憑你怎麼搖，我就是不倒

——日本塔為什麼少有倒塌？

作者：蒙養正發表：2010-02-02 11:48

從氣候上看，日本列島位於季風帶北側邊緣，每年要多次受到颱風侵襲。日本的降雨是中國的兩倍。另外，日本還是多地震國家，這是建築物的主要威脅。但是，讓很多建築學家驚奇不已的是，以木結構為主的日本塔，卻能笑對地震颱風降雨等威脅，在過去1400年的漫長時間中，日本境內數百座塔只有2座在強地震中倒塌。

1995年的阪神大地震造成6,400人死亡，數條高速公路被損，大量高層建築倒塌，神戶遭到了毀滅性的打擊。然而，在這個高達6.9級的地震中，位於震區京都附近東寺的五層古塔卻完好無損，它周圍比它低很多的建築都夷為平地。

1995年阪神大地震，大量建築物被毀（維基百科圖片）

東寺塔高55米（180英尺），由建築大師喜多嶋始修建於826年。儘管歷經四次火災，目前的塔自1644年以來就屹立不倒。在1968年36層的霞關大廈建造之前，這座塔一直是日本第一高建築。比它規模略小一點的位於奈良的法隆寺塔建於607年，被認為是世界上歷史最悠久的多層木結構建築，現已被聯合國教科文組織列入世界文化遺產。這些都引起了學者們的極大興趣。

日本塔歷史悠久，極富特色。從6世紀佛教傳入日本，開始建造佛塔以來，日本塔就與其他亞洲國家的佛塔不同。其他國家的塔多是石結構，要麼用於存放佛教聖物，要麼用於登高望遠。而日本塔兩種功能都沒有，而且是木結構。它的內部沒有樓梯，建築師上田淳說，日本塔由「眺望景色的工具轉而成為景物本身。」日本塔是用來作為景物觀賞的。

日本是個多雨的國家，木匠早就懂得建造寬大的屋檐，這樣可以避免雨水從建築物側面流下，浸濕土地，造成建築物傾斜或倒塌。日本塔的塔檐會使塔身寬度加寬70%，而在中國，塔檐寬度不會超過塔身的20%。從遠處看，日本塔總讓人聯想到松樹。那冬日裡松枝輕輕的托著落雪的形象，令人嘆賞。人們認為，每遇風暴，日本塔就會像松樹那樣，來回搖擺，以其從塔中心的立柱（日語稱芯柱）獲得的彈性對抗風暴。

東寺五重塔遠景，寬大的塔檐看起來像松樹（網路圖片）

中國西安的大雁塔。唐代玄奘法師從印度取經回來，把佛經存放在這裡。中國塔和日本塔有很大的不同。塔身寬，塔檐窄，內部可以放東西。（網路圖片）

但實際上，日本塔和松樹還有根本的不同。松樹的樹幹扎根在土裡，支撐樹木的主要重量。而芯柱不是被埋在土裡，而是從頂上吊下來，懸在地面上。芯柱通常是用紋理筆直的日本絲柏做的。它是懸吊在塔中央的，有些芯柱是輕觸地面，有些則懸垂在二層。更驚人的是，塔的各層都不是與其鄰層緊密相連，而是簡單的迭放在一起，像一疊迭放的帽子。而且，各層之間的寬鬆接縫使各層可以獨立的水平移動。把各層聚集在一起的唯一力量是重力。

塔的各層像帽子一樣疊在一起。（網路圖片）

難道這麼鬆散的構造不會一震就倒嗎？答案令人吃驚：不會。原因有兩個。第一，塔頂本身就是重力在平面均勻分布的構造，塔頂覆蓋的各層塔檐寬大，這種結構在晃動中就如同一根長竿的重力分布在兩頭一樣，走鋼絲的演員就是用這種方法保持平衡。兩者的原理都是靠晃動中的「回轉半徑」產生的向心力保持平衡。第二，鬆散疊加的各層可以前後滑動，它們會與其上下鄰層做反方向運動。並在內部與像樹幹一樣懸垂在塔中心天井裡的芯柱產生摩擦，每次摩擦，都會向芯柱釋放巨大動能，使之像鐘擺一樣搖擺。有日本學者曾經演示過自己做的五層塔模型，這些模型的芯柱有的接觸地面，有的懸垂在二層，當桌面強烈震動時，比沒有芯柱的模型抗震性最差。最能減震的是芯柱接觸地面的一個。

在現實生活中，強有力的芯柱會通過拖動地基上的底盤來傳遞塔身搖晃的多餘能量，如果它是懸垂的，它也能減輕搖擺。總之，塔身就是一個巨大的減震系統。有人說所有的偉大建築都如同一部偉大的機械系統般搭配得宜。不同的是，在機械構造中，越精密越好，工程師們要費盡精力確保部件之間嚴絲合縫，不能松垂脫落。否則機械很快就會散成一堆垃圾。而日本塔的工匠們卻有意令部件之間的空隙寬大，巧用這些空間分散突發的壓力，1400年前，他們就能看到這一點，正應驗了中國的一句話——「游刃有餘」，他們真的是很有智慧啊。

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