【未解之謎】美國教堂 神奇的螺旋樓梯

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今天扶搖來給大家介紹一個神奇的樓梯,拉瑞多教堂(Loretto Chapel)的螺旋樓梯,它因為奇特的建築結構而被稱為是神蹟。

拉瑞多教堂位於美國新墨哥州的聖塔菲市,屬於哥德復興式建築,同時又混合了來自法國的尖塔和花窗玻璃等特色,看上去就像是個小一號的的巴黎聖禮拜堂,美輪美奐。

整個教堂的建造花了差不多6年的時間來完成。1878年,在教堂即將完工時,工匠們忽然發現唱詩班的廂房沒有樓梯可以上下。而不巧的是,設計師穆力先生已經去世了。

負責建造教堂的修女們找來了當地的木匠們商量。所有的木匠都認為,鑒於教堂內部空間狹小,配個樓梯容易喧賓奪主,影響格局,建議弄個梯子爬上去就行。可是廂房高達6.1米,也就是兩層樓那麽高,唱詩班成員們提著長袍如何爬得上去呢,再説也不體面呀。教堂畢竟是個神聖的地方嘛。

怎麽辦呢?虔誠的修女們就開始向耶穌的養父聖約翰(St. Joseph)祈禱尋求幫助,因為約翰曾經是個木匠。修女們舉行了高規格的9日敬禮儀式。到了第九天,也就是儀式的最後一天,有位遠方的木匠騎著驢來了,隨身帶個小工具箱。

三個月後,木匠悄然離去,留下一個漂亮的螺旋樓梯,33階踏板,暗合耶穌在人間的33歲壽辰,繞了兩個360度的圈,從地面轉到了廂房,不但占空間很小,而且整個設計很貼近教堂的風格,看著一點都不突兀。修女們說,這位木匠只用了極少的基本工具,就是方矩、鋸子以及少許熱水,也不需要別人幫忙。

拉瑞多教堂的螺旋樓梯因為奇特的建築結構而被稱為是神蹟。(shutterstock)

教堂開放那天,大家都來參觀,也包括那些曾經搖頭的木匠們。所謂外行看熱鬧,內行看門道,木匠們一看就發現了這個樓梯與眾不同的地方,螺旋樓梯一般得用一根中心柱來承受重量,就像房頂上得有根大梁一樣,否則就會有坍塌的危險。而這個轉了兩圈的梯子卻沒有中心柱,也沒有其它可借力的地方,就像是懸浮在那裡一般。

更為神奇的是,它通體都找不到一顆釘子,整個樓梯渾然一體,彷彿就是從樹裡長出來的。有人上去走了一走,咦,還挺結實,除了走起來有點像踩在彈簧上以外,沒有讓人感覺不安全的地方。事實上,這個小小樓梯結實到超出人的想像。在這張老照片上可以看到,樓梯上一共站了12個人一起演唱,可它卻一點事兒都沒有。

之後許多建築師,專業木匠都紛紛前來觀摩,但沒人能解釋得通為什麽缺乏中心柱,又沒用釘子固定的樓梯能正常使用。拉瑞多教堂的螺旋樓梯慢慢就出了名,後來被列入世界未知之謎的名單裡,稱為「魔梯」。

不過如果讓一位中國老木匠前去參觀,說不定就能看出些端倪,這神奇的樓梯很可能是採用了榫卯結構來建造的。榫卯是傳統木工中的一種接合構件的方式。其中凸出的部分稱為榫,凹入部分則稱為卯。

榫卯結構做出來的木工活,最大的特點就是不論物件多大,哪怕是皇宮貴院,九層寶塔,或者過河橋梁,各個部件之間的結點都以榫卯吻合相連,不用一顆釘子,從上到下,從裡到外都是純木結構,但是卻非常牢固。

為什麽不用釘子反而牢固呢?咱先來看看榫卯結構長啥樣。先來看個簡單的抄手榫,用來固定一個直角。這個是用來固定圓弧的,再來個工藝要求高點的組合榫。

木製榫卯結構非常結實。(shutterstock)

從這些例子可以看出,榫卯結構的咬合部分都是有稜有角的,沒有圓形的,因為這樣契合之後才能限制木件扭動,從而使整個結構保持穩定不變形。而鐵釘是圓形的,而且金屬跟木材膨脹係數不一樣。過幾個春夏秋冬,各自熱脹冷縮後,釘子就開始鬆動了,那木材就會很容易扭動,從而使整個結構變形。

還有金屬容易鏽蝕。用鐵釘固定的話,很可能木質還完好,但由於釘子的鏽蝕老化,整個結構可能很快就散架了。上好的木材可以用上幾百年,鐵釘可沒那麽長壽,這不可惜了嗎?

所以呀,用榫卯結構來解釋這個螺旋樓梯的神奇之處,就很容易了。比如説,用這個簡單的燕尾榫就可以做出樓梯踏板了,不用釘子。

人類很早就開始使用榫卯結構了。最早的發現在這座古井遺址,位於德國萊比錫,距今已有7,000年的歷史。從圖上可以清晰地看出,紅圈中的契形凹槽形成卯,放上木條嵌入其中就構成一個簡單的榫卯結構。

而在中國,我們現在看到的這些設計精巧的榫卯結構啊,早在2,600年前魯班所在的春秋時期就基本定型, 並且廣泛應用了。讓人驚奇的是古代工匠們沒學過立體幾何,更沒有建築物理學概念,是怎樣設計出來這麽符合力學原理的結構的呢?我們不得而知,只能説是,老祖宗的智慧啊,確實不是我們現在能夠想像的。

如果中西對比來看,中國古代建築大部分都是木質框架,因此中式榫卯技術更加高超,含而不露,契合儒家含蓄內斂的風格;內蘊陰陽,以制為衡,又暗含道家相生相剋之理,尋求的是「天人合一」的境界;而西方建築以石材為主,木工僅僅負責房頂和家具部分,所以西式傳統榫卯則相對簡單,不過在旋木雕花和曲木方面獨樹一幟。

所以你看,這位神奇的西方木匠就用高超的曲木技術把樓梯設計成了一根彈簧,利用彈簧的特性,也就是被拉伸或壓縮之時會產生恢復力,從而抵消人踏上之時產生的壓力,以另一種方式起到了中心柱的作用。這也是榫卯結構另一個神奇的地方。就是它會賦予建築一定的彈性。這樣建築會在受外力衝擊的時候,以小幅度的變形進行緩衝,削減壓力,從而保護整體結構不至於受損。

比如説,中國最具代表性的榫卯結構建築,北京的故宮,自建成六百多年以來,光是地震就經歷過大大小小二百多次。但每一次地震過後故宮都安然無恙。在英國的一部關於故宮的紀錄片中,專家們按1:5的比例複製出一棟故宮模型,並對它進行了地震模擬測試:當震級達到10.1級,也就是比2011年日本地震還高一級時,模型依然挺立。可見榫卯結構的強大。

還有就是與法國埃菲爾鐵塔、意大利比薩斜塔齊名,「世界三大奇塔」之一的山西應縣木塔,是世界上最古老的木塔,共5層,高達67米,也就是差不多20層樓那麽高,卻只由54種斗拱榫卯組合而成,一根釘子都沒用。塔建於1056年,到現在快1,000年了,中間經歷過多次大地震,1926年還挨過炮擊,但塔身從未傾倒。這簡直不可思議。

在凡事講求長遠的古代,榫卯結構在建築和家具業中都占有重要的地位。而工匠們手藝也很高明,可以把精度控制在0.01厘米以內,做出來的東西嚴絲合縫,給人一種「天衣無縫」的美感,而且堅固結實,可以傳家。但要達到這樣的境界,需要長時間的磨練,在快餐文化當道的今天,已經很少有人願意承傳了。

可能有的朋友在看我們這期節目前,說不定連「榫卯」兩字都沒聽説過了吧,是不是?不過您家裡有沒有當年老祖母陪嫁的樟木箱?或者老家堂屋裡的那張八仙桌?又或者外婆家的小板凳,小時候坐著剝過毛豆,還當馬騎過的那個?這些幾十年的老物件,您得空摸一摸,看一看,是不是一根釘子都找不著?是不是圓潤渾厚,給人一種很踏實的感覺?

人們都說現在科技發達呀,生活越來越便利,日新月異呀,得跟上潮流。房子住個30年就可以推倒重建了。家具能湊活用個10年8年就成,回頭好買新的。質量差不多就行,不必求長遠。只是當我們周圍的一切因為這種便利而都不再長久的時候,我們的心是否也隨著這個社會的浮躁,而不再安定了呢?而心若不安,快樂又從何而來?

好了,拉瑞多教堂螺旋樓梯之謎就了解到這兒。不管是誰建了這個樓梯,他都是一個精通榫卯結構的木藝大師,可惜這份手藝在北美大地沒能傳承下來,只留下了這份巧奪天工的木工活留待後人欣賞。

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責任編輯:李維真#

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