卷首语：“天人合一”在六边形里

选自《中国国度地舆》2009年第8期卷首语 撰文/单之蔷　　我喜好法国作家卢梭，他的书每每第一句话或第一段就捉住你。比方《社会左券论》中第一句话：人——生而自在，却无往不正在桎梏当中。　　人们不停从政治层面往明白那句话，实在正在其他方面它也很有事理。     若是把北京舆图绘成六边形的栅格，不易发明正在城镇的最中央，也就是天安门的四周，盘绕着饱楼、东4、东单（王府井）、天桥、西单、西四等6个荣华的贸易中央。从略小比例尺的舆图来看，丰台、年夜兴、通州、顺义、昌平、门头沟6个辨别别位列北都城区的6个偏向，把它们用线段正在舆图上毗邻起来，就会泛起一个盘绕都城的六边形，那些城区为市中央供应多方面的办事。如许的征象正在城镇地舆学中很常睹，基于城镇盘绕高一级的中央呈六边形漫衍的模子，地舆学家提出了中央地舆论。     7月的一天，我们要往内受古的太仆寺旗，探求一种地貌异景——石柱群。这类石柱群很奇异，从上面看，每根石柱的截面大要为六边形，整整洁齐地并正在一路，宛如彷佛蜂巢；从下面看，不计其数的石柱齐刷刷摆列着，似乎外星人所为。　　必要买路上喝的饮料，我往了楼下的“丽丽超市”。固然那里的饮料种类很少，而3千米外的“北辰购物中央”比那里丰厚良多，但我着实不肯意为了几瓶饮料往那末远的中央。要动身时，我发明相机充电器的一根线坏了，连忙驾车到15千米外的“五棵松拍照器械城”往买。由于我感觉对付如许相对奇怪的器械，跑15千米的旅程照样值得的。　　那是生存中密松平时的一幕，但是那个中我的所作所为并非自在的；我家楼下的超市、3千米外的购物中央、15千米外的拍照器械城也不是随便设备的。我和商家都遭到一种纪律的节制。　　那个纪律就是所谓的“中央地舆论”，1933年由德国地舆学家沃尔特·克里斯塔勒(W.Christaller)建立。　　听说，克里斯塔勒被城镇的漫衍和空间布局所吸引。他道：“我信赖，肯定有甚么纪律决意着城镇的巨细、数目和漫衍，只是我们不晓得罢了。”经过正在德国北部的实地观察研讨，他终究找到了他要找的纪律。那是甚么呢？　　他的实际有一个条件，就是地表是一种抱负的状况：没有年夜山，没有年夜河，是一个均质的平原。平原上的门路是匀称的收集，即每个点到另外一个点的灵通性只与间隔相干。另有他假定全部的消耗者和贩子都是经济行动公道的人，即贩子钻营最年夜利润，追求尽量年夜的市场掩盖面；消耗者钻营最小耗费，尽量地减小出止的间隔和用度，都自发地到比来的中央地采办货品和追求办事。  　　如许假定以后，克里斯塔勒提出如许几个观点：　　主要的观点是“中央地”。中央地有年夜有小，但都是向栖身正在它四周区域的住民供应种种货品和办事的中央。中央地是分品级的，向下兼容。高一级的中央地涵盖低一级中央地的商品和办事，并供应其没有的商品和办事。现实上中央地就是城镇、城镇、多数市的另外一种道法。　　另有两个紧张观点是最年夜发卖间隔和门坎间隔。中央地供应的商品和办事有一个可变的局限，那个局限的上限遭到消耗者乐意往一其中心肠采办商品和办事的最年夜出止间隔限定，凌驾那个间隔他就会到另外一个较近的中央地。以那个间隔为半径，绘一个圆，圆内的局限就是那其中心肠某种商品和办事发卖的最年夜要地。那个局限的下限是保持商家生计必要的最小主顾数目，要保持那个数目的主顾所需的最小要地的半径又叫“门坎间隔”，一个商家的货品和办事掩盖的要地的半径如果小于那个间隔，商家就要开张。那两个圆，一个圆是年夜圆，是商家最生机获得的，能够得到最年夜的利润；一个圆是小圆，是商家的生命圈，决意生计。若是市场合作充裕的话，那两个圆应当重合。成为一个圆。　　上面道的仅仅是一其中心肠。正在一个年夜地区内会有许很多多的中央地，它们的要地都是一个圆。云云，经由充裕的合作，年夜地大将充满一个个以中央地为圆心的圆。那些圆一个紧挨着一个，设想一下一些钢管摞正在一路横截面的气象。每三根钢管之间会有一个“清闲”，也就是道中央地之间泛起了“飞地”，即得不到办事的地区。那正在贸易社会中是弗成能的，那些“飞地”一定被占据，抱负的状况是相邻的三其中心肠中分那些“飞地”，中分后的效果是每一个中央地的要地由圆酿成了外切那些圆的正六边形。也就是道充满年夜地的是一个个以中央地为焦点的正六边形。　　把较低一级中央地的焦点连起来照样正六边形，不外那个六边形是更高一级的六边形。如果道前几个六边形的焦点(中央地)是州里的话，那末那个六边形的焦点就是县城了；相邻的六个县城连起来构成的六边形的焦点是更高一级的中央地，也许相称于地级市了；地级市的焦点是省会，省会的焦点是都城。　　道到那里，我脑海中泛起如许一幅图景：如果年夜地是均质的平原，那末我们人类的城镇、城镇的漫衍就会像蜂巢一样，是一个个由正六边形构成的收集。人就像蜜蜂一样正在蜂巢中进收支出。     “巨石堤”好像是由无数六边形砖块展成的平台，拍照师拍摄时往两块石面上打了一道红光，如同揭开了熔岩上面冷凝聚成的硬壳，让我们感觉到了当初岩浆溢流时的场景。拍照/C     “鸟巢”侧畔的国度泅水中央——水立方，其外墙通体被六边形、五边形为主的蓝色“番笕泡”所掩盖。番笕泡老是会以最小的外面积笼罩出最年夜的体积，以节约外面能量。是以，当年夜量番笕泡被紧缩时就会构成以多边形组分解的交壤面。而这类计划不只节约了水立方的修建质料，也付与其实足的当代感。拍照／Xu xiaolin     正在福建漳浦县的北碇岛上漫衍有140 多万根玄武岩石柱，它们颀长而整洁，好像被绑缚正在一路，高挺拔立正在岸边。细致寓目，石柱的截面多为六边形，直径正在25 至35厘米摆布。汗青上，漳州区域履历过量次火山喷发，熔岩冷凝留下年夜面积的玄武岩，玄武岩进一步的冷却紧缩，便碎裂成截面规矩的多边形石柱。 拍照／马宏杰 我看到了一些将中央地舆论运用于实际勾勒出来的图。比方有人把北京几个区作为中央地绘出一个个六边形来，另有人把北京几个郊区县盘绕着城区绘成六边形。美国人哈格特绘出了中国台湾省的县级六边形。更奇异的是，50年月有一个美国地舆学家斯金纳，他研讨了我国四川成都平原上的“赶集”征象。前面已道了最年夜发卖间隔必需年夜于或即是商家生计所需的门坎间隔，贸易才会存正在。正在乡村那一点很易做到，是以人们用活动的“集市”来办理，即正在一个周期中，市场轮番正在各村落中设备。斯金纳居然正在我国乡村的“集”、“墟”、“场”的漫衍中，找到了六边形！　　完整能够设想那些六边形不会是抱负的正六边形，也多是四边形、五边形、七边形由于克里斯塔勒的抱负模子是建构正在“抱负的地表”上，而实际的年夜地老是有如许或那样的滋扰身分，拦阻六边形的构成。就像一名批评家所道的：他(克里斯塔勒)道的不是天下是甚么模样的，而是应当是甚么模样的。　　我看着《城镇地舆学》里一个个六边形构成的城镇收集，又想起我们此次的步履：探求岩柱群。为何探求岩柱群要带着那本书呢？是由于我感觉很风趣。我们要探求的石柱群的横截面——六边形的收集，与我手中的书——《城镇地舆学》中的一张张人类聚落漫衍的六边形布局图极为相像。　　想起往年5月福建厦门漳浦县的北碇岛之旅。那是年夜海中的一个小岛，全部岛满是玄武岩的石柱。站正在岛上，足下满是岩柱断面构成的六边形，我似乎站正在由六边形的马赛克拼接的地板上。事先我只是被天然的奇异所吸引，还没有遐想到人间。　　回到北京后，一次翻看《城镇地舆学》，正在“克里斯塔勒的中央地舆论”那一节中，我看到了人类城镇漫衍的一个个六边形布局，能够道那一刻我遭到的震动远凌驾站正在北碇岛的六边形“地板”上。想一想看，石柱究竟是无机物，没有生命，没有自在意志，听凭天然的左右，然则人类制作的城镇、都会的漫衍怎样大概也是一个个环环相扣、嵌套正在一路的六边形呢？人是有自在意志的，是寻求自在和本性的，怎样大概也按部就班地监禁正在那六边形当中？　　人间的征象为何和天然征象云云类似？那背后有甚么配合的气力吗？　　仅仅是年夜海中的北碇岛上那些奇异的玄武岩石柱，还缺乏以引发我往探求石柱群的欲望。只是正在看到天然和人类的共通的地方大概道同一性后，我才生发了正在北京周边探求石柱群的欲望。　　车从北京动身了，向北方的内受古高原开往。车上有我和拍照师马宏杰、张华伟，另有中国地质年夜学的张招崇教学。张教学是专门研讨火山岩的，而我们要找的岩柱群都属于火山岩。　　张家口北面张北县的台路沟城，有一个村叫年夜石疙瘩村，正在那里我们看到了一处石柱群。那组石柱总面积不年夜，石柱也不高，就像埋正在地里刚被挖出来一样。路边有个牌子，上面写着“珍爱天然异景”，看来那里的人们早已熟悉到了石柱群的代价。张教学捡起一块石头道：“那是玄武岩石柱群。” 　　我摩挲着那块石头，间接探进我感乐趣的最根基的题目：为何面前石柱的截面为六边形？　　张教学道：“这类岩柱的节理是玄武岩熔岩冷却紧缩时构成的。灼热的熔融状况的岩浆跟着火山喷发流出，流到凹地大概河谷停下来，逐步地冷却。正在冷却过程当中，岩浆外面张力变小，已缺乏以保持本来较年夜的面积，一定要发生裂隙，也就是节理，并且玄武岩熔岩的裂隙还会笔挺向下地传送。因为身分匀称，岩浆的紧缩力异常均匀，紧缩时发生的裂隙节理也是匀称的，因而就构成了规矩的图案。那末这类规矩的图案会是甚么外形呢？　　设想一下泥潭底部厚厚的一层淤泥正在阳光暴晒下龟裂时的景象，那个中有一个所谓的空间添补道理：正在一个平面中，只要正三角形、正四边形、正六边形三种图形能够完整填满平面，即不相互堆叠，也不留下清闲。然则正在那三种图形中，若是一样的周长，正六边形的面积最年夜。也就是道，六边形具有‘完整充填’和‘最具效力’的两重上风。　　能够道，岩浆冷却紧缩时，只要构成一个个相称的正六边形，才气耗能最小。”  　　这时候，我的脑海中俄然蹦出了一个天然界最广泛的道理——最小感化量道理。作为研讨光芒的反射和合射的效果，法国科学家费尔马曾得出如许的结论：“天然界老是经过最短的路子产生感化的。”1744年法国有名物理学家莫培督(Pierre de Maupertuis)正在一篇有名论文中写道：“天然界老是经过最简朴的要领发生感化。若是一个物体必需没有任何拦阻地从那一点到另外一点——天然界就行使最短的路子和最快的速率来指导它。” 1744 年4月，法国科学院的一份申报把那个道理总结为最一样平常的纪律：任何不受影响的动力学体系正在产生转变时，其转变体式格局老是使有关的感化量为最小。那个道理称为最小感化量道理。　　正在灼热的玄武岩岩浆冷却成岩的过程当中，明显天然界行使了奇异的六边形，使途径最短、速率最快、感化量最小。　　然则为何人类制作的聚落也遵守六边形的布局漫衍呢？　　我想到了一条所谓的“人类最小起劲道理”。人类老是生机支付最小的起劲，获得最年夜的回报。　　比方城镇的降生，若是仅仅从经济的角度思量，不过是人类把货品和办事聚正在一路的效果。为何要把货品和办事聚正在一路呢？为了走起码的路，花起码的钱和工夫获得人们想要的器械。　　消耗者生机获得某种商品和办事出止的间隔越小越好。　　商家生机他的贸易中央的辐射半径越年夜越好。如许他就能够不劳而获，不消创建更多的代销机构。　　大概恰是石头的“最小感化量道理”与人类“最小起劲道理”的惊人同等，作育了石柱群的截面与人类的城镇漫衍收集布局惊人的同等。　　回到北京后，我让同事探求一些与六边形相干的图片，并把图片按内容分红两类：一类是天然，一类是人文。　　第二天，他就找来了很多。天然界的有：蜂巢、雪花、树叶的表皮细胞人文的有：铅笔、球网、螺帽　　溘然他问我：“您道那算天然照样人文？” 　　我看了一眼他手中的纸，上面写着：人眼内一些单层细胞构造的细胞常为正六边形。如角膜内皮细胞、血管内皮细胞、视网膜色素细胞那些细胞为正六边形的意义正在于，细胞摆列密切，位置稳固。巨细相称的四边形摆列起来，一旦遭到外力感化，就会滑动，而正六边形摆列，不管哪一个偏向受力，细胞之间都不会滑脱，有益于细胞之间毗邻稳固、构成屏蔽功效等。　　那固然应当算作天然，那是进化的效果。　　早晨，回家时，看到楼下的一家“偶石店”封闭了，正正在迁居，而中间的“丽丽超市”却人来人往。正在一个室庐小区里，卖偶石的市肆很易生计，由于买鉴赏的偶石，是人的初级需求，只要少少数人有这类需求，是以偶石店必要很年夜很年夜的发卖半径，一个小区作为要地基础就保持不了生计。看来店东没把握“六边形的秘密”。　　正在六边形没无形成之前，布局是不稳固的，只要六边形构成了，布局才趋于稳固。那有些像动物经由合作，末了会到达一个所谓的“顶级群落”，这时候就稳固了。　　那末是不是能够道，人类聚落——城镇漫衍的六边形正在很年夜水平上也是合作和进化的效果呢？(选自《中国国度地舆》2009年第8期卷首语 撰文/单之蔷)