真问真答 20151029

人类为什么会发明枕头?|为什么中国古建筑多为木质,而欧洲多用砖石?

人类发明工具总是在弥补先天上的不足,用锤子弥补拳头,用轮子弥补腿脚,用刀子弥补爪牙,用文字弥补记忆……然而野生动物似乎从来不用枕头,人类为什么会有这样的普遍的刚性需求,以致几乎所有的文明都发明了枕头——这暗示着我们有什么先天不足吗?

▍北宋青白釉雕瓷“佛狮戏球”瓷枕,现在价值人民币300万左右

是的,这正是直立行走留下的后遗症。虽然陆生脊椎动物不乏二足行走者,比如鸟类和袋鼠,但是它们后肢的支点都在身体重心附近,躯干在运动时仍然平行于地面,人类的后肢却完全长在躯干末端,为了直立行走就不得不让脊柱完全垂直于地面,胸腔因此完全打开而变得扁平。

鸵鸟、袋鼠和人类的骨骼对比:鸟类的髋关节前移接近身体中部,并有大型的尾羽平衡重量,颈部呈现S型保持躯干水平;袋鼠用粗大的尾巴平衡身体的重量;人类没有这些措施,将全部体重经由脊柱垂直传递给大腿骨

同时,人类双手具有复杂的功能,包括投掷、挥舞、探取等大幅度动作,这要求人的肩关节必须足够灵活,在其它哺乳动物身上平行于躯干两侧的肩胛骨因此变得宽而短,平铺在了后背上;在其它哺乳动物身上短小甚至消失的锁骨也变得结实修长——这让人类有了一对格外宽阔的肩膀,躯干因此更加扁平。

左侧为人类背部的骨骼北侧局部,右侧为马背部的骨骼左侧局部;圆点标记的骨骼就是肩胛骨

这些都对人的睡姿产生了影响:失去了前肢的支撑,像其它哺乳动物那样趴着睡就会压迫胸腔难以呼吸;仰卧会拉伸脊柱的生理弯曲,让背部紧张,四肢也不能自由摆放;哺乳动物最放松的侧卧姿态又会让头部悬空,久之令颈部肌肉疲惫不堪,引发急性纤维组织炎症(落枕)。所以综合起来,最好的办法就是将头部垫到合适的高度侧着睡,这就是发明枕头最主要的原因——但不是全部原因。

人想侧睡不得不枕

绝大多数四足行走的哺乳动物可以轻松侧睡,它们的头部宽度和躯干宽度差不多

另一个原因是人的体型够大,自身重量和血液重量都能产生可观的宏观影响。

我们可能注意过,猫几乎可以在任何坎坷的地方睡着,而人睡觉的时候床单上有一个褶子都会咯得不舒服。这是因为体重越小的动物相对表面积越大,躺下来的时候下方组织压强越小,猫这样轻盈的动物已经无法理解“硌”的含义。

但人体足够沉重,可以给受力组织相当大的压强,当支撑面不够平坦时就会发生应力不均,身体内部的骨骼也会向下压迫周围组织,这都会在局部产生强烈的触感和疲劳,长期卧床的病患甚至常常因此发生褥疮和血栓,所以人睡觉总会不自主地翻身。既然人的胸腔格外扁平,肩膀格外宽阔,也就格外需要一个枕头在翻身时稳定头部。

猫喜欢在冬天睡在暖气片上,这对人来说只能是比跪搓板更可怕的酷刑

不仅如此,人的血液更多,也更沉重,当人躺在平面上的时候,头部总是比躯干更低一些,这就会让头部血压明显升高,睡久了昏昏沉沉不舒服,有些胃病患者还会遭遇胃酸倒流的情况,所以仅仅为了舒服,人也愿意将头垫高一些睡。

当然,也并非只有人类有枕枕头的需求,我们的大型灵长类近亲同样面临着胸腔扁平而身体沉重的问题,比如大猩猩就有三种常见的睡姿:

仰卧,随便枕个什么东西或者把双手抱在后脑勺

侧卧,枕着手睡

趴着睡

而对于更加聪明的黑猩猩和倭黑猩猩,他们懂得用枝叶搭一张床,给脑袋一个合适的位置,功能就相当于枕头。

树上熟睡的倭黑猩猩

最后,灵长动物之外的大型哺乳动物,特别是食草动物,往往趴着睡,这样可以及时站起来奔跑,如果环境允许,它们也绝不错过侧躺放平或者找东西枕着的机会。但是最大型的象类由于体重过大,胸腔无法在躺下时支撑重量,所以只能站着睡。

牛的睡姿

斗牛犬的睡姿

建筑学家梁思成在《中国建筑史》中认为,以木料为主要构材是中国古建筑的主要特征之一。在世界范围内,非洲、欧洲、中东、美洲与东南亚的古代文明都留下了大量砖石建筑的遗迹,只有在东亚地区,木质古建筑才构成了绝对主流。因此,问题并不在于中国的古建筑为何与欧洲不同,而在于中国为何如此特立独行。

现代日本仍存有许多木结构住宅,图为1970年日本青森县,在一次地震后,两名女子准备撤离。来源:腾讯新闻《视界》——日本“震”变

严格来说,中国古建筑中并不乏砖石结构。公元前2300年的石峁遗址就大量出现了大规模的护坡石墙和包石夯土墩台,此后的历代大型建筑也多有砖石台基。

位于陕西省榆林市神木县的石峁遗址是中国已知规模最大的龙山时期至夏阶段城址。其城基、城墙采用石料,不同于时代较晚、采用夯土的殷墟

但是,这些砖石结构始终未能发展为大多数中国古建筑遗迹的主体结构。其直接原因在于中国古代砖石结构的技术和性能存在极大的问题。

梁思成认为,大部分中国古代匠人并不了解石料的物理特性。石料抗压力强,而张力、弹力极弱,其物理特性与木材恰好相反,适于垒砌。但中国古代工匠却多用建造木建筑的榫接之法来拼合石材。榫接的石构件在局部受力时易于破裂崩坏,使得建筑整体缺乏稳固性,这样的建筑自然难以被广泛应用,也难以留存至今。

即便懂得垒砌之法,中国古代工匠也很少能将砖石建成坚固的建筑。用砖石垒砌稳定结构主要有两种方法。其中之一是确保每块砖石大小相近,将接触面磨平,以此增大砖块之间的接触面积,防止受力点不均导致砖石破裂。埃及金字塔、雅典卫城和古罗马的引水道都是此类范例。但是,这种垒砌方式需要厚重的墙体和精密的加工才能保障结构稳定。始建于唐代的西安大雁塔也是用砖石磨平对缝砌成,经历过多次崩毁重修、加厚加固,方得以存续。

西班牙塞哥维亚的古罗马水道桥,由纯石垒砌而成,建于公元1世纪

另一种常见的方法是在砖石间添加富有粘性而又耐压的垫物,以此保障砖块间的接触面积。古巴比伦与古罗马早已发明了石灰砂浆,但中国古代工匠对此缺乏认识,只追求垒砌时的便利和胶泥的粘性,长期因循守旧地使用草灰、黄泥,最多加上糯米浆。干结后的黄泥浆往往被砖石自重压碎,如此砌筑的砖石无异于松散的砖堆,完全靠厚度和建筑形状来维持稳定。这自然远不如相对轻便坚固的木质结构有竞争力。

衢州巽峰塔建于清康熙年间,由砖块与黄泥浆砌筑而成。2010年5月因连日降雨而崩塌

然而,技术缺陷并不是中国古建筑材质迥异于其他文明的根本原因,以赵州桥为代表的古代石桥足以证明中国工匠的智巧和潜力。不难发现,古埃及、古希腊、巴比伦、帕提亚、亚述、玛雅、吴哥等古代文明的砖石遗迹绝大多数与宗教活动相关,人们所熟知的、费数百年之功建成的欧洲各大教堂更是典型。当神权强大到足以为世俗统治者授予合法性、足以决定世俗生活的意义时,世俗之人才会不惜工本地建造散发着永恒色彩的宏伟庙宇。坚固而庄严的石块正是这类庙宇的理想建材。

德国科隆大教堂始建于1248年,工程时断时续,至1880年才宣告完工。是典型的哥特式砖石建筑

但在帝制中国,神权始终不过是君王“神道设教”的工具。依照以古为尊的儒家礼学,即便规格最高的皇帝祭祀天地的仪式也无需高大的庙宇。明洪武十年至嘉靖九年,本应在都城南北郊分别举行的天地祭祀一度被改在皇宫内合祀。朱棣迁都北京后为此而建造了巨大的奉天殿(即今故宫太和殿前身)。但这种人为的努力却遭到礼制官员的抨击,被视为“崇树栋宇,拟之人道”,有违“质诚尊天,不自封树,以明谦恭之意”的正统理念。

依照《周礼》在都城南郊修筑的圜丘是中国古代帝王祀天之所。祭坛建筑务求谦逊质朴,与宏伟的玛雅祭坛、希腊神殿风格迥异。(上图:隋唐长安圜丘。下图:明清北京圜丘)

这样的宗教文化观自然不可能产生其他文明中对宏伟宗教建筑的需求。而需求的长期匮乏自然无法将匠人的智巧和潜能转化为同样精巧的砖石建筑遗迹。

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