身邊的科學:火柴版虹橋

參觀《貝利尼家族與文藝復興大展》時,有兩座達·芬奇(1452年~1519年)設計的橋樑引起了大家的關注。很明顯,有證據表明這兩座橋的原型都來自中國,畢竟比達·芬奇出生早兩百年的馬可·波羅(1254年~1324年)中國遊記,使得整個歐洲掀起的中國風延續了很多個世紀。

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一座長橋類似我國的安濟橋(又名趙州橋,建於595年~605年),設計用途原本是為了架設在博斯布魯斯海峽,連接歐亞大陸所用。據史料記載,奧斯曼帝國(1299年~1922年)蘇丹得到消息后非常高興,起草給達·芬奇的邀請信至今依然在檔案館。只是各種原因,達·芬奇最終去了法國,並且客死他鄉。

達·芬奇設計的橋樑,遠處為長橋

而一座短橋,最晚出現在我國宋代(960年~1276年),直接證據出現在宋·張擇端繪製的絕世長卷《清明上個圖》中。這座叫虹橋的橋樑完全可以不用任何粘合劑、榫卯結構、釘子等,靠相互的作用便能將木材緊密組合成橋樑,體現出我國古代工匠無法估量的智慧。

宋·張擇端《清明上個圖》(局部)

上海的水鄉金澤為了證明這個結果,特地按圖索驥成功的建造了一座完全一致的橋樑,名曰:普慶橋,估計是取自“普天同慶”之意。筆者數年前特地驅車前往參觀,記憶猶存。

上海金澤普慶橋

既然僅用木料,無需任何其他材料就能架設虹橋,理論上火柴棍也能建造。出於這個想法,找來普通火柴棍進行試驗。開始架橋順利,但很快就散架了,試了無數次都失敗。很快發現失敗的原因很簡單,火柴棍太短。接著又找來了婚禮用的長火柴棍,試了幾次后得到了成功!

不同尺寸的火柴棍

建造步驟

火柴版虹橋完工圖

架設橋樑的目的為了提供交通的便利,中看不中用可不行。開始進行加速老化試驗,在火柴版虹橋上放一個非空的金屬鉛筆盒,看起來毫無壓力。

加速老化試驗之金屬鉛筆盒

接著替換為一個未開封的易拉罐,橋樑發出細微吱吱聲,橋身有所下沉,可見壓力不小。儘管如此,火柴版虹橋還是挺了過來,36小時后依然如故。事實證明火柴版橋樑的可靠性,正常尺寸的橋樑那就更加可想而知。

加速老化試驗之二:未開封的易拉罐放置36小時后,火柴版橋樑依然如故

通過此次有趣的小實驗,證明了僅用木料確實可以建造一座橋樑,再次對包括達·芬奇在內的古今中外智者表示崇高的敬意!

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宋版清明上個圖下載(18.43M)

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