@@@@在日本这片屡遭台风侵袭与地震撼动的土地上，为何这些高大却貌似弱不禁风的古老建筑——500 余座木质宝塔——能够历经数个世纪仍屹立不倒？@@@@历史记载显示，在过去的1400 年中只有两座宝塔倒塌。@@@@这两座消失的宝塔是被闪电或内战引发的大火所摧毁的。@@@@在1995 年发生的灾难性的阪神大地震中有6,400 人丧生，高架铁路倒塌，办公楼群被夷为平地，神户港口地区也被毁于一旦。@@@@然而京都附近东寺院中的五层宏伟宝塔却没有受到损害，尽管其附近大量的建筑已被夷平。@@@@@@@@长期以来，日本学者都弄不清楚为什么这些高而纤细的建筑是如此牢固。@@@@也不过是在30 年前，建筑行业才有了足够的信心去建造高于12 层的钢筋混凝土办公楼群。@@@@由于安装了一种特殊的减震器来削弱地震中建筑物的突然侧移，东京市中心那座高达36层的霞关大楼（号称“ 日本第一摩天大楼”）在 1968年刚刚落成时就被认为是展现现代工程技术的杰作。@@@@@@@@然而在公元826 年，主建筑师Kobodaishi，在只用栓和楔保持木质结构直立的情况下，毅然决定把宏伟的东寺宝塔建到55 米高，这一高度相当于11 个世纪之后建成的霞关大楼高度的一半。@@@@显然，当时日本的木匠知道一些窍门，允许建筑物可以做适度摇摆却能将自身固定在地面，从而不用对抗大自然的力量。@@@@但是，那究竟是一些什么样的窍门呢？@@@@@@@@日本多层宝塔于公元6 世纪从中国引进。@@@@跟中国一样，这些塔最初是随着佛教而传入的，并且都用作重要的寺庙。@@@@中国人用砖块或石头建成这些宝塔，并在内部设有楼梯，这些塔在后来的几百年中主要用做瞭望塔。@@@@然而当塔传入日本时，它们变得更加本土化——塔不再建得那么高，大部分为五层而非九层。塔身主要为木质，并且没有楼梯，这主要是因为日本宝塔其实没有什么实际用处，它们更像是一种艺术品。@@@@由于日本在夏季时常受到台风的侵袭，建筑师们学会了将屋檐的长度延伸到塔壁以外。@@@@这样就防止了雨水溅到塔壁上。@@@@日本的这种悬垂式屋檐不同于中国和朝鲜的任何宝塔。@@@@@@@@日本寺庙的顶部通常突出整个建筑宽度的50% 或者更多。@@@@基于同样的原因，为了进一步增加顶部的重量，日本宝塔的建筑师在覆盖这些屋檐时，不会选用中国塔常用的瓷制瓦片，而是使用更加有分量的陶制瓦片。@@@@@@@@但是这些并不能完全解释日本宝塔的牢固性。@@@@难道答案是这样的：日本宝塔就像一棵高大的松树，中间有根被称做Shinbashira 的像粗壮树干的立柱，一旦台风或地震来了就能随之伸缩、摇摆？@@@@几个世纪以来，许多人都这么认为。@@@@但是答案并不是如此简单，因为令人吃惊的是中心支柱本身并不负重。@@@@实际上，在一些宝塔的设计中，中心柱甚至是不接触地面的，而是从塔的顶部垂下，轻松地悬在塔的中部。@@@@塔本身的重量则完全由外面的12 根柱子和里面的4 根柱子所支撑。@@@@@@@@那么Shinbashira 这个中间的立柱到底是起什么作用的呢？@@@@想要弄清它的作用，最好的办法是去看看京都理工学院的结构工程师Shuzo Ishida 制作的视频短片。@@@@由于Ishida先生对宝塔的钻研精神，他被学生们亲切地称为“宝塔教授”。目前他已经制作了一系列的模型，并且在他的实验室振动台上做了各种测试。@@@@简而言之，Shinbashira 就像一个巨大的被固定住的钟摆。@@@@古代的工匠在明显没有高超数学知识的情况下，似乎就已经掌握了那些在一千年以后才用于建造日本第一摩天大楼的原理。@@@@那些早期的工匠历经反复的尝试和失误，最终发现，在压力之下，没有被固定死的楼层之间能够独立进行来回的滑动。@@@@从侧面看起来，塔呈蛇形舞动——当一个楼层移动时，与之相邻的上下楼层都会向相反的方向移动。@@@@从塔中间的孔中贯穿整个宝塔的Shinbashira 事实上只是限制了每个楼层彼此间都不能移动太远，因此当移动的距离超过一定限度后，它们会撞回到Shinbashira，从而将能量沿着柱子转移出去。@@@@@@@@日本塔的另一个奇怪特点是，由于这种塔从下到上，慢慢变细，即每个相连楼层的设计平面都要比它下面的楼层小，因此没有一个承重的立柱与上面相应的柱子相连。@@@@换句话说，一个五层的塔中甚至没有一根贯穿塔身且能承担从顶部到底部重量的立柱。@@@@更加令人吃惊的是，不像其他地方的塔，日本塔的每个楼层之间实际上并不相连。@@@@它们仅仅是像一堆帽子似的一个摞在另一个的上面。@@@@有趣的是，这种设计在当今的日本建筑规定中是不被允许的。@@@@@@@@另外那些超长的屋檐又是怎么回事呢？@@@@我们可以把它们看成走钢丝表演者所使用的平衡杆。@@@@杆的两端越大越多，钢丝表演者就更容易保持平衡。@@@@宝塔也是一样的道理。@@@@Ishida 教授说：“延伸出来的屋檐就像平衡杆，即使是面对地震中最剧烈的摇晃，塔也只会有轻微的摇摆而不会有剧烈的摇晃。”@@@@这里要重申的是，日本一千年前的建筑大师已预见到了现代结构工程学的概念。@@@@