中国第一空中楼阁,是如何建成的?

本文经微信公众号“星球研究所”授权转载

//////////

中华上下五千年

我们曾营建过无数传统建筑

至今仍有

263885处

散布中华大地

(上述中国古建筑数量依据第三次全国文物普查)

▲中国主要古建筑分布,制图@巩向杰&张靖/星球研究所

它们中的大多数

或建于平地

或建于坡度相对较缓的山地

而在大约1500年前

山西北部的群山中

却出现了一座“空中楼阁”

兀然“悬挂”于崖壁之上

人称“悬空寺”

▲悬空寺,摄影师@杨柳岸

楼阁的上方是危危巨岩

远古海洋沉积形成的石灰岩层理清晰

如阵列般排列整齐

斜刺天空

形成地质学上的“单斜构造”

▲悬空寺,摄影师@杨柳岸

下方则是一条时常泛滥的河流

夏季骤然而至的雨洪

裹挟着泥沙碎石

不断冲刷山谷

▲左为悬空寺,右为唐峪河,摄影师@杨柳岸

直到现代

人们才在上游修筑水坝

形成了一个1330万立方米的水库

将洪水之灾逐渐消除

▲恒山水库,1960年建成,以防洪为主,兼顾灌溉,右下为悬空寺,摄影师@杨柳岸

悬空寺就位于这样的山水之间

其最高处的殿阁底部

距离下方河谷约90米

相当于30层楼

或自由女神像的高度

▲悬空寺高度示意,此处为初建时的相对高度,后来因为河道淤积,相对高度降为60-70米,制图@张靖/星球研究所

为什么要在此处

修建如此高度的楼阁?

1500年前的古人

有着怎样的想象力和智慧?

01

缘起

1500年前

中国正处于分裂的南北朝时期

拓跋鲜卑从草原南下

在北方建立北魏王朝

疆域直抵黄河以南

▲北魏疆域,公元449年,制图@巩向杰&张靖/星球研究所

它的都城平城(大同)

位于山西大同盆地

四面山地环绕、峰岭交错

南部的恒山山脉尤为险要

最高峰天峰岭海拔2016米

以其绝塞天险而被尊为北岳

皇帝坐镇天险之中

以两条交通要道控制中原

一条纵贯山西

南抵并州(太原)

一条凿穿恒山

连接华北平原

▲大同盆地及周边地形示意,制图@张靖&巩向杰/星球研究所

道路由上万士卒在恒山之中

日夜开凿

浩大的工程遗迹

至今留存

▲山体上的石孔即为北魏栈道遗迹,位于悬空寺附近,摄影师@杨柳岸

各种宗教也向都城汇集

皇帝与贵族的信仰

左右摇摆

在道教的影响下

皇帝大量修建道教庙宇

五层高的天师道场

在国都拔地而起

由国家祭祀的岳庙

矗立于恒山主峰

▲恒山北岳寝宫,始建于北魏,图片源自@图虫创意

而在佛教的影响下

他们又在大同开凿云冈石窟

在敦煌扩建莫高窟

当他们南下之时

则又把开凿石窟的风潮带到了洛阳

形成龙门石窟

中国的三大石窟居然都与北魏密切相关

▲云冈石窟第20窟,依照北魏皇帝形象雕刻,图片源自@VCG

佛道争夺信众

皇帝贵族又倾力支持

这些都为建造更具想象力的寺庙

奠定了基础

它必须建于特别之处

展现特别的效果

令人特别地崇敬

悬空寺

正是在这样的背景下

应运而生

02

修建

寺庙的建造者

选择了恒山脚下的一处山谷

山谷东侧是主峰天峰岭

西侧是海拔1600余米的翠屏峰

中间是桑干河的二级支流唐峪河

山景、水景

营造出仙境福地

连接国都与华北平原的栈道

又从山谷穿过

南北行人往来穿梭

既是“仙界”

又接近红尘

堪称寺庙的绝佳选址

▲寺庙建造时的宗教是佛教还是道教,并无可靠记载;上图为悬空寺周围景色,摄影师@杨柳岸

但是

如何才能将重达十数吨的寺庙

悬挂到山体上呢?

首先

它需要一组“挂钩”

山谷西侧翠屏峰的半山腰处

并非直上直下

而是一处天然的凹槽

工匠们从高处悬下

利用工具扩大凹槽

凿出一个可以施展的平台

▲山体开凿示意,制图@张靖/星球研究所

再在平台上凿出巨大的石孔

石孔内大外小

深达数米

“挂钩”将在这里安装

▲石孔示意,制图@张靖/星球研究所

而“挂钩”本身也颇为奇妙

它选用质地坚硬的铁杉木

并且用桐油长时间浸泡

防腐防潮

最神奇的是木材的一头

预先打上了楔子

当这些木材插入石孔

楔子便会将木材撑开

恰好卡在内大外小的石孔内

等同于现代的“膨胀螺钉”

▲“膨胀螺钉”示意,制图@张靖/星球研究所

这些木材超过2/3的长度深入山体

以岩石平台为支点

每根可以承受数吨的重量

“挂钩”便制作完成了

▲“挂钩”示意,制图@张靖/星球研究所

框架

有了“挂钩”之后

工匠们再次展开“悬空作业”

将建筑材料运上山崖

再悬吊至“挂钩”处

▲材料运输示意,制图@张靖/星球研究所

在半空中

工匠们以“挂钩”为横梁

横梁上设立柱

立柱上再搭梁、枋

利用中国传统的榫卯梁架组合

将建筑材料拼接为一体

▲榫卯梁架组装示意,制图@张靖/星球研究所

类似搭积木一样层层垛堞

一个完整的框架

便成形了

▲榫卯梁架系统,制图@张靖/星球研究所

殿阁

有了框架之后

屋顶、门窗、栏杆接连铺设

一层层殿阁跃然而出

▲殿阁搭建,因现存悬空寺主要重建于明清时期,所以本文呈现的建筑样式亦为明清时期,制图@张靖/星球研究所

而在殿阁内部

为了获取更大的空间

工匠们向山体一侧继续挖掘出石窟

窟连殿,殿连窟

形成木结构高空摩崖建筑

▲石窟与殿阁,制图@张靖/星球研究所

悬空寺的建筑主体

南北两座阁楼

正是这样搭建完成

其中

南楼高三层

长约8米,宽约4米

从低到高依次是

纯阳宫、三官殿雷音殿

▲南楼,制图@张靖/星球研究所

北楼亦高三层

长约为7米,宽约为4米

最低层为五佛殿

楼中层为观音殿

最上方为三教殿

▲北楼,制图@张靖/星球研究所

于是

包括寺院、禅房

佛堂、鼓楼、钟楼在内的

大大小小殿堂40间

南北错落排列

▲悬空寺建筑群,制图@张靖/星球研究所

殿阁之间

则用栈道连接

后世更是加建为上下两层栈道

形成一个闭环

人们行走其上

楼梯或明或暗、曲折迂回

有如攀登天梯

▲悬空寺内部栈道示意,下层栈道为现代增设,制图@张靖/星球研究所

最终

一个完整的悬空寺

一个形制毫不逊色于平地寺庙的悬空寺

便呈现在了我们眼前

堪称奇迹

(请横屏观看)

▲悬空寺建筑群,制图@张靖/星球研究所

03

奇迹

从外部观看

悬空寺建筑群和岩石融为一体

仿佛它们都是从绝壁中

自然生长出来的

这在人们的心中

制造出了相当赞叹的效果

“云边觉岸”“瞻汉云阁”

“青霄独步”“绝壁层楼”

“空中色相”“公输天巧”

“北地天台”“腾云皈梦”

历朝历代的赞美层出不穷

▲悬空寺旁的“壮观”二字,传说为李白所题,原迹不存,1990年重新以华严寺李白笔迹拓片摹刻,旁边多出的一点喻意“比壮观还多一点”,摄影师@杨柳岸

明代旅行家徐霞客

于公元1633年游览恒山

见多识广的他见到悬空寺时

却需要鼓起勇气才敢攀登

(语出自徐霞客《游恒山日记》)

“层楼高悬…仰之神飞,鼓勇独登…为天下巨观”

金庸先生则在武侠世界

称赞悬空寺

(语出自金庸《笑傲江湖》)

“于松不能生、猿不能攀之处,发偌大愿力,凭空建寺”

▲悬空寺,摄影师@杨柳岸

悬空寺的奇迹

首先是力学上的奇迹

它成功塑造了

一种轻飘飘的“悬空"假象

只有深谙其中原理者才知晓

其严密精巧的结构

令它相当稳固

▲悬空寺木构架,制图@张靖/星球研究所

而后世又在楼阁下方

增设了数十根纤细的立柱

从而制造出另一种假象

仿佛整个建筑

都由这些颤颤巍巍的柱子支撑

▲悬空寺立柱,摄影师@胡澍

▲晃动的立柱,摄影师@石耀臣

而实际上

在一般情况下

这些立柱并不承重

但是遇到极端情况

立柱相当于为悬空寺增加了一份保险

这让悬空寺从一般的“静定结构”

跃升为能抵抗极端情况的

“超静定结构”

据当地县志的记载

在最近的40年内

曾发生过2次6级左右地震

而悬空寺依然挺立

这里面就有中国传统木构架梁柱体系

以及下方立柱的功劳

▲超静定结构示意,制图@张靖/星球研究所

其次

悬空寺的奇迹

也是选址的奇迹

它的选址烘托了“悬空”效果

还为悬空寺增添了许多优势

悬空寺倚靠的翠屏峰

山腰为一处天然凹槽

顶部自然向外延伸

可以阻挡雨水冲刷

较高的位置又避免了洪水的侵袭

▲雨淋不到的悬空寺,制图@张靖/星球研究所

翠屏峰和天峰岭之间

形成港湾形山谷

起到避风港的作用

减少了风对悬空寺的侵蚀

就像慈母的双手将它捧在掌心

全方位地呵护

▲风吹不到的悬空寺,制图@张靖/星球研究所

山体还为悬空寺遮挡了阳光

平均每天阳光直射时间

只有2-3个小时

可以避免暴晒引起的木材风化

▲悬空寺的阳光被山遮住,摄影师@许兆超

最后

悬空寺的奇迹

还是宗教融合上的奇迹

经历过佛道相争

经历过不同信仰的冲突

至迟到金代

悬空寺变成了

一个儒释道三教融合的独特寺庙

纯阳宫

供奉着道教的吕洞宾

▲悬空寺纯阳宫,摄影师@杨柳岸

雷音殿

供奉着佛教的释迦牟尼

▲悬空寺雷音殿,摄影师@王寰

三教殿

则同时供奉老子、孔子和佛祖

更有人将“悬空”二字解读为“玄空”

“玄”代表道教教理

“空”代表佛教教理

▲悬空寺三教殿,图片来源@绘图网

04

尾声

经历过1500余年的风霜

悬空寺看尽了人来人往

云起云涌

历经了王朝更替

星月沉浮

它在战乱天灾中屡经修葺

今天我们看到的样貌

基本上是明清时期重建的遗物

▲2016年悬空寺危岩体加固工程,脚手架从山脚直抵山顶,摄影师@雾雨川

创造它的北魏王朝

已埋入历史的黄沙

而它依然在那里,细数着沧桑

与时间同流

▲冬日悬空寺,摄影师@城市穿梭客

正如建筑学家罗哲文的评价

“一个仙山楼阁式的、艺术价值很高的组合”

这就是

中国第一“空中楼阁”

来自1500年前的想象力

▲悬空寺,制图@张靖/星球研究所

【本文创作团队】

撰稿:所长、李张子薇;制图:张靖;图片:余宽;地图:巩向杰;审校:撸书猫

【参考文献】

1. 李凭,《北魏平城时代》,上海古籍出版社,2014

2. 张剑扬,《北岳恒山志》,山西人民出版社,2008

3. 郝蕴等,《北岳恒山之三圣悬空》,CCTV,2012

4. 郝维和,《千年悬空寺》,文物世界,2007

5. 张影鸣,《特殊自然地形环境下中国传统寺庙道观建筑营建艺术研究》,西安建筑科技大学,2012

6. 许月梅,《悬空寺“悬而不险”的力学揭秘》,力学与实践,2011

7. 赵强,《工程技术支撑和制约的山岳风景区景观建筑设计研究》,西安建筑科技大学,2013

8. 马磊,《建筑的轻盈感表达研究》,昆明理工大学,2012

9. 梁变凤,《技艺载道,道艺合一:中国古建筑科技、伦理、艺术融合的案例与理论探索》,山西大学,2012

10. 宋昱含,《由悬空寺三教殿小窥魏晋南北朝三教合流》,东方企业文化,2012

星球研究所

一群国家地理控,专注于探索极致世界

(点击标题 即可阅读)

这家万众期待的博物馆开馆啦

四合院,是什么?

李泌:凭什么救长安的大任要交给他?

王安石叫Vans,朱棣是Judy