【科技文明探源】

    ◎实习记者 沈 唯

    位于山西北部的应县木塔，始建于辽代，是世界上现存最古老的高层木结构建筑，与意大利的比萨斜塔、法国的埃菲尔铁塔并称“世界三大奇塔”。整座木塔全靠榫卯咬合，高约67米，采用“明五暗四”共计9层的双套筒结构，总构件数在10万以上，共有54种斗拱，造型奇绝美观，屹立近千年不倒；应县木塔又名释迦塔，五座佛殿连通一气，形成秩序严整的造像格局，塔内雕塑、装饰与佛教文化紧密相关。中国古代精妙的营造技艺与深厚的传统文化在木塔上集中体现。

    建筑往往反映着一个时代的审美与认知水平，深受艺术和文化因素的影响，同时也在某种程度上代表着整个社会的科技水平。正如应县木塔既有中国古建筑“斗拱博物馆”的美誉，又被称为抗震避雷等科技领域研究的知识宝库。

    在同济大学建筑与城市规划学院教授李浈看来，科技与文化是中国古代建筑“一刚一柔”的两个属性：技术是建筑的明线，文化则可理解为建筑的暗线；两条线并举交织，在它们的共同作用下，形成了不同时期、不同地域和不同民族的有一定差异的建筑风格。

    土木是核心营造材料

    土和木是中国古代建筑的两大核心材料，在中国传统营造技术和建筑文化遗产中具有举足轻重的地位，“土木”也被用来泛指建筑工程。

    生土，是指未经焙烧、仅做简单加工的原状土，是我国乃至世界上历史最悠久、应用分布最广泛的传统营造材料之一。从距今约8000年的新石器时代，人类就开始以土为材料营造建筑，当今的窑洞就是典型的生土建筑。木材绝对是传统营造的主流材料，也成就和凝结了中国古代木构营造技艺的高度和智慧，应县木塔就是最有代表性的木构建筑之一。

    中国古代建筑既可以单独用土或木做结构，也可以是土木混合结构。“中国的传统民居如土楼，是典型的土木混合结构。土楼本身的建筑形制比较特殊，是由一米多厚的夯土外墙和内部木构架相结合而成，具有一定的防御功能。在特定环境下，古人能把土和木这两种最常见的营造材料结合利用，把它们的作用发挥到极致。”李浈说。

    对营造材料的运用也和科技发展水平息息相关。李浈以大跨度结构举例，今天我们大多采用钢网架结构等来完成大跨度建筑的营造，但在古代，人们通过积累的经验改进技术，仅用木结构就已经实现了大跨度的桥梁建造。

    “木结构建筑中主流的梁柱结构，就是由跨距较小的梁、柱为主要的传力体系构造，它受到了材料长度本身的限制。跨度再大光靠柱梁体系就不行了，于是人们又发明了编木为拱的技术。”李浈解释，编木拱桥是一种十分奇特和罕见的桥梁形式，运用这种技术能够加工出更大跨度的结构体系。这种编木拱桥就像用竹条编箩筐一样，是不用砖石仅用木材“编织”而成的桥。在传世名画《清明上河图》中，横跨汴河上的那座规模宏大的虹桥正是编木拱桥。这种桥梁和技术迄今还在浙西、闽东以及贵州等地的山区中大量使用。

    “无论是对营造材料的利用，还是对结构手法的使用，这些技术的成熟都有一个循序渐进的过程，并且和当时社会的科技发展水平相匹配。高超的营造技术不是一蹴而就的，都是从最简单的技术和材料开始，最后才形成了结构复杂、功能完备、丰富多彩的中国传统古代建筑营造技术。”李浈认为。

    营造技艺中的民间智慧

    中国古代有关营造技术的典籍流传至今者甚少，最为著名的两部分别是宋代的《营造法式》和清代的《工程做法》，我国著名建筑学家梁思成将这两部书称为研究中国建筑的“文法课本”。

    位于河南少林寺的木构建筑初祖庵大殿，其建造结构和技术细节等与《营造法式》的记录较为一致，而故宫中多数木构的构造特征则与《工程做法》基本接近。在李浈看来，记载中国古代营造技术的典籍以及具有代表性的古代建筑，都是中国传统文化和古代建筑的一张重要名片。

    “但需要注意的是，我们不能简单地认为宋代建筑都是受到《营造法式》的影响，清代建筑都是受到《工程做法》的影响。”李浈解释，因为当时社会交通水平和传播手段的限制，这两本所谓的官方建筑标准并不能真正做到全国统一推行，因而各地建筑才呈现出不同的地域乡土特色。

    窑洞是黄土高原上最主要的民居建筑，在新石器时代人们就将自然洞穴作为容身之所。最初人们开始在黄土崖上人工挖几孔窑洞，居住的过程中又发现窑洞面容易毁坏、耐久性差，就用石头或砖块等垒砌成窑脸进行保护或加固。当古人掌握了拱券结构的原理后，又利用发券技术和覆土来建造独立于地面的窑洞，称之为锢窑，现在山西、陕北一带还在使用这种建筑形式。

    李浈介绍，中国有六大窑洞区，根据地域分别具有不同的特征。比如河南一带因古代中原战乱频繁，因此靠崖式窑洞较多，“一门一窗一气孔”，内部相对封闭；而陕北地区的窑洞特点则是采光好，内部通风和纳光能力强。

    “再比如夯土技术，春秋战国时期就已经很成熟了。当时已广泛使用版筑技术，把生土夹在两块木板中间，一堵一堵夯实成墙，这种古老的营造技艺现在农村中也还在用。”李浈补充说，古人在建造建筑时能够就地取材，充分发挥能动性，把当地营造材料的特性和生活需求结合得非常巧妙。古人依靠经验选择类似高岭土等具有黏性的土作为夯土材料，这种土可塑性强，夯实之后强度很高，“这些说明古人对材料和结构的掌握是非常精准的。”

    现今保留下来有历史记载的多是一些官式建筑，民间建筑则相对较少。李浈认为，如果仅用《营造法式》等典籍来了解一个时代的建筑特点是不够全面、系统和立体的。对民间营造技术与文化的研究和掌握是不容忽视的重要领域，而这正是过去研究和认识中相对较少的。

    “实际上，官式建筑也并非无源之水、无本之木，许多营造技艺都来源于乡土建筑。所以乡土建筑中有着更为丰富的营造智慧，也更能代表中国古代的传统营造文化。”李浈强调。

    建筑内核思想一脉相承

    建筑大多具备一定的实用功能，除了生活必需的民居，还有许多古代建筑的功能都与今天的社会功能相对应。李浈举例说：“比如书院就像我们现在学校，具备教育功能。还有古代一些城市会设置望火楼，可以在楼顶眺望以便发现火情，有消防报警的功能。”

    在农耕文明背景下，以土木为主要结构的中国古代建筑几千年来在历史变迁中缓慢发展，直到今天依然为建筑建设提供着灵感与启示。当代，我国在国际上首创的全预制装配式地铁车站，就充分运用了榫卯结构的营造原理，这种建造方式大大减少了施工人数，提升了建造速度，同时还可减少建造过程中产生的建筑垃圾；在北京冬奥会场馆国家高山滑雪中心的建设过程中，设计人员利用传统吊脚楼的“吊脚”架空建造方式，在不破坏山体地形的基础上还为当地珍稀的动植物保留了活动和生长空间，也大大降低了施工难度。

    李浈认为，现代建筑工程所利用的营造智慧，有一部分就是对古代营造技术的借鉴和提升发挥，它们是一脉相承的，几千年来一直在延续和发展。

    建筑来源于生活和生产，生活中很多语汇也来源于营造的智慧。例如“瓦解”，就可以从瓦的制作技术上来理解这个词汇的由来。制瓦是在制陶的技术上发展而来的，因此古代的瓦也多为陶瓦。李浈介绍，瓦片并不是直接做成半圆形的，制瓦是先将黏土烧制成筒状，再从中间锯开变成两片瓦，故而“瓦解”就代表了分离、分裂的意思。另外还有“规矩”“准绳”“水平”等词汇，都是由建筑的规范标准或营造工具引申得来。

    “由此可见，中国古代的营造智慧渗透到了我们今天的文化和生活哲学中。”李浈说。