古建藏力学之智— 《中国建筑的特征》研学手札

马雪花

<p class="ql-block"><span style="font-size:15px;">美篇昵称 马雪花</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:15px;">美篇号 1366852</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:15px;">课文 《中国建筑的特征》</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:15px;"> 人教版语文高中必修</span></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">  在梁思成的课文《中国建筑的特征》一文中,指出了古建的榫卯结构和斗栱的利用,不用一钉一铆就能使我们的古建筑千年不倒并且逃过了大地震等劫难,如山西悬空寺、应县木塔,河北的阁院寺,天津蓟州独乐寺等等。从力学的角度分析,究竟是为什么能有如此强大的功能?带着这一问题开启了我的研学之旅。</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">  今年的十一长假我们来到了蓟州独乐寺。</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;"> 独乐寺的山门和观音阁是八大辽构之二。抬头望去,这座山门古朴大气,端庄稳固。庑殿顶是我国古代最高级别的屋顶形式。在古殿只有顶级佛寺和皇家宫殿才能够使用。 梁思成和林徽因多次来到蓟州独乐寺。并称:“</b><b style="font-size:20px; color:rgb(22, 126, 251);">山门全部权衡与明清建筑物大异, 所呈现象至为庄严稳固,为后世所罕见。</b><b style="font-size:20px;">”</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">  我们看到庑殿顶原来是中间一条脊,左右对称地四条脊缓慢向下弯曲,翼状伸展的屋顶,“如鸟斯革,如翚斯飞”。除美观外,这种形状本身就起到了分解屋顶重力的作用。为什么梁思成称其“庄严稳固”呢?因为通过一块块不断向外延伸的砖瓦把重力一点点的分解,这样重力就不会集中,同时也减轻了负重墙的压力。我们的老祖宗真是很有智慧啊!已经在应用着力的合成与分解的原理了。</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">  再看观音阁,其高大壮观,红墙灰瓦,建于公元984年,是国内现存的年代最久远的木结构楼阁。 通高23米,面阔五间,进深四间。屋顶飞檐翘角,这不正是梁先生写的:“</b><b style="font-size:20px; color:rgb(22, 126, 251);">伟大之斗拱, 深远之檐出,及屋顶和缓之斜度,稳固庄严,含有无限力量,足以表示当时方兴未艾之朝气。</b><b style="font-size:20px;">”</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;"> 一座观音阁, 真是一本建筑的教科书!千年前的木构建筑静静立在渔阳大地上, 《中国建筑的特征》里的文字, 终于在我眼前有了看得见的模样!</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">  仔细观察观音阁,最外面支持的四角柱子稍微内倾,呈八字形,这是辽代的一种特殊的建造技法,它们起到了互相支撑的作用。观音阁一千多年经历了多次大地震,特别是在最大的唐山大地震中,有人看到观音阁强烈震动,振幅达一米多,只听得观音阁多处发出“吱嘎吱嘎”的响声,都以为会倒塌了。但是,地震结束后,观音阁竟然恢复了原状!</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;"> 其中的奥妙,正是在古人建造的榫卯和斗栱的结构中。</b></p> <p class="ql-block"><b style="color:rgb(22, 126, 251); font-size:20px;">  </b><b style="color:rgb(1, 1, 1); font-size:20px;">古建筑都是以木结构为它的主要结构方法。“</b><b style="color:rgb(22, 126, 251); font-size:20px;">斗栱,在一副梁架上,立柱和横梁交接处,在柱头上加上一层层逐渐挑出的称作拱的弓形短木,两层之间用称作斗的斗形方木块垫着,这种用斗和栱综合构成的单位叫斗栱。</b><b style="color:rgb(1, 1, 1); font-size:20px;">”斗栱的作用不但起到三角形支撑的稳定性,而且层层叠叠的斗拱也起到了卸力的作用。</b></p><p class="ql-block"><b style="color:rgb(1, 1, 1); font-size:20px;"> 木与木之间是通过榫卯结构连接的,也就是一块木头上锯出凹槽,另一块木头嵌入其中,木与木之间相互咬合,形成了一个坚固的整体,使之在多次震中依然屹立不倒。</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">  眼前这一组便是七铺作斗栱,三个斗栱形成三角形架构。由几何知识得知,三角形具有稳定性,我们的祖先早就把几何知识用在了建筑学上。</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">  为了让孩子们真正体验一下斗栱的制作过程,我们来到了独乐寺旁边的斗栱制作体验中心。我们亲眼看着外孙在师傅的指导下,用锯、锤、刨等各种木匠工具做了一个简单的斗栱,看一看木结构之间不用一钉一铆是如何咬合在一起结为整体结构的。通过制作过程,我也清楚了榫卯结构,这种亲身体验是难能可贵的。</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">  为了更好的体会《中国建筑的特征》一文中的力学原理,不禁回想起另一利用力学智慧的古建悬空寺。那是2025年元宵节,我们来到了山西的悬空寺。</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;"> 看到了如此壮观的悬空寺,感叹真是以惊险、奇巧著称于世!它建造在北岳恒山峡西侧,翠屏峰的半崖绝壁之上,庙宇背倚陡峭的绝壁,下临八十多米的深谷,巧妙地利用了半山腰的一处天然凹槽,利用岩壁和木质榫卯结构搭建而成。</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">  从建筑学角度上看,悬空寺可以归纳为三个字:奇、悬、巧。下面我从力学的角度来分析一下悬空寺千年不倒的原因。</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;"> 奇,在选址上。悬空寺选在了深山峡谷的中间,全寺悬挂在石窟上,上可用崖顶当伞,下又不用担心河水和山洪的侵扰,四周因有高山遮挡,缩短了阳光直接照射的时间,对建筑物起到了较好的保护作用。</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">  悬,利用力学原理的半插横梁式。我从底部向上看,悬空寺看上去是由十几根碗口粗的木柱做支撑,实际上,并没有受力,有时风一吹,还会看到竖木柱会随风微微颤抖。原来寺庙的重心是通过横梁落在了坚硬的岩石上。建造工艺最为惊艳之处就在这半插横梁处。抬头仰望,头顶上大概有二十七根坚硬的铁木杉木料插入石窟中,用来承重整个寺庙建筑。</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">  巧,就是在半插横梁的做法上。工匠们先在石壁上凿出一个个石孔,石孔口外小内大,深度达2米。然后,质地坚硬的铁杉木作为木桩,并在木桩的进孔一端打入一个木楔;把带着木楔的木桩插入石孔后,木楔子碰撞到石孔内的岩壁上,就会膨胀撑开,由此将木桩牢牢地卡在了内大外小的石孔内。这不就是古典版的“膨胀螺栓“吗?不得不惊叹古人已懂得了利用力学原理。</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">  游罢古建筑,对梁思成的课文《中国建筑的特征》有了深刻的理解,我们的祖先不但在美学上给我们留下了宝贵的遗产,而且他们早已在一千多年前,在建筑学上应用了物理力学知识和数学几何知识,他们的大智慧真是非常令人钦佩!没想到我们的祖先在几千年前就有了这样的聪明才智和能工巧匠。为伟大的中华民族而骄傲自豪!</b></p> <p class="ql-block">字数2000</p><p class="ql-block">图片20</p>