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简述我国古代的筑城技术

已有 297 次阅读2019-5-26 20:08 |系统分类:科技教育分享到微信

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    凡是看过京剧的,都首先有一个印象,不论故事发生在哪个朝代,城墙总是砖砌模样的布帘或道具。京剧产生于清代,而清代的砖砌城墙很普及,所以那时的艺人只知道有砖砌城墙存在,而事实上,在中国古代大多数时间,城墙都是夯土墙,根本不用砖石砌筑。而现在的历史题材电视剧的城墙布景,不论是哪朝哪代,一律青砖结构,这是华人圈(包括大陆及港澳台)编导们历史知识匮乏的重要标志。上图为坚固的嘉峪关夯土城墙实例,够气派的吧? 

    在历史发展的过程中,城墙是私有制和农耕技术普及的产物。恩格斯在《家庭、私有制和国家的起源》中指出:“在新的设防城市的周围屹立着高峻的墙壁并非无故:它们的壕沟深陷为氏族制度的墓穴,而它们的城楼已经耸入文明时代了。”城墙这种大规模的永久性的防御工程的出现,是战争工具发展的产物,它标志着原始人时代已成为过去,文明时代已经到来。

    我国古代城墙长时期用土筑,这是同冷兵器作为战争的主要武器密不可分的,土城墙作为防御弓箭等长程兵器的防御物,足够用了,所以尽管烧砖技术在战国时代已经出现了,却没有首先在城墙中使用。我国的城最初见于早期商代,在郑州白家庄、紫荆山一带发现了早期商代之二里冈期下层的夯土城,城墙墙基宽约二十米,周长近七公里,不但规模已相当可观,而且夯层很薄,夯窝很密,修筑得相当坚固。这一发现说明,我国的筑城技术在这之前,还应当有一段发展过程。郑州古城可能就是商代前期的毫都,这是已经发现的最早的一座都城。在湖北黄陂滠口乡发现了早商时代的另一座城,属于二里冈期上层的盘龙城,它也是一座夯土城,而在这座城的城垣之外还发现了宽约十米的护城壕沟,这就是古文献中所说的“池”。我国古代有句谚语:“城门失火,殃及地鱼。”所谓“池鱼”,是指城壕沟里的鱼,而不是指一般池塘里的鱼。城和池从它们在我国最初出现的时候起,就是互相组合在一起的。可以想见,筑城的土源就近取之于城壕沟,省工省力,一举两得,一下子构成了两道防御工事,这是很合理的。

    古代战争在交战时,首先使用远程兵器弓弩,以便于有效地保存自己而最大限度杀伤敌人,为此当然不能就止步于仅仅有一道高大的墙,于是在城墙顶上筑起女墙和雉堞。雉堞就是城垛口,古代也叫“陴堄”,有了雉堞,守城一方就可以隐蔽地向进攻一方射箭并减小己方的伤亡。“陴堄”这种构造最早见于《左传·宣公十二年》。战国时代的《墨子·备城门篇》说得更为具体:“俾倪(战国时代文字不统一可见于此)广三尺,高二尺五寸。”又说:“五十步一堞”。可知这时的城垛还比较矮小稀疏。战国时代已经有了用辘轳控制升降的“悬门”,在城外壕沟上也装置了可以起落的吊桥。它们最早的记载均见于《墨子·备城门篇》。其后,又在城门上立起了城门楼,最早在秦代已有城门楼了。《汉书·陈胜传》中把它称为“谯门”,颜师古注:“谯门谓门上为高楼,以望者耳。”指出了城门楼的远望军事用途。长沙马王堆三号墓所出西汉初年长沙国南部驻军图,其指挥中心“箭道城”就画出了三个城门楼。同时,建筑在城角上的角楼也在箭道城图上出现了。

    为了加强从侧面防御城墙,筑城技术有了进一步发展,在城墙外壁增筑向外突出的敌台,也叫“马面”,同时,还在城门口加筑“瓮城”,以作为反击时兵马的隐蔽集中的场地,又可以对于敌方破城后组织有效的阻击。这两项措施都出现在汉代。内蒙古乌兰布和沙漠北部哈隆格乃山谷南口的汉代鸡鹿塞石城,提供了马面之最早实例。瓷城也是在这座城以及它东南面的保尔浩特古城(即汉代窳浑城遗址)中最先发现的。这种城墙结构在唐代得到了普遍应用。

    汉代在城池建筑上有许多创新,如在城垛口上,砌有名叫“转射”的活动射孔,此物可开可闭,还可以调整左右转动的角度。通过它用弓弯向城外发射或观察敌情,要更为安全一些。而在城墙外三米以内的地面,则埋设成排的尖木桩(就是《汉书·晁错传》所说的“虎落”),可以防止敌人急速向城墙靠近。这些东西都在考古挖掘中得到了验证。

    用夯筑法筑城,在我国沿用了很久,直到宋代,用砖包砌城墙才逐渐增多。这和火药用于战争恐怕是有直接关系的,土墙很难抵御黑色火药的破坏,而砖石结构对于现代火药来说仍不足道,但可以有效地抵制原始黑色火药的破坏。本来,砖城在曹魏时已经出现过,但那还是以装饰为主(《水经注·浊漳水条》就说:“部城表饰以砖”)。唐代的都城长安仍是一座夯土城,说明夯土城足以抵挡冷兵器的攻击。唐代最高统治者居住的大明宫宫城也是夯土墙,只不过城墙比长安城墙厚一些,并在城门墩台和城拐角处用砖砌筑。而唐代东都洛阳的宫城和皇城却都用砖内外包砌,主要目的还是为了显示富庶繁华,不是从军事角度考虑。五代时,有一些砖城,如王审知修筑的福州城,“外甃以砖,凡一千五百万片”。宋代砖城渐多,如扬州、楚州、广州和成都等地都修了砖城,但北宋的都城汴京仍然是一座夯土城,只不过在门墩和城角处包了砖,这在《清明上河图》和元刊《事林广记》所载《汴京图》上可以看得很清楚,其做法和唐代大明宫宫墙是一样的。元代,情况又有了改进。从元上都的遗址可以看到,它的外郭城是夯土墙,郭内的皇城是在夯土墙外侧包砌未经修整过的片石。皇城之内的宫城,外侧包砌青砖,内倒包砌石块。元代大都城,也是夯筑的,但已发掘出来的和义门墩台则是包砖结构,所以估计其总体的结构和造型当与宋代汴京的外罗城相同。大都的宫城据《辍耕录》记载是“砖甃”,即砖贴面。不过用砖包砌城墙,工费巨大,从它的开始出现到全面推广,经历了很长的历史时间。明初修北京城时,也仅在城墙外倒包砖,到了正统年间,才又在城墙内侧包砖。明中叶以后,砖城迅速增多。辽宁兴城留下了袁崇焕策划修筑的宁远卫完整青砖城池结构,而且这种城墙和火兵器用于作战是相辅相成的,明军就是在这里用“红衣大炮”击溃了八旗兵,并且造成了努尔哈赤身负重伤。至清代,县城以上多用砖筑,只用夯土筑成的土围子则很少见了。

    在城门楼方面,东汉后期至隋代,重要的城门楼往往都是多层的建筑物。汉末的函谷关东门,从画像石上看是一座有两个门道的城门,每个门道顶上都有一幢高大的三层门楼。南北朝时的城门楼,有二层或三层的。隋代洛阳则天门是二层的城门楼。自唐至元,城门楼却都是单层的。明初以后,才又出现了二层以上的门楼。

    至于城门门道,唐以前都是过梁式的方首木构城门。宋元时,由于需要加大城门跨度,在木梁两端加斜木支撑,于是构成了三边形的城门顶,在山西芮城的元代永乐宫壁画和繁峙的金代岩上寺壁画中,可以见到这样城门的图象。由于战争中火药的使用愈来愈多,木构门道防火性差,所以自南宋以来,逐渐把“卷輂水窗”(即城墙下的拱顶水梁涵道)和南方在城墙上建水关时所使用的券洞技术用于陆上城门。券顶门道最早的图象,见于南宋纸币“行在会子库”铜版上所刻出的临安城图等文物上。最早的实物则是元上都城门和正定阳和楼。此种门道到了元末明初就大量出现了。基于相同的理由,城楼也作了改进,城墩顶上多加垛口,取消了木构平坐,城楼后缩,这就形成了现代仍可常见的明清城楼的形式,也是古装电视剧中所见到的千篇一律的城墙结构。


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