中国古代重要科技发明创造(二十一)
□ 王渝生
余生趣潭
北京有着三千多年历史,曾为六朝古都。元大都宫城初具当今故宫雏形,明朝燕王朱棣自南京迁都于此,在元大都宫城基址上向南扩展,建成凸字形紫禁城,寓意象天法地——天上有玉皇大帝紫微垣,地上有皇家住所紫禁城。
紫禁城始建于明永乐四年(1406年),完成于永乐十八年,清代又重建、重修,整体布局保留了明代旧貌——作为明清皇宫,世界现存最大、最完整的木质结构古建筑群,至今仍精美绝伦,蔚为大观。
《周礼·考工记》有载:“匠人营国,方九里,旁三门,国中九经九纬,经涂九轨,左祖右社,面朝后市,市朝一夫。”宫殿建筑在漫长的发展过程中基本遵循这一规制,但又因地制宜做出少许变化,逐渐衍生出更多的设计理念。
紫禁城南北长约961米,东西宽约753米,四周城墙高约10米,并环绕宽52米的护城河。南、北、东、西四座城门,分别为午门、神武门、东华门、西华门。城墙四隅各建有一座形制华丽、榫卯结构、钩心斗角、风姿绰约的角楼。
紫禁城内部包括中轴线分布的南部外朝与北部内廷两部分,由南而北依次排列按照“前朝后寝”格局分布的庞大建筑群。前朝以太和、保和、中和三大殿为中心,以文华、武英两殿为两翼,这里是皇帝处理朝政的区域;内廷以乾清宫、交泰殿、坤宁宫为中心,东西两路又形成分别以宁寿宫和慈宁宫为中心的建筑群,这里是皇帝和嫔妃居住的区域。
除了上述中轴线对称的布局特征外,紫禁城沿用了中国常用的建筑手法:利用平矮而连续的回廊以衬托高大的主体建筑,造成相对开朗而又主次分明的艺术效果。这种手法在太和殿的周围表现得十分突出。
太和殿是我国现存木结构古建筑中体量最大、等级最高的一座。其内部构件共有6行楠木柱,每行12根,形成了面阔11间(共60米)、进深5间(33.3米)的空间。楠木柱高14.4米、直径1.06米,均是整块巨木。上层檐斗拱出跳四层,下层檐斗拱出跳三层,是古代等级最高的斗拱。
清代康熙年间,江南木工雷发达被征调到京参加清宫建设,其中包括故宫三大殿的设计和建造。之后,雷发达及后人以其精湛的建筑技艺被人们尊称为“样式雷”,如今保存在国家图书馆、故宫博物院等处的“样式雷”建筑图档,已经成为珍贵的建筑史资料。
所谓“样式雷”烫样,就是等比例缩小立体模型。烫样看似简单,但内藏着诸多玄机,烫样皆可层层拆卸,打开屋顶可以看到内部梁结构彩画形式,以及清晰可见的尺寸标签,精致无比。“样式雷”烫样作为中国古建筑特有的产物,技术的研究与发掘至关重要,它不但打破了外国对中国建筑没有设计的固有形象,更是将中国古建筑的发展和研究提升到了一定地位。
清代皇家兴建工程均由内务府负责,分“样式房”和“销算房”,样式房负责建筑设计,销算房负责工程预算。了解中国建筑史的人大多都知道有个“样式雷”,然而却很少有人知道,除“样式雷”之外,北京还有与之齐名的“算法刘”“算房高”,对此研究正在中国科技史界进行之中。
(作者系国家教育咨询委员会委员、中国科技馆原馆长)