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内圆外方之一——方圆的概念和特性

(2009-01-04 10:43:20)
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为人处世

    人们普遍崇尚“外圆内方”。 “外圆内方”究竟值得崇尚吗?今我也来谈谈“方”“圆”的问题。

一、方圆的概念及特性

1、“方”、“圆”的概念

“圆”是一平面图形,圆周上各点到圆心的距离都相等。扩展到空间便是“球”,人们习惯上也把球当作圆。平面的圆有一条无始无终的边,且处处外凸;空间的圆有一处处外凸且无边无限、天衣无缝的面。

此处所说的“方”,并不仅仅是数学上的“正方形”的概念。我们可先把其引申为矩形及其在空间的扩展体(正方体和长方体)。平面的方有四条直线段构成的边,四边相交形成四角。空间的方则有六个平整的面,六面相交形成十二条棱,十二条棱相交形成八个角。我们可把方的概念再加以引申,凡带有角、棱、平面的物体都具有方的特征。方的典型代表为正方形和正方体。

除平面图形外,任何事物都存在于一定的空间。所以下面更多的是考虑空间问题。

2、“方”、“圆”的特性

    方圆之间是可以互相转化的,为表示它们相互之间的联系,我们可引入“形态效率系数”这一概念。形态效率系数为:对平面图形,围同样大的面积,圆的周长与该图形的周长的比值;对空间体,围同样大的体积,球的表面积与该空间体的表面积的比值。由此,圆和球的形态效率系数为1,正方形的形态效率系数为0.886,正六边形的形态效率系数为0.952。正方体的形态效率系数为0.806,正八面体的形态效率系数为0.845。形态效率系数的最大值为1,越接近1,就越接近圆;正多边形的边数越多、正多面体的面数越多,其形态效率系数就越接近1。但不能以为形态效率系数越小,就越方。圆的直径越大,其弧线就越接近直线,球面就越接近平面,圆就具有了方的特征。这就是量变引起质变。

(1) 独立性(个体形态效率)

相对其他个体形态而言,圆的特点是面积相同,周长最短;体积相同,表面积最小。也即:用一定的周长可围最大的面积,用一定的表面积可围最大的体积。也即用最少的付出可得到最大的回报,用最少的支出可得到最大的收益。可把此作为“高效率”吧,圆就是一个、而且是唯一的一个“最高效率”形态。圆的形态效率系数为1,也即其效率为1,为100%,其边和面发挥了最大的围的功能。

正方形的面积和圆相同,周长是圆的1.129倍,其周长的效率为0.886;正方体的体积和球相同,表面积是球的1.241倍,其面的效率为0.806

由此可见,圆的形态效率高,独立性好;方的形态效率低,独立性差。

但这则是就个体形态而言。

2)相容性(群体形态效率)

就个体形态效率而言,圆的优点是显而易见的,但这仅仅是问题的一个方面。然而,回到现实社会、回到自然界,让我们看看我们的周围,看看整个世界,看看整个宇宙,哪些东西是圆的?哪些东西是方的?为什么是圆的?为什么是方的?圆的多还是方的多?

在宇宙中,天体是圆的;在自然界,一些自然的产物,如一些植物的果实(椰子、西瓜等),禽鸟的卵蛋等是圆的;而人工制造的物品,绝大多数是方的或兼具方的特征,几乎没有纯圆(球形)的,一些平时我们称之为圆形的圆柱形物品(轮、桶、盆等),也不是完全的圆。圆柱形有两条棱,三个面,上下底面是平面,圆柱面展开是长方形。直径和高相等的圆柱形的形态效率系数为0.874,所以可把圆柱形看作是方圆的组合体,兼有方圆各自的特点。即使植物的果实(如玉米籽、芝麻等),有些也具有方的特征。

综观一切,凡是圆的,几乎都处于相对独立的环境,存在于相对宽敞的空间;而地球上绝大多数物体(特别是人造物体)却是方的,或兼具方的特征,是因为它们受环境和空间的限制,而采用方的形态以适应之。

我们不妨再讨论一下群体(组合体)的形态效率系数。群体的形态效率系数可这样定义:对平面组合图形,围同样大的面积,圆的周长与该组合图形的外周长的比值;对空间组合体,围同样大的体积,球的表面积与该空间组合体的外表面积的比值。

两直径相等的平面圆组合,其形态效率系数为0.707;而两个边长相等的正方形组合(一正方形的一边和另一正方形的一边重合),其形态效率系数为0.835。两直径相等的球的组合,其形态效率系数为0.630;而两个边长相等的立方体组合(一立方体的一面和另一立方体的一面重合),其形态效率系数为0.768

由此可见,圆的个体形态效率虽然很高,但群体形态效率是很低的;而方的群体形态效率(只要采用适当的方式进行适当的组合)则远大于圆。

世界上绝大多数事物和其他事物之间都存在着密切的联系,都直接受到其他事物的制约和影响。在有限的一定的空间范围,圆形物体和其他物体(圆的和方的)只能是点接触,其相容性很差,圆形物体的空间利用率较低。而方和方之间便具有良好的相容性。这从群体形态效率的高低即可看出。

3)稳定性

就单个个体而言,同样的体积,圆的表面积最小,收缩最紧,外表面处处相同,无薄弱环节,处于最坚固最稳定状态。但圆相对于其他物体、和其他物体之间又极易产生运动。圆的个体稳定性好,相对稳定性差。而方则相反。

 

 

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