人文科普:天工落石趙州橋 飛拱騰空恃鐵腰——中國古代重要科技發(fā)明創(chuàng)造
發(fā)布時(shí)間:2023-07-13
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圖為《安濟(jì)橋》紀(jì)念封。(中國科學(xué)院融媒體·聲像資源數(shù)據(jù)庫供圖)



圖為《安濟(jì)橋》紀(jì)念封。(中國科學(xué)院融媒體·聲像資源數(shù)據(jù)庫供圖)



圖3為趙州橋郵票。(中國集郵有限公司供圖)


匠人營國
馬國馨院士篆刻

我從小喜愛集郵。1962年,我才十幾歲時(shí)就收藏了當(dāng)年中華人民共和國郵電部發(fā)行的特50《中國古代建筑—橋》郵票,這套郵票共有4枚,圖名分別為趙縣安濟(jì)橋、蘇州寶帶橋、灌縣珠浦橋和三江程陽橋。安濟(jì)橋又稱趙州橋,這是趙州橋的圖案第一次出現(xiàn)在新中國的郵票上,作為國家的名片,60年來傳遍了世界各地,成為中外文化交流的珍品,特別為海外炎黃子孫所珍藏。


中國是橋的故鄉(xiāng),自古就有“橋的國度”之稱。我國的石拱橋有悠久的歷史,著名英國科學(xué)史學(xué)家李約瑟認(rèn)為“弧形拱橋”和“鐵索吊橋”是中國偉大的科學(xué)技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造,并影響了西方世界。


我國《水經(jīng)注》里提到的“旅人橋”,大約建成于公元282年,可能是有記載的最早的石拱橋了。我國的石拱橋幾乎到處都有。這些橋大小不一、形式多樣,有許多是驚人的杰作,其中最著名的當(dāng)推河北省石家莊市趙縣的趙州橋。它橫跨洨河,是世界上著名的古代石拱橋,也是建成之后一直使用到現(xiàn)在的最古老的石橋。我國古代橋梁的建筑藝術(shù),有不少是世界橋梁史上的創(chuàng)舉,充分顯示了我國古代勞動人民的非凡智慧。河北趙州橋、泉州洛陽橋、北京盧溝橋、潮州廣濟(jì)橋被稱為“中國四大古橋”?!爸袊竺麡颉敝杏汹w州橋、盧溝橋、廣濟(jì)橋、五亭橋,洛陽橋、安平橋、寶帶橋、江東橋、風(fēng)雨橋和永濟(jì)橋,其中首屈一指的也是趙州橋。


趙州橋建于隋開皇十五年至大業(yè)二年間(公元595—606年),橋的主要設(shè)計(jì)者李春是一位杰出的工匠,在橋頭的碑文里刻著他的名字。因橋體全部用石料建成,俗稱“大石橋”。當(dāng)年沒有鋼筋水泥,大石料都用腰鐵連接。腰鐵又名鐵蝴蝶,至今保存完好,仍起著連接作用。當(dāng)前,采用現(xiàn)代技術(shù)制造的鋼筋水泥大橋壽命尚不足百年,用鐵束腰加固的石橋竟然能挺立千年!故有中國廣播電視社會組織聯(lián)合會學(xué)術(shù)委員會張君贊曰:“天工落石趙州橋,飛拱騰空恃鐵腰。北上燕幽成大道,隋唐趕馬看洨潮?!?/p>


趙州橋非常雄偉,全長50.82米,兩端寬9.6米,中部略窄寬9米。橋的設(shè)計(jì)完全合乎科學(xué)原理,施工技術(shù)更是巧妙絕倫。唐朝開元名相張嘉貞說它“制造奇特,人不知其所以為”。這座橋很有特點(diǎn)。第一,全橋只有一個(gè)大拱,長達(dá)37.4米,在當(dāng)時(shí)算是世界上最長的石拱。橋洞不是普通半圓形,而是像一張弓,因而大拱上面的道路沒有陡坡,便于車馬上下。第二,大拱的兩肩上,各有兩個(gè)小拱。這是創(chuàng)造性的設(shè)計(jì),不但節(jié)約了石料,減輕了橋身的重量,而且在河水暴漲的時(shí)候,還可以增加橋洞的過水量,減輕洪水對橋身的沖擊。同時(shí),拱上加拱,橋身也更美觀。第三,大拱由28道拱圈拼成,做成了一個(gè)弧形的橋洞。每道拱圈都能獨(dú)立支撐上面的重量,一道壞了,其他各道不致受到影響。第四,橋結(jié)構(gòu)勻稱,和四周景色配合得十分和諧;橋上的石欄石板也雕刻得古樸美觀。唐朝小說家張鷟說,遠(yuǎn)望這座橋就像“初月出云,長虹飲澗”。


中國古今橋梁的一些科學(xué)技術(shù),曾走在世界橋梁建筑的前列,許多橋梁樣式仍對世界近代橋梁建筑產(chǎn)生影響。同時(shí),它又是活的文物瑰寶,記載著許多珍貴的資料。


從世界橋梁建設(shè)百年趨勢來看,在21世紀(jì)的這20多年里,中國建橋的規(guī)模和速度稱得上位居世界前茅。目前,我國平均每年建造新橋達(dá)兩萬座,凌空飛架的中國橋梁憑借復(fù)雜的技術(shù)難度震驚了世界。在世界跨徑排名前10位的懸索橋中,中國占6座;排名前10位的斜拉橋中,中國占7座。


(作者系國家教育咨詢委員會委員,中國科技館原館長、研究員)



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