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  • 为什么石制的巴黎圣母院抵御不了大火?的头图

    甘肃11选五任三遗漏: 为什么石制的巴黎圣母院抵御不了大火?

    甘肃11选5专家推荐号码 www.wueh.net 2019年4月15日,当地时间傍晚18时50分,一场大火降临了拥有850多年历史的巴黎圣母院。短短几个小时,这座见证了法国历史上诸多重大事件的古老教堂,已经面目全非。

    幸运的是,圣母院标志性的双塔结构、祭坛、十字架和荆棘王冠等一些珍贵的历史文物得以留存下来。此前,由建筑与艺术史专家安德鲁·塔隆主持并对这座建筑进行的高精度激光扫描和计算机建模,则为重建带来了希望。

    为什么看起来坚固石造建筑的巴黎圣母院,几乎葬身于难以扑灭的烈焰,而主体结构又得以幸存?我们不妨走进它的内部,来解开这个谜团。

    精心打造的巴黎“地标”

    塞纳河从法国首都巴黎穿城而过,河中央的西岱岛是这座城市的源头和中心,也是巴黎圣母院的所在。1710年出土的一根罗马帝国时期的石柱告诉我们,圣母院使用的地块,曾是当地人奉祀罗马神话主神朱庇特的庙宇。随着基督教在罗马帝国境内传播,古老的神庙也被改建成了最早的教堂。而后,教堂几次被毁,又被人们重建。

    ▲巴黎圣母院矗立在塞纳河中央的西岱岛上

    ▲站在入口仰视教堂西立面与钟塔

    公元9世纪末,在围攻巴黎的维京人被击败之后,西岱岛上建起了罗曼式风格的新教堂。所谓“罗曼式”,便是模仿罗马帝国时期的建筑风格,利用残存的建筑学知识甚至当年留存下来的建筑材料,修建有厚实墙体和墩柱的石造建筑。但随着巴黎的发展和人口数量的增加,这座教堂逐渐变得拥挤不堪。因此在1160年,巴黎主教莫里斯·德·苏利决定在原址建造一座更大的教堂,这便是巴黎圣母院漫长历史的起点。

    此时,在巴黎北面的圣德尼(Saint-Denis),1144年竣工的大教堂已经凭借全新的建筑风格,成为令人印象深刻的地标建筑。因为使用了尖拱门,圣德尼大教堂显得高耸削瘦,再配上色彩斑斓的玻璃画,就成功地传递出威严的感觉。这种被后世称为“哥特式”的建筑风格,引起了德·苏利的注意。他决定让新的教堂也采用这种建筑风格,并且规模要更大,足以宣示巴黎的地位。原有的罗曼式教堂则会被拆除,为新教堂提供石料。

    1163年春天,巴黎圣母院奠下了基石。此后,经过几代优秀的建筑设计师和石匠、玻璃工匠、雕刻师持续100多年的接力努力,这座巨大的教堂终于在1345年竣工。它的钟塔高达69米,尖顶(flèche)则超过了90米,这使它成为巴黎最高的建筑物,直到1889年埃菲尔铁塔竣工。

    艺术与智慧的“结晶”

    不过,圣母院最终呈献给世人的样子,相比最初的施工方案已经有所不同。在13世纪和14世纪,建筑师们设计了复杂的飞扶壁(arc-boutant)体系,而且进行过一次优化,同时设法减轻拱顶的质量,使高大的外墙可以建造得更??;卸下大部分承重职责的外墙,则为圣母院引入另一项引人注目的设计——标志性的玫瑰花窗提供了可能。

    ▲从东南方向看巴黎圣母院,可以看到飞扶壁结构

    在人类尚不能制造大块玻璃的年代,这些精致的玻璃画是由工匠用不同颜色的素材拼接而成的。它们不仅能改善圣母院里的采光,并且营造出令人惊叹的光影,也和形形色色的雕像一道,成为不识字的人们也能读懂的“穷人之书”,帮助他们理解《圣经》中的场景和故事。

    ▲花窗玻璃是哥特式建筑物的重要特征,巴黎圣母院用花窗玻璃来承载宗教故事

    但也正是这样的设计,决定了圣母院的建筑结构其实很脆弱。当圣母院发生火灾的时候,美国总统唐纳德·特朗普立刻通过自媒体“支招”,建议巴黎出动消防直升机来灭火。然而,他的想法只能是一厢情愿,因为如果真的这么做,倾泻而下的“水弹”足以击碎这座精致的建筑。

    ▲巴黎圣母院标志性的玫瑰窗

    “木心”结构成弱点

    只看过照片而没有实地探访的人,很容易误认为巴黎圣母院只包括那两座标志性的钟塔。但事实上,那只是它的西立面;整个教堂实际上是一座规模相当巨大的建筑。如果从空中俯视,我们会发现它大体呈现出十字架的形状。人们从西立面的入口进入教堂,来到中厅,也就是“十字架”长梁中位于交点下面的那一部分?!笆旨堋钡亩塘毫蕉?,分别是两扇最大的玫瑰花窗;而长短两条梁的交点,便是这次火灾中被烧毁的尖顶。

    ▲19世纪欧仁·维欧勒-勒-杜克着手修复巴黎圣母院时绘制的平面图,可以看出教堂建筑中的十字架结构

    ▲巴黎圣母院火灾前修缮布局图,王煜 制图,图源:华盛顿邮报

    为了最大限度减少外墙承受的质量,圣母院的屋顶实际上是双层结构。在用石材搭建的拱顶之上,屋顶并非也由石材建造,而是用橡木搭建起昵称为“森林”的屋顶框架,再蒙以铅皮来隔开雨水。以圣母院的体量,组成屋顶框架的每一根粗大木材,都曾是一棵橡树的树干。因此,“森林”的昵称既是形容屋顶上如同森林一样错综复杂的木结构,也暗指当年的人们曾经为建造这样一个屋顶,砍伐了一整片森林。

    ▲从南面看巴黎圣母院,可以看到标志性的玫瑰窗

    简而言之,圣母院的屋顶,也就是这次火灾中遭受重创的部分,远没有外表显现出来的那么坚固,因为它的里面其实充满了易燃的木材。至于立在屋顶中央的尖顶,其实也是“石皮木心”。它的外表是精心雕饰的砖石,顶部蒙有金属,中间起到支撑作用的结构却是用木材搭建。因此,当大火从尖顶燃起来的时候,很快就烧毁了内部的木结构,令失去支撑的尖顶轰然倒塌。紧接着,火势沿着与尖顶相连的屋顶“森林”,朝4个方向迅速蔓延。

    绝妙的“双层屋顶”设计

    不过,面对突如其来的火灾,也正是双层屋顶的设计,挽救了圣母院的主体结构。失火的木材很难烧穿石质的拱顶,只会在上面燃烧殆尽。因此,只要拱顶在救火过程中不被破坏,那么圣母院虽然会失去屋顶,但内部基本不会有明火,熔化的铅也很难进入建筑内部。它的主体结构和里面保存的文物,以及安装在拱顶以下位置的花窗玻璃,仍然有可能幸存。

    ▲巴黎圣母院标志性的西立面与钟塔

    不过,随着烈火逐渐烧向钟塔所在的西立面,它找到了一个有可能击垮圣母院的“突破口”,因为钟塔的结构也是用木材来支撑的。如果钟塔垮塌,那些巨大而沉重的钟就会掉落下来,拖垮这个最为著名的立面,甚至引起更大范围的倾颓,无疑会大大增加后续修复圣母院的难度。幸运的是,消防队员们尽全力阻止了大火蔓延到钟塔的火趋,保住了里面可以追溯到13世纪圣母院初建之时的木结构,也保住了重建的希望。

    饱经风霜,见证历史

    从建成至今,巴黎圣母院见证了法国历史上的诸多重大事件,比如罗马教廷为圣女贞德平反、拿破仑·波拿巴称帝的加冕礼、宣告两次世界大战结束的“和平钟声”,以及夏尔·戴高乐、弗朗索瓦·密特朗等法国前总统的国葬。法国历史上的政治动荡,也在圣母院留下了印记。

    ▲巴黎圣母院的内部景象

    1789年爆发的法国大革命和随后的一系列政变,以及持续到1815年的拿破仑战争,就曾使圣母院几乎走到彻底废弃的边缘。在法国大革命期间,反对罗马天主教的革命政府试图建立一种全新的无神论信仰,称为“理性崇拜”(Culte de la Raison)。马克西米连·德·罗伯斯庇尔的雅各宾派执政之后,他又引入了既非罗马天主教又非无神论的“至高崇拜”(Culte de l'?tre suprême),信仰造物主的存在和灵魂的不朽,并崇尚源于古希腊时期的公共美德,以期将社会导向自由和民主。在法国社会改变信仰的过程中,巴黎圣母院也受到了严重的破坏,很多文物损毁或是失窃,位于西立面上的《圣经》中犹太国王的雕像,也被误认为是法国历任国王的雕像,遭到“斩首”的命运。

    1799年,拿破仑通过“雾月政变”执掌法国政权后,在1801年将巴黎圣母院恢复为教堂。不过,尽管他将这里选作加冕礼的会场,但连年战乱使法国很难有资金对圣母院进行维修。当拿破仑在滑铁卢战役中被击败,第二次退位并被流放到圣赫勒拿岛的时候,圣母院已经成了一座半是教堂、半是废墟的“危房”。

    转机发生在1831年。时年仅29岁的维克多·雨果,在这一年出版了他的代表作《巴黎圣母院》,回望这座建筑承载的历史,以及法国历史上曾经的辉煌时代。这部小说在社会上引起了轰动,也让人们关注圣母院的状况,并且纷纷自发捐款,请愿修缮这座见证了法国历史的建筑物。1844年,根据法国国王路易·菲利普一世的命令,两位年轻的建筑师让-巴蒂斯特·拉叙斯和欧仁·维欧勒-勒-杜克着手修复巴黎圣母院。法国最优秀的石匠、玻璃工匠和雕刻师再次被召集起来,重新制作圣母院应有的装饰,设法替换衰朽的建筑构件,并且用一个更为华丽的新尖顶,也就是这次火灾中被烧毁的尖顶,取代了1786年损毁的旧尖顶的废墟。经过25年的艰苦劳动,巴黎圣母院终获新生。

    ▲圣母院的博物馆内收藏的建筑模型

    当时间进入现代社会,环境污染对岩石材料的损害,以及维护资金不足等问题,都在困扰着巴黎圣母院。在这次火灾发生之前,它已经有过很多次石材崩落的事故,建筑结构也因为缺乏维护出现了缺陷。幸运的是,人们已经运用信息时代的技术,为这座建筑搭建了精度极高的数字模型。新技术的加盟是否会让遭逢灾难的巴黎圣母院劫后重生?让我们拭目以待。

    文中图片除标注外,均为作者拍摄

    审稿/owlofminerva(中科院、德国马普学会博士)

    文章由腾讯科普“科普中国头条创作与推送项目”团队推出

    转载请注明来自科普中国

    本文转载自:科普中国

    作者/马之恒(科普作家)


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