巴黎圣母院突发火灾！这座承载800年人类文明的建筑奇迹有哪些力学结构和工程实践？
当地时间15日，北京时间今天凌晨，有800多年历史的法国巴黎圣母院突发大火。目前消防队员已经在现场扑火，但是由于火势太猛，塔尖已倒塌，主体结构被“拯救”。法国总统马克龙在电视讲话中宣布，将重建巴黎圣母院。
为什么在那个限制科学、被上帝之光笼罩着的时代，会产生如此杰出的建筑结构呢？是什么支撑着它800多年屹立不倒？
巴黎圣母院
它不仅见证了巴黎13世纪以来的历史变迁，
还包容了法国
乃至欧洲八百多年的的宗教、文化艺术。
巴黎圣母院始建于中世纪末期，
是典型的“哥特式”建筑。
提到“哥特式”，
我们脑海中可能会浮现出
十字架、鲜血、蝙蝠等等
笼统地说，
其实这是意大利的人文主义者们
对中世纪艺术特点的总称。
充满宗教色彩的“中世纪”绘画
中世纪是自罗马帝国灭亡
到文艺复兴之间的一个时期，
相当漫长，
封建割据带来频繁的战争，
天主教对人民思想的禁锢，
造成科技和生产力发展停滞，
人民的信仰与现实生活逐渐产生矛盾，
传统认为
这是欧洲文明史上发展比较缓慢的时期。
意大利人为了重振古罗马文化，后期，
开始了文艺复兴运动，
并将中世纪这1000年
说成是人类最愚昧、贫穷、黑暗的时期，
为了与“愚昧”的中世纪区分开来，
他们给这一时期的文化艺术赋予了一个名称——哥特。
“哥特”原指“哥特人”，属西欧日耳曼部族，由于意大利人对于哥特族摧毁罗马帝国的这段历史情仇始终难以释怀，因此为了与这段时期有所区分，他们便将中世纪时期的艺术风格称呼为“gothic”，即“哥特”，意为“野蛮”。
▲哥特式教堂
▲还有哥特式“非主流”
尽管“哥特”这个词有些负面含义，
但事实上，
中世纪后期哥特的寓意并非如此，
特别是建筑上的体现，
尖顶和极高的建筑空间
表现的是一种不断上升的状态，
高得似乎可以接近上帝，
就如同历经中世纪漫长思想禁锢后
人们开始对世界重拾思考的迹象，
——“虽然真理永不可得，
但仍旧要追求不息”的精神。
哥特精神
1、肋拱
原型来自于罗马时期的“十字拱”，它能将竖向荷载转移到四角的支撑上。作为十字拱的“优化”，哥特建筑肋拱下方的“肋”作为永久性构件可以使施工不再需要模板，从而显著节约了施工时间。
▲肋拱
▲巴黎圣母院内肋拱结构
2、飞扶壁
来自与早已存在的圆拱和独立于墙的扶壁的结合，这种哥特建筑中常见的结构体能起到分担墙体侧推力的作用。它以更主动明确的结构角色取代了被动受力的梁柱体系，平衡关系更加奇妙，且更加轻便经济。飞扶壁的出现使得建筑能够达到前所未有的高度——这在此以前只能依靠巨型的支柱来实现。
▲亚眠大教堂飞扶壁的变化
▲哥特式教堂的“飞扶壁”结构
3、快速、经济和宏大
哥特建筑创造性地回应了社会对建筑物提出的快速、经济和宏大之需求，并在百年间建立、完善了其主要的建筑原则，它摆脱了墙壁的束缚，获得了前所未有的高度，这一艺术成在当时达到了高峰，并影响了各行各业，建筑师也从砌石匠和雕琢工的行当中独立了出来。
12世纪以来，
哥特式教堂风格风靡了整个巴黎地区，
建筑“向上”的动态更加明显，
内部的空间也更加恢宏，
使人不由自主地心生敬畏。
巴黎圣母院
则是处在早期与成熟期交汇点的哥特式建筑，
所体现的
不仅是宗教对灵魂的巨大震慑，
更展现出近乎完美的力学技术和工程实践。
▲巴黎圣母院西立面
然而，
为什么在那个限制科学、
被上帝之光笼罩着的时代
会产生如此杰出的建筑结构呢？
其实都是工匠们“试出来”的结果。
——“工匠们并不知道
自己建出来的房子为什么能够在那里，
如果它站立不倒，
那么就算成功的建立起来了。”
试验得出的经验被工匠们传承下来，
他们总结出了一套“比例体系”，
甚至能够通过平面推算出整个建筑的立面，
包括教堂内的拱顶、窗棂、装饰，
都是通过比例算出来的，
这其中有就我们最熟知的“黄金比例”。
▲巴黎圣母院部分结构图
▲教堂穹顶的曲线可以通过穹顶和肋的平面推导出来
其实今天，
我们所能看到的巴黎圣母院
与其他哥特式建筑一样，
在数百年宗教、政治、经济的变革中
已经发生了变化。
巴黎圣母院
在理性与宗教信仰的矛盾冲突中
经历了各种磨难，
满目疮痍。
直到雨果的同名小说
《巴黎圣母院》出版，
人们才开始重新看到这座满目疮痍的教堂，
并开始对它进行修复，
历经八百多年的沧桑，
它所承载的意义远远超出了宗教与建筑，
更是西欧文明进程的一个缩影，
其深刻的人文内涵是无法复制与模仿的
▲巴黎圣母院内部
▲圣母院顶层的怪兽
▲巴黎圣母院的内部
▲令人敬畏的巨大空间
▲顶部的拱肋结构
▲北立面平面图
▲俯视为“十字架”的形状
编辑：朱颖婕
责任编辑：许琦敏
来源：综合自澎湃新闻、“一只斑鸠”、北京科技报等