江億
建筑是關于空間的藝術,當我們環顧周圍的建筑、回顧人類居住史時會發現,建筑是凝結了地理學(氣候學、地貌學等),物理學(力學、熱工學、光學、聲學等),材料科學等多學科的藝術。
中國建筑在歷史發展中從未斷絕,延續時間長、藝術成就高,且其基本結構系統在世界建筑體系中保持著相對的獨立性和一貫性。
中國原始社會的先民依穴而居,所謂“山頂洞人”就是居住在山頂上的洞穴之中;象形字“宮”就很像兩兩相套的圓形穴,乃至于同居住相關的漢字“窯”“窩”“窠”“窟”等都還保留著穴字頭。直到氏族社會時期,地面建造的干欄式建筑和木骨泥墻房屋才出現。
由于氣候、地理和材料的差異,中國先民建筑的營建方式有很大差異。例如,長江下游潮濕多雨,生活在這里的河姆渡人,在木柱底架上建造了高出地面的“巢居”,后來發展為干欄式建筑(上層住人,下層圈養家畜或置放農具,此種建筑可防蛇、蟲、洪水、濕氣等的侵害,主要分布在氣候潮濕地區)。而黃河流域土源豐厚,生活在這里的先民依穴而居,后來發展為木骨泥墻,即以木材作為房屋骨架,以泥覆蓋作為墻體。
隋代的著名建筑——河北趙縣安濟橋,體現了精妙的力學。它是一座空腹拱橋,這種設計可以減輕橋的自重,并減少洪水對橋的沖擊力。
宋代手工業發達,木建筑采用模數制——一種高效、科學的計算方法。它以“材”作為基本單位,而“材分八等”,每一等“材”分別有固定的高、寬尺寸。把“材”作為造屋的基本尺寸,不僅可以確定建筑的整體尺寸,還可以方便設計與施工。
工業化時代,產業革命引發了世界范圍內現代建筑的革命,從藝術風格到設計理念,乃至環境科學的滲透、信息技術的輔助等,都使建筑科學實現了新的突破。
今天,我們的追求與時俱進,在繼承傳統建筑成就的基礎上加以創新,適應快速發展的社會文明,滿足日益復雜的功能需求,包括城市發展、生態保護、節能減排、新型材料與技術的應用等都在考量之列。
這就是現代建筑給予我們的最佳啟示,也是古代建筑留給我們的寶貴遺產。本期《知識就是力量》雜志將一覽古今建筑藝術,在空間與時間的雙重維度上,探秘建筑科學的歷史、發展與創新!