，木材的强度较大，只能产生弯曲，并不会因为干湿而产生较大的伸缩。
由微观图可以看出，木材横断面就是木纤维导管横断面，该处导管系统直接暴露在外。
前面我们已经说过，导管是受水份影响最大的部位。所以木材横断面的变形开裂概率要远大于其他部位。正是这个原因，料场中存储的原木，其两端都要用油漆封闭。
我们可以将其想像为一捆粘在一起的，超长超细的吸管，想像其形体可能产生的变化。这就是决定榫卯结构的主要力学依据。
我们通过实例来详细解释，榫卯是如何应对木性变化的。第一个例子：厚板拍抹头。
厚板出透榫拍抹头 一般来讲，越厚的木板，不同深度的水份得失就越不均匀，由此产生的缩涨就越不容易均衡，因此就越容易开裂变形。
如下图所示，厚板拍抹头结构中，红色箭头为木纤维方向，蓝色箭头为涨缩受力方向，如不加处理，厚板很可能会开裂变形。
就像下图这样，这就是传说中的“端裂”。
我们通过透榫拍抹头结构可以看得更清楚一些。由下图可以看到，厚板拍抹头榫卯的原理是：
利用木材纤维长度方向上（红色箭头方向）变形弱的特点，用两个榫卯，将厚板宽度方向上（蓝色箭头方向）的变形，与纤维方向不同的抹头联系在一起。
本质上实现了厚板端头纤维方向的逆转——用抹头锁定了厚板开裂的趋势，从而实现结构的总体稳固。
再举一个例子：龙凤榫薄板拼合加穿带。
在下图中可以看到，通过龙凤榫拼板（蓝圈），让相邻木板之间在长度方向上的翘曲（蓝色箭头）得到抵消。
又通过采用与拼板纤维方向截然不同的穿带，以燕尾槽的方式，将木板的在宽度方向上的整体弯曲变形限制住，最终达到总体稳定。 通过以上两个实例，我们可以很清楚地理解：榫卯是如何通过结构设计，来消除木材天然存在的弱点的。
实际上，利用木质纤维纵横交错，从而相互牵制的结构很常见，其中最常见的就是胶合板。
#2.传统美学
中式家具形制分为“圆展方守”，讲究的是“贯气圆通”。
最大的特点是“木不露断截”，就是说除了腿足落地处之外，家具通体看不到木材的横断面。 一些更讲究的案椅，会在腿足下端加托泥，那就彻底看不到木材断面了。
下图为清式带托泥有束腰圈椅，箭头指向四脚处，本来是“唯四”的可以看到木材横截面的部位，但因为加入“托泥结构”后，连这些部位也看不见断面了。
这可以说是中西榫卯最大的区别。
因为不可以露木材的横截面，大多数中式榫卯多少都会兼顾这个要求。比较典型的包括：棕角榫、闷燕尾、托子和托泥。
#3.木性解构与传统美学的和谐统一
实际上，只为迁就木性，或只出于美观考虑的榫卯还是少数，大多数的传统榫卯都会二者兼顾。既满足了传统美学要求，又对木性进行了提前的预判和应对。
下图为座屏风的墩座结构。它位于垂直的屏风主体与水平的底座交接处，利用的是三角形最稳定的原理，用四个三角形墩座，将屏风可靠支撑，这是它的结构力学原理。
同时，为了美观，在不影响结构强度的基础上，墩座还可以进行雕饰，以保持屏风整体风格的一致性。
同样原理的，还有一腿三牙、角牙、霸王枨、插肩榫等，都是利用三角形最稳定的原理，对家具结构进行的装饰性加固。
03西式榫卯对于西式榫卯，国内研究的不多，因此也没有形成如中式榫卯一般的系统性理论，所以我们也无法如中式榫卯一般总结出脉络。
不过，如果非要概括，我尝试总结为：力学理论指导下的木材连接方式。
没错，与中式榫卯不同，中式榫卯是一种文化传承，西式榫卯充其量是一种连接方式。
因为没有历史传承，理解容易。再加上西方庞大的业余爱好者群体，所以西式榫卯的网上资源丰富，简单易做，效果也不错，特别适合业余爱好者学习。
毕竟，除了一些出于情怀目的，不惜工本的炫技行为以外，大多数的西式榫卯还是比较容易制作的。
但是，需要提醒的是，在学习西式榫卯，或者说是西式木工的时候，重点要放在设计和创意上，不要过于在意手法。
因为但凡对中式榫卯稍有了解的人，都会对西式木工的手法产生强烈的吐槽欲望——不论这些作品能值多少钱，就手法而言，他们不过是一群被工具和设备惯坏了的DIY级别的业余爱好者。
但是，正是对创意和设计的看重，形成了西式木工天马行空般的思维方式，也造就了大量的世界级家具设计师和他们的经典作品——
比如汉斯·瓦格纳与他的中国椅、山姆·马洛夫和他的摇椅。
瓦格纳的中国椅，是少有的“中国元素”与北欧“包豪斯设计风格”的结合体。它在继承中国传统家具风格的基础上，优化了结构，使之更适应现代工业体系，便于工业化量产。
而马洛夫的摇椅，则是另一种思路：它兼顾了维多利亚时代传统造型、包豪斯设计风格、极致的人体工学设计等三方面内容。 不要面子只要里子，螺丝钉可以用，圆木榫也可以用，属于典型的实用主义信徒。 04学习榫卯的方法所有榫卯都是由两种榫卯变化而来的，一是直榫，二是燕尾榫。这个说法我忘了出自哪里，但是越想越有道理。
所以，学习榫卯，就要先学直榫，然后学习直榫的相关变形，比如方材丁字结合、圆材丁字结合、格肩榫等。
下一步是学习各种直角交叉，比如枨赶枨、两枨互让等，再练习角结合等。
学习“直榫”一定程度以后，就可以练习“燕尾榫”了。
从单头燕尾开始练起，然后单头两头碰肩，再做三头或五头两边碰肩。接下来学习半闷燕尾，至于全闷燕尾，可以作为“终级挑战”来练习吧。
学习以上两类榫卯都不算太难，大家可以自己找教程摸索，也可以持续关注我在“格木文化”平台更新的相关入门内容。
我一直认为，在木艺一途上，做一个工具党自然能玩得很爽。但没有工具，或只有少量工具，也可以尝试入门。
并且我肯定，这绝对是推广木艺活动、扩展木艺爱好者群体的，一个相当不错的思路。 我将在“格木文化”平台分享的入门教程，基本思路就是如此。欢迎大家在“留言区”共同交流、探讨。
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发表于 2021-5-7 15:08:47
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