创造一个千年：
从著名古建筑看中国古代工艺的传承与发展
主讲人：刘畅 演讲地点：清华大学人文清华论坛 演讲时间：2024年12月
刘畅，清华大学建筑历史与文物建筑保护研究所所长，中国建筑学会纪念馆馆长。致力于中国古代建筑史研究和文物建筑保护。参与国家社科基金重大项目《“建筑风格”研究与评述》等项目30余项。出版《山西平遥镇国寺万佛殿、天王殿精细测绘报告》等专着18部，学术论文120余篇。
今天，我想和大家分享一些我认为最具代表性的中国古代建筑，从而分析中国古代工匠建筑技艺的传承和发展。
应县木塔
应县木塔建于辽庆宁二年（公元1056年），高65.86米。应县木塔上有许多匾额，无一不描述着该塔的重要价值。有的叫“金鸡圣公”，有的叫“千古观”。我想最贴切的描述这座塔的特点就是木塔侧台阶上隐藏的一块小匾额，上面写着“百尺莲花盛开”——百尺高塔的巨型结构就像一座花。形状复杂的荷花竞相绽放。层层叠叠的斗拱，层层飞檐，外面的平座，平座里面的柱子，外檐铺地，内檐铺地，隐约可见的内部结构，都显得如此美丽。人们很惊讶。如此巨大的“莲花”的视觉冲击力令人印象深刻。然而，如果你想在这座“百尺莲花盛开”的巨大建筑结构中寻找一朵雕花莲花，却是找不到的。
从整体结构上来说，老一辈学者经常提到应县木塔是“筒中筒”的结构。实际上，它是一种复合的“管中管”结构（图①）。外部（包括门窗）为八角形结构，而内部（包括围栏）也可以形成另一种八角形结构。内管和外管并不是简单的套娃结构，中间还有很多小管。该结构将它们连接在一起。这些结构是各层的骨架，当然还包括盖板、楼板等，它们共同构成一个复合整体，而柱层没有斜撑，是管套管的叠层。这种结构是保证应县木塔能够存续至今的首要因素。
① 应县木塔“筒中筒”结构（暗部）。
第二个因素就是我们所说的刚柔并济的叠层结构。应县木塔除了“筒中筒”结构外，还有多层非常坚固的部件。许多木块紧密堆叠并互锁在一起，形成刚性层。木塔中有许多刚性层。例如，立柱上的圆圈称为铺面层，平座上方的平铺层，平柱——平座内的柱子。有许多斜撑支撑它。它们都是刚性层。但如果刚度太高，晃动时吸收地震力的能力就不够强，所以需要柔性层的配合。柔性层简单来说就是柱层，尤其是裸露地板上的柱子。这些柱的顶部支撑刚性层，底部也“踩”在刚性层上。当地震发生时，这些柱子会发生晃动，由于上层刚性层的荷载，它们具有相当大的自恢复能力。
第三个因素是古人设计的应县木塔的柔性层不仅比较柔软，而且保证了一定的刚度。木塔开敞地面、正面两侧次空间及45度坡度的柱间设有许多斜撑（图③）。这些斜撑内置于墙内，起到很大的支撑作用。不幸的是，从1934年到1935年，当地士绅错误地拆除了这些填满泥土的墙，这相当于拆除了斜撑。这导致木塔的柔性层太软。许多结构问题例如今天木塔的倾斜都与此有关。 。
③应县木塔的斜撑（深色部分）。
第四个因素是木塔的全长（图④）和一般的方形（图⑤）。应县木塔的两侧各有三间大室。理论上，中国古建筑中的每个房间都是一个独立的单元，阳台也是一一对应的。灯笼上方是蒲牌坊。蒲牌坊的分段并不是什么新鲜事。在应县木塔中，蒲牌方往往是整根。还有柱子。一侧的四根柱子分为三个房间。一旦柱子经过了柱头，很多相应的细节结构就会发生变化。如果我们把这组门廊、总方和柱子的结构分别拿出来观察，就会发现，柱脚在扁斗拱内部是分叉分叉的，可以让它摆动。额头和方头是一体的。额头将穿过柱头。立柱和上托架的组合并不像地面上的普通单层建筑。柱头从支架中出来，直接插入支架中。 ，却被额头贯穿。这样一方面保证了这一面的完整性，另一方面也为空间搭建提供了便利。斗之间的间距可以稍微调整，允许立柱施工时有稍大的误差。这是一个非常巧妙的设计，不仅方便了施工，还增强了木塔各面的完整性。
④ 应县木塔全长（暗部）。
⑤ 应县木塔全长素方（深色部分）。
第五个因素是“第一层柱子铺砌加固”。一层铺装是支架的底层。木塔的重量被一层层压下去，越往下越重。一层普通柱铺装的集中应力可达50吨左右，而内槽柱的应力可达100吨左右。建造应县木塔的古代工匠显然意识到了这一点。我们说“一根直立的木头可以承受一千磅”。立柱承受100吨的压力是没有问题的。但如果柱子上加了一个小构件，而且它的木纹是横向的，那么这个部分就会是最薄弱的。刚才提到的桶与桶连接的支架底部的部件就是这样的，而且是非常危险的。因此，应县木塔从上层到下层的斗的尺寸有三种规格：五层、四层有一种尺寸，三层有稍大的尺寸，二层有一种尺寸。一楼如果再大一点，肯定会影响美观，所以工匠们在支架上大做文章。第一层的柱头有一个特殊的构件——头挑花拱门。头跳花拱一般为弓形构件，但应县木塔第一层的头跳花拱是直切的，形成一条直线，梁思成先生称这种方法为“直切”（图⑥） 。这种做法在梁思成先生见过的其他建筑上没有出现过，在我见过的其他建筑上也几乎没有出现过，在应县木塔的其他楼层上也没有出现过。那么为什么这种做法会出现在这里呢？原来，这里需要加一根副柱来支撑笔直的中式拱门，这样才能与副柱头的缝隙完美地啮合。
⑥ 应县木塔一层柱头铺砌，中式拱门为“直切”（深色部分）。
内槽内侧和外侧依然如此。应县木塔一层柱头位置，内外肘板受力集中的部位，采用直截中式拱形。根据现有资料分析，最初建造木塔的工匠不仅知道，如果一层的冲天炉与中式牌坊的连接处与二层的一样，很容易出现问题，所以他们必须添加辅助柱并使中式拱门变直。 ，与辅助柱相交；工匠们还知道，外侧的柱头铺装承受的力约为50吨，而内侧的受力更大，有50多吨，所以增加一根副柱并不安全，所以又加了两根。添加内部和外部。显然，这些古代工匠是很有心思的。他们不仅可以在太空中编织出一朵大莲花，还可以粗略地估算出木塔的整体重量，木框架的重量，木框架加上屋顶和佛像的重量，以及到什么程度这些权重可能会导致结构性变化。难以忍受。
当然，我们对古代工匠不能要求太高。当时，他们能够做出各种充分的估计，但他们无法估计建造木塔所用的木材在承受一千年的力量后会逐渐蠕变，发生粘弹性变化，最终倒塌。今天我们思考如何解决古代工匠没有解决的木塔结构问题。我们不仅要解决变形问题，还要考虑如何改善受力系统中的薄弱环节。
佛光寺文殊殿
第二个案例是五台山佛光寺文殊殿。该殿建于金天惠十五年（公元1137年）。 1937年，梁思成先生带着林徽因先生、莫宗江先生到佛光寺测绘，还测量了文殊殿（图②）。梁思成先生测绘后表示，文殊宫的工匠对于材料和大跨度的实现有着特别突出的想法。
②梁思成先生测绘的五台山文殊殿图。
文殊殿面阔7间，进深4间。一般这种规模的古宅，需要横8根柱子，进深5根柱子，总共40根柱子，排列密密麻麻，顺序有规律。建造文殊殿的工匠们并不愿意仅仅使用这样的结构。他们建造了一个很大的空间。中间原本需要18根柱子的地方，只用了4根。因此留下了很大的跨度，需要木梁或横梁。来解决问题。所以文殊殿的第一跨达到了14.2米（图⑦），一块木头跨过这个长度。梁思成先生测量后发现，木头高75厘米，宽53厘米。木材的梁跨比小于1：20。因此，虽然木跨度很大，但在当时的工匠心目中还是比较安全的。第二跨达到13.4米（图⑧），所用木材高48厘米，宽33厘米，采用较为原始的桁架系统。桁架系统中有一些协同工作的组件。第一组构件，梁思成先生称之为货叉，是两个斜撑，将载荷从上层传递到下层两侧。第二个组件称为绰木方，它是一根长条，与叉子混合形成拱形结构。第三个组成部分称为矮柱。它一方面连接上下两部分，另一方面固定下面马利筋的后尾部。然后就是这个承重构件，梁思成先生称之为链接。因为连杆跨度很大，需要两侧支撑，所以他觉得两个关节（我倾向于称之为麻雀）也发挥了作用。总之，古代工匠将横臂、帘方、矮柱、额头、关节等一套构件组织起来，起到承重作用，用一组较小的木块代替了一块巨大的木头（图9) .
⑦文殊殿前檐高14.2米，从额头开始。
⑧文殊殿后檐长13.4米，起额部。
⑨ 十字手、绰木方、矮柱、额头等一组结构。
这里的建筑其实有一层“窗户纸”。我一直想知道是不是金朝的工匠把它刺穿的。这意味着根据建筑物的应力有多种荷载。一是来自上部屋顶的荷载，通过两点传递。另一个是下面的一对，两根马利筋压在矮柱的底部。如果上部荷载通过两个斜撑传递到桥梁两侧，而矮柱两侧的荷载集中在下部桥梁上，则两个矮柱可能会受到压力，也可能会像桁架结构中的连杆。同样的拉力。不知道当时的工匠们是否意识到了这一点，是否在榫卯设计上一反常态，让矮柱下部在建造时帮助拉起柱下部。它处于紧张状态。
为了进一步了解佛光寺文殊殿的跨度和材料，我们可以将其与故宫太和殿的类似条件进行比较。佛光寺文殊殿所用的木材很可能是宋金时期的。当时木材分为大方、宽厚方、长方、松方、小松方、正方、官方、截方、材方等。其中，大料方、宽厚方、长方、松方按整条计，即整条原木采伐，四面清理干净，整条使用。但小松方以下的正方、官方、截方、料方、方方等都是整条切下来的，不适合用作大梁。文殊殿内跨度14.2米的梁，长40多英尺，高75厘米（约2.5英尺）。可谓是宽广厚重。另外，这块13.4米的小料，有广后坊的长度，但没有广后坊的厚度。太和殿最长的材料为11.2米，比佛光寺文殊殿第二跨短2.2米。这已经够令人惊讶的了。我们今天很难想象当年建造文殊殿的工匠们有如此大胆的精神。他们用了一小块材料，拼了一些榫卯，就敢支撑这么大的跨度。再进一步，我们可以想象一下当时的建筑工地。工匠们在挑选这些木材时是否如履薄冰？他们需要触摸并检查木头的情况，看看是否潮湿，还需要敲击木头，通过声音来确定是否有孔或虫子。一名工匠用锤子敲击木材的这一端，另一名工匠触摸另一端，感受振动，以确定木材是否具有光滑的纹理。我们甚至可以推测，当时的工匠需要调动所有的感官来挑选如此大跨度的木材，最终实现了如此大胆的设计，在近九百年后仍然能让我们震惊。
汴水虹桥
汴水虹桥建于北宋时期（公元1013年至1048年）。因桥没有柱子，如彩虹般悬于水面，故名“香港桥”，故又称“无脚桥”。有人认为“无脚桥”并不新鲜——在欧洲，这种桥被称为达芬奇桥，因为达芬奇的手稿中曾画过一座类似的桥。作为一名军事工程师，列奥纳多·达·芬奇设计了能够快速架设的桥梁，以便部队快速通行。他研究设计这座桥的目的是为了使这座桥能够快速建成，同时桥梁的各个构件能够相互连锁，结构足够稳定，能够承受快速急流的冲击。河水。列奥纳多·达·芬奇或许是受到了前辈相关实践的启发。他曾经考察过凯撒在《高卢战争》中提到的莱茵河大桥，这或许给了他灵感。
从年代上看，达芬奇生活在15世纪，而汴水虹桥则建于11世纪。北宋时期，人们最初尝试在汴河上修建这样一座桥，但结果不成功，而且造价非常高。 ”天熙元年（公元1017年）正月，汴河上的无脚桥停工。内殿初期，继承了卫华吉彦。汴水非常木桥坚固，许多桥柱都被损坏，所以木桥被专门编织成。随着圣旨和巴佐斯的建造，最终建立了三四渡。如果废工超过。三遍了，请放过他。” （《宋徽要集》）后来，夏宋镇守青州的时候，狱城里的一个前卒向他提出了如何改造这个智慧结构。这是一种可以实际建造结构的方法，并在青州成功建造了一座桥梁。 ” 明朝中叶（公元1032年至1033年），夏应恭镇守清朝，想出一些保卫清朝的办法。惠德弃城的士兵聪明有思想，堆积巨石以固其清。并用几十根大木头连接起来，形成了一座没有柱子的飞桥，这座桥已经建成五十多年了。” （《面水岩谈》）此后，陈希良驻扎苏州，在苏州修建了类似的桥梁。他所使用的技术也来自青州。庆历年间（公元1041年至1048年），陈希良过夜，汴桥屡遭破坏，妄图损官船害民，遂命青州修建飞桥。至今，还有沿汴河架设飞桥，方便出行，俗称虹桥。” （《沔水雁潭路》）从此，汴河上的所有桥梁都采用了这种飞桥设计，这种桥型在国内迅速普及。
无论是达芬奇，还是向夏宋出谋划策的囚犯，都有着相似的精妙想法，中国人的思维方式从北宋跳跃到了明清。明清时期，闽北、浙南山区多有木拱桥。建造桥梁的工匠们意识到，要实现这种工程结构，仅靠摩擦是不够的，必须进行加固。于是工匠们拿出了自己的“绝活”：制作榫卯。他们将摩擦节点改造成纵向榫卯构件，又称“牛头”，并将拱分为主拱和副拱两组。主拱由三段组成，其中插入牛头，而副拱通常由五段组成，其中插入两个牛头。主拱水平部分称为平苗，倾斜部分称为斜苗。副拱有平苗、上斜苗、下斜苗（图⑩）。将这两个拱门连在一起，然后放到地板上（即楼板），就完成了整座桥的建造。该系统中发现的最早的桥梁是位于浙江丽水庆元县的如龙桥。如龙桥建筑较小，桥亭廊廊，造型美观。昆明理工大学刘岩老师调查发现，该桥楼板是单独搭设的。顶部最厚的部分是楼板，下面有修理和加工的痕迹。最终结论是，该桥始建于明朝天启五年（公元1625年）。原本可能是一座简单的桥，但出现问题后，工匠们对其进行了修复，并采用了木拱编织技术来加固桥基。能够支持这一发现的最重要的证据是，斜生苗的幼苗上有孔洞。这些孔是用绳子拉动秧杆形成的。因此，我们判断原来的桥面不稳定，所以建设者在底部编织了拱桥。由于组装困难，因此进行了一系列拉动工作以稳定桥梁结构。
⑩ 闽浙木拱桥木拱结构拆解图。
我们在观察明清初期及18世纪以前的桥梁时，常常会发现它们存在一个问题：桥主拱牛头的位置没有紧紧地压在副拱的斜苗上。拱。换句话说，编织不够紧密。这个问题称为耸肩。一旦出现这个问题，桥梁就容易发生移动甚至损坏。此外，桥梁副拱斜苗也可能出现类似问题。对于编织木拱桥，如果编织不严密，就有倒塌的危险。为此，这一时期的工匠们有自己的解决办法——他们在副拱上斜苗与副拱上牛头连接处，让上斜苗穿入牛头。上斜苗进入牛头的孔要么留有肩部，随着修复而逐渐压缩；要么留有肩部，随着修复而逐渐压缩；或不做肩部，使其逐渐自然压缩。也就是说，在安装桥梁的过程中，工匠们将主拱的牛头和副拱的上牛头绑在一起，使用绳索、撬棍、锤子等各种方法，使它们更加紧密和牢固。更紧。 ，使两个牛头能紧紧贴在苗杆上，最终达到桥梁的稳定。这是施工技术的进步。
考察明清时期闽浙木拱桥的发展，我们可以发现，同样的建筑技术，无论是源自达芬奇、宋代废兵，还是当地的工匠，都发展到了明清时期。不同的方式。相同的。达芬奇的桥梁设计在欧洲流传甚少，但在中国，此类桥梁很快传遍了福建和浙江地区。
概括
通过以上对古建筑和古代工匠的技术分析，希望能帮助在座的大家展开想象的翅膀，回到古建筑的原始建造现场，见证当年工匠们思想的火花：应县木塔何时建成后，工匠们有缜密的思想和技术，还有自己的计算公式；佛光寺文殊殿建造时，工匠们不仅心中有大胆的计算，而且有自己的地球物理方法，适当地选择材料来配合这种方法；北宋夏宋镇守青州时，狱城里的废兵提出了修桥的方案，后来明清时期的许多造桥师对木拱桥进行了各种尝试。
这些古建筑的闪光点背后，是数量充足的工匠和丰富扎实的工艺传统。我相信这对我们今天有启发。
（本次讲座手稿由清华大学新闻与传播学院博士生牛雪英整理，有删节）
（本版图片由讲者提供）
《光明日报》（2025年1月11日第10页）
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