凝固的音乐(连载9)论文

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1、科学和文化论坛凝固的首乐（连载9）陈青华

2、杨榕楠1姜水根t2（1.宁波市效实中学，浙江宁波3150122.宁波华茂外国语学校，浙江宁波315192）提起建筑，人们很白然地就会想到中国的长城、埃及的金字塔、希腊的帕特农神丿宙、罗马的斗兽场、巴黎的凯旋门、悉尼的歌剧院等等.这些雄伟壮丽的建筑沉淀了不同区域、不同时代的社会政治文化，展示了当时科学技术的水准，反映了设计建设者的精神风貌和审美情趣.建筑是人类文明的纪念碑，随着岁月的流逝，转化为具有一定空间形态的史迹，无声地向人们述说着以往的历史.现在我们就从物理科学的基础出发，來论述人类建筑的发展进程以及丰富多彩的建筑文化

3、.1与时俱进的人类建筑建筑总是时代的产物，它的发展有一个与时俱进的特点.原始人类最早栖身的地方是洞穴.《易系辞》曰“上古穴居而野处”，北京周口店“猿人洞”等的考古发现就证实了这一说法.中国古代文献中还有有关巢居的记载，《礼记》载“昔者先王未有宫室，冬则居营窟，夏则居缙巢”•在生产力水平低下的情况卜天然洞穴、原始木巢是最宜居住的“家”.虽然它狭小、阴暗，但是它可以挡风避雨、远离野兽侵袭，满足了原始人对生存的最低要求.随着农耕社会的到来，人类开始走出洞穴，先川土右草木等天然材料建造简易房屋,然后随着建造水平的逐渐提高，开始追求宽敞、明亮的居处，并按照社会关系的需要构建

4、村落.当人类按一定的设计规划来为6己营建居室的时候，真止意义上的建筑诞主了•人类早期的建筑材料直接取自大白然，主要有木头和石头.木头作为建筑材料，其优越性是非常明显的.木头収材方便，树干通常成天然的直线形，容易加工，材质既轻，力学性能乂好，可以说在天然的材料屮木材是建筑材料的首选.石头作为建材也有其独特的优越性.自然界屮遍布山岭岩石，取材容易，而且石头质地坚硕稳重、不易变形、抗腐蚀性强，在犬然材料屮石材具有无可替代的地位.人类的先民就是根据自己的生存环境就地取材，建造了适合于生活、生产的人居建筑.图1地处黄河、长江流域的中国，森林资源丰富，这为人们选川木材提供了很

5、大便利.中国又是一个农业大国，上下儿千年人们对土木有了很深的感情，自然会选择木料作为主要建材.中国占代的木建筑造型优美、科学合理，尤以屋顶最为突出.屋顶的一个作用是防南，在房屋大小既定的情况下，什么样的屋顶能使雨水尽快流走呢？这相当于这样一个问题：儿个不同倾角的光滑斜而，有共同底边a,顶点在同一竖立而上（如图1）.若要让物体从斜而顶端滑到斜而底端所用的时间最短，斜而倾角应是多少？市计算对知，在理想的光滑的条件下，45。角是下滑最快的，考虑到有摩擦，这个角度要比45°稍大些.中国古代的建筑0网门，在屋顶的设让上不仅考虑了优美的造型，还考虑到实用的效果.为了便于流水，

6、古建筑师乂在屋顶的斜而上设计了凹形曲线，使流水经过凹形曲线后，能滴到离墙基较远的地方，保持了基础的干燥，延长了建筑物的寿命.同时，屋顶的凹形曲线使屋檐形成了翘边翘如的E檐形式，增加了阳光照射的面积，较好地解决了室内采光问题.地处尼罗河流域的埃及产生了历史上第一批各种类型的口型石建筑，宫殿、府邸、神庙和陵墓等建筑物以巨大的石块为主要建材，工程宏大，施工精细，具有震撼人心的艺术力量.以金字塔为代表的埃及古建筑反映了当时的儿何运算、工程测量和起重运输机械的知识己达到了相当高的水平.地处地中海的古希腊由于当地石料丰富，创造了石梁柱结构体系，形成了灿烂的古希腊石建筑文化.不

7、同的建筑材料导致不同的建筑结构.中国的木结构体系造出的房子是立柱承重的亭台楼阁,西方则用石头拱起洋楼石塔.材料的选择决定了建筑可能的结构，但古人的建筑不得不受限于木、石、砖等，使建筑形式的多样性受到了制约.进入近代，人们摆脱了完全依赖天然材料的束缚，产生了人工建材.首先是在古代黏土、砂浆等胶凝材料的基础上发明了混凝土.而后,基于钢材与混凝土的热膨胀系数接近，又发明了钢筋混凝土.钢筋比重大，既能承受压力，又能承受张力；混凝土比重较小，只能承受压力，不能承受张力.如果全用钢铁造大楼，不仅造价昂贵、保暖性能极差，而且地面承受不了如此巨大的床力；如果全用混凝十•盖大楼，虽

8、然价格比较便宜，却不坚固.在混凝土中加进钢筋，就能把两者的优点都利用起來.人们用钢筋混凝土做成了预制板，使建筑领域也产生了流水作业，这大大加快了房屋和桥梁等的建设速度.材料的改进也变革了建设的工艺，从钢构链接预制板到用钢筋混凝土浇铸圈梁再发展到框架结构,人类的建筑呈现出崭新的面貌.大楼越建越窩，直冲云天；大桥越造越长，横跨大海.人类口从从事建筑活动以来，就已认识到材料强度对建筑的重要性.在古希腊时，人们有了原始的静力学概念，罗马人也懂得了一些力学的基本知识，但是限于当时科技发展水平以及各方血条件的限制，一直未能获得对建筑材料力学性质的足够的认识.在科学复兴时期的欧

9、洲，伽利略