建筑结构丨北京故宫巨石搬运之谜大揭密

　　北京故宫旧称紫禁城。于明代永乐十八年（1420年）建成，建成后3月即失火烧毁，20年后重建。是明、清两代的皇宫，两代24位皇帝在此处理政务和生活起居的地方。如此庞大的建筑需要耗费无尽的人力物力，在当时生产力和科技水平极其低下的情况下，如何运输大量的建筑材料，比方说巨大的石块，确实是一个难解之谜，引起了很多人的思考。

建造北京故宫的巨石是从70公里之外的采石场搬运而来的

　　据英国每日邮报报道，目前，科学家最新研究揭晓了建造北京故宫的巨石是如何搬运70公里的，15世纪中国明代工人利用道路冰面泼水作为润滑剂，有效地实现巨石搬运。

故宫巨石搬运之谜:“冰道+水膜”

　　北京故宫使用的巨石据说多达数万块，其中最大一块是摆放在保和殿后面的、上面雕九条游龙的重约300吨的大石雕。明代的文献记载表明，车辆和旱船在建造紫禁城运输大石过程中都曾被使用过。不过直到16世纪末的车辆只能运输最重约95吨的东西，所以百吨以上的巨石是如何搬运70公里的？

　　北京大学和美国普林斯顿大学的专家认为，工人在人造路径上每隔500米挖掘小型水井，便于冬季抽取井水倾倒在冰面上，起到润滑剂的作用。

　　工程师评估称，移动巨石将产生大量的摩擦力，中国明代工人利用了不同搬运方法，其中包括使用滚木，工人曾利用该方法移动大量原石制造古代石碑。但是他们计算显示，在冰面上滑动巨石，并倾倒水起到润滑，是最有效的搬运方法。

图解冰面上搬运巨石的原理，在普通冰面上搬运123吨巨石需要338人，而在冰面上泼热水起到润滑作用，仅需46人便能搬运

　　研究小组指出，600年前中国北京的冬季气温较低，足以在道路上结成冰，但是寒冰并不能成为水和木制雪撬底部之间的良好润滑层，尤其是在冰层道路表面搬运巨石。他们认为，在冰层上倾倒足够的热水，将使冰面保持液态水，并帮助工人很容易在道路上滑动雪橇。

　　工程师计算显示，不使用热水，一块重123吨、9.3米长的巨石需要338人搬运，但是使用热水润滑冰面道路，仅需要46人便能将同样重量的巨石移动。这项研究报告发表在最新出版的《美国国家科学院院刊》上，他们指出原木在道路上滚动的摩擦系数为0.2-0.4，然而使用冰水滑动方法，摩擦系数仅为0.02。

　　此外，浩大的工程以及建筑材料都为稀世珍宝，光是准备建造「紫禁城」的材料就花了11年左右，使道路结冰花了28天。拥有600年历史的「紫禁城」于1406年开始建造，于1420年完工。

设计者也许另有其人
　　

　　至于建造紫禁城的建筑师究竟为何人?目前流传最广的说法，设计「紫禁城」的建筑师是明代一位杰出的匠师蒯祥，但在那个时代，工匠的社会地位不高，虽说初建时有几百万人的建筑大军，实际上留下姓名的却屈指可数，至于设计者是谁，就更成了历史之谜。

　　历史浩如烟海，湮没了多少秘密。关于蒯祥是故宫设计者之说，也有很多让人怀疑的地方。曾任故宫博物院古建部高级工程师的于倬云先生认为，年纪轻轻的蒯祥进京时，宫殿的修建已是热火朝天的关键时刻，不可能这个时候才开始设计。真正的设计者是名不见经传的蔡信。故宫博物院古建部的研究员李燮平也质疑说，1417年故宫初建时，蒯祥只有不到20岁，无论从年龄还是资历来看，都难以胜任设计整个工程。蒯祥的贡献应主要体现在正统那次的重建工作。

　　于倬云提到的蔡信，是南直隶武进(今江苏省常州市武进)人，其生辰年月如今已无法考证，但民间流传下一个他参与故宫设计的故事。据说，当时朱棣将建造宫殿的任务交给了工部尚书宋礼。建皇宫得先有图纸，宋礼就找到了蔡信，让他设计。那蔡信也有两下子，很快交出了答卷。宋礼一看设计图，非常满意！新皇城比元朝时略向南迁；各大宫殿，依中轴线，左祖右社，十分规整；又开凿南海，堆砌景山。整个设计方方正正，稳稳当当，象征大明长治久安。宋礼不放心，还亲自实地考察了一番，确定这个设计创意十足，且操作不难，于是报呈皇帝。朱棣也不懂设计，只是一听说新皇宫里有九重宫阙、9999间半房屋，顿时心花怒放。传说天宫才有1万间房屋。皇宫比天宫只少半间，既表明了皇权的威严，又显示着人间帝王的谦虚。于是痛痛快快地批准了蔡信的设计方案。1973年，专家们还为此专门做过统计，结果发现故宫实有8707间房。

　　另有专家提出，故宫的设计人应该是杨青。但他留下的资料更少，只知道是一名瓦工，据说连杨青这个名字都是朱棣赐的。　
　　还有人综合以上几种说法，认为在故宫初建时，蔡信、杨青都起了很大作用。但当时二人年事已高，所以在蒯祥进京以后，由于他年轻力壮，参与过南京宫殿的设计与建造，又善于计算和绘画，故而主要的设计与建造工作由他来完成，其地位和作用也就由此凸显出来了。　　
　　李燮平研究员认为，宫殿的建造归根到底还是由朝廷官员来把关、决策，无论是蒯祥，还是蔡信、杨青，其实只是负责木、石、绘等具体工种而已。
　　故宫是中国古代宫殿艺术的集大成之作，也是世界上最宏伟的宫殿建筑群之一。大批工匠、百姓为此付出了极大心血，甚至牺牲了无数人的生命，可惜都湮没无闻了。对于今天的我们来说，故宫更像是几百年前建筑家们的一次“集体汇报演出”，是中华民族集体智慧的体现。

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