中国古代家具的人机工程学痕迹研究

国际人类工效学学会的人机工程学定义是：主要研究各种工作环境中人的因素，研究人和机器以及环境的相互作用，研究人在工作、家庭生活中和闲暇时怎样考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的科学^[1－2]。家具是人们生活的一部分，是衣、食、住、行中“住”的重要环节，无论工作、学习、休息，或坐或躺，都离不开其依托。

中国古代家具有着悠久的文化历史，广泛表现出设计严谨、结构流畅、使用方便舒适的特性，在体现古人智慧光芒的同时，也映射出中国传统人机工程学的思想。目前，关于这方面的研究，国内学者多集中于收藏、制作、形态设计等领域，成果颇丰，但从工学、人机学角度的研究文献较少。基于这种思想，本文通过对比分析中国古代家具发展历程，结合工效学和心理学来考虑人的因素，提出以人机工程学痕迹角度为出发点，对中国古代家具进行研究，既可深刻了解古代人机思想、人机工程学发展情况，也为今后的家居设计提供更多的人机设计参考。

一个研究课题的论文发表数量和观点往往能够代表当下该问题的发展趋势^[3]。基于此，本文通过对中国知识资源总库的中国期刊全文数据库进行检索，以“中国古代家具”为检索词，采用“主题”方式进行检索，剔除无关论文后，得到近12年（1999-2010）国内有关中国古代家具研究方面的学术论文共计85篇。每年发表关于中国古代家具的论文数量不多；在1999～2007年论文数量的起伏较大，在2008～2010间趋于平衡。为进一步了解各学科的中国古代家具研究情况，观察各个学科关于中国古代家具的研究情况，结果见表1。

表1  1999～2010年中国古代家具研究论文发表情况

表1的论文分布情况表明，关于中国古代家具的研究主要集中于化学化工冶金环境矿业、文史哲、经济与管理领域，其他学科研究有限。

目前中国古代家具的分类方式极多，主要有两种分类方式：一是以时代发展顺序分为初始阶段、早期阶段和晚期阶段；二是根据家具形态、功能将家具分为坐卧类、承置类、储藏类和陈设类^[4]。

本文从已有的中国古代家具分类方式出发，根据人机工程学的人体静态尺寸^[5－6]，坐卧姿态与家具尺寸的改变将其分为三个时期，并从人机工程学的角度来研究这三个时期。

(1)跪坐式的矮型家具时期

人类最初生活在热带密林中，主要是“栖巢居树”的生活方式。当人们从树上转移到地面或洞穴时，主要是席地而坐而卧的生活方式，因此出现了家具的雏形：席褥。它有保暖防潮等作用，使用时可坐可卧，不用时可卷起，方便取拿，节约空间。手工业的发展使其制作工艺简单^[7]、类型增多，使用的舒适性也显著提高。与之匹配的矮型家具相继出现，其造型、色彩具有当时特有的审美观念。如青铜礼器，造型凝重浑厚，花纹古朴典雅，凸出了稳重敦厚的审美观。木制家具已显露出人机学思想：凭几是席褥的副产物，跪坐时的凭靠用具，为缓解人们长时间的跪坐姿势造成的疲劳感，减轻腰部压力。

从人机工程学上看，矮型家具时期的家具形式符合特定时代的审美观，结构能提供舒适的休息方式，种类能满足人的需要。

(2)过渡家具时期

过渡时期的家具尺寸、形式和种类等与前后两个时期都有显著差异，主要由三个过渡阶段组成。

第一阶段在东汉时期，西域文化传入，改变中原的生活起居观念，生活方式由席地而坐向以床为中心转变，这是矮型向高型演变的端倪。第二阶段在魏晋南北朝时期，通过佛教造像和壁画中的生活场景，将高型家具式样传入中原，襟然跪坐不再是唯一的坐姿，侧身斜坐、盘足平坐、后斜倚坐等坐姿也日趋流行^[7]。第三阶段在唐、五代十国时期，佛、汉文化高度融合，产生的新型高型家具在当时被视为时尚典范，与之配套发展的还有高足椅桌，基本代替了凭几等矮型家具。

从舒适度、人体坐姿、静受力分析来看，使用中高型的过渡家具一方面放松腿部肌肉，减缓不舒适感，另一方面使起坐姿态转变更灵活，伸展空间更大。

(3)垂足而坐的高型家具时期

高型家具真正成型是在宋朝以后，人的坐姿习惯已完全过渡为垂足而坐，生活方式由以床为中心进入到以桌椅为中心，此时家具的尺寸设计和使用功能都更符合人机设计^[8]。如明代的椅子，正面看，构件细、弯曲弧度大，扶手、靠背采用弯曲变化的设计，扩大了起坐空间，使人起坐自如，适合人体坐姿和起坐需要；侧面看，靠背的弯曲弧线宛如人体背部至颈部的曲线，这些曲线主要源于人体模型，凡与人体接触的部位、构件、铜件都制作的圆润、柔和，给人舒适的感觉。陈设时，与周围的环境相适应，能主动融入所处的环境，充满艺术的协调美。另外，同类型的家具会因不同的使用功能有不同的存在形式，如琴桌、棋桌、画桌等均是桌的一种，这样一方面物尽其职，另一方面人使用时更舒适、便捷^[9]。

高型家具的人机工程学痕迹表现在人－物协调过程中更注重人的感受，人－物－环系统中能互相匹配。

将三个家具时期从朝代、时间、主要的家具类型进行汇总，总结内容见表2。

表2 三个家具时期的汇总表

表2显示，各个家具类型随着生产力发展和人需求的变化，种类、形态、功能都发生变化；后两个时期的家具都是在第一个时期的家具上发展而来。

在中国古代家具的发展过程中，人起着不可抹灭的作用：人既是家具的使用者，又是制作者。家具的出现、发展都是根据人的需求而不断完善。人机工程学观点看，中国古代家具的发展既有外因，又有内因。

(1)环境的变化

人类最初居住在地穴式、半地穴式及其它非常简陋低矮的建筑物内，内部空间狭小，人的活动范围局限，从家具形态看，家具尺寸主要取决于当时建筑物高度，并与之协调、匹配^[10]。随着建筑物变高变宽，室内空间增大，矮型家具的弊端日益凸显：人－物系统中，人的动态尺寸与家具尺寸不符，使用时，人的疲劳感会随使用时间、强度增加而加剧；物－环系统中，高大的建筑物与矮型家具不协调，矮型家具不再符合人们的审美观。因此，环境变化促使物－环系统、人－物系统发生改变。

(2)生活习俗的改变

商周、春秋战国时期，人们认为垂足而坐不尊重主人，而“足不下垂、股不离地”的跪坐、盘坐才是君子作风。这种文化观念是矮型家具维持数百年的重要原因。东汉后期，北方少数民族的“胡床”等坐具传入中原，人们的跪坐观念开始转变，席地而坐的生活习俗受到强烈冲击，为矮型家具向高型家具的过渡奠定了基础^[。魏晋南北朝时期，佛教文化在中原普及，高型家具的模型深入人们理念，“垂足而坐”的生活习惯被人们广泛接受^[10－11]。此后，中国古代家具开始真正意义上的第一次变化。

从人机工程学观点看，人－物系统中人占主导地位，人与物匹配时注重以人为本；以人为中心生活习俗的改变首先是人的思维改变，因此要采取行动来符合思维。

(1)对舒适度的追求

从心理学来讲，舒适是人使用家具的主要需求与感受，也是人机学追求的目标之一^[12]。首先，若家具设计不合理，使用时人会不舒适，容易疲惫，这样的家具将会被淘汰。实验表明，跪坐式的矮型家具不利于起坐姿态转换，还容易使人产生额外的疲劳。长时间的跪式坐姿对人体疲劳的影响主要体现在臀部及小腿，数据显示，臀部在30~40min，小腿在40~50min，不舒适感快速增加，因此至少40min左右需要进行姿势调整，来缓解疲劳。其次，人无论是对自己，还是对所处环境，都力求达到“合理、合适”，也就是人－物、人－环、人－物－环三者匹配，就是人机学的目标。

(2)对家具需求的变化

马斯洛需求层次论共描述了五个需求，由低到高为：生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我实现需求。需求层次论主要表达三个观点：人要生存，需求能够影响行为，只有未满足的需求能够影响行为，满足的需求不再充当激励工具；人的需求按照重要性和层次排成一定的次序，从基本的（如满足日常生活的最低需求）到复杂的（如舒适、美观、便捷性等）；当人的某一级需求得到最低限度的满足后，才会追求高一级的需求，如此逐级上升，成为推动人继续努力的内在动力^[1]。

人对家具的需求从起初的保暖防潮发展为安全、舒适、便捷、局部精致、整体美观，与周围环境匹配、与当地风俗适应、与同代文化融合。从人机学角度讲，需求的变化促使家具在不断完善。

(3)审美观的改变

人机学中，人是改变的主导者，物是承担者。人具有思维，通过思维认识事物，由个别概括一般，从现象看到本质和规律，使人的认识从感性上升到理性。审美观是思维的一种表现形式，将思维由抽象美的形态转移到具体美的形态。从家具形态发展看，人的审美观随时代发展而变化。矮型家具时期，低矮的建筑物与矮型家具形成一个融洽的整体；过渡时期，建筑物尺寸增大，矮型家具不符合人们审美观，高型家具为人们提供一个新的美的概念；高型家具时期，建筑物与家具形成一个和谐的整体。审美观的改变促使人的思维发生改变，是推动家具发展的一个重要内因。

不同时期家具的特点与当时的统治观念密不可分。虽然各个时期家具的风格迥异，但整体上都不约而同的表现着统一的人机工程学思想。

古人提倡形式是内容的载体，器物应以简约为美，反对过多的雕凿和文饰。如融现代功用主义和简约主义思想于一身的明式家具^[13－17]。材料上，多选用紫檀木等天然致密木材；结构上，根据不同的部位设计相应的榫卯（一种木结构式样），整体结构自然而不失规整、大气而不乏精巧；型制上，清新典雅，线条流畅。家具优美的曲线，主要源于实用功能的需要，凡与人体接触的部位、构件、铜件都设计得圆润、柔和，使人有舒适感，休息时不仅身体放松，而且心情也会愉悦。另外，整体与局部、局部与局部之间的比例恰当，体现了人机工程学的匹配思想：简约而不失宜人的特性，内容与形式统一，功能与装饰统一。

春秋战国时期的百家思想对中国文化有着深远的影响，除了儒家思想千古传诵，还有法、道、墨等各家思想也广为流传。其中法家和墨家的造物思想是建立在一种功利主义的基础上，将造物同制作者和使用者的利益、前途紧密联系，追求“实用”的功利观。在这种造物观的影响下，中国古代家具很大程度表现出重设计功能、反累赘装饰的特点。同时，致用和使用是一致、共存的：“致用”在中国古代“以人为中心”的实用性设计理念的指导下，其最终目的是满足人的需要^[18]；注重功能的同时，设计中还提倡“便于使用”的原则。三足抱腰式凭几的几身呈扁圆半环形三足外张，着力重心落在一个三角支撑点上，十分符合力学的形体稳定原理；使用时，可放身前身后，也可左右扶依，用以随时调整坐姿，避免疲劳。

古人在物我关系上强调人的主体自由观念。人的审美观就是一个种表现形式。“重己役物”是主张用积极地态度来处理人与物的关系和矛盾；造物实践时强调人在设计和使用产品时的主体地位^[18]。人机工程学的最终目的是设备设计必须适合人的各方面因素，以便在使用时付出最小的代价获得最高效率及感到安全和舒适。在这里，人是主体，物是客体，所有人机学产品都是为了满足人的要求来进行改进。使用家具时，人的心理感觉在先，致用功能、视觉感受等在后，因此，“重己役物”思想主要指物适应人，而不是人适应物。

和谐观是中国人文精神的价值形态。传统造物思想追求“人”、“物”、“天”整体和谐，这正是如今人机工程学追求的人－机－环系统的协调与优化^[19]。

1)人－物和谐。古人主张“人第一，物第二”，重视人与物间的有机联系，试图在人与物间建立一种人性化的关系：一方面从人的生理结构出发，注重物的功能性；另一方面又关注人的心理特征，注重人在使用物时的感受。

2)物－物和谐。物与物的和谐包含了两方面：一方面是产品各构件间的关系。产品设计以功能性为原则，要充分发挥物的功能，产品各部件之间就必须相互协调、共同合作，服务于产品整体功能和形式。如榫卯结构形式，利用木材干缩湿涨的特点，将单个木材结合来制成家具^[17]。

另一方面是产品与产品间的和谐关系。物与物的组合构成了人类生存的物质环境，单个产品与其相关产品要有系统性。物与物的协调关系到产品的功能性、人的审美观及生活质量。如使用凭几、隐囊是为缓解人们长时间同种坐姿产生的疲劳感，也与床榻形成和谐的整体。

3)物－环和谐。人是物的创造者和使用者，物是沟通人与自然的中介，因此物与自然的关系体现了人与自然的关系。物与自然的和谐取决于人的造物活动与使用活动对环境的影响。如屏风可以挡风、弥补古代建筑结构的不严密，满足分割室内空间的需求，同时屏风又与周围环境形成一个和谐的整体。

5中国古代家具人机工程学的比较分析

5.1比较方法的原则

世界上一切事物之间原则上是可以比较的，但两事物之间必须找到第三者做中介，把它们联系在一起，才能具体的加以比较^[1,20]。在方法科学中若要正确运用比较方法，首先应弄清可比性原则，每次比较只能有一个第三者做中介；其次必须遵循下列逻辑原则：（1）必须在同一关系下对事物进行比较；（2）应就事物的内在关系进行比较；（3）要有确定的标准。

不同时期、不同类型的家具均体现着人机工程学的思想和痕迹，根据比较时期和类型，将比较分析从横向和纵向进行比较。横向是三个时期，纵向比较是家居尺寸、需求、舒适度和审美观，比较结果见表3。

表3不同时期、不同类型的家具比较表

横向比较，随着对人体尺寸的关注，家具的设计更注重以人为本；更关注人使用时的生理感受与心理感受；随着制作技术的进步，从最初的物－环匹配发展到人－物匹配、物－物匹配、物－环匹配；随着对人感受的关注，在要求舒适、便捷的同时，也追求使用时省时省力。

纵向比较，三个时期家具对尺寸、需求、舒适度、审美观的要求互相协调，各个时期体现的人机工程学的思想与当时的生产力发展水平保持一致。

本文从人机工程学的角度探讨了中国古代家具，主要得出以下结论：

（1）统计近12年来中国古代家具的研究成果，工业技术领域的最多。从人机工程学角度研究中国古代家具，可了解中国古代人机思想、人机学发展情况，也为今后家具提供更多的人机设计。

（2）根据人休息、工作时的姿态特征，结合人机学知识，将中国古代家具发展划分为三个阶段，即跪坐式的矮型家具时期、过渡家具时期、垂足而坐的高型家具时期。

（3）根据人机学观点，从内因和外因两方面阐释了中国家具发展变化。外因包括环境变化、生活习俗的改变；内因包括人们对舒适度的追求、对家具需求的改变以及审美观的变化。

（4）分析了中国家具的发展成型过程，得出其包含的人机工程学思想主要有“返朴求素”、“致用利人”、“重己役物”及“和谐观”，人机工程学思想始终伴随着家具各个发展历程。

（5）将三个时期的家具按尺寸、需求、舒适度和审美观做比较后发现，随着手工业发展、制作工具改变，家具从满足日常生活需要发展到实现人机设计、心理需求和审美，人－物－环三者关系更加协调。

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——本文作者：王婷，吴超