拼圖筆記 之二

公共電視台節目NOVA正在介紹位在巴黎的歌德教堂Amiens結構問題。隨著節目進行，「拱頂，肋筋，飛扶壁」這三個詞突然就從腦裡冒了出來，就像「義德法美日奧義英」一樣，幾乎是無意識的就念了出來。

「拱頂，肋筋，飛扶壁」是歌德式建築的三大建築元素，拱頂指的是尖拱，不同於羅馬式的圓拱，尖拱是由兩個不連續的弧相交而成，力學上並不完整，不是圓拱那樣穩定的結構，因此又有了飛扶壁的發明。飛扶壁於尖拱的底部從側面向拱心提供壓力，使拱的兩道弧線能頂在一起，達到結構的穩定。

Amiens大教堂的問題在於，最原始的飛扶壁設計錯誤，並沒有從拱底施壓，而是落在拱的中間高度，因此華麗的飛扶壁對結構完全沒有補強的作用。教堂還蓋到一半應該就發現了這個錯誤，所以在原飛扶壁的下方還有第二層的飛扶壁頂在正確的位置，拯救了隨時會開裂散開的尖拱。第二個結構的錯誤是教堂的側廊是第二層比主廳矮的尖拱，但從外部可以加飛扶壁支撐一半的拱，從內部卻不可能在大廳內蓋滿結構支撐，於是側廊的尖拱只有一邊受壓力，主廳那一面只能靠石材的磨擦力提供往拱頂的力，雖然教堂建造時有以鐵件做補強，先天上結構的缺失還是難以挽回，因此八百年後的現在，牆壁出現裂痕，柱子也開始變形。

肋筋是拱頂交會的弧線，作用像是弧形的樑，把屋頂的重量由肋筋帶到垂直的柱，因此外牆並不受力，開啟了牆面大面開窗的可能性，建築整個輕盈了起來，歌德式教堂裡的彩繪玻璃也因此而生。在牆還是承重牆的年代，越大的建築就得有越厚重的牆支撐，羅馬萬神殿的牆面就是承重牆，即使屋頂天花以藻井挖空的方式減重，外牆基部還是有六公尺厚。

中世紀的力學知識有限，羅馬的水泥也早就失傳，在教堂互相競高的過程中，其實就是試誤的過程，其中歪斜的，倒塌的所在多有，不然就是像Amiens這樣一邊蓋一邊修修補補勉強蓋好，幾世紀以後，先天結構的缺陷仍難以被補強的建築材料吸收，問題逐漸浮現。（競高真是人類的奇怪心理，千年來都沒有改變的。）

羅馬是文藝復興重鎮，相對歌德式建築不多，在米蘭則可以看到比較多仿羅馬和歌德式建築，米蘭大教堂就是典型的歌德教堂，耗時將近六百年完工。這次去也可以前後左右看看米蘭教堂有沒有那些結構上的失誤。