相约“榫卯的魅力”,看一场穿越千年的科技展


相约“榫卯的魅力”,看一场穿越千年的科技展



序厅LED鲁班锁
该展览名为“榫卯的魅力”(榫卯读sǔn mǎo), 是中国科学技术馆筹办的中国古代科技系列专题展之一 。 展览以榫卯为主题, 通过模型还原、互动体验、增强现实等多种形式, 充分还原榫卯作为一种机构精巧的机械结构是如何产生、传承、发展以及在古今不同领域中应用的 。
展览位于中国科技馆东大厅北侧的“短期展厅”
观展之前, 我们先简单了解一下榫卯:榫卯是中国古代建筑、家具及其它器械的主要结构方式, 是在两个构件上采用凹凸部位相结合的一种连接方式 。 凸出部分叫榫;凹进部分叫卯, 其优点是加固物件时不用使用钉子, 只利用其本身的结构特性就能达到稳定牢固的效果 。 小孩子常玩的鲁班锁就运用了榫卯这种结构 。
三根型鲁班锁
“榫卯的魅力”位于中国科技馆短期展厅, 于11月1日正式对外开放 。 展览共展出约38件(套)展品, 分为五个部分 。
进入展厅, 我们来到了展览的第一部分——“七千年前的发明”, 主要展示榫卯的发明与起源, 讲述榫卯悠久的历史故事 。 先Po一张老祖宗留下的木榫卯镇楼:
浙江河姆渡遗址出土的榫卯木构件, 距今约7000年
中国的榫卯结构起源于新石器时代, 7000年前的河姆渡先民已经开始使用榫卯来建造房屋了, 也就是我们熟知的“干栏式建筑” 。
干栏式建筑展项
由于“榫”和“卯”分别对应“凸”和“凹”, 这就必然需要使用一定的工具来打磨出此种结构, 因此榫卯的出现得益于穿孔技术的发明和石器制造技术的发展 。 在此之前, 想要把两块木头连接在一起, 人们只能选择绑扎的办法 。
【相约“榫卯的魅力”,看一场穿越千年的科技展】不只在中国, 世界其他地区也曾发现过榫卯的踪迹, 下图为在德国出土的新石器时期的木构水井榫卯构造示意图 。 看来, 榫卯这种精巧的结构设计, 世界人民都爱不释手呢!
从古至今, 榫卯在民生领域最突出的贡献大概就是在建筑方面的应用了 。 那么, 一起来看看“古代建筑的智慧”展区吧, 这一展区主要展示了榫卯在中国古代建筑中的应用及功能, 敞亮的展厅一字排列着古代各式典型建筑, 佛光寺大殿、独乐寺观音阁、晋祠圣母殿、永乐宫三清殿、雍和宫牌楼、应县木塔……
这些各朝各代建筑艺术的巅峰之作不仅规模宏伟, 造型典雅, 而且其中大部分建筑都经受住了天灾的考验, 为后人留下了“质量过硬”的艺术瑰宝 。 以“独乐寺观音阁”为例, 这是中国现存最早的木结构楼阁式建筑, 一千多年来经历了28次地震, 却仍安然无恙, 挺立至今 。 而这, 多亏了置于阁中的“榫卯结构”, 它所发挥的减震作用, 减少了地震对房屋建筑的破坏力 。
独乐寺观音阁模型
那么, 卯榫结构究竟藏着怎样的秘密, 令“墙倒屋不塌”的美好设想成为现实?这件展品也许会给你一些启发 。
我们看到, 大力晃动地基部位, 房屋的墙面很快就会由于震动而倒塌, 但由榫卯结构支撑起的屋梁和柱子却始终没有坍塌 。 这是因为榫和卯相接的部位不是完全密实的, 而木材本身也有一定的弹性, 使得建筑的各节点都有一定的伸缩余地 。 因此, 在地震中, 每一个榫接点就化身为一个弹簧, 消除掉一部分地震波的能量, 地震对整个建筑的破坏力就会在一定程度上被减轻 。 在强烈的地震中, 尽管木构架会发生大幅度的摇晃, 并有一定变形, 但只要木构架不折榫、不拔榫, 就会“晃而不散, 摇而不倒” 。 即使墙体被震倒, 也不会影响整个木构架的安全 。 当地震波消失后, 整个构架仍能恢复原状 。

推荐阅读