你只知它是传世国宝，却不知它所描绘的技术已失传9百年 | 科学DIY

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相信你一定看过《清明上河图》。1101年由北宋画家张择端所绘的《清明上河图》属于国宝级文物，现藏于北京故宫博物院。

《清明上河图》中横跨汴水两岸的木拱桥，不仅处于全画的核心位置，还是中国古代桥梁建筑史上的一颗辉煌明珠。后来它也被称为虹桥。

这个虹桥是怎么造的呢？古文献里已经没有记载。不过，远在欧亚大陆另一头的一位天才也隔空设计出了和这个虹桥类似的木拱桥。

我们就用他的设计，来试着还原中国古代的木拱桥技术吧。

关键概念

木拱桥

材料和操作

十几根木棍，或者冰棍棒

建造过程看这个爸爸带儿子造桥的视频（你可以用小棍子造小型版本的）：

@Mark Deegan

你还可以把这个桥绕成环。

@Woodworking with DIY tools

原理

1953年，《清明上河图》首次对外展出时，武汉长江大桥桥头堡设计者、桥梁学家唐寰澄注意到《清明上河图》中的这个桥属于木拱桥，并不是石拱桥或木板桥。

唐寰澄在《中国科学技术史-桥梁卷》中称木拱廊桥“是世界桥梁史上绝无仅有的一个品种，在世界桥梁史上唯中国有之”。2009年9月，中国木拱桥传统营造技艺被列入联合国《急需保护的非物质文化遗产名录》。

不过，《清明上河图》中的木拱桥究竟是怎么造的呢？

这个问题曾经难倒了包括唐寰澄在内的许多人，因为宋室南迁后，古代文献中就找不到木拱桥的建造技术了。

根据上海交通大学设计学院的刘杰等人的介绍，在80年代初期，研究者曾经在浙南和福建北部的山区里找到十来座木拱桥，后来被茅以升收录到了《中国古桥技术史》里。

1999年，美国公共电视网曾经邀请唐寰澄，以及美国桥梁工程师 Bashar Altabba 等人在上海金泽用现代人的思路建造了一座仿古的木拱桥“普庆桥”，并拍摄制作了一部名为 Secrets of the lost empires: China Bridge 的纪录片，有兴趣的小朋友可以去围观一下。

上海金泽的仿古木拱桥“普庆桥”

但实际上，在300年后的文艺复兴时期的意大利，达·芬奇在金主瓦伦提诺公爵切萨雷·波吉亚的要求下，也曾设计出一种编木拱桥。这个编木拱桥的草图记录在 《大西洋古抄本》（Codex Atlanticus）中。这就是我们上面制作的木拱桥的起源。

1486年左右，达·芬奇设计的编木拱桥。

Codex Atlanticus folio, 69ar

在1502年写给米兰公爵卢多维科的信里，达·芬奇曾建议把这种自承重的编木拱桥作为行军打仗时的架桥技术使用，因为这种桥梁建造方便，可以就地取材，甚至都不要钉子和绳索进行固定，也不需要对建桥人进行复杂的培训。

为了纪念达芬奇的设计，德国弗赖堡就建造了这种编木拱桥。

德国弗赖堡的达芬奇编木拱桥

在2016年的传统木匠庆祝活动Dach+Holz 2016中，德国斯图加特的市长为了测试达芬奇的编木拱桥的承重能力，还曾亲自驾驶汽车跨越匠人们搭建的达芬奇编木拱桥。

此外，达芬奇还设计了一些自承重的穹顶和隔栅，可以用来当作帐篷的支架。这些设计同样也不需要绳索和钉子，或是复杂的技术，只需要简单的木材就可以搭建。

荷兰建筑师 Rinus Roelofs 从1989年开始挖掘和改良了达芬奇的穹顶和隔栅设计，看起来酷得不得了。

2012/2013年在荷兰Hengelo制作的改良型达芬奇穹顶

2003年在意大利Vinci制造的达芬奇穹顶

上图达芬奇穹顶的小模型俯视图

2013年在葡萄牙Perdezes制作的改良型达芬奇穹顶

2010年在荷兰Hengelo制作的改良型达芬奇穹顶

Rinus Roelofs还原的达芬奇隔栅