●張家聲 文 一博 編
故宮系建筑,千百年來(lái)經(jīng)歷過(guò)多次地震仍然傲然屹立。
距今3000多年的商帝乙三年《古本竹書(shū)紀(jì)年》記錄了幾次地震:黃帝軒轅氏一百年,有熊(即現(xiàn)在的臨夏)地裂。帝陟。夏帝發(fā),名后敬,或曰發(fā)惠。七年,陟。泰山震。夏帝癸,名桀。十年,五星錯(cuò)行,夜中,星隕如雨。斟挕(現(xiàn)在徐州的邳州)地震。伊、洛竭。商帝乙,名羨。三年,王命南仲西拒昆夷,城朔方。夏六月,周(西岐)地震。
由于古代先民無(wú)從了解自然現(xiàn)象的原理,常認(rèn)為災(zāi)害是上天對(duì)統(tǒng)治者不良行為的懲罰,即受到所謂的“ 天譴”。所以每當(dāng)天災(zāi)出現(xiàn),帝王們紛紛產(chǎn)生巨大的思想壓力并下詔自責(zé),進(jìn)行自我檢討批判,以此應(yīng)對(duì)上天責(zé)罰。
商朝開(kāi)國(guó)國(guó)君商湯就曾經(jīng)因?yàn)橐粓?chǎng)大旱,向上天祈禱不要牽連萬(wàn)民,萬(wàn)民之罪都由自己一人承擔(dān)。據(jù)學(xué)者統(tǒng)計(jì),我國(guó)歷史上曾有79位皇帝下過(guò)罪己詔,除了追究引發(fā)天災(zāi)的責(zé)任問(wèn)題之外,各朝各代統(tǒng)治階級(jí)均采取具體有效的措施賑濟(jì)災(zāi)民。周代就有天子命令發(fā)放糧食、錢款、衣物對(duì)貧民進(jìn)行救濟(jì)的記載,《晏子春秋》也記載了晏子使齊景公賑濟(jì)災(zāi)民谷物的事;西漢時(shí),國(guó)家對(duì)山林川澤實(shí)行封禁,平時(shí)不許百姓砍伐和狩獵,但到了這種時(shí)候,也允許災(zāi)民進(jìn)去采捕,以此來(lái)度過(guò)災(zāi)年。
在科技信息發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會(huì),經(jīng)歷了一次次自然災(zāi)害的考驗(yàn)后,我國(guó)已經(jīng)建立了系統(tǒng)的快速賑災(zāi)響應(yīng)機(jī)制,也常設(shè)國(guó)務(wù)院抗震救災(zāi)指揮部,以隨時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)地震災(zāi)害。那么,在科技信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后的古代社會(huì),古人又是怎樣快速賑災(zāi)的呢?
據(jù)查閱相關(guān)資料得知,雖然古代對(duì)地震的認(rèn)知了解十分匱乏,人們常常認(rèn)為天災(zāi)是統(tǒng)治者的施政出現(xiàn)問(wèn)題從而導(dǎo)致老天降罪,但是這種思想并未讓他們驚慌失措,停滯不前,反而促使古人建立了一套快速救災(zāi)制度。
第一步,當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí),首要任務(wù)是上報(bào)災(zāi)情。一旦哪個(gè)地方發(fā)生災(zāi)情,當(dāng)?shù)毓賳T要迅速將受災(zāi)程度和時(shí)間報(bào)告給上級(jí)官員,倘若災(zāi)情繼續(xù)惡化,還要向上級(jí)更新信息。當(dāng)某地發(fā)生地震,當(dāng)?shù)貫?zāi)民首先應(yīng)報(bào)告給縣令,縣令再將其報(bào)告給府臺(tái)道臺(tái),他們?cè)偕蠄?bào)給本省督撫,最后由督撫上報(bào)戶部。第二步,當(dāng)官員接到災(zāi)情報(bào)告后,應(yīng)立即派遣勘災(zāi)隊(duì)伍趕赴災(zāi)區(qū)查看災(zāi)情,其目的是摸清受災(zāi)情況,并為災(zāi)情登記造冊(cè),做好統(tǒng)計(jì)工作,為后續(xù)發(fā)放賑災(zāi)物資和減免賦稅提供依據(jù)。當(dāng)時(shí)的律法規(guī)定勘災(zāi)人員必須親自上門落實(shí)受災(zāi)情況,對(duì)受災(zāi)程度不同的災(zāi)戶做好分類,特別要注意受災(zāi)極其嚴(yán)重的災(zāi)戶。第三步,賑災(zāi)的措施有多種,以減免徭役賦稅最為常見(jiàn),有的統(tǒng)治者還派遣醫(yī)療隊(duì)趕赴災(zāi)區(qū),有的皇帝以賜錢、賜物為主。
除賑災(zāi)機(jī)制外,古代統(tǒng)治者還針對(duì)瀆職、隱瞞災(zāi)情、挪用賑災(zāi)物資設(shè)置了三條鐵律,在勘災(zāi)階段如有受賄索賄行為按貪贓枉法論處;如有官員敷衍了事,不親自勘驗(yàn),企圖蒙混過(guò)關(guān),則處以杖責(zé)一百懲罰,之后罷職不再續(xù)用;最后,倘若負(fù)責(zé)勘驗(yàn)的官員徇私舞弊且上級(jí)官員沒(méi)有發(fā)現(xiàn),州縣官員要被降級(jí),如果州縣官員明知下屬舞弊而不處理則要被革職,以此類推,上級(jí)官員不負(fù)責(zé)任視嚴(yán)重程度而定均要被降職或革職。
了解了古代的賑災(zāi)機(jī)制,再看看古人針對(duì)地震發(fā)明了什么高科技。
地動(dòng)儀是我國(guó)古代科學(xué)家張衡的智慧結(jié)晶;榫卯和斗拱工藝則是土木工程領(lǐng)域的匠心發(fā)明,看似簡(jiǎn)單,卻蘊(yùn)含了古人的無(wú)窮智慧。
現(xiàn)在的物理定位技術(shù)有電子、衛(wèi)星、遙感等科技支撐,我們可以對(duì)地震進(jìn)行科學(xué)研究,而古代卻沒(méi)有這些先進(jìn)技術(shù),怎么找到地震發(fā)生地點(diǎn)呢?
張衡發(fā)明的候風(fēng)地動(dòng)儀模型
公元132年,偉大的科學(xué)家張衡發(fā)明和制造了世上第一部驗(yàn)震器“候風(fēng)地動(dòng)儀”,它的外觀似圓形酒甕,斷面直徑達(dá)到八尺,內(nèi)部中央置有一根很重的柱子,稱為“都柱”,可以向八個(gè)方向傾擺;酒甕外部的八個(gè)方向各設(shè)有一個(gè)龍頭,龍頭下方對(duì)應(yīng)一只張口的蟾蜍。八條龍口中各含銅球一顆,當(dāng)都柱向某一方側(cè)傾時(shí),該方向的龍口張開(kāi),銅丸落下掉入蟾蜍口中。地震發(fā)生時(shí),只有震源方向上的龍頭張口,據(jù)此可判斷地震發(fā)生的方向。據(jù)范曄《后漢書(shū)》記載,公元134年12月13日,隴西發(fā)生地震,當(dāng)時(shí)都城洛陽(yáng)并無(wú)震感,但有一個(gè)龍口掉出銅球,其后才傳來(lái)隴西地震的消息,有效證實(shí)了地動(dòng)儀探測(cè)地震方向的功效。
地動(dòng)儀利用物體的慣性來(lái)測(cè)震,構(gòu)造學(xué)者對(duì)此持兩種觀點(diǎn),其一認(rèn)為都柱是個(gè)又重又粗掛起的懸擺,小銅球和懸擺組成觸發(fā)機(jī)制,當(dāng)?shù)卣鸩ㄋ竭\(yùn)動(dòng),都柱移位促使小銅球脫落并撞擊機(jī)關(guān),又或都柱帶動(dòng)八條向八個(gè)方位伸出去的臂,連接扛桿,當(dāng)懸擺向某一方向擺動(dòng)時(shí),龍口就會(huì)張開(kāi)。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為都柱是一種倒立的震擺,重錘安裝在底座上,周圍有八組機(jī)械裝置,一旦地震,重錘傾側(cè),都柱失去平衡,觸到機(jī)械裝置,使相應(yīng)的龍口張開(kāi)。關(guān)于地動(dòng)儀的科學(xué)性還是引起了不小的爭(zhēng)議。不過(guò),無(wú)論張衡的候風(fēng)地動(dòng)儀能否測(cè)到地震,都不能抹殺他在地震學(xué)上做出的成績(jī),那就是他留給后人的啟示與啟發(fā),推動(dòng)了科學(xué)家們對(duì)地震儀的研發(fā)。
現(xiàn)代中、日學(xué)者都在嘗試復(fù)原地動(dòng)儀,日本學(xué)者曾以直立震擺式的地動(dòng)儀模型做實(shí)驗(yàn),得出結(jié)論:如果地震初震很強(qiáng),銅丸會(huì)因初至縱波落下,從而確定地震的方位;但其他地震研究學(xué)者卻指出,直立震擺的傾倒方向有隨機(jī)性,對(duì)震動(dòng)反應(yīng)遲鈍,起不到驗(yàn)震作用,直立震擺底部所用的彈簧,也不可能是漢代技術(shù)水平的產(chǎn)物,而懸擺式的地動(dòng)儀模型,在2000年通過(guò)了中國(guó)地震學(xué)者用振動(dòng)臺(tái)模擬地震狀態(tài)的試驗(yàn),得到中國(guó)學(xué)術(shù)界的普遍認(rèn)可。
19世紀(jì)西方的水銀地震儀
中國(guó)在地震儀的研究發(fā)明上,領(lǐng)先了西方社會(huì)整整1700多年。西方第一臺(tái)真正意義上的地震儀由意大利科學(xué)家盧伊吉·帕爾米里于1855年發(fā)明,它具有更為復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng),使用裝滿水銀的圓管并且裝有電磁裝置。當(dāng)震動(dòng)使水銀發(fā)生晃動(dòng)時(shí),電磁裝置會(huì)觸發(fā)一個(gè)內(nèi)設(shè)的記錄地殼移動(dòng)的設(shè)備,粗略地顯示出地震發(fā)生的時(shí)間和強(qiáng)度。
人類在幾千年歷史長(zhǎng)河中,遭遇了一次次突如其來(lái)的災(zāi)難,在眾多的災(zāi)難中,地震造成的傷亡人數(shù)首屈一指。面對(duì)災(zāi)難,我們目前還不能主動(dòng)預(yù)測(cè)地震,但卻能做到主動(dòng)預(yù)防地震。地震中的傷亡往往是建筑倒塌造成的,然而我國(guó)許多古代建筑都成功地經(jīng)受過(guò)大地震的考驗(yàn),如故宮系建筑、西安大雁塔、四川平武縣的報(bào)恩寺廣場(chǎng)、山西應(yīng)縣木塔等建筑,千百年來(lái)經(jīng)歷過(guò)多次地震仍傲然屹立。
榫卯結(jié)構(gòu)
我國(guó)古代廣泛運(yùn)用榫卯固定木制家具及木質(zhì)建筑各部分。2009年,中國(guó)藝術(shù)研究院建筑研究申報(bào)的“中國(guó)傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)營(yíng)造技藝”入選聯(lián)合國(guó)人類非物質(zhì)文化遺產(chǎn),其中提到榫卯技術(shù)方便生產(chǎn)、安裝與拆卸而無(wú)須使用其它工具輔助,且部件完整。而設(shè)計(jì)精密良好的榫卯,既穩(wěn)固又可承受一定程度的作用力,于地震時(shí),仍可保持建筑物搖晃而不倒塌。最基本的榫卯結(jié)構(gòu)由兩個(gè)構(gòu)件組成,其中一個(gè)的榫頭插入另一個(gè)的卯眼中,使兩個(gè)構(gòu)件連接并固定。榫頭伸入卯眼的部分被稱為榫舌,其余部分則稱作榫肩。
最早的斗拱實(shí)物:戰(zhàn)國(guó)四龍四鳳方案
西安大雁塔
斗拱,又稱枓栱、斗科、欂櫨、鋪?zhàn)鞯?,是中?guó)漢族建筑特有的一種結(jié)構(gòu),在立柱頂、額枋和檐檁間或構(gòu)架間,從枋上加的一層層探出成弓形的承重結(jié)構(gòu)叫拱,拱與拱之間墊的方形木塊叫斗,合稱斗拱。斗拱和榫卯一樣,都是減隔震的主要結(jié)構(gòu),建筑屋檐的荷載經(jīng)斗拱傳遞到立柱,因此當(dāng)發(fā)生地震時(shí),斗拱結(jié)構(gòu)可以有效地減弱破壞力。
從古至今,人類同地震已經(jīng)打了數(shù)千年的交道。在受到打擊和毀滅的同時(shí),人類也表現(xiàn)出了超強(qiáng)的意志和驚人的生命力,積累了逐步成熟和豐富的經(jīng)驗(yàn)。尤其是自汶川地震以來(lái),國(guó)家對(duì)地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)事業(yè)高度重視,我國(guó)地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警能力不斷提升,相信在不久后科學(xué)家們一定能掌握地殼運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,使地震對(duì)人類的危害越來(lái)越小,人們都能生存在一片美好幸福的家園之中。