悬空寺的秘密

前几日的央视十台《百科探秘》栏目介绍悬空寺。该寺位于山西境内太行山区的悬崖之上，凌空飞架，现距地面数十米，完全为木结构。先打横向木桩于绝壁之中，然后在木桩上铺以木板构屋而成，最令人啧啧称奇的是横木桩打进凿于绝壁岩石的孔洞中，极其稳固，丝毫没有松动现象。开始以为木有收缩性质，石洞则不能扩张，木挤入洞中，自然不会松动。但是孔洞与木桩均为圆形，木质年久腐朽，洞内木质与石洞的挤胀力不复存在，木桩难免松动，则全寺势将不稳。但事实却是悬空寺历经数百年，木桩虽有些许腐朽，但全寺依然稳如磐石。说明全寺数十根横木桩无一松动者。后有人查文献得知，该寺重修于清乾隆年间，当时无人敢接手如此难活，主要原因就是无法把木桩坚固地固定在石壁孔洞中。有一张姓木匠声称有术固定木桩，便承包下悬空寺修缮工程。张木匠所有技法就是在木桩的入洞一端先打入半尺见方的木楔，然后木桩入洞于另一端夯砸，当木楔触及洞底后，在夯砸力作用下，反向扎入木桩而胀裂木桩。木桩胀裂则与洞底附近的洞壁挤为一体，直至木桩无法继续伸入洞时，表明在洞底附近，木桩与洞壁紧挤为一体，从而保证木桩不会松动。一般木桩与洞在洞口处挤紧，洞口处木质腐朽就会导致木桩松动，加楔膨胀于洞内的桩端则将挤压的位置转移到洞内，从而避免了木桩腐朽造成的松动现象。

以前很少接触建筑技术，零五年购得新房，装修时遇到难题，有些家具，如抽油烟机、热水器、水管之类，要固定在墙壁上。墙壁均为水泥混凝土构成，无法像土墙、木柱那般在上面打钉作为支撑点。见装修工人用电钻在水泥墙上打孔仍然迷惑不解。孔洞由于混凝土没有伸缩性，一般用来支撑的螺钉为铁制，或者细于孔洞口径，发挥不了固定支撑作用；或者粗于洞口径，无法植入洞中。询问工人得知有膨胀螺钉，可解决问题。寻得一膨胀螺钉，观察，原来螺钉套于铁皮管中，管有缝隙，螺钉一端为螺丝，另一端呈锥形膨大，顶端最大。稍试得知，在螺帽转动下，拉动螺丝一端，膨大端则收向铁管而撑胀铁管，便铁管开裂，造成一个较大的膨胀头，如果孔洞口径适当，膨胀头将大于洞孔口径，从而与洞壁撑挤为一体，使得螺钉无法从洞孔中被拉出。明白了这一原理之后，当时感到现代人真是构思巧妙，竟能想到如此妙计。

在观看悬空寺的电视片时，听到固定木桩之法，立即想到膨胀螺丝，认为两者原理相同，都是使被固定构件在洞内发生膨胀而撑挤洞壁发挥固定作用的。当时猜测现代膨胀螺钉可能就是在木桩的启发下发明而成。后思之，其实不可能。古人之法秘而不宣，膨胀螺钉的发明人不可能见过。其实是相同原理的再利用，相同构件的再发明而已。

又联想到我国古代有在石质山区修筑栈道的作法。栈道由固定于绝壁石岩中的横木桩上架铺木板而成，其遗迹所见石壁上的孔洞均为方形，说明木桩亦为方形。方孔方桩，不易松动脱落。或许木桩入洞一端也被古人设计为加楔膨胀构造，亦未可知。未见有关介绍，猜以备之。

其实悬空寺木桩与膨胀螺钉所用原理也可进一步简化为反端膨胀法则。其用途更广泛。镐头即反端膨胀法则的实例之一。镐头挥而用之，惯性大，如果正端膨胀不易固定于柄上，因而反端加楔胀之。只是熟视无睹。

2009年12月29日