今年國際博物館日的主題是“博物館:聯結世界的橋梁”,這個主題強調在全球化和多元文明共存的背景下,博物館應主動擔當文化交流的使者,打破隔閡、凝聚共識。

  新世紀以來,故宮博物院古建筑修復、文物典藏與保護工作取得了前所未有的發展,不斷搭建開放、交流、合作、共享的平臺,開展了廣泛國際合作。故宮作為一座文化與智慧薈萃的“大學校”,日益成為溝通社會、聯結世界的橋梁。保護好故宮的一磚一瓦、一草一木,講述好故宮的故事,是故宮人的使命。

  在太和殿“碰了一鼻子300年的灰”

  2003年,我進入故宮博物院工作,從事建筑力學分析。用通俗的話說,就是給建筑物“體檢”。很快,我就幸運地遇到了太和殿百年大修的重要項目,當時我是部門里唯一一位“結構力學”方向的專業人員。

  自康熙年間太和殿進行了第五次重建后,300多年再無大修。第一次登上太和殿的頂棚,300余年未有人踏足的天花板上,落了足足20厘米厚的塵土,踩一腳全是灰。就是在這樣的環境下,我和同事們一起,仔細勘察建筑物各個組成部分現有情況,記錄出現的殘損部位,測量具體數值,拍照存檔后,分析相關部分的受力狀態,建立計算機分析模型,評估結構的安全性能,制定和實施相應的維修加固方案,并跟進項目進展,直到最后完成修繕工作。

  故宮人有著珍惜老物件的傳統。當年在太和殿工地現場,有一根檁變形值過大,但沒有腐爛、開裂的痕跡,我在問過老工匠了解木材特點后,又結合受力分析,認為此根檁強度足夠,即使變形也能很好地承托受力,且因歷時長久,不宜擾動,因此不需要大動干戈。這一建議在專家評審會上獲得通過,那根彎曲的檁至今完好。

  這之后,從故宮角樓、神武門、英華殿到慈寧花園臨溪亭、乾隆花園建筑群、咸福宮建筑群,我和同事們從現代結構力學的角度為故宮古建筑“體檢”,為大大小小39座故宮古建筑完成了安全評估。

  此后,故宮博物院還與東南大學、中國建筑設計研究院、中國城市規劃設計研究院等機構,共同申報了2020年度國家科學技術進步獎,并獲得一等獎。這項成果通過科學評估明清官式木構古建筑的抗震機制,提出了榫卯節點加固的改進方法,建立了明清官式木構古建筑不同構造、節點及結構整體精細化有限元分析模型,提升了中國木結構文物的科學保護水平。

游客在故宮內游覽。(資料圖)中新社記者 李嘉嫻 攝

  國際較量見證故宮智慧

  向國際社會講述故宮的故事,是故宮人的重要使命。一次真實的國際較量,讓我記憶猶新。2016年5月,我接到一個英國記者的電話。對方提出一個尖銳的質疑:西方磚石結構的文化遺產抗震性能優異,但中國以木材為核心的古建筑,能否抵御強震?“中國古建筑歷來有‘墻倒屋不塌’的說法,抗震性能極為優異”,我這樣告訴對方。

  為了用科學數據證明中國古建的智慧,我和同行在母校北京工業大學,開展了古建筑領域罕見的振動臺試驗,邀請英國媒體現場見證。這場試驗非常嚴苛:以故宮南三所為原型制作1:2縮尺模型,嚴格遵循清工部《工程做法則例》施工;試驗強度不斷升級,直至地震力無法再加為止;英國電視臺的導演帶領專家團隊全程“監工”,確保試驗的客觀性。

  試驗過程中,當模擬7級(注:英國一家電視臺定的強度標準,下同)地震時,模型中的磚墻應聲倒塌,這正印證了“墻倒”的傳聞。隨著震級提升至8級、9級乃至10.1級的極端烈度,大木結構雖出現明顯晃動,卻如太極八卦中的“四兩撥千斤”,憑借榫卯連接的彈性與韌性,迅速復位,幾乎毫發無損,連屋頂的瓦片都未曾掉落。

  我向英國團隊解釋說:不同于西方建筑“硬扛”地震力的思路,中國古建筑采用“以柔克剛”的隔震理念,榫卯結構的伸縮變形、柱頂石的滑動緩沖,共同消解了地震帶來的巨大能量。這場試驗讓英國導演驚嘆不已,也讓世界看到了中國古代工匠的超凡智慧。

2016年作者在試驗模型前的留影。作者供圖

  要讓“真科普”跑贏“偽知識”

  社會公眾對故宮知識的渴求、網絡上關于故宮“偽知識”的傳播,都讓人深感準確講好故宮智慧的重要性。故宮人在做好古建筑科學保護的同時,高度關注故宮知識的科學傳播。

  一些關于故宮的“偽知識”需要被正解。網上關于故宮的傳言非常豐富,其中很多內容是錯誤的。比如網絡曾盛傳“故宮每年用60噸豬血驅邪”。實際上,故宮古建筑里包含了豬血,但這是古代工匠的建筑智慧。豬血主要用在木構件的地仗層。地仗則是由豬血、磚灰、面粉、桐油、麻等材料調制而成的灰漿。地仗包裹在木基層的表面,有利于避免木構件遭受日曬、雨淋、蟲咬等破壞。豬血以血料的方式被科學運用到地仗中,有利于提高地仗的粘結性能、和易性及防水性能,這才是故宮古建筑用豬血的真實原因。

故宮仁祥門油飾地仗層(含豬血)。作者供圖

  個別導游的誤導也需要被糾正。比如,我有一次推著自行車由東向西穿過午門北廣場時,注意到一位導游指著太和門屋脊神獸告訴游客,它們是天上的神仙變的。但故宮古建筑屋頂神獸的最初功能,實際是“套住”屋脊瓦頂部的釘子,防止其因暴露在空氣中而產生銹蝕。

故宮古建筑屋頂上的神獸。作者供圖

  古代工匠在有限的物質條件下,面對不斷發生的故宮宮殿火災,既積累了科學的防火智慧,也形成了獨特的防火文化信仰。這主要體現在以故宮宮殿上的“異獸鎮火”為代表的象征性裝置。這些異獸既具有裝飾功能,也承載著強烈的象征意義。屋脊上常見的螭吻、行什、海馬等神獸被賦予了防火的功能。這些防火信仰雖然不具備實際科學效果,但作為歷史文化遺存卻有重要的研究價值。

  作者簡介:

周乾。作者供圖

  周乾,博士(后),故宮博物院研究館員,博士后合作導師。為故宮古建專家。曾獲國家科學技術進步獎一等獎、華夏建設科學技術獎一等獎。為中國工程院咨詢專家,國家自然科學基金同行評議專家、中國博士后基金評審專家,主持省部級以上課題10項,發表學術論文、文章200余篇,出版著作27種。

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