科學(xué)萬象 榫卯

在中國古老的建筑藝術(shù)中，有一種巧奪天工的結(jié)構(gòu)技術(shù)。它看似簡單，卻蘊含深厚智慧，不僅展現(xiàn)了中國古代工匠的非凡創(chuàng)造力，更是對自然法則的深刻理解和尊重。今天的科學(xué)萬象，將帶您感受榫卯結(jié)構(gòu)帶給我們的啟示，探索它的原理，解開它牢固結(jié)實的秘密，一同見證這項技術(shù)如何在故宮的宏偉之中、應(yīng)縣木塔的堅固之上，乃至于無數(shù)中國傳統(tǒng)建筑之美中，發(fā)揮的至關(guān)重要的作用。

它 藏盡中國天機將世間美好環(huán)環(huán)相扣

榫卯

魯班鎖，也叫八卦鎖、孔明鎖、六子聯(lián)方。傳說春秋時代魯國工匠魯班，為了測試兒子是否聰明，用6根木條制作一件可拼可拆的玩具。它內(nèi)部榫卯咬合，易拆難裝，十分巧妙。廣泛流傳于中國民間，被稱為“中國人自己的魔方”。

中國建筑鼻祖魯班，一生鉆研木工和建筑結(jié)構(gòu)?！皝韥硗皇自?，魯班門前弄大斧。”梅之煥的詩句，奠定了魯班在世人心中的地位。而他為兒子設(shè)計的玩具魯班鎖，因為可以開發(fā)大腦，靈活手指，成為了自古代就流行的益智玩具。經(jīng)過數(shù)千年的演變，已經(jīng)發(fā)展出了各種各樣的變形版本，包括魯班球、三通、大小菠蘿、智力魔盒、十二金釵等等。然而，如此巧奪天工的魯班鎖，起源于中國古代建筑中首創(chuàng)的榫卯結(jié)構(gòu)。

故宮，世界上現(xiàn)存最大規(guī)模的木質(zhì)結(jié)構(gòu)群，不用一顆鐵釘，僅靠榫卯工藝，便可做到扣合嚴(yán)密、間不容發(fā)、天衣無縫，600年來一共經(jīng)歷了超過200次地震依舊堅固美麗，巋然不動，這歸功于運用了豐富的斗拱連接的榫卯結(jié)構(gòu)。

古人云：“榫卯萬年牢”。榫卯結(jié)構(gòu)在我國建筑史上起到了至關(guān)重要的作用，在紫禁城、祈年殿、應(yīng)縣木塔等古建筑，在明式家具中，處處可見榫卯的影子。千百年來，它使古橋不斷、宮殿不倒、家具不散。那到底什么是榫卯呢?

榫卯是在兩個木構(gòu)件上所采用的一種凹凸結(jié)合的連接方式。凸出部分叫榫(或榫頭);凹進部分叫卯(或榫眼、榫槽)，榫和卯咬合，起到連接作用。

簡單來說，榫卯就是采用木頭凹凸拼接的形式，將家具、建筑物的各個構(gòu)件結(jié)合在一起，避免了使用金屬釘子對木材的破壞，而且十分穩(wěn)固和牢靠。

最為常見的榫卯結(jié)構(gòu)有33種之多，明清家具的制作幾乎用到了所有的榫卯種類。作為一種巔峰技藝，榫卯結(jié)構(gòu)組合的家具比用鐵釘連接的家具更加結(jié)實耐用。

在山東省科技館建筑藝術(shù)展區(qū)，建筑中的科學(xué)密碼讓我們了解到應(yīng)縣木塔這一榫卯結(jié)構(gòu)的古建筑。作為“世界三大奇塔”之一，相比于另外兩位——比薩斜塔和埃菲爾鐵塔，應(yīng)縣木塔體現(xiàn)了中國建筑的神奇與玄妙。

應(yīng)縣木塔是我國現(xiàn)存最古老的木構(gòu)塔式建筑，也是唯一一座木結(jié)構(gòu)樓閣式塔，更是世界上現(xiàn)存最高的木結(jié)構(gòu)古建。它采用全木結(jié)構(gòu)搭建，不用一顆鐵釘，3000噸木制構(gòu)件，互相咬合構(gòu)成塔身可以同時容1500人登上木塔。它長期經(jīng)受風(fēng)雨侵蝕，還遭受過軍閥的炮擊，甚至經(jīng)歷了多次強烈地震，雖然有輕微傾斜，但仍然巍然屹立不倒。

那么，榫卯為什么會如此牢固?

從物理性質(zhì)方面來講，木質(zhì)材料由縱向纖維構(gòu)成，只在縱向上具備強度和韌性，橫向容易折斷。榫卯通過變換其受力方式，使受力點作用于縱向，避弱就強，成就了結(jié)構(gòu)上的剛?cè)岵?。木質(zhì)材料受溫度、濕度的影響比較大。榫卯同質(zhì)同構(gòu)的鏈接方式下，使得連接的兩端共同收縮或舒張，整體結(jié)構(gòu)更加牢固。

榫卯，是中國建筑之魂，古典家具之魂。一榫一卯之間，一轉(zhuǎn)一折之際，凝結(jié)著中國幾千年的民族記憶，體現(xiàn)了匠人對完美工藝的極致追求。