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中華古代文明資料庫( 王子主編 )

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熱氣球
「擲燭騰空穩,推球滾地輕。」

(南宋)范成大

   公元前2世紀,淮南王劉安門客編《淮南萬畢術》,其中記載了一項「艾火令雞子飛」的遊戲。註釋中說:「取雞子去其汁,燃艾火內空卵中,疾風高舉自飛去。」這是用空蛋殼作的一次微型熱氣球試驗。把雞蛋裡的蛋清和蛋黃倒出,再將點著的艾火放進空蛋殼,根據熱空氣浮升的原理,蛋殼就會被風吹起,升到空中。就原理而言,這是正確的、有價值的、有想像力的,可能那時已經有人注意到熱空氣質量較空氣輕、具有上浮力的現象。但是這個試驗不可能成功,因為即使把蛋殼內的空氣全部排出,也不可能產生足以浮起蛋殼的浮力。可是將「蛋殼」放大,這種想像就可能實現了。第一個成功發明熱氣球的應該是三國時代的著名政治家、軍事家諸葛亮(181—234)。他在前線作戰時積勞成疾,臨死前為了對付敵人,設計了一盞燈,即在紙籠下裝一盞油燈,用燃燒著的油燈加熱紙籠裡的空氣,使之受熱膨脹上升,漂浮在高空。諸葛亮死後,敵方不知為何物,以為有神明相助,不敢貿然進攻。後來人們就把這種燈叫做孔明(諸葛亮又名諸葛孔明)燈。五代時,有一位莘七娘也曾做過一隻巨大的孔明燈,通過下面松脂燃燒,升空作為軍事信號,被稱為松脂燈。南宋詩人范成大「擲燭騰空穩」的詩句,就是讚美孔明燈的。元代時孔明燈流行全國,每逢佳節,百姓就燃放孔明燈慶賀,觀者如潮。李約瑟指出,中國比世界上其他國家早好幾個世紀發明了紙,而正是紙「導致了傳統的燈籠的制成,燈籠促使了人們進一步的試驗。由於燈籠上端的孔很小,這樣往往會產生強烈的光和熱,有時燈籠就會自動上升甚至飛到天空」。

諸葛亮指揮作戰時設計了孔明燈。




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突火槍

  宋理宗開慶元年(公元1259),宋軍發明此種管狀火器。以巨竹筒為槍身,內部裝填火藥與子窠--子彈。點燃引線後,火藥噴發,將「子窠」射出,射程遠達150步(約230米)。這是世界第一種發射子彈的步槍。
  中國的早期火槍,在宋朝時就已經出現了,當時叫做「突火槍」,其基本形狀為:前段是一根粗竹管;中段膨脹的部分是火藥室,外壁上有一點火小孔;後段是手持的木棍。其發射時以木棍拄地,左手扶住鐵管,右手點火,發出一聲巨響,射出石塊或者彈丸,未燃盡的火藥氣體噴出槍口達兩三米。這種原始的火槍真正所能起到的,也只有心理威懾作用,首先,由於火藥的原料配比問題,其推力相當有限,射程大概不到一百米,又因為射擊方式很僵硬,根本不可能運用現代的「三點一線」式瞄準方式,再因為其槍管為竹管,在射擊了大約四到五次之後,槍管末段的竹質就會因為火藥爆炸時的灼燒而變得十分脆弱,摔在地上就會折斷,更有甚者,射擊的時候因為膛壓過高乾脆炸膛,竹子哪裡撐的住那樣的爆炸(至於其他後期火槍也有的弊病,暫時先不談)……,所以,一個二十人的火槍隊,一次射擊能有5個人成功的開火就已經是萬幸了,這射出的五發子彈,有兩顆能在到達敵人的面前之前不掉下來就又是一種萬幸了,而到了敵人的面前可能又會有一顆子彈從敵人的身旁飛過,而最後的子彈,結果因為敵人的甲冑堅固……。總而言之,威懾,威懾力量而已……






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銅火出水(明)

來源:                                        中國科技網

                                                            
                                             


原物於1970年7月在黑龍江省阿城縣半拉城子出土,是現存最早銅火銃。

    銅火銃由前膛、藥室和尾中空,裝有木柄可供手執。總重3.55公斤,火銃小而輕便,能由士兵單人隨身攜帶的小型火器,點燃引火線後爆炸發射,在實戰中證明有相當威力。







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船舵

    在風帆大規模使用前,船隻主要以划槳的方式推進。划槳時沒有固定的位置,在船尾划槳時,人們發現,變換槳葉的角度會對船隻的行進方向產生較大影響。正是這一行船經驗,使中國古人發明了控制船隻航向的工具——舵。
    舵雖然由槳演變而來,但工作原理完全不同。舵不划水。當船行駛時,轉動舵面,船尾產生的水流就會在舵面上形成一定的水壓,稱為舵壓。舵壓雖然很小,但因舵位於船尾,與船中間的重心相距最遠,根據槓桿原理,力矩最大,因而能夠很方便地左右船體,改變航向。                                                                                                                                                                                                                                         
                                                                             
東漢  明器·陶船北宋  郭忠恕《雪霽江行圖軸》北宋  張擇端《清明上河圖》局部
                                                                                                                                                                                                                                                                                                     舵始於何時已不可考,但至遲漢代,舵已經得到廣泛使用。最初的舵不能升降,自船尾斜向伸入水中。後來,為了適應不同區域的水位深淺,出現了可以上下升降的升降舵,舵的安放位置也從斜向逐漸變為垂直,以方便升降。早期的升降舵多由人直接提升或放下,但一些大型船舵,如鄭和寶船長11米多的舵桿,就只能以專門的絞車進行升降。
    船舵由舵面和舵桿兩部分構成,舵面呈板狀,用於調整船隻航向,舵桿為桿狀,一端與舵面相連,用於升降或轉動舵面。早期船舵,舵桿多固定在舵面的一側,舵桿與舵面重心有一定距離,轉動時力矩較大,費力且不靈活。宋代以後,中國人發明了平衡舵,即將舵桿固定在舵面重心所在的垂線上,轉動的靈活度大大增加。歐洲直到18世紀才出現類似的平衡舵。今天船舶設計中仍然經常用到平衡舵。
                                  中國人發明的船舵大約於10世紀時被阿拉伯人引用,約13世紀初傳入歐洲,成為15世紀歐洲地理大發現時代探險船隻必備的裝置。






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搖櫓

櫓是中國人發明的一種極其高效的船舶推進裝置。櫓的形狀有些似槳,但比槳長且大,通常安裝於船尾。櫓入水一頭呈弓形,另一端繫於櫓繩上。來回搖動櫓繩,水中櫓板就會左右擺動撥水,稱為搖櫓。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
五代  趙幹《江行初雪圖卷》局部北宋  張擇端《清明上河圖》局部北宋  張擇端《清明上河圖》局部
                                                                                                                                                                                                                                                                                                     中國自古就有「一櫓三槳」的說法,古人以此來說明搖櫓推進的高效性。根據現代物理學知識不難看出,划槳與搖櫓的功效差別主要在於它們做功方式的不同。劃漿的動作包括水下和水上兩個過程。槳面位於水下時,向後划水以獲得向前的反作用力,為有效做功。當槳面位於水上,槳雖然從空中劃一弧線後再次入水,但空中的這一過程不產生推進力,對行船來說屬於無用功。而櫓則完全不同,櫓板擺動時,板面前後的水形成壓力差,推動船隻前進。一次擺動後,櫓板無需出水,只要反轉一下,就可以再次擺動,獲得推力。櫓板在水中的運動過程就像魚兒擺尾一樣,將划槳的間歇式操作改進為連續性撥水,推進效率自然更高。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        
北宋  《赤壁圖軸》視頻:櫓的工作原理今天的櫓船
                                                                                                                                                                                                                                                                                                     櫓出現於何時已不可考,但至遲西漢時期就已出現。早期的櫓安裝於船舷兩側,後來才逐漸移至船尾,兼有推進和方向舵的功能,槳也因此逐漸消失。中國的櫓於18世紀被引入歐洲,之後,歐洲人在此基礎上發明了現代船舶中廣泛使用的螺旋推進器。



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船塢
據《三國誌·呂蒙傳》記載,為了修理較大的船艦,吳國大將呂蒙在安徽巢河的濡須口的水師基地修建了一個「形狀如偃月」的船塢。實際上,這個船塢就是一個能通往江河的大池。船由江河經支道進入船塢後,在入口處築一道堤壩,然後放干池中的水,船就坐落在墩木上,就可進行修船工作。船修好後,將池內灌滿水,挖開堤壩,船就能駛進江河。當然也可以在船塢內建造新船。這是迄今為止有史料記載的世界上最早的船塢,其原理與現代的船塢大體相同。可以說,呂蒙是船塢的發明人。在外國,直到1495年英王亨利十世時,才在樸茨茅斯建立起歐洲第一個船塢,比我國呂蒙建的船塢晚了1000多年。






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水密隔艙


    水能載舟,亦能覆舟。船雖然能自如地漂浮在水面上,但普通船隻一旦船體破損,水入船艙,如不能及時堵住漏洞,最終都會沉沒。如果船體破損,在內陸河流中有時還來得及靠岸修理;如果是在茫茫大海上,就只能坐以待斃。正是出於對航行安全性的擔憂,促使中國人發明了水密隔艙技術。
    所謂水密隔艙,就是將原來從頭到尾貫通的整個船艙用木板分割為一個個獨立的艙區。這樣一來,即便某個艙區破損進水,甚至某幾個艙區都破損進水,只要多數艙區完好,船隻仍然能夠保持足夠的浮力,從而為修理和靠岸贏得時間。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          
                                 

南宋海船模型南宋海船的水密隔艙
                                                                                                                                                                                                                                                                    水密隔艙技術可能早在漢代就已出現,但它在內河航運中的優勢並不明顯。 兩宋時期(960—1279),由於海上貿易空前繁榮,遠洋運輸的安全性備受關注,水密隔艙技術因而被廣泛使用。
                                  水密隔艙技術的優越性不只在於防止船艙進水,由於隔艙板多以厚實木料製成,兩端與船體緊密釘合,無形中增強了船體的橫向抗壓強度。此外,船艙分區也有利於貨物分類存放,便於裝卸和管理。
                                  早在10世紀,具有水密隔艙結構的中國商船就已航行於太平洋和印度洋上。直到18世紀末,歐美各國才開始在造船時使用這項先進技術。今天,水密隔艙技術仍然在現代船舶設計中佔有十分重要的地位。






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龍骨結構

中國古代船舶的龍骨結構是造船業中的一項重大發明,對世界船舶結構的發展產生深遠的影響。宋代尖底海船甲板平整,船舷下削如刃,船的橫斷面為V形,尖底船下設置貫通首尾的龍骨,用來支撐船身,使船隻更堅固,同時吃水深,抗禦風浪能力十分強。歐洲船隻於十九世紀初才開始採用這種龍骨結構,比中國晚了數百年。

龍骨 龍骨是在船體的基底中央連接船首柱和船尾柱的一個縱向構件。它主要承受船體的縱向彎曲力矩,製作艦船模型時要選擇木紋挺直、沒有節子的長方形截面松木條製作。
      
旁龍骨 旁龍骨是在龍骨兩側的縱向構件。它承受部分縱向彎曲力矩,並且提高船體承受外力的強度。艦船的旁龍骨常用長方形截面松木條製作。
      
肋骨 肋骨是船體內的橫向構件。它承受橫向水壓力,保持船體的幾何形狀。艦船模型的肋骨常用三合板製作。
      
龍筋 龍筋是船體兩側的縱向構件。它和肋骨一起形成網狀結構,以便固定船側板,並能增大船體的結構強度。艦船模型的龍筋通常也由長方形的松木條製作。
      
船殼板 船殼板包括船側板和船底板。船體的幾何形狀是由船殼板的形狀決定的。船體承受的縱向彎曲力、水壓力、波浪沖擊力等各種外力首先作用在船殼板上。艦船模型的船殼板可以用松木條、松木板拼接粘結而成。
      
舭龍骨 有些船體還裝有舭龍骨,它是裝在船側和船底交界的一種縱向構件。它能減弱船舶在波浪中航行時的搖擺現象。艦船模型的舭龍骨可以用厚0.5∼1毫米的銅片或鐵片製作。
      
船首柱和船尾柱 船首柱和船尾柱分別安裝在船體的首端和尾部,下面同龍骨連接,它們能增強船體承受波浪沖擊力和水壓力,還能承受縱向碰撞和螺旋槳工作時的震動。






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鄭和寶船

    15世紀初的大明國,經過數十年休養生息,政治清明,國力強盛,朝廷致力於恢復和發展與海外諸國的友好關係,以宣示大明國威。正是在這樣的時代背景下,從1405年至1433年,28年間,一支由明朝政府裝備,由鄭和(1371—1433)率領的龐大船隊曾經七下西洋(印度洋),航程最遠到達今阿拉伯半島和東非海岸。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                

鄭和寶船模型鄭和下西洋航線示意圖
                                                                                                                                                                                                                                                                    鄭和船隊多次成功遠航,與當時高超的造船技術密不可分。 鄭和船隊船隻多達一二百艘,每次出航人數均在2萬人以上,平均每艘船要搭載上百人,足見船隻噸位之大。 船隊中有大中型寶船62艘,根據文獻記載,大型寶船長44丈4尺,寬18丈;中型寶船長37丈,寬15丈。按照當時1尺相當於今天0.317米計算,大型寶船長約140米,寬約57米,總排水量達2萬噸以上。僅在南京龍江寶船廠遺址出土的一根寶船舵桿就長達11.07米,需要使用絞車操縱它的升降。
    鄭和船隊消失半個多世紀後,意大利人哥倫布(約1451—1506)開始了他的首次探險之旅。這位發現美洲的英雄,所率船隊僅有4艘船。 其中,哥倫布所乘坐的旗艦是其中最大的一艘,其長度還不到鄭和寶船的三分之一,寬度僅及鄭和寶船的六分之一。通過這些數據對比,人們不得不歎服中國明代強盛的國力以及當時造船業所取得的巨大成就。



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明代造船制度

我國造船業歷經秦、漢和唐、宋、元時代的發展,到明代達到頂峰,造船基地遍佈全國瀕海沿江各地,官辦的造船廠不在少數。當時的造船業在汲取以前的管理經驗的基礎上,創立了用工限額、材料驗收、木價核算、量材使用以及船舶檢驗等各種較為嚴密的制度,為後世船舶管理、船舶安全提供了寶貴經驗。 鄭和下西洋遠征船不僅種類多,數量多,在品質上也達到了相當的水準。船隊的五類船,各由不同船廠來建造。寶船由當時的江蘇南京官辦的龍江船廠下屬的寶船廠負責建造,其他種類的遠征船分為蘇、浙、閩沿海各地造船廠建造。

鄭和船隊的船隻在明朝廷的直接控制下,以強制勞役的方式進行生產。各船場所需造船原料,也由官府調配供應。寶船用料除在南京等地設園植樹外,還在全國各地徵集。主要船用材以楠木、松木、榆木與杉木為多,船的不同部位選用不同材料。船用生產材料的供給,由政府派往船廠的提舉官吏下設的兩司吏中的一人負責,另一人管理全廠各工種工匠。

船廠不僅有效地組織起三十二個工種、二千多工匠進行大規模生產和管理,而且保證了船舶品質。同時,船場在生產上有嚴格制度,如「船完﹝工﹞之日,編為字號,次第驗烙,仍將經造官匠姓名刻於船尾,如無故早壞一年,於官匠名下追補一分,二年遞加。」

寶船廠按照工序進行工種分類,然後再依「廂」的行政組織來管理入籍工匠。全廠有船木梭櫓索匠、船木鐵纜匠、念匠與棕篷匠四類,各類又分為船木作、念作、鐵作、篷作、索作、油作等三十多個工種。第一廂出船木梭櫓索匠、第二廂出船木鐵纜匠、第三廂出念匠、第四廂出棕篷匠。各廂匠人,以輪班或住坐兩種形式,從事造船生產,這樣除便於行政管理外,還利於加強技藝的切磋和技術品質的管理。船廠還設立志船(船舶設計)、斂財(原材料供應)、考衷(造船核算)、孚革(材料與船舶驗收)等各項管理制度。這些制度使造船生產過程秩序井然,保證了各類船舶的建造品質符合長時間遠洋航行的要求。




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風水與建築、環境及傳統住宅理念

      


  「風水」是我國幾千年傳統文化的產物。在中國古代,人們根據長期對自然的細緻觀察及實際生活的體驗,產生了一種有關城市、村鎮等居住環境的基址選擇及規劃設計的學說,叫做「風水術」或「堪輿學」。由於當時社會生產力發展還十分有限,自然界發生的許多現象,人們還不能採用科學的方法合理地解答,因此為「風水」披上了許多玄學的成分和迷信的色彩,但它的實質是希望給自己創造一個適合長期居住的良好環境,最大限度地利用自然與人類的和諧關係,達到「物昌人旺」的最佳境界。
  一個居住地點的形成發展及興衰不僅受地理、經濟、政治、文化、歷史等多種因素所影響,還是中國傳統宇宙觀、自然觀,環境觀、審美觀的一種反映。人類科學地將自然生態環境、人為環境以及景觀的視覺環境等做統一的考慮,來實現一種美好的願望。可以認為,「風水」也是中國古代即已產生的一種環境設計理念和初級的環境科學。

風水格局與生態環境
          負陰抱陽,背山面水,這是人們選擇住址的基本原則和基本格局。所謂負陰抱陽,即基址後面有山,前面有水;方向最好是坐北朝南。基址最好處於這個山水環抱的中央,地勢平坦而具有一定的坡度。這樣,就形成了一個背山面水基址的基本格局。
  不難想像,具備這樣條件的一種自然環境和這種較為封閉的空間,是很有利於形成良好的生態和良好的局部小氣候的。我們都知道,背山可以屏擋冬日北來的寒流;面水可以迎接夏日南來的涼風,朝陽可以爭取良好的日照;近水可以取得方便的水運交通及生活、灌溉用水,且可適於水中養殖;緩坡可以避免淹澇之災;植被可以保持水土,調整小氣候,果林或經濟林還可取得經濟效益和部分的燃料能源。  總之,好的基址容易在農、林、牧、副、漁的多種經營中形成良性的生態循環,自然也就變成一塊吉祥福地了(見圖1、2)。
               

      

(圖1 最佳宅址選擇)           
      

(圖2 村鎮選擇與生態關係)         
      

風水格局的空間構成
  國人自古以來在選擇及組織居住環境方面就有採用封閉空間的傳統,為了加強封閉性,還往往採取多重封閉的辦法。如四合院宅就是一個圍合的封閉空間,多進庭院住宅又加強了封閉的層次。裡坊又用圍牆把許多庭院住宅封閉起來。作為城市也是一樣,從城市中央的衙署院(或都城的宮城)到內城再到廓城,也是環環相套的多重封閉空間。而村鎮或城市的外圍,按照風水格局,基址背靠山脈,山勢向左右延伸,成肩臂環抱之勢;基址前方有遠山遮擋,連同左右餘脈,亦將前方封閉,剩下水流的缺口,水流盡頭又有山把守,這就形成了第一道封閉圈。如果在這道圈外還有群山環抱之勢,便可形成第二道封閉圈。可以說,風水格局是在封閉的人為建築環境之外的又一層天然的封閉環境。(見圖3、4)。

      

(圖3 多層次的空間封閉結構是中國傳統的規則設計思想)           
      

(圖4 村鎮風水格局的封閉式空間構成:A
          及其基本模式圖:B )            
      

風水與景觀
          風水學說雖然是按照「氣」、「陰陽」、「四靈」、「五行」、「八卦」等風水學說來考慮的,但出於「天人合一」、「天人感應」的中國古代哲學思想,認為人與自然應取得一種和諧的關係。
        所以,追求一種優美的、賞心悅目的自然和人為環境的思想始終包含在風水學的觀念之中。居住環境不僅要有良好的自然生態,也要有良好的自然景觀和人為景觀。按照上述理想的風水選址,常包含以下的景觀因素:
        (1)使山外有山,重巒疊嶂,形成多層次的立體輪廓線,增加了風景的深度感和距離感(見圖5)。
        (2)以河流、水池為基址前景,形成開闊平遠的視野。而隔水回望,有生動的波光水影,造成絢麗的畫面(見圖5)。

      

(圖5 風水山與風水池的背景及前景效果)         
      

(3)以基址之前隔水的近山、遠山的對景、借景,形成基址前方遠景的構圖中心,使視線有所歸宿。兩重山巒,亦起到豐富風景層次感和深度感的作用(見圖6)。      

      

(圖6 對景山--朝山或案山的常見選形)         
      

(4)以隔水成對峙狀的兩側山為障景、為屏擋,使基址內外有所隔離,形成空間對比,使入基址後有豁然開朗、別有洞天的景觀效果(見圖7)。

      

(圖7 口水山及附帶建築的景觀)         
      

(5)作為自然地形之補充的人工建築物如寶塔、樓閣、牌坊、橋樑等,常以環境的標誌物、控制點、視線焦點、構圖中心、觀賞對像或觀賞點的姿態出現,均具有易識別性和觀賞性。如南昌的滕王閣選點在「襟三江而帶五湖」的臨江要害之地,武漢的黃鶴樓、杭州的六合塔等,也都是選點在「指點江山」的選景與賞景的最佳位置,均說明風水物的設置與景觀設計是統一考慮的(見圖8)。

      

(圖8 根據風水理論常需在山上建塔,水中建閣、河上建橋及修建其他
          風水建築。這些建築往往成為村鎮標誌,風景構成中心或觀景點 )            
      

        (6)多植林木,多植花果樹,保護山上及平地上的風水林,保護村頭古樹大樹,形成鬱鬱蔥蔥的綠化地帶和植被,不僅可以保持水土,調節溫濕度,創造良好的小氣候,而且可以形成鳥語花香、優美動人、風景如畫的自然環境。
(7)當山形水勢有缺陷時,為了「不利變為有利」,通過修景、造景、添景等辦法達到風景畫面的完整諧調。有時用調整建築出入口的朝向、街道平面的軸線方向等辦法來避開不愉快的景觀或前景,以期獲得視覺及心理上的平衡,這是消極的辦法。而改變溪水河流的局部走向、改造地形、山上建塔、水上建橋、水中建墩等一類的措施,則為積極的辦法,實際上都與修補風景缺陷及造景有關,結果大多成為一地的八景、十景的一部分,形成了風景點。

        通過上述分析,可以看到,依照傳統風水觀念所構成的景觀,常具有以下的特點:
        (1)圍合封閉的景觀:群山環繞,自有洞天,形成遠離人寰的世外桃源。這與中國道家的回歸自然,佛家的出世哲學,陶淵明式的烏托邦社會理想及其美學觀點,以及士大夫的隱逸思想都有密切的聯繫。
        (2)中軸對稱的景觀:形成左右對稱的風景格局或非絕對對稱的均衡格局。這又與中國儒家的中庸之道及禮教觀念有一定的聯繫。
        (3)富於層次感的景觀:山外有山,重巒疊嶂,富有空間深度感,這種風水格局的追求,在景觀上正符合中國傳統繪畫理論在山水畫構圖技法上所提的「平遠、深遠、高遠」等風景意境和鳥瞰透視的畫面效果。
        (4)富於曲線美、動態美的景觀:筆架式起伏的山,金帶式彎曲的水,均富有柔媚的曲折蜿蜒動態之美,打破了對稱的構圖的嚴肅性,使風景畫面更加流暢、生動、活潑。
綜上所述,透過玄學的幃幕,我們可以看到,實質上作為一種環境設計理念的風水地勢、地理等問題,在創造美好的居住環境方面,不僅十分注意與居住生活有密切關係的生態環境質量問題,也同樣重視與視覺藝術有密切關係的景觀質量問題。在這種環境設計中,景觀設計、功能與審美是不可分離的統一體。
      今天的人們已具備了古人所難以企及的知識和能力,在提及「風水」時已賦予它新的內涵:「風水」也已經不是從前人們躲避災害、自我保護的寄托;而是對現代居住環境更科學、更合理、更自然的追求。        



[ 本帖最後由 喪命書生 於 2009-11-7 01:26 AM 編輯 ]



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橋樑

來源:                                        中國國學網

                                                            

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                                             橋梁是道路不可分割的組成部分。沒有橋樑,道路就不能暢通,陸路交通就不能發達。早在原始社會,人們跨越河流和峽谷曾利用自然倒下來的樹木以及谷岸生長的籐蘿等。至於有目的地伐木、堆石或架石為橋始於何時,現在已難於考證了。據史料記載,我國周朝時期(公元前11世紀—前256年)已建有梁橋和浮橋。我國古代橋樑大致有梁橋、拱橋和索橋三種基本形式,下面分別加以介紹。
    1  最早出現的梁橋

    梁橋是我國古代最普遍、最早出現的橋樑,古時稱作平橋。它的結構簡單,外形平直,比較容易建造。把木頭或石樑架設在溝谷河流的兩岸,就成了梁橋。早在原始社會時,我國就有了獨木橋和數根圓木排拼而成的木樑橋。戰國時期,單跨和多跨的木、石樑橋已普遍在黃河流域及其他地區建造。1972年,在春秋戰國時期齊國的京城山東臨淄的考古挖掘中,首次發現了梁橋的遺址和橋台遺跡,兩處橋樑的跨徑均在八米左右。北魏酈道元《水經注》記錄了在山西省汾水上有一座始建於春秋時期晉平公時的木柱木樑橋。橋下有30根柱子,每根柱子直徑五尺。這是見於古書記載的最早的一座梁橋。
    座落在咸陽故城附近的渭水三橋,在古代是很有名的。三橋包括中渭、東渭和西渭橋,都是多跨木樑木柱橋。其中,中渭橋始建於戰國秦昭王的時候,後來秦始皇又作了改建和加固。這座橋全長約525米,寬約13.8米,接近南京長江大橋汽車道寬度;它由750根木柱樁組成了67個橋墩,68個橋孔,平均每孔跨徑為7.72米,中間橋孔跨徑達九米;在木柱樁群上加蓋頂橫樑組成排架墩,再在排架上擱置大木樑,然後鋪上木橋面,橋兩側設雕花欄杆。中間橋孔高而大,兩邊橋孔低而小,呈八字形,既能使高大樓船順利通過,又可以迅速排除橋面雨水,防止腐朽。橋兩端還豎立著華表、鎮水妖石件、石燈柱等,作示標、照明之用。到了漢朝,又重修了中渭橋,增建了東渭橋和西渭橋。漢朝時的梁橋,已經比較普及了。山東省沂南出土的漢墓畫像石上,甚至已刻有石樑橋的圖案。

    唐朝時期出現了不少名聞天下的石樑橋。據《唐六典》說,天下著名的石樑橋有四座:河南洛陽的天津橋、永濟橋和中橋,西安的灞橋。灞橋位於西安東北20里的灞水上,是一座石柱墩木樑橋。自漢朝建橋後,兩千年間屢毀屢修,直到清朝道光十三年(公元1833年)花了九個月才建成了今天的多跨梁橋。橋長近400米,67孔,每孔淨跨度六米左右,橋寬約七米。橋墩由六根石柱組成。六根石柱頂端蓋上一根石樑,把它們合成一體,構成了橋樑史上最早的一種輕形墩,即今天所說的石排架墩。這座千百年來作為交通咽喉的古橋,今天已改造成為現代的公路橋。
    到了宋朝,人們戰勝自然的能力提高了,又在福建泉州建成了我國第一座瀕臨海灣的大石樑橋萬安橋,即洛陽橋。這座橋橋長834米,寬七米,橋中間有島,島南七孔,島北41孔,每孔跨度約11米。建橋之處正當入海口,水流湍急,當地又多地震颱風,建橋工程相當艱巨。本書下一節對此將作專題介紹。洛陽橋建成後轟動一時,有「天下第一橋」的美譽,因而在當地掀起了「造橋熱」。這個時期福建新建的石樑石墩橋無論在長度、跨度、重量、建造速度、施工技術、橋型和橋樑基礎等方面都達到了新的水平,在中外建橋史上佔有重要地位。突出的可以座落在福建晉江市的安平橋和位於漳州市的虎渡橋為代表。安平橋總長811丈,五華里多,362孔,為世界上少見的古長橋,被譽為「天下無橋長此橋」。虎渡橋最大的石樑長23.7米,寬1.7米,高1.9米,重達207噸,可謂世界上最重的石樑。
    隨著社會生產力的發展,梁橋的形式也在不斷變化。例如在我國江南水鄉地區,人們常常把這種橋建造成中間孔高大、邊孔低小的八字式或台階式,兩邊橋頭還砌有外觀非常別緻的幾級台階踏步,以便引人上橋。在紹興至杭州的運河邊還有一種與河流平行的纖道橋。有些古石樑橋在橋下設閘或在橋上設渠道,使一橋多用。據史料記載,在甘肅與新疆交界地區古代被稱作段國的地方,曾建有伸臂木樑橋。這種橋採用圓木或方木縱橫相隔疊起,由岸邊或橋墩上層層向河谷中心挑出,猶如古建築中的層層斗拱。當地人稱這種橋為「飛橋」,在南方木材較多的地區容易見到。有的橋上還有橋屋或橋廊,屋廊內有彩畫、佛座仙像,橋景似花,所以稱它為花橋。逢年過節花橋又成了人們娛樂、趕集、趕廟會的場所。如廣西三江程陽橋就是把功能與裝飾有機結合在一起的著名花橋。此外,還有木撐架橋以及伸臂木樑與撐架相結合的梁橋等。
    2  最著名的石樑橋

    萬安橋,又名洛陽橋,是我國古代最著名的大型石樑橋。這座橋於宋代皇祐五年四月(公元1053年5月)開始建造,嘉祐四年十二月(公元1060年1月)建成,是由宋代泉州知州蔡襄主持建造的。
洛陽橋建在泉州城東20里的洛陽江入海口處。據蔡襄撰寫的《萬安橋記》記載,這座橋「壘址於淵,釃〔shī師〕水為四十七道,梁空以行,其長三千六百尺,寬丈有五尺。翼以扶欄如其長之數而兩之,糜金錢一千四百萬。求諸施者,渡實支海,去舟而徒,易危為安,民莫不利」。由此可見,洛陽橋已具有較大規模,對於溝通泉州港口至福州和京城的官道,乃至促進經濟、文化的發展,都起了很大的作用。這座橋已經歷代多次修繕重建。現存的洛陽橋是清朝乾隆二十六年(公元1761年)重建的。橋的北端築有橋堤,橋由堤接出,有40孔,通過江中小島後,繼續南展有七孔,接入橋南端橋堤。全橋共有47孔,長為540米。若把兩端橋堤計算在內,則橋全長為834米。橋每孔有花崗石樑七根,每根梁高約50厘米,寬約60厘米,約長11米。橋面兩旁護以石欄,有石柱500根,石欄長度與橋長相同。但欄板、石柱今已不全。橋墩砌體相當龐大,兩端砌成尖形,以分水勢。此外還有石獅28只,石亭七座,石塔九座。1932年在原每個橋墩上又添建一個矮墩,在其上置鋼筋混凝土板以通行汽車。但原石樑仍在原處未動。
    洛陽橋最初建造是十分困難的。這裡瀕臨海灣,河道寬闊,水流湍急,時有風潮,「西有滾滾萬壑流波之傾注,東有澒〔hong訌〕灝澎湃潮汐之奔馳」(《泉州府志·洛陽橋》),水勢險惡。在建橋之前,人們經此來往靠的是渡船,經常發生翻船事故。為了祈求過渡平安,這裡渡口便取名為萬安渡,故橋建成以後也命名為萬安橋,它所以另外起名洛陽橋則是因為架在洛陽江上。洛陽橋在建橋技術和工藝上有許多創新,主要表現在以下幾個方面:
    第一,洛陽橋首創了筏形基礎。由於水勢險惡,橋基無法採用傳統的打樁工藝,因而另闢蹊徑,創造了新的奠基工藝。宋代的建築師和橋工們利用落潮的時間,沿預定橋樑線路,用船裝載大石塊拋入水底,形成一水底石堤作為橋基。據考察,洛陽橋的橋基長500餘米,寬約25米。這是橋樑技術史上的一項重大創新。
    第二,洛陽橋應用和發展了尖劈形橋墩。尖劈形橋墩出現於唐代,是築於迎著水流方向的一端。洛陽橋則把橋墩兩端都築成尖劈形,不僅分開上游江流的衝擊力,而且分開下游潮汐的衝擊力,達到了減少阻力和保護橋墩的目的。
    第三,洛陽橋利用了潮汐的漲落浮運和架設石樑。洛陽橋面的大石樑重達數十噸,要把這樣重的大石樑在水面上懸空架設,這在古代沒有大型起重設備的條件下,是很困難的。但宋代橋工卻巧妙地解決了這一難題。他們利用潮汐的水面落差,在漲潮時用船把石樑載至兩個橋墩之間,並固定在要安放的位置上方,落潮時石樑便自動架設在預定位置上,順利完成了石樑的架設作業。
    第四,洛陽橋利用了牡蠣膠固橋墩。要把橋墩上的石塊連結在一起,這在沒有速凝水泥的古代幾乎是沒有辦法的。但洛陽橋在建造時卻巧妙地利用牡蠣的生長特性,神奇般地解決了這一難題。牡蠣又名蠔,俗稱海蠣子,是一種介殼海生動物。它附著於其他物體而生長和繁殖,石灰質外殼亦隨著生長和繁殖而連綿成片,與附著物牢固地膠結成一體。洛陽橋建造時,就利用了這一特性,在橋墩上養殖牡蠣,把橋墩上的石塊膠結在一起,形成牢固的整體,防止被衝散,提高了橋墩的堅固性和耐久性。這一做法,堪稱是一項傑出的科學發明。為了保護橋基和橋墩,在橋位標誌範圍內禁止采牡蠣。這在當地成為一條法律,並為歷代所沿用。
    洛陽橋整座橋全部用當地產的花崗石建成。「飛梁遙跨海西東」,氣勢磅礡,雄偉壯觀。它建成後,成為泉州與內地交通的重要孔道,人們去舟而徙,易危為安,故洛陽橋有「萬安濟眾」之譽。在洛陽橋建成的影響下,福建一帶,特別是閩南地區掀起了一個建橋的熱潮,先後建造了數十座大中型石樑橋。



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3  種類繁多的拱橋

    我國很早就有了拱橋,至遲漢朝已興造。這種橋是在當時拱式結構墳墓建造技術的啟發下,從伸臂木石樑橋和撐架橋逐步演變和發展起來的。由於拱橋的主要承重構件的外形都是彎曲的,所以也稱為曲橋。據《水經注》記載,公元282年在河南洛陽東六七里有一座用石頭建造的「旅人橋」,「下圓以通水」,這是最早見於記載的石拱橋。保留到今天的最著名的石拱橋有河北趙縣的安濟橋、北京西南郊的盧溝橋和蘇州城南的寶帶橋。安濟橋,即趙州橋,建於1300多年前的隋朝,是一座敞肩式單孔圓弧石拱橋,比歐洲19世紀興建的同類拱橋早了1200多年。在世界橋樑史上佔有重要地位。本書後面將作專題介紹。寶帶橋在蘇州東南葑〔fēng封〕門外六里,比趙州橋略晚,始建於唐朝元和十一年至十四年(公元816年—819年),因唐刺史王仲舒捐獻寶帶資助建橋而得名,是馳名中外的多孔古石拱橋。這座橋總長近317米,有53孔,橋中間寬4.1米,橋兩端寬6.1米,建有石獅和石塔等。為使較高的船艦通過,中間有三個大孔;其他的孔較小,橋墩也做得狹窄,約厚60厘米。寶帶橋最大跨度為6.95米,橋跨與墩寬比是11.6︰1,從而使橋下洩水面積達85%,居世界古拱橋的首位,更展示了我國古代能工巧匠的驚人智慧。盧溝橋坐落在永定河上,建成於金朝明昌三年(公元1192年),距今也有800年了。永定河歷來洪患嚴重,有「無定河」之稱。春季又有流冰的危害,因此該橋在築墩工程上,不僅「扎根」牢固,能承受單邊巨大推力,而且把墩體向水流方向築成尖嘴,便於夏洩洪水,春擊流凌,至今安全無恙,傲然挺立。蘆溝橋是聯拱式石橋,長212.2米,加上兩端橋堍〔tu兔〕,共長265米,寬八米多,有11個橋孔。這座橋不僅在工程上有許多突出成就,而且橋上華表、橋欄和石獅等雕刻精美生動,常受到古今中外遊人的讚美。蘆溝橋的石獅是有名的,早在四五百年前就流傳著「蘆溝橋的石獅子——數不清」的民間傳說。1962年,有關人員對千姿百態的石獅進行了清點,共有485個。可是以後又從河中挖出了一隻石獅。誰知河中還有沒有呢?意大利人馬可·波羅看到這座橋後驚奇萬分,他讚美盧溝橋「實在是世界上最好的獨一無二的橋」。
此外,需要提及的是北宋畫家張擇端在《清明上河圖》中所畫的汴梁虹橋。這座橋坐落在北宋京城汴梁(今開封)鬧市區的東水門附近。當時以橋為中心形成「橋市」。橋上人群熙攘,車馬往來,通宵達旦,十分繁鬧。這座橋是單跨木構拱橋,是那一時期木拱橋的代表作。它建於北宋,用木樑柤〔jū居〕接成拱,不用支柱,既易架設又便於通航。虹橋的跨徑近25米,弧高五米,橋寬約八米。它的結構是一種以木構件縱橫相架所形成的穩定的木拱結構。這是一種在當時特有的新型結構,即「虹梁結構」。其整體造型輕盈,猶如長虹飛越河上。這種長跨徑木橋建築是橋樑建築中的傑作,在世界橋樑史上也是十分罕見的。
    我國古代的拱橋獨具一格,種類繁多。從造型上看,有駝峰突起的陡拱,有宛如皎月的坦拱,有玉帶浮水的平坦的纖道多孔拱橋,也有長虹臥波,形成自然縱坡的長拱橋。拱肩上有敞開的(如大拱上加小拱)和不敞開的。拱形有半圓、圓弧、橢圓、拋物線、蛋形、馬蹄形、尖拱形和多邊形等多種。孔數上有多孔和單孔,多孔以奇數為多,偶數較少。徐州的景國橋多達104孔。多跨拱橋又有連續拱和固端拱兩種,前者只見於江南水鄉,後者散見於華北、西南、華中和華東等地。拱橋按築料可分為石拱、木拱、磚拱、竹拱和磚石混合拱等。
    4  最古老的石拱橋

    趙州橋,又名安濟橋,是我國現存最古老的大跨徑石拱橋。這座橋建造在河北省趙縣城南五里的洨河上。它氣勢宏偉,造型優美,結構奇特,遠遠看去,好像初露雲端的一輪明月,又像掛在空中的一道雨後彩虹,十分美麗壯觀。趙州橋建成後,溝通了兩岸的交通,便利了北方的運輸,被譽為「坦平箭直千人過,驛使馳驅萬國通」。
    這座橋是我國隋朝時期一位普通的工匠李春設計監造的。雖然已有1300多年的歷史了,但是它至今仍巍然屹立,雄姿煥發。大橋全長52.82米,橋兩端寬度為9.6米,中部寬度九米,主橋孔淨跨度長達37.4米,是當時世界上跨度最大的單孔石拱橋。
     李春在設計和建造大橋的過程中,和其他工匠一起認真總結了前人的建橋經驗,並且從實際需要出發,大膽創新,突破舊的傳統,使大橋具有獨特的風格。
    我國古代建造比較長的橋樑,往往採用多孔形式。每孔的跨度小,坡度平緩,又便於施工。缺點是橋墩多,不利於舟船航行和洪水宣洩。橋墩長期受水流衝擊侵蝕,天長日久也易坍毀。李春沒有採用這種辦法,而是採取單孔長跨石拱的形式,在河心不立橋墩,使石拱跨徑長達37米多。採用這樣的大跨度,在當時是一個創舉。
    在拱的樣式上,李春採用了扁弧形。我國古代的拱形建築多採用半圓形。如果在37米寬的河面上也採用半圓拱的話,拱頂將高達近20米,橋高坡陡,車馬行人過橋十分不便。李春創造性地改用平拱樣式,把橋造成扁弧形,使石拱高度降到7.23米,拱高和跨度的比例大約是1︰5。這樣,橋面坡度平緩,便於車馬行人往來,而且還具有用料省、施工快,以及增加橋身強度和穩定性等優點。
    古代洨河每逢夏秋汛季,水勢很大。為增加洩洪能力,李春還獨具匠心,在大拱兩肩上各設兩個小拱。這種大拱上加小拱的形式,叫作「敞肩型」,或「空腹型」。它可以節省石料,減輕橋身自重,利於宣洩洪水,增加過水面積,還達到了建築和藝術的完美統一。均衡對稱,造型優美,完全符合結構力學的理論。趙州橋不僅是我國橋樑工程技術上的一項偉大成就,而且也是世界敞肩拱橋的先驅。它比歐洲19世紀中葉興建的同類拱橋早了1200多年。
    趙州橋不僅設計精巧,而且建造技術也很高明。首先,橋址選擇合理,橋基穩固牢靠。儘管亞粘土地基很淺,構造也很簡單,整座橋基仍然能夠承受住大橋的載荷。據測量,它經歷了1300多年來所發生的地震、洪水等自然力的侵害,以及交通使用所產生的影響,兩邊橋基下沉水平差僅五厘米左右。
    其次,趙州橋砌置方法新穎,施工、維修方便。李春就地取材,採用了縱向(順橋方向)並列砌置法,把整個大橋沿寬度方向用28道獨拱券並列組合起來。各道拱券單獨砌置,每券砌完合龍後自成一道獨立拱券,然後在拱石兩頭開糟,嵌入兩塊起連接作用的「腰鐵」,並用鑄鐵拉桿橫貫拱背,把拱石連鎖起來,使28道拱券的拱石鉚合成為統一的整體。這樣,既方便了施工和維護,又節省了材料。
    第三,趙州橋結構緊湊,措施周密。為了加強各道拱券之間的橫向聯繫,防止兩側拱石向外傾倒,李春除採取了「嵌入腰鐵」、「鑄鐵拉桿加固」等措施外,還使用了下列辦法:在外側的拱石上和兩端的小拱上,蓋上一層護拱石;在護拱石之間放置勾石,勾住主拱石;從橋的兩端向橋頂逐漸收縮寬度,由9.6米收縮到九米,增加了大橋的穩定性。這些措施充分表現了古代橋工的無窮智慧。
這座古橋也是一件完美的藝術精品。橋的望柱、欄板上都雕刻有花卉和獸頭圖案。形象逼真,非常精美,堪稱隋唐時期雕刻藝術的佳作。整個大橋形式協調,雄偉壯麗,奇巧多姿,給人以美的享受。
在我國歷史上,趙州橋在交通、建築以及藝術等方面的影響是廣泛而深遠的。在趙州橋這種敞肩型大跨度石拱橋新風格的影響下,以後歷代為了發展陸路交通,又建造了許多類似的大型拱橋。僅現在已經發現的就有十幾座。
    隨著我國考古事業的發展,在河南臨穎縣新發現了一座石拱橋——小商橋。據考證,它雖然較小,但歲數似乎比趙州橋還要大些。小商橋是青石結構,長20.87米,寬8.7米,高6.67米。主孔淨跨2.83米,橋身由20個主孔和小孔組成。各孔外沿均雕刻有各種紋飾圖案,雖然歷經風雨洪水的沖蝕,依然清晰可辨。橋面上原來刻有花紋和十八羅漢的青石欄板,以及雕有石獅的青石欄杆,現在已經沒有了,但是橋身保存尚較完好。1982年9月,政府有關部門曾派人對該橋進行了實地考察。我國著名的橋樑專家茅以升得出的結論是:「據考察後初步推算,小商橋始建年代,早於隋朝大業年間(公元605年—616年)的趙州橋。」
    5  索橋起源於中國
  
    索橋,即吊橋、懸索橋,首創於我國。在我國雲貴川的怒江、瀾滄江、金沙江上游,在雅礱江、大渡河、烏江、北盤江以及秦嶺山區、台灣山區,常常可以看到各類索橋。其中,貴州的盤江橋、四川的瀘定橋、雲南的霽虹橋在國際橋樑史上都負有盛名。這些地方谷深水急,根本無法築墩建橋,古代勞動人民就發明了以竹、籐和鐵繩等作索為橋的辦法。國外學者認為「中國大約在3000年以前已開始建造索橋」。目前已考證出最早的索橋是四川益州(今成都)的笮〔zuo昨〕橋,建於秦朝李冰任蜀守時(公元前251年),距今已2200多年。楊衒〔xuan炫〕之在《洛陽伽藍記》中記載的公元519年北魏時期新疆的鐵索橋,是世界上最早的鐵索橋。西方到16世紀才出現這類橋樑。
    古書把索橋稱為緪橋、笮橋和繩橋,並分為獨索和多索兩大類。獨索橋又叫溜索橋。古書記載,溜索橋兩岸立柱,以竹繩橫索,索上穿有木筒,筒下有繩。人們過河時將繩捆在身上,扶住木筒,溜索而渡。多索橋則有並列的幾根纜索,上鋪木板橋面,有的兩邊懸索作欄杆,有的不設欄杆。索橋懸在空中,隨風搖晃,初過索橋時不免心驚膽戰。唐朝智猛的《笮橋贊》寫道:「冰崖皓然,百千餘仞。飛緪為橋,乘虛而過。窺不見底,仰不見天。寒氣慘酷,影戰魂栗。」宋朝著名詩人陸游曾用「度索臨千仞,梯山躡半空」的詩句來勾畫索橋的雄姿。在眾多的古代索橋中,四川都江堰的珠浦橋,是竹索橋的傑出代表,而凌駕於大渡河的瀘定橋,則是鐵索橋中的佼佼者。珠浦橋長320米,上有粗如碗口的10根竹纜為橋面,下有木排架八座及石墩一座,有九個橋孔,最大的跨度達61米。至於這座橋的始建年代,現在尚不知道。而史籍告訴我們,瀘定橋建成於清朝康熙四十五年(公元1706年),長為103.7米,寬三米,由13根大鐵鏈組成,它是當時世界上獨一無二的大鐵索橋。200多年來,它為便利西南地區的交通做出了貢獻。「金沙水拍雲崖暖,大渡橋橫鐵索寒」,毛澤東同志的著名詩句,更為這座在工農紅軍長征途中立下汗馬功勞的鐵索橋增添了光彩。
    古代最大的鐵索橋當屬元朝末年建成的橫跨長江瞿塘峽的大型鐵索橋。根據《奉節縣志》(光緒十九年版)等史料記載:公元1369年,朱元璋派大將湯和、廖永忠、康茂才攻打瞿塘關,元朝皇帝派莫仁壽率軍在瞿塘峽口江面上架起鐵索橋,橋面鋪上木板,放上大炮,嚴守關口。瞿塘關本是「一夫當關,萬夫莫開」之地,湯和等也只好望橋興歎,畏炮而退了。今天雖然鐵索橋蕩然無存,但在大溪口還立著一塊「康茂才進兵處」的石碑。當年這座「飛橋」橋長277.5丈(合925米),上下分三層,下層鐵鏈鎖江,中層架炮,上層天橋來往交通。我們可以想像這座古代長江鐵索橋,是多麼雄偉壯觀!
    除了以上三種基本類型的橋樑外,還有一種浮橋。在橋樑史上,浮橋屬於從船隻到正式橋樑的過渡形式,多為臨時性結構物,時過即拆。宋朝初年修建的長江大浮橋,可算是我國古代最大的浮橋了。宋初開元七年(公元974年),宋太祖趙匡胤為了統一全國,派大將曹彬、潘美等率兵攻打南唐時,就在南唐國都金陵(今南京市)之西的長江江面上,用數千艘大船,接連兩岸,修建成一座大浮橋。這座浮橋比前面介紹的925米的瞿塘峽鐵索飛橋長得多,建造時間比它早395年。
通過以上分析可以看到,我國古代橋樑史有著極其豐富的內容。一般來講,我國古橋先有梁橋,後有索橋,拱橋最晚出現。但不管哪一種形式的橋樑,都毫無例外地經歷了由低級演進到比較高級,由簡陋到逐步完善的過程。







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中國古代科技成就      呂應鐘
◎       我國古代工藝常識
我國工業起源相當古老,且聖賢帝王多有以工藝起家的,如伏羲、神農及黃帝,均以基本工藝授導百姓,以改善生活。到虞舜陶河濱,傅事版築,更見工藝的普遍。
周朝元公時,政工修明,任何工藝均有詳細記載,並置六官,以司空為冬官,將民事工藝完全記載於《冬官》書中,可惜泰朝焚書,其中《司空篇》毀於一炬,僥倖後有《考工記》略補一二。
《冬官》設有六十個職工,《考工記》只列了三十種,內又分『攻木』『攻金』『攻皮』『設色』『刮摩』『搏埴』等六種工藝,每種工藝下又分數種不同行業;如『攻木』的工藝有:輪人(做輪蓋)、輿人(做車輿)、弓人、廬人(兵器)之柄、匠人(木匠)、車人、梓人(日常用具)等七種。
周朝時簡易的器具都是人民自己製造的,較繁難的才由國家設官製造,一如目前的國營企業。但因古代國家大事偏重祭祀與兵戎,所以體樂及兵器的製造為首要,名目也相當繁多。如禮器就有鼎、俎、豆、登、爵、勺、觚、尊、觶等十八種。樂器有鐘、磬、鼓、琴、瑟、笙、管、簫等十六種。兵器有甲、盾、弓、矢等二十六種。
古代各種器具的製造都有固定標準,如《禮記》中所載:『投壺壺頸脩七寸,腹脩五寸,口徑二寸半,容斗五斗。』
討論我國古代工藝成就的書籍相當多,其中以《天工開物》最具典範,幾乎將我國古代工藝技術做全盤記錄,有意進一步瞭解的人士自可參考,故本文僅敘述較為人罕知的工藝觀念。
我國古代化學方面的成就,幾乎全為無機化學的合金、冶金藝術,如《考工記》所云:『金六分錫一分,製鐘鼎,金五分錫一分,製斧斤。金四分錫一分,製戈戟。金三分錫一分製大刃。金五分錫二分,製削及殺矢。』將各種不同金屬製品所需的元素份量定得很透徹,可謂增減一分則製成品即不同。
礦物的勘苗方法,在《管子》書中有云:『凡天下名山五千二百七十,出銅之山四百六十七,出鐵之山三千六百有九。山上赭,其下有鐵。山上有鉛,其下有銀。山上有銀,其下有丹。上有磁石,其下有金。即古人勘礦苗之法。』管子所言完全符合現代的礦物知識,這也是我國古代重冶金的一例。
然而,古代鑄造所用原料均為銅,未曾用鐵,這在秦朝以前的確如此。依照社會進化原理,銅器時代先於鐵器時代,是全世界公認的。譬如《律歷志》所云:『凡律度量衡,用銅者所以同天下也。銅為物不為燥濕寒暑變節,不為風雨露改形,是以用銅。』又《效祀志》記載『黃帝采首山之銅,鑄鼎於荊山下是也。』
而《管子》有云:『先王以珠玉為上幣,黃金為中幣,刀布為下幣。刀布即銅錢也。』均可見上古時代,銅的用途相當廣泛。到秦朝,銅仍是最重要的礦物,荊軻刺秦王時,匕首擊中的宮殿大柱就是銅柱。另外,秦始皇聚天下兵器鑄造銅人十二尊,每尊重二十四萬斤,可見所耗之銅有多少!
釀酒技術到底起源於何時,已不可考了,但據《孟子》上云:『禹惡旨酒。』可見在夏禹以前已知釀米製酒,當時的酒力甚微,都是低酒精成分的薄酒,善飲的人可喝五斗一石為不醉。到後魏時,才有烈酒的釀製,這在《齊民要術》書中可得知。
農業是中國立國之本,遠古時候為謀肥沃土地,各部族都經常遷徙。神農氏發明耒耜,就是耙耕,至於犁的發明,在《山海經》中提過是稷的孫子叔均所發明,可知用牛力代替人力耕種的時代相當久遠。
說到黃帝的指南車,不僅是四千多年前工藝成就高超的明證,更是全世界上古時代唯一具代表性的製品,《宋史輿服志》上云:『指南車一名司南車。赤質,兩箱畫青龍白虎,四面畫花鳥,重台,句闌鏤拱,四角垂香囊,上有仙人,車雖轉而手常南指。』又說:『仁宗天聖五年,工部郎中燕肅始造指南車。肅上奏曰:「黃帝與蚩尤戰於涿鹿之野,蚩尤起大霧,軍士不知所向,帝遂作指南車。周成王時,越裳氏重譯來獻,使者感失道,周公賜軿車以指南,其後法俱亡。漢張衡、魏馬鈞繼作之,屬世亂離,其器不存。宋武帝平長安,嘗為此車而制不精。祖沖之亦復造之。後魏太武帝使郭善明造,彌年不就;使扶風馬岳造,垂成,而為善明鴆死,其法遂絕。」』
可見,黃帝之後各朝代都嘗孜孜地想重造指南車,可惜方法失傳。近世有人用機械原理研究出指南車製造法,完全合乎科學,曾有人建議依法製造,擺置在博物館或科學館,供人景仰。



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中國瓷器製造
瓷器的前身是原始青瓷,它是由陶器向瓷器過渡階段的產物。中國最早的原始青瓷,發現於山西夏縣東下馮龍山文化遺址中,距今約4200年。 器類有罐和缽。原始青瓷在中國分佈較廣,黃河領域、長江中下游及南方地區都有發現。

中國真正的瓷器出現是在東漢時期(公元23-220年)。首先是在南方地區的浙江省開始出現的。浙江紹興上虞縣上浦小仙壇發現東漢晚期瓷窯址和青瓷等。瓷片質地細膩,釉面有光澤,胎釉結合緊密牢固。從顯微照相可見,青瓷殘片釉下已無殘留石英。這種釉無論在外貌上,或是顯微結構上,都已擺脫了原始青瓷的原始性。已符合真正的瓷器標準了。

東漢之後的三國兩晉南北朝時期(公元220-581年)南方青瓷的生產,如浙江越窯等一直處於領先地位。在紹興、餘杭、吳興等地也都設有窯場,形成獨自的窯系。所謂窯系,是指某一著名窯場與附近或外省的一些窯場均生產某一種或幾種相同類型的產品,這些窯場就構成一個窯系,以主要和最有影響的窯場命名。浙江是中國最早形成窯系的地區,其原因可能與這裡是中國瓷器的發源地、制瓷業特別發達有關。

越窯生產青瓷與黑瓷,到西晉晚期也生產青釉褐斑瓷,即在器物的主要部位加上褐色點彩,以打破青瓷的單色格調。

三國時越窯的產品胎質堅硬細膩,呈淺灰色;釉汁純淨,以淡青色為主,黃或青黃色少見;器型有碗、碟、罐、壺、洗、盆、缽、盒、盤、耳杯、香爐唾壺、虎子、水盂、泡菜壇等日用瓷。西晉時又出現了了扁壺、雞壺、燭台和辟邪等新產品。南朝時佛教盛行,瓷器上多以蓮瓣或蓮花作為裝飾。從三國到隋統一前的數百年中,以越窯為代表的瓷器生產有了長足的發展。它的品種繁多,式樣新穎,已深入到生活的各個領域。成為人們不可須臾離開的用具。

此外,在南方當時還有婺州窯、湘陰窯和豐城窯等著名窯址。

北方瓷器的出現要晚於南方,大致是從北魏晚期到隋(公元581-618年)統一前的近百年中發展起來的。北朝青瓷的器型有碗、盤、杯、罐、壺、瓶、盒等,多為日常用品,陳設品較少。蓮瓣罐是北朝典型產品。它有三系、四系、六系和方系、圓系、條系的區別,均從肩至腹堆塑成肥碩的蓮瓣,有六瓣或八瓣不等,底有圈足。最能代表北方青瓷生產水平的器物,是河北景縣封氏墓出土的4件蓮花尊。其體積最大的一件高約70厘米,口至肩部有三周貼花,飾飛天紋、寶相花紋、獸面紋和蟠龍紋。肩有六系,其下有六層堆塑上覆下仰蓮瓣紋。

北方瓷器生產雖晚於南方數百年,但它一旦掌握了青瓷生產之後,便迅速改進生產技術,提高工藝水平,並結合北方的人文特點,導致了白瓷的出現。白瓷是由青瓷發展而來的,兩者的區別僅在於胎、釉中含鐵量的不同。瓷土含鐵量少則胎呈白色,含鐵量多則胎色較暗,呈灰、淺灰或深灰色。就瓷器本身的發展而言,是從單釉瓷向彩瓷發展的,無論是褐綠彩、白地黑花、青花、釉裡紅,還是斗彩、五彩、粉彩或琺琅彩,都是以白色為襯托,來展現各種色彩的艷麗與美妙的。所以,白瓷的產生,對瓷器的發展有及深遠的影響,至唐代已形成「南青北白」的格局。

北齊武平六年(公元575年)范粹墓出土的10件白瓷器,是目前已知時代最早的白瓷器,有碗、杯、三系罐、四系罐、長頸瓶等。

唐代(公元618-917年)南方的青瓷、北方的白瓷 、三彩瓷;以及湖南長沙窯的復彩瓷均有較大的發展。

其中,長沙窯的瓷器在亞非13個國家、73個地點都有出土,說明它的影響遍及國內外。從其產品中的胡人雕塑、椰棗、棕櫚紋樣及書寫阿拉伯文等方面來看,可能出現了專門為外銷而生產的瓷器。

宋代(公元960-1279年)在唐代的基礎之上,出現了「定、汝、官、哥、均」五大名窯並稱於世的現象。

元代(公元1279-1368年)是中國瓷器生產承前啟後的轉折時期,在很多方面都有創新和發展。元世祖忽必烈至元十五年(公元1278年),元帝國在江西景德鎮設立了「浮梁瓷局「,為景德鎮瓷業生產的發展創造了有利條件,並為其在明清兩代成為全國制瓷業中心和飲譽世界的「瓷都」打下了堅實的基礎。元代景德鎮在制瓷工藝上有了新的突破,最為突出的則是青花和釉裡紅的燒製。

青花瓷一般指的是由鈷料作為呈色劑在胎上作畫,然後罩以透明釉、經高溫一次燒成,呈白地藍花的釉下彩瓷。青花瓷充分體現了中國的民族特色,它一經在景德鎮出現,就以極旺盛的生命力而迅速發展,成為生產的主流達數百年之久,並遠銷國內各地及亞、非諸國;釉裡紅是用銅紅料作為呈色劑,在胎上繪以紋飾,在罩以透明釉,在高溫還原氣氛中燒成的呈釉下紅彩的瓷器。釉裡紅的燒成難度大,成品率底,尤其是色純正者少。釉裡紅呈色鮮艷,白地紅花引人矚目,極受人們的歡迎。

明(公元1368-1644年)清(公元1644-1911年)兩代是中國瓷器生產最鼎盛時期,瓷器生產的數量和質量都達到了高峰。景德鎮作為「瓷都」的確立,使景德鎮窯統治明清兩代瓷壇長達數百年,直至今日。當時,各種顏色釉瓷和彩繪瓷是景德鎮制瓷水平的突出代表。


陶瓷之路與中外文化交流


進入漢代,著名的「絲綢之路」溝通了中外文化間的交流,中國逐漸被譽為「絲國」;進入中世紀後,伴隨著中國瓷器的外銷,中國又開始以「瓷國」享譽於世。從8世紀末開始,中國陶瓷開始向外輸出。經晚唐五代到宋初,達到了一個高潮。這一階段輸出的陶瓷品種有唐三彩、邢窯(包括定窯)白瓷、越窯青瓷、長沙窯彩繪瓷和橄欖釉青瓷(即廣東近海一帶的窯口生產的碗和作為儲藏容器的罐)。輸出的地區與國別有:東北亞的朝鮮與日本;東南亞的新加坡、泰國、馬來西亞、印度尼西亞、菲律賓;南亞的斯里蘭卡、巴基斯坦和印度;西亞的伊朗、伊拉克、沙特阿拉伯、阿曼;北非的埃及;東非的肯尼亞和坦桑尼亞。此時海上交通路線主要有兩條,一是從揚州或明州(今寧波)經朝鮮或直達日本的航線;二是從廣州出發、到東南亞各國,或出馬六甲海峽、進入印度洋,經斯里蘭卡、印度、巴基斯坦到波斯灣的航線。當時有些船隻繼續沿阿拉伯半島西航可達非洲。前述亞非各國中世紀遺跡出土晚唐五代宋初的瓷器,就是經過這兩條航線而運輸的。

宋元到明初是中國瓷輸出的第二個階段。這時向外國輸出的瓷器品種主要是龍泉青瓷,景德鎮青白瓷、青花瓷、釉裡紅瓷、釉下黑彩瓷,吉州窯瓷,贛州窯瓷,福建、兩廣一些窯所產青瓷,建窯黑瓷,浙江金華鐵店窯仿鈞釉瓷,磁州窯瓷,定窯瓷,耀州窯瓷等。特別值得一提的,是前述朝鮮新安海底沉船經11次發掘,出土陶瓷器2萬餘萬件,除極個別的為朝鮮瓷和日本瓷外,均屬中國所產,其中絕大多數已判明所屬窯口。宋元外銷瓷輸往的國家較前大為增加,有東北亞、東南亞的全部國家,南亞和西亞的大部分國家,非洲東海岸各國及內陸的津巴布韋等國。宋、元、明初時期的航線,主要有航行到東北亞、東南亞諸國的航線及通往波斯灣等地的印度洋航線。這時期中國航海的成就主要表現在印度洋航線上。一是可從波斯灣沿海岸向西行進而到達紅海的吉達港,然後上岸陸行至麥加;也可以在蘇丹邊界的埃得哈布港上岸,馱行至尼羅河,再順河而下到福斯塔特(古開羅);還可以從紅海口越曼德海峽到東非諸國。二是開闢了從馬爾代夫馬累港直達非洲東海岸的橫渡印度洋的航線。

明代中晚期至清初的200餘年是中國瓷器外銷的黃金時期。輸出的瓷器主要是景德鎮青花瓷、彩瓷、廣東石灣瓷、福建德化白瓷和青花瓷、安溪青花瓷等。其中較精緻的外銷瓷多是國外定燒產品,其造型和裝飾圖案多屬西方色彩,還有些在紋飾中繪有家族、公司、團體、城市等圖案標誌,稱為紋章瓷。這時期的外銷瓷數量很大,17世紀每年輸出約20萬件,18世紀最多時每年約達百萬件。輸出的國家有東亞的朝鮮半島和日本、東南亞及歐美諸國。運輸路線一條是從中國福建、廣東沿海港口西行達非洲,繼而繞過好望角,沿非洲西海岸航行達西歐諸國;另一條是從福建漳州、廈門諸港至菲律賓馬尼拉,然後越太平洋東行至墨西哥的阿卡普爾科港,上岸後陸行,經墨西哥城達大西洋岸港口韋臘克魯斯港,再上船東行達西歐諸國。在17和18世紀,中國瓷器通過海路行銷全世界,成為世界性的商品,對人類歷史的發展起了積極作用。



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