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《清明上河图》中的黑科技

 cntagu 2015-10-05

第二弹。我们接着聊国宝《清明上河图》


昨天的第一篇《清明上河图》到底有多牛发布后,不少读者反映


到了也没找着画里哪里有牛啊……


在《清明上河图》里找东西的话,那算是找着地方了。众所周知,《清明上河图》是一幅现实主义的伟大作品。其中的描绘的宋代生活场景,相当写实。


现在的历史学家们都拿着放大镜研究这幅画


试图从这幅画中还原宋代首都东京开封府的生活。


以至于诞生了一门“清明上河学”


还别说,还原的成果不错。


甚至当地还照着图修了个“清明上河园”




真不是打广告啊,不过适逢国庆节,那里估计挤得走都走不动了吧。


也得益于张择端的一丝不苟,我们今天在《清明上河图》中,不仅能找到当年宋朝人如何生活,


还能找到超越时代的黑科技



 

黑科技之一:叠梁拱


不卖关子,叠梁拱,说的就是画面正中的那座拱桥啦




一座拱桥,怎么成了黑科技了呢?


一般来说,拱桥的历史非常长

现在留存下来的西方罗马时代的拱桥

以及我国闻名遐迩的赵州桥




都是美轮美奂的,


但问题是,它们都是石头


而《清明上河图》中这座虹桥


它是木头的。


石拱桥的原理大略可以理解为


(非理科生请选择跳过)


把桥面受到的竖直向下纵向力,通过桥身的弧度转化为横向的力,最后作用到两边的地基上,所以石拱桥的选址要求桥的两边基础扎实。




要求材料抗压能力强,这正好是石头的强项。


材料换成木头,还按照石拱桥的原理,那非造塌了不可,木材本身的抗压能力比石头差太多了。


木头怎么盖拱桥?


公元1502,意大利有个天才


达芬奇


他脑洞大开,解决了木头造拱桥的原理问题

他选择了一个完全不同的结构,设计了一座木头的小拱桥


(算了,免伤自尊心,受力分析图就不放了)




但是,他不知道,比他早四百多年,东方已经解决了这个问题

而且实际造出了行人走马的大桥。


更重要的是,张择端完全写实的画法,


将虹桥的结构完全画了出来


让今天的我们知道:黑科技是存在的




今天在清明上河园里还有一座照着画恢复的虹桥


(真的不是打广告)



吃水不忘挖井人,虹桥的结构是谁发明的呢?


据宋代人记载,这还真是当时人的发明。


王辟之在《澠水燕谈录》中记载,宋仁宗明道年间山东青州有个“牢城废卒,有智思”,发明了虹桥的制造方法“累巨石固其岸,取大木数十相贯,架为飞桥,无柱”到庆历年间,虹桥被引进到汴河上


在此,让我们向已经不知其名的宋代工匠致敬



PS:一般都认为叠梁拱虹桥的技术随着宋代的灭亡就失传了,但后来

人们在浙江福建山区找到了一些还在使用这种技术的古桥


据推测,这是宋金之交南下避难的一部分移民将技术带到了这里,并代代流传下来的





黑科技之二:平衡舵


《清明上河图》上画了很多船




这是北宋汴河上的内河航船。

厉害的专家能分出那些是客船,那些是货船。


细心的观众甚至能注意到,

船上可以放倒的人字形桅杆

看起来好现代






但是,可放倒的人字桅,在古埃及的记载和壁画里就已经出现了


这项黑科技是埃及的。


真正的东方黑科技

在每艘船的屁股上

就是每艘船的舵。


舵有多重要?改变和稳定船舶的航向就靠设在船尾正中的舵了。




要说起来,舵本身就是东方黑科技,并不起自宋朝。


舵的雏形汉代就出现,当时是在船尾用一个斜插的大浆来实现舵的作用




到唐代,就出现了垂直安置的真正的舵


我们注意,这时的舵的形态是一片木板边缘连着一根长杆。


这,叫不平衡舵




而我们今天的主角是:

汴河船上的平衡舵




区别在哪?

平衡舵将一小部分舵面移到舵杆前面,

形态变成长杆插在木板里


(非理科读者请选择跳过下句,反正就是更先进啦)


这样能够缩小舵面的摆动力矩,

使操纵更灵活轻便。




平衡舵是宋代发明的

1978年天津静海县出土过北宋平衡舵实物




而在此之前,平衡舵的出现时间,

只有《清明上河图》作为证据了。


话说回来,宋代是个极其重视水上贸易的时代。宋代是我国古代少有的不抑商的朝代,这使得宋代商业极其发达。而且,宋代还一改之前(其实还有以后)对外部世界的提防,在大力招徕外国商人的同时也允许宋朝百姓投身海外贸易。一时间,内河、海上到处是熙熙攘攘的中国商人


这也促进了船舶科技的大发展


到南宋时期,船舶上已经出现了可以随水深浅升降的升降舵


出土的南宋海船具备了多重船壳、升降平衡舵、水密隔舱等多项黑科技

以及,还是自在宋代开始使用在航海上的超级黑科技指南针





后来的郑和宝船,是在宋船基础上的等技术放大版,但就成为中国古代航海的绝唱了。


话说回来,随着阿拉伯人将舵传到西方


大航海时代拉开序幕




直到今天,现代的船舶上,还在用着平衡舵呢




 

黑科技之三:肩套系驾挽具


在《清明上河图》上,画了不少车辆

我们的黑科技在哪呢?

在这里,这辆驴车




这辆驴车有什么稀奇?


看它的挽具。驴子身上那个圈圈是什么?


说起挽具,我们一直以来还是比较先进的。

世界各国出现的最古老的马车,都把挽具系在马脖子上




这样,马拉车的时候,受力点也在脖子上,

容易使马匹被勒死




而中国很早就改用了胸式系架法,受力点在马的胸部,

这样,马在牵引车辆的时候,可以发出更大的力量,但又不会被勒死。




但这种方法给车辆带来了一些问题


首先,车的结构复杂了,需要一根长而弯曲的辀,这增加了加工难度


更重要的是增高了车的重心,使车在快速转弯时容易翻车。




而且马最强有力的肩胛位置的肌肉完全没有利用上。


因此,还要继续改进。


于是,肩套出现了。软肩套是近代挽具中最重要的部分。

从《清明上河图的》这辆驴车看来,四头驴都用肩套直接曳车,完全淘汰了衡、轭、辀等部件。




肩套的使用使马的受力点挪到了两肩的肩胛,对马来说,增加了发力面积,发力更加容易。对车来说,降低了支点,提高了车的平稳性和加工简便度。


但这并不是肩套系驾系统发展的最终形式。


图中可见,驴车由赶车人自行把驾,以保持平衡。这是非常需要经验和平衡感的。对于一般赶车人,也是个挑战。


于是至少在南宋,人们给马配上了一副驮鞍,鞍套式系驾法正式完成




对,这个黑科技今天还在用呢。


当然,这方面西方追赶得很快,一两百年后,鞍套式系驾法在欧洲也出现了。




仅仅一幅《清明上河图》上,我们就发现了这些黑科技


当然,其实不止


还有一项黑科技那就是——算盘出现了




但鉴于,一,算盘大家太熟了,二,有读者提意见,说篇幅太长

这里就只提一下,不再多提了。


如此集中的出现在《清明上河图》中,不是没有原因的

如上一篇所言,宋代是绘画的黄金时代

那么,这期的背后,实际上表现出在古代中国

宋代也是科技的黄金时代

众所周知,四大发明中除了造纸术实用较早外

其余三项的实用化,全部是在宋代完成的。

这其中又什么原因呢?我们以后再说。



 

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