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中国古代建筑结构:榫卯与玩具中的数理

时间:2023-08-16 06:05:53

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中国古代建筑结构:榫卯与玩具中的数理

中国建筑学家梁思成先生曾经在他的着作《中国建筑史》中,开篇说过一句话:“读跋千篇,不如得原画一瞥,义固至显。秉斯旨以研究建筑,始庶几得其门径。”

据说西方没有发展起来木制结构的建筑,是西方的石质结构的建筑构造更成熟。就像最早如果没有与马配套的缰绳系法,马匹不能形成有效运力的时代。古罗马在本国就有粮食产品的情况下,还只能通过船运从埃及进口粮食。大部分人想到榫卯都会望文生义的想到这是中国建筑结构中的木制结构,也理所当然的想的是皇宫、寺庙等和房屋有关的内容。

(备注:图片应用自星球研究所)

殊不知在古代或许木匠同时也兼职石匠的时代,同时会让很多石桥也镶嵌着榫卯的结构。

1953年故宫首次开放清明上河图时,上海有位桥梁学家从图中看到这幅名画中的虹桥的结构时,惊为天人。在遍寻不得后,于70年代在闽浙一带发现了从中原传到南方的木拱廊桥的惊喜。

历史让西方发明了毕达哥拉斯定理,也让中国人发明了勾股定理。同样的事情也再次发生。意大利着名的画家达芬奇也构建过这样的木质结构的桥梁。下面是他的一封求职信。

大家可以看看像达芬奇这样被很多人认为是现代人穿越到古代的人依然需要求职,那么作为普通人的我们又有什么理由不努力呢?任何时代都少不了今不如古的言论,当然,我们在这里要反驳一下,据说鲁班给儿子制作了鲁班锁的玩具,让儿子组装,儿子组装了一天才完成。从故事的角度来看,鲁班锁应该很难,但也不是不能完成。很多人在脑海里,会受自己惯性思维的影响,比如玩儿过九连环的人会把鲁班锁误以为是一个一次性玩具,玩儿会了就没得可玩了。实际上,这里有个真实的故事要讲给大家听,关于鲁班锁其实也是说来话长,关于鲁班锁图文记载的最早的图片来源于法国。而关于鲁班锁的研究则是一个叫Bill Cutler的美国人,他也不是靠自己完成的,整个过程在80年代花费了众多电脑的算力,是通过很多爱好者的众包合作完成的。所以说众包是很早就开始的项目。有电脑以来,就多了更多可能性。说回这个利用计算机破解六柱鲁班锁的项目合计花费了当时386电脑的多年时间,具体多久大家可以参考四色证明的2000多个小时,是解决这个问题的40多倍。而得到什么了呢?得到了实心六柱鲁班锁的可能性大约800多种,实际可用柱型300多种,可以拼成的实心六柱鲁班锁具体数值是:119979种。而空心结构的实际情况则有59.5亿种之多。

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过往活动照片:

榫卯与玩具专题诞生的过程:

鲁班锁作为益智玩具中经典的一种,一直陷入很多人购买后拆散无法组装继而认为智商不够不再碰的一个死循环局面。甚至还让更多人直面这类游戏时,下意识的选择放弃。我们从07年接触这种玩具,逐渐发现鲁班锁背后的奥秘,然后在各个年龄不断尝试,在时,还是各种学习困难横亘在孩子们面前。虽然此时实心六柱鲁班锁不再是困扰我们思路的难题,但是如何让更小的孩子能方便操作,我们还有很多需要磨合的地方。事情的转折从开始,北京开始有了初中开放性课程,我们的中国建筑结构榫卯课程以鲁班锁为互动体验道具。我们开始改良现有的鲁班锁。最终磨合至今在中学上过两年的专题鲁班锁设计课程。并在凯叔讲故事平台有了空间思维课程来给4岁以上的小朋友介绍鲁班锁。

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