一座有一千四百多年历史的桥——《赵州桥》
河北赵县的赵州桥又名安济桥,它是由隋代工匠李春主持建造的。赵州桥是我国现存最古老的桥梁之一,也是世界上最早的敞肩圆弧形桥。如今,赵州桥已有1400多年的历史,它经受了多次洪水、地震和人为因素(如战争)的考验,依旧雄伟、坚固和壮观。
一、到处惹祸的“小魔鬼”
坚固的桥能承载行人车马,可是,历史上曾经发生过这样的事件,当一队法国士兵行至一座桥时,士兵们踏着整齐的步伐,喊着统一的口号,看起来非常威武。可是,桥突然发出强烈的颤动,接着便是惊天动地的一声巨响——坍塌了。同样的悲剧也曾经发生在俄罗斯的圣彼得堡,许多人因此落入水中丧生。
是地震?是埋伏?是负重超过桥梁承重?它们都不是罪魁祸首,经过调查,一种叫作共振的物理现象渐渐进入了人们的视线。
简单地说,共振是指一个物体受到频率与自己接近或相同的外力时,它就会跟着这种外力发生急剧振动。
共振就像是一个顽皮的小恶魔,到处搞恶作剧。如果这个小恶魔来到了常年积雪的冰山上,就会随着一声枪响或动物的吼叫,引发一场骇人的雪崩。这是因为枪响或者动物的吼叫声恰好引起了空气振动,而这个震动频率又恰好与积雪的某一部分的固有频率接近或相同,于是,灾难就发生了。
难道共振这个暴戾的小恶魔不能变成美好的小天使,帮助人们解决生活中的问题吗?当然不是。早在我国的战国时期,人们就发明了用来侦察敌情的共鸣器。在古代的驿站,人们用空水缸来侦察敌情,他们把一口空水缸的下半部分埋在地下,通过聆听水缸传递来的声音——水缸里空气与马蹄声发生共振后会产生相对较大的轰鸣声,提前获得信使到来的消息。
我国明朝的名将戚继光在抗击倭寇时,曾下令把长竹去掉节后埋在地下,这样一来,士兵听筒口的声音,就能及时发现并消灭倭寇。
除了在军事领域施展拳脚,共振还能在生活中为人们提供意想不到的服务呢。我们的琵琶、二胡、提琴、吉他等弦乐器都有一个共鸣箱,琴弦的振动会激发共鸣箱里空气的共振,因此琴弦就能奏出洪亮动人的乐曲。
共振在我们的生活中普遍存在,我们需要未雨绸缪,让共振这个小恶魔不再制造灾难;也要因势利导,让它成为我们生活中的小天使。
二、我们都是龙的传人
桥面两侧有石栏,栏板上雕刻着精美的图案:有的刻着两条相互缠绕的龙,嘴里吐出美丽的水花;有的刻着两条飞龙,前爪相互抵着,各自回首遥望;还有的刻着双龙戏珠。所有的龙似乎都在游动,真像活了一样。
赵州桥桥面两侧石栏栏板上的龙,精美绝伦,活灵活现。说起来真是奇怪,龙根本不是现实生活中存在的生物,但在我们中国,却随处可见龙的踪影。
中国源远流长的龙文化,体现在我们生活的方方面面:中国古代典籍中记载着很多关于龙的神话和传说,由此衍生出小说、戏剧中登场的东海、西海、南海、北海的龙王国、龙家族;在考古方面,我国从地下发掘出来了大量带龙纹饰的器皿、绘画、雕刻等文物;在民间,舞龙灯、舞水龙、赛龙舟等风俗都很受欢迎,各地还有很多以龙命名的潭、不计其数的龙王庙;在中国古代,帝王也被称为“真龙天子”,被认为是“龙”的化身,他们的子孙则被称为“龙子龙孙”……
龙,究竟是怎样产生的呢?
著名的龙凤文化研究专家庞进先生结合丰富的考古资料和中国社会历史文化,对龙的产生过程进行了研究,他认为,“中国龙是古人对鱼、鳄、蛇、马等动物和云、雷电、虹等自然天象模糊集合而产生的一种神物”。也就是说,龙本不存在,但人们从动物和天象上,抽取了一些特点,组成了龙。龙本来是一种图腾物,后来转变成与祖先沟通的神性动物。渐渐地,龙从虚幻的想象变成了我们生活中摸得着、看得见的模样,人们也对本不存在的龙渐渐认同和接受了。
在中国文化中,龙善飞腾,能腾云驾雾,兴云作雨,翱翔于神秘广袤的天空之中;龙能入海驰骋,统治水族,在海中享受最为尊崇的地位。龙的形体大小可以自由变化,小龙可以藏身于芥子之内,大龙可以头如巨瓮。
那么,龙和你我有什么关系呢?这是显而易见的——我们都是“龙的传人”呀!
三、为什么桥多是拱形的
小桥流水人家,既是词曲中的唯美意境,也是一部分居住在南方的同学现实生活中的写照。潺潺流水之上,架起一道彩虹似的长桥。当你撑着一把伞走过桥时,你是否想到过,为什么桥梁专家偏爱把桥设计成拱式桥呢?
北京颐和园的玉带桥、陕西西安的灞桥、江苏扬州的枫桥、西湖上的断桥等,都是拱式桥。
拱形是天然的桥梁造型,它的特殊形状,赋予了它神奇的力量。拱式桥就像是切成一半的鸡蛋壳,这种形状能把挤压桥梁的压力沿拱弧向外扩展,耗散掉。
在没有运输、吊装机具和测绘仪器的古代,聪敏勤劳的人们遵循“对称施工”与“选料优良”的准则,建造出了经千百年尚能完好使用的拱式桥。
在桥梁的大家族里,还有两位桥成员。
第一位成员是梁式桥,对于这位成员,我们也不陌生,在街道上看到的过街天桥,多为梁式桥,这是用梁或桁架梁做主要承重结构的桥梁。
第二位成员是悬索桥,它可是一个大块头,美国著名的金门大桥就是一座悬索桥。桥面被悬吊在缆索(绳或链)上,缆索把压力转移到高塔上,高塔接过了压力,把它们耗散后,导入地下。
为了减少共振对桥梁的影响,桥梁设计者们在桥上还安装了减震器,减震器可以对共振波进行干扰。
虽然桥梁看起来坚不可摧,但是它们依旧难以抵挡雨、雪和风等自然力量的伤害,未来的桥梁建材会是什么?如何解决灾害性天气引起的问题?也许在不久的将来,我们会在前人经验教训的基础上,得到更好的答案。