扛得住10级地震？传承7000年的黑科技，为何今天的科技无法复制？

周伯通

扛得住10级地震？传承7000年的黑科技，为何今天的科技无法复制？

2022-07-02 20:07

英国的木匠们，难以理解在600多年的时间里，故宫先后经历了200多场极具破坏性的地震，为何中国人却从来不担心它会被震塌？

包括那场将唐山夷为平地的大地震，当时的震中离故宫只有150公里，北京市区多处古建筑都遭到了损坏，但故宫却始终岿然不动。像故宫这样的古建筑身上，到底汇聚了多少古人的心血和智慧，又藏着哪些我们现代无法解答的黑科技？

扛得住10级地震的中国古建筑

为了搞清楚这些问题，2017年，英国的木匠们按照1：5的比例，仿造了几个与故宫建筑结构相同的模型，然后将它放到模拟地震的平台上，开始检测它到底能够抗住几级地震。

工作人员首先将地震等级调到4.5级，这样的地震会让人感受到明显的震动，足以让一些简单的建筑墙体出现裂缝甚至直接倒塌。而故宫模型在上面整体的摇晃幅度很大，看上去摇摇欲坠，然而在30秒的测试时间里，它却始终不曾倒塌。

按照故宫模型这么强烈的摇晃程度来看，外国专家们相信，它绝对撑不到6级地震就会完全散架，而在场的中国专家相视一笑，没有说话。

等现场工作人员真的把震级调整到6级时，外国专家们惊讶地发现，模型的摇晃程度和刚才几乎一样，但是仍然没有倒塌的迹象。

随后，震级被调到了7.5级，这已经是很多大地震才能表现出来的振幅了。只见，故宫模型发生了剧烈的摇晃，内部的墙面也轰然倒塌，然而整个木制结构依然没有倒塌，主梁和立柱的衔接处都没有脱节。

震级还在加大，这次直接上升到了9.5级，这是人类有史以来的最强地震强度，然而结果和之前的一样。不甘心的外国专家将震级调到最大的10级，30秒后全场沉默，整个模型依然完好无损地站在地震台上。

外国专家们总算服气了，可是他们实在太疑惑了，这样一个看起来弱不禁风的木制框架里，没有一根螺丝，是怎么抗住10级地震的？中国专家上前，向外国专家指出了故宫模型立柱下面的红色标记。原来和地震前相比，建筑物已经整体移动了几厘米。

故宫没有地基？

全世界的建筑学家都在疑惑，为什么中国古建筑这么抗震？实际上，中国建筑学家不认同“抗震”这个说法，他们更倾向于认为，古建筑依靠自身独特的结构在吸收和化解地震带来的冲击力，颇有道家太极拳“四两拨千斤”的意味。那这到底是怎么做到的呢？

我们先来看看现代建筑是如何修建房子的。现代人修房子必须先打地基，把柱子插在地基里，然后修承重墙，最后封顶。这样的房子有一个缺点，那就是太“刚直”，古人说“过刚易折”，这个修房子也是一样的。

现代建筑的立柱总是插在地里，看似非常稳固，能够抗住很多地震，实际上在大地震发生的时候，95%以上的楼房都是从上往下倒塌的。你的柱子或许能够承受住地震的冲击，但是当上层房屋开始左右摇晃时，刚硬的立柱就会瞬间折断，导致整个房屋全部坍塌。

而古建筑最大的不同在于立柱不直接插入地下，它的结构更为复杂。以故宫太和殿为例，它的立柱下面是柱础（磉盘），也就是地面上那个圆盘一样的结构；柱础下面还有用石砖构筑的磉墩。

看上去，立柱就像是插入了地下，实际上它却能够在磉墩的范围内移动，而不至于让立柱折断。

很多人可能会说了，那这房子岂不是就跟放在地上的积木一样，没有地基了吗？以前，确实有人说故宫的建筑是没有地基的，甚至以此来质疑中国古人不懂建筑学。但是你有没有想过，一群没有地基的房子，是怎么在600多年里抗住无数地震的呢？

所以故宫是有地基的，不仅有，而且古人最重视地基的建造。在《营造法式》这本古典建筑学著作中，对在哪里修地基，修多长多宽都有详细的记载，甚至于，那一块地方改用石砖，拿一块地方该用木材，用什么动作，加几方土都写得非常精细。可以说故宫的地基，构造之复杂、用料之精致，那都是绝无仅有的。

故宫的地基结构

榫卯是古建筑的灵魂

当然，这个地基真要造出来并不难，最难的还是修屋顶，而说到古建筑的屋顶那就离不开榫卯结构了，说它是古建筑的灵魂也不为过。

榫卯结构由榫头和卯眼两部分构成，可以互相嵌套固定以增加建筑的稳定性，光是一扇窗户就有500-1000个榫卯连结而成，而要想构建一个大型建筑的屋顶，估计没有上万个小零件根本搞不定。

榫卯

那么，古人为什么要把房屋修得这么复杂呢？像现代的钢筋水泥一样直来直往的不行吗？还真不行，我们来看看榫卯结构的作用就能理解了。

上万个榫卯构建的房顶，在遇到地震的时候，每一块零件都有吸收地震冲击力的作用，然后不断把这个力往下传递，在传递的过程中起到了卸力的作用。因此，我们可以看到，在地震的时候，哪怕立柱已经摇晃得很厉害了，但是屋顶依然不动如山。

同时，因为榫卯结构镶嵌的时候留有十分微小的空隙，所以它不像一块钢筋混凝土那样刚直，反而具有一定的柔韧性和弹性，允许材料产生一定的变形，因此不容易折断倒塌。

1973年，中国考古队在浙江河姆渡文化遗址中，发现了这种神奇的榫卯结构，据检测它们距今已经7000年了。实际上，榫卯结构并非中国古建筑最独到的发明，在德国的原始遗迹考古中，人们也发现了类似的榫卯结构，而且也是起源于7000年前。所以，中国或许并非榫卯结构的开山鼻祖。

古建筑和核心科技——斗拱

不过值得注意的是，在战国时代，榫卯结构得到了进一步的开发，衍生出了斗拱结构，它才真正算得上是中国古建筑的精髓。不仅是因为在世界其他文明中没有发现过斗拱结构，而且也是因为它让中国古建筑更加实用和美观了。

斗拱主要用于建筑物立柱、横梁以及屋顶三者的交汇处，主要作用也是增强房屋的稳定性。从战国到唐朝再到后来的明清，历代建筑大师都在强化斗拱的作用，但是日本人在模仿唐朝建筑时却丢掉了斗拱的灵魂，所以很多人会觉得日本古建筑看上去很别扭。

实际上，斗拱的结构不仅用于修建房屋，在桥梁的构建上，它也起到了至关重要的作用。

1975年1月，一批429吨重的机械构件急需运往燕山石化公司，但是，由于这批货物实在太重，专家们都无法保证永定河上的几座新桥能够完成这个任务。专家们说，看来这个任务只能交给那座古桥了，不用加固，它没问题。

要知道这可是800年前修建的古桥啊，它真的比当时新建的桥还要靠谱吗？

当这429吨设备开上桥以后，所有人捏了一把汗，因为桥拱正在下沉，最大下沉量达到了0.52毫米，眼看着这座古桥将和设备一起沉入河中。谁知20分钟后，设备安全通过，古桥安然无恙。原来拱桥之所以下沉，主要是因为桥梁的斗拱具有一定的韧性，尽管发生了微小的形变，却并没有因此坍塌。而这座神奇的古桥就是著名的卢沟桥。

卢沟桥

古建筑的传承

今天再回过头来看，从这种“刚柔并济”的古典建筑中，我们还能够感受到道家的独特智慧。然而掌握了无数高科技的现代人，却再也难以复制出古代的这种建筑了，或许在古人的“科技”里，潜藏着某些现代物理和数学难以解答的奥秘。而我们只是从古建筑中学到了些许皮毛。

滕王阁

有时候，现代人不仅难以复制古典建筑，甚至还在破坏它们。在山西应县有座被吉尼斯世界纪录认证的世界最高木塔，它就是释迦塔，也被大家叫做应县木塔。它修建于1056年，与意大利比萨斜塔、巴黎埃菲尔铁塔并称为“世界三大奇塔”。

应县木塔

这座古老的木塔历经近千年的风吹日晒和10余次大地震，依然屹立不倒。然而，在1926年的战乱中，却遭到了冯玉祥军队的炮火攻击，共中弹两百余发却没有倒塌。神奇的是：即使在战争年代，炮弹打在塔身上燃起大火也会在瞬间熄灭……

虽然如此，但是木塔的近况却不容乐观，据说，比萨斜塔仅歪了3.99度，而应县木塔的二层却倾斜了15度，触目惊心！

如今，我们已经可以用机器源源不断地自动化生产榫卯零件，但是却再也无法建造出像应县木塔这样的建筑了。

老虎蜻蜓

就好像所谓的武林传说一个，曾看过一篇文章，说民国孙姓某极大师，几个人拿去了枪头用布包沾白粉的枪，就是点不到他身上，但他的徒子徒孙怎么就做不到