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英國(guó)的木匠們，難以理解在600多年的時(shí)間里，故宮先后經(jīng)歷了200多場(chǎng)極具破壞性的地震，為何中國(guó)人卻從來(lái)不擔(dān)心它會(huì)被震塌？ 包括那場(chǎng)將唐山夷為平地的大地震，當(dāng)時(shí)的震中離故宮只有150公里，北京市區(qū)多處古建筑都遭到了損壞，但故宮卻始終巋然不動(dòng)。像故宮這樣的古建筑身上，到底匯聚了多少古人的心血和智慧，又藏著哪些我們現(xiàn)代無(wú)法解答的黑科技？  扛得住10級(jí)地震的中國(guó)古建筑為了搞清楚這些問(wèn)題，2017年，英國(guó)的木匠們按照1：5的比例，仿造了幾個(gè)與故宮建筑結(jié)構(gòu)相同的模型，然后將它放到模擬地震的平臺(tái)上，開(kāi)始檢測(cè)它到底能夠抗住幾級(jí)地震。 工作人員首先將地震等級(jí)調(diào)到4.5級(jí)，這樣的地震會(huì)讓人感受到明顯的震動(dòng)，足以讓一些簡(jiǎn)單的建筑墻體出現(xiàn)裂縫甚至直接倒塌。而故宮模型在上面整體的搖晃幅度很大，看上去搖搖欲墜，然而在30秒的測(cè)試時(shí)間里，它卻始終不曾倒塌。  按照故宮模型這么強(qiáng)烈的搖晃程度來(lái)看，外國(guó)專家們相信，它絕對(duì)撐不到6級(jí)地震就會(huì)完全散架，而在場(chǎng)的中國(guó)專家相視一笑，沒(méi)有說(shuō)話。 等現(xiàn)場(chǎng)工作人員真的把震級(jí)調(diào)整到6級(jí)時(shí)，外國(guó)專家們驚訝地發(fā)現(xiàn)，模型的搖晃程度和剛才幾乎一樣，但是仍然沒(méi)有倒塌的跡象。 隨后，震級(jí)被調(diào)到了7.5級(jí)，這已經(jīng)是很多大地震才能表現(xiàn)出來(lái)的振幅了。只見(jiàn)，故宮模型發(fā)生了劇烈的搖晃，內(nèi)部的墻面也轟然倒塌，然而整個(gè)木制結(jié)構(gòu)依然沒(méi)有倒塌，主梁和立柱的銜接處都沒(méi)有脫節(jié)。  震級(jí)還在加大，這次直接上升到了9.5級(jí)，這是人類有史以來(lái)的最強(qiáng)地震強(qiáng)度，然而結(jié)果和之前的一樣。不甘心的外國(guó)專家將震級(jí)調(diào)到最大的10級(jí)，30秒后全場(chǎng)沉默，整個(gè)模型依然完好無(wú)損地站在地震臺(tái)上。  外國(guó)專家們總算服氣了，可是他們實(shí)在太疑惑了，這樣一個(gè)看起來(lái)弱不禁風(fēng)的木制框架里，沒(méi)有一根螺絲，是怎么抗住10級(jí)地震的？中國(guó)專家上前，向外國(guó)專家指出了故宮模型立柱下面的紅色標(biāo)記。原來(lái)和地震前相比，建筑物已經(jīng)整體移動(dòng)了幾厘米。  故宮沒(méi)有地基？全世界的建筑學(xué)家都在疑惑，為什么中國(guó)古建筑這么抗震？實(shí)際上，中國(guó)建筑學(xué)家不認(rèn)同“抗震”這個(gè)說(shuō)法，他們更傾向于認(rèn)為，古建筑依靠自身獨(dú)特的結(jié)構(gòu)在吸收和化解地震帶來(lái)的沖擊力，頗有道家太極拳“四兩撥千斤”的意味。那這到底是怎么做到的呢？ 我們先來(lái)看看現(xiàn)代建筑是如何修建房子的?，F(xiàn)代人修房子必須先打地基，把柱子插在地基里，然后修承重墻，最后封頂。這樣的房子有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是太“剛直”，古人說(shuō)“過(guò)剛易折”，這個(gè)修房子也是一樣的。  現(xiàn)代建筑的立柱總是插在地里，看似非常穩(wěn)固，能夠抗住很多地震，實(shí)際上在大地震發(fā)生的時(shí)候，95%以上的樓房都是從上往下倒塌的。你的柱子或許能夠承受住地震的沖擊，但是當(dāng)上層房屋開(kāi)始左右搖晃時(shí)，剛硬的立柱就會(huì)瞬間折斷，導(dǎo)致整個(gè)房屋全部坍塌。  而古建筑最大的不同在于立柱不直接插入地下，它的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。以故宮太和殿為例，它的立柱下面是柱礎(chǔ)（磉盤(pán)），也就是地面上那個(gè)圓盤(pán)一樣的結(jié)構(gòu)；柱礎(chǔ)下面還有用石磚構(gòu)筑的磉墩。 看上去，立柱就像是插入了地下，實(shí)際上它卻能夠在磉墩的范圍內(nèi)移動(dòng)，而不至于讓立柱折斷。  很多人可能會(huì)說(shuō)了，那這房子豈不是就跟放在地上的積木一樣，沒(méi)有地基了嗎？以前，確實(shí)有人說(shuō)故宮的建筑是沒(méi)有地基的，甚至以此來(lái)質(zhì)疑中國(guó)古人不懂建筑學(xué)。但是你有沒(méi)有想過(guò)，一群沒(méi)有地基的房子，是怎么在600多年里抗住無(wú)數(shù)地震的呢？  所以故宮是有地基的，不僅有，而且古人最重視地基的建造。在《營(yíng)造法式》這本古典建筑學(xué)著作中，對(duì)在哪里修地基，修多長(zhǎng)多寬都有詳細(xì)的記載，甚至于，那一塊地方改用石磚，拿一塊地方該用木材，用什么動(dòng)作，加幾方土都寫(xiě)得非常精細(xì)。可以說(shuō)故宮的地基，構(gòu)造之復(fù)雜、用料之精致，那都是絕無(wú)僅有的。  故宮的地基結(jié)構(gòu) 榫卯是古建筑的靈魂當(dāng)然，這個(gè)地基真要造出來(lái)并不難，最難的還是修屋頂，而說(shuō)到古建筑的屋頂那就離不開(kāi)榫卯結(jié)構(gòu)了，說(shuō)它是古建筑的靈魂也不為過(guò)。 榫卯結(jié)構(gòu)由榫頭和卯眼兩部分構(gòu)成，可以互相嵌套固定以增加建筑的穩(wěn)定性，光是一扇窗戶就有500-1000個(gè)榫卯連結(jié)而成，而要想構(gòu)建一個(gè)大型建筑的屋頂，估計(jì)沒(méi)有上萬(wàn)個(gè)小零件根本搞不定。  榫卯 那么，古人為什么要把房屋修得這么復(fù)雜呢？像現(xiàn)代的鋼筋水泥一樣直來(lái)直往的不行嗎？還真不行，我們來(lái)看看榫卯結(jié)構(gòu)的作用就能理解了。 上萬(wàn)個(gè)榫卯構(gòu)建的房頂，在遇到地震的時(shí)候，每一塊零件都有吸收地震沖擊力的作用，然后不斷把這個(gè)力往下傳遞，在傳遞的過(guò)程中起到了卸力的作用。因此，我們可以看到，在地震的時(shí)候，哪怕立柱已經(jīng)搖晃得很厲害了，但是屋頂依然不動(dòng)如山。 同時(shí)，因?yàn)殚久Y(jié)構(gòu)鑲嵌的時(shí)候留有十分微小的空隙，所以它不像一塊鋼筋混凝土那樣剛直，反而具有一定的柔韌性和彈性，允許材料產(chǎn)生一定的變形，因此不容易折斷倒塌。 1973年，中國(guó)考古隊(duì)在浙江河姆渡文化遺址中，發(fā)現(xiàn)了這種神奇的榫卯結(jié)構(gòu)，據(jù)檢測(cè)它們距今已經(jīng)7000年了。實(shí)際上，榫卯結(jié)構(gòu)并非中國(guó)古建筑最獨(dú)到的發(fā)明，在德國(guó)的原始遺跡考古中，人們也發(fā)現(xiàn)了類似的榫卯結(jié)構(gòu)，而且也是起源于7000年前。所以，中國(guó)或許并非榫卯結(jié)構(gòu)的開(kāi)山鼻祖。 古建筑和核心科技——斗拱不過(guò)值得注意的是，在戰(zhàn)國(guó)時(shí)代，榫卯結(jié)構(gòu)得到了進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)，衍生出了斗拱結(jié)構(gòu)，它才真正算得上是中國(guó)古建筑的精髓。不僅是因?yàn)樵谑澜缙渌拿髦袥](méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)斗拱結(jié)構(gòu)，而且也是因?yàn)樗屩袊?guó)古建筑更加實(shí)用和美觀了。 斗拱主要用于建筑物立柱、橫梁以及屋頂三者的交匯處，主要作用也是增強(qiáng)房屋的穩(wěn)定性。從戰(zhàn)國(guó)到唐朝再到后來(lái)的明清，歷代建筑大師都在強(qiáng)化斗拱的作用，但是日本人在模仿唐朝建筑時(shí)卻丟掉了斗拱的靈魂，所以很多人會(huì)覺(jué)得日本古建筑看上去很別扭。 實(shí)際上，斗拱的結(jié)構(gòu)不僅用于修建房屋，在橋梁的構(gòu)建上，它也起到了至關(guān)重要的作用。 1975年1月，一批429噸重的機(jī)械構(gòu)件急需運(yùn)往燕山石化公司，但是，由于這批貨物實(shí)在太重，專家們都無(wú)法保證永定河上的幾座新橋能夠完成這個(gè)任務(wù)。
要知道這可是800年前修建的古橋啊，它真的比當(dāng)時(shí)新建的橋還要靠譜嗎？ 當(dāng)這429噸設(shè)備開(kāi)上橋以后，所有人捏了一把汗，因?yàn)闃蚬罢谙鲁?，最大下沉量達(dá)到了0.52毫米，眼看著這座古橋?qū)⒑驮O(shè)備一起沉入河中。誰(shuí)知20分鐘后，設(shè)備安全通過(guò)，古橋安然無(wú)恙。原來(lái)拱橋之所以下沉，主要是因?yàn)闃蛄旱亩饭熬哂幸欢ǖ捻g性，盡管發(fā)生了微小的形變，卻并沒(méi)有因此坍塌。而這座神奇的古橋就是著名的盧溝橋。 盧溝橋 古建筑的傳承今天再回過(guò)頭來(lái)看，從這種“剛?cè)岵?jì)”的古典建筑中，我們還能夠感受到道家的獨(dú)特智慧。然而掌握了無(wú)數(shù)高科技的現(xiàn)代人，卻再也難以復(fù)制出古代的這種建筑了，或許在古人的“科技”里，潛藏著某些現(xiàn)代物理和數(shù)學(xué)難以解答的奧秘。而我們只是從古建筑中學(xué)到了些許皮毛。 滕王閣 有時(shí)候，現(xiàn)代人不僅難以復(fù)制古典建筑，甚至還在破壞它們。在山西應(yīng)縣有座被吉尼斯世界紀(jì)錄認(rèn)證的世界最高木塔，它就是釋迦塔，也被大家叫做應(yīng)縣木塔。它修建于1056年，與意大利比薩斜塔、巴黎埃菲爾鐵塔并稱為“世界三大奇塔”。 應(yīng)縣木塔 這座古老的木塔歷經(jīng)近千年的風(fēng)吹日曬和10余次大地震，依然屹立不倒。然而，在1926年的戰(zhàn)亂中，卻遭到了馮玉祥軍隊(duì)的炮火攻擊，共中彈兩百余發(fā)卻沒(méi)有倒塌。神奇的是：即使在戰(zhàn)爭(zhēng)年代，炮彈打在塔身上燃起大火也會(huì)在瞬間熄滅……（來(lái)源于新民晚報(bào)） 雖然如此，但是木塔的近況卻不容樂(lè)觀，據(jù)說(shuō)，比薩斜塔僅歪了3.99度，而應(yīng)縣木塔的二層卻傾斜了15度，觸目驚心！ 如今，我們已經(jīng)可以用機(jī)器源源不斷地自動(dòng)化生產(chǎn)榫卯零件，但是卻再也無(wú)法建造出像應(yīng)縣木塔這樣的建筑了。 |
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