中国古代科学家传记-第83节

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有李诫这样经验丰富的官员才能胜任。从史籍中还可看到，当时修建国家
级重要工程，都有皇帝必召李诫的材料，例如“崇宁四年（1105）七月二十
七日，宰相蔡京等进呈库部员外郎姚舜仁，请即国丙已之地建明堂，绘图
以献上，上曰先帝常欲为之，有图，见在禁中，然考究未甚详，仍令将作
监李诫同舜仁上殿。八月十六日李诫同舜仁上殿”。由此可见李诫在国家
建设中的地位之重要。

除从事建筑事业外，李诫还有着广泛的爱好，他博学而多才多艺，书


画兼长。家中“藏书数万卷，其手钞者数千卷”且“篆、籀、草、隶皆能
入品”，曾用小篆书写“重修朱雀门记”，被刻石嵌于朱雀门下。皇帝得
知他的画“得古人笔法”，便派人送去谕旨求画，李诫以五马图进献皇帝。
他还写过许多著作。有《续山海经》10　卷，《续同姓名录》2　卷，《古篆
说文》10　卷，《琵琶录》3　卷，《马经》3　卷，《六博经》3　卷。但遗憾的
是这些著作均已失散，使今人难以鉴赏李诫之文采。幸好仅存《营造法式》
这一重要典籍，它虽无法代表李诫一生所取得之全部成就，人们却可从中
窥见一斑。

《营造法式》是李诫奉朝廷之命编修的一部带有建筑法规性质的专
书。它产生于王安石变法的历史背景之下，目的乃是为了加强对官办建筑
行业的管理，并对国家重要建设项目从礼制等第到财力上加以控制。北宋
王朝在开国几十年以后已处于积贫极弱、民穷财困的局面，又由于朝廷理
财无道，财政亏空严重。因此王安石提出“变风俗、立法度”。从当时在
建设方面的状况看，王安石变法的确势在必行，北宋开国以后，大兴土木
之风甚盛，而又管理不善，官吏在建设过程中肆意挥霍浪费。例如据《汴
京遗迹志》卷八记载，大中祥符七年（1014）建成的玉清召应宫“二千六百
二十楹，制度宏丽，屋宇少不重程式，虽金碧已具，必令毁而更造，有司
莫敢较其费”。其“土木之工极天下之巧，绘画无不用黄金”。贪官污吏
虚报冒领更是屡见不鲜，至使仁宗天圣年间，曾有几百项工程，累年不能
结绝，到了无法收拾的地步。针对这样的情况，在变法过程中便提出“凡
一岁用度及郊祀大事皆编著定式”。于是在熙宁五年（1072）朝廷令将作监
编修一部《营造法式》，以加强管理。将作监用了20　年的时间，于元■六
年（1091）完成，此即所谓“元■法式”。但由于这部法式仍然“工料太宽、
官防无术”，不能达到变风俗、立法度的目的。到了哲宗这位积极主张变
法的皇帝当政以后，便废掉“元■法式”，并于绍圣四年（1097）又发出谕
旨，命李诫重别编修。

李诫于元符三年（1100）完成《营造法式》，崇宁二年（1103）经过皇帝
批准，以小字刻板刊印，按照通用的敕令，公诸于世。《营造法式》的问
世，不仅是李诫个人经验之总结，而且是全面、准确地反映了中国在11
世纪末至12　世纪初整个建筑行业的科学技术水平和管理经验。它不仅向人
们展示了北宋建筑的技术、科学、艺术风格，还反映出当时的社会生产关
系，建筑业劳动组合，生产力水平等多方面的状况。全书包括以下四类内
容：

（1）将北宋以前的经史群书中有关建筑工程技术方面的史料加以整
理、汇编成“总释”两卷。
（2）按照建筑行业中的不同工种分门别类，将其世代流传经久可供实用
的经验，编制成技术规范和操作规程，即书中所谓的“各作制度”共13
卷。其中包括：1）大木作制度：有关建筑物结构科学技术、构造作法的制
度。2）小木作制度：有关建筑物的门、窗、栏杆、龛、橱等精细木工的型
制及构造作法的制度。3）石作制度：有关建筑中石构件的使用及加工制度、
石雕的题材及技法。4）壕寨制度：有关房屋地基处理及筑城、筑墙、测量、
放线等方面的制度。5）彩画作制度：有关建筑上绘制彩画的格式、使用的
颜料及操作方法的制度。6）雕作制度：有关木雕的题材、技法等方面的制
度。7）旋作制度：有关建筑上使用的旋工制品的规格及加工技术的制度。

8）锯作制度：有关木材材料切割的规矩及节约木料的制度。9）竹作制度：
有关建筑中使用竹编制品的规格及加工技术的制度。10）瓦作制度：有关瓦
的规格及使用制度。11）砖作制度：有关砖的规格及使用制度。12）泥作制
度：有关垒墙及抹灰的制度。13）窑作制度：有关烧制砖瓦的技法。

（3）总结编制出各工种的用工及用料定额标准，共15　卷。
（4）结合各作制度绘制图样193　幅，共6　卷。
这部《营造法式》的编制初始目的尽管是为了控制工料，达到官防有
术的目的，但由于李诫的才干和具有丰富的实际经验，使这部书超出一般
定额规范的范围，他不仅对各工种的技术作法进行了整理、总结，而且提
高到一定的理论高度，从而使该书具有很高的科学价值。从这部书的体例
到内容，都反映出李诫的超乎一般将作官吏之智慧。

由于李诫掌握了一套科学的编书方法，使这部书在中国古代类似的技
术性典籍中，独放异彩。李诫的这套方法归纳起来有以下几点：

（1）以“参阅旧章、稽参众智”为编书基础。这里所谓参阅旧章是指古
典文献中有关土木建筑方面的史料，李诫共查得283　条，在法式书中占8％。
而稽参众智是指李诫向各行业的工匠调查，收集每行业中世代相传的口
诀，经验，并将其整理、总结出各行业的技术制度和管理制度，这方面共
计3272　条，在全书中占92％。如此重视群众智慧，在历史上是罕见的。
（2）以建筑的标准化、定型化为编辑各作制度的指导方针。例如对于结
构构件采用一种材分模数制，对于门、窗装修采用一套以门、窗本身大小
“积而为法”的制度，亦就是控制构件的比例。砖、瓦等构件则制定出与
主体结构相适应的系列定型制品。对于像彩画、雕刻等艺术性较强的工种，
则对当时流行的式样、风格作了归纳、整理，并指出其特征和变化规律。
（3）绘制大量图样，用以说明制度。《营造法式》以6　卷的篇幅，绘制
了中国有史以来的第一套建筑工程图，其内容之丰富，涉及面之广令人为
之惊叹。图样的内容包括有以下几类：1）建筑的平、立、剖面图，即书中
所谓的地盘图、正样图、侧样图。2）构架节点大样图，如一组组斗■图。
3）构件单体图，如梁、柱乃至一只■、一个斗的图样。4）门、窗、栏杆大
样图。5）佛龛、藏经橱图。6）彩画及雕刻纹样图。7）测量仪器图。
图样的绘制方法有正投影，也有近似的轴侧图，这些图样是建筑史上
一份极其宝贵的资料，它使许多失传的技术、不见经传的作法被记录下来，
成为人们认识宋代建筑，读懂《营造法式》不可缺少的钥匙。

纵观全书，《营造法式》不仅仅是北宋末年的建筑规范，而且是一部
闪烁着科学光辉的建筑法典，其中各工种的制度部分，蕴藏着丰富的科学
知识和道理，涉及到材料力学、化学、工程结构学、建筑学、测量学等领
域。这表明了李诫在建筑科学领域中所具有的高深造诣，其中如在木结构
方面的“用材制度”就是一例。李诫在编制《营造法式》时写给上级的公
文——■子中曾谈到：“元■法式只是料状，别无变造用材制度，及有营
造位置尽皆不同，徒为空文，难以行用”。因此，制订用材制度成为李诫
新编法式能否突破旧的元■法式，变成切实可以行用的法式制度之关键。
李诫认为：“构大厦者，先择匠而后简材。”他曾说：“构屋之法，其规
矩制度皆以章■为祖；今世认为，人举止失措者谓之失章失■。”这里所
说的章可理解为文章的章法，盖房子也要有章法，用材制度就是一种建筑
的章法。针对当时由官手工业来承担的皇家建设工程，规模大、数量多，


等第严格，且又是采用手工业装配式的施工方法，要使这样的建筑成为不
失章法的高质量建筑，必须找到一种能统领建筑设计、施工乃至工料管理
的办法。李诫制定了一种模数制，来解决这一难题，这就是《营造法式》
的用材制度。其内容如下：

“凡构屋之制，皆以材为祖，材有八等，度屋之大小，因而用之。”
接着便列出了八个等级的“材”之尺寸及使用范围。
随后又写到：“凡屋宇之高深，名物之短长，曲直举折之势，规矩绳
墨之宜，皆以所用材之分以为制度焉。”
“材”是一个包含了广和厚两个数据的双向模数，它实际取自

等第材截面（　寸）　广■截面（　寸）　广使用范围
（15　份）　厚（6　份）（6　份）　厚（4　份）
第一等9×6　3。6×2。4　殿身九间至十一间用
之。
第二等8。25×5。5　3。3×2。2　殿身五间至七间用之。
第三等7。5×5　3×2　殿身三间至五间厅堂七
间用之。
第四等7。2×4。8　2。88×1。92　殿身三间厅堂五间用
之。
第五等6。6×4。4　2。64×1。76　殿小三间厅堂大三间用
之。
第六等6×4　2。4×1。6　亭榭或小厅堂皆用之。
第七等5。25×3。5　2。1×1。4　小殿及亭榭等用之。
第八等4。5×3　1。8×1。2　殿内藻井或小亭榭用
之。

每一建筑物中使用最多的构件——枋子或■的断面。这种构件的断面又是
建筑中最小的断面。所谓一等材广九寸厚六寸就意味着以一等材建造的房
屋，其所使用的■和枋的断面皆为高九寸宽六寸的标准化尺寸。而梁、额
等大型受力构件之断面为材的数倍，如三材之梁，即意味着梁的断面高度
为九寸的三倍，即二尺七寸；宽度为六寸的三倍，即一尺八寸。为了使用
灵活，又有一种补充模数称为“分”，一“分”为材高的十五分之一，材
宽的十分之一。此外还有一种高六“分”宽四“分”的模数，称为“■”。
一材加一■称为一足材，亦即总高为二十一“分”的构件称为足材构件。
使用这种模数制有何实际意义呢？首先应看到的是将建筑构件的断面，都
统一成3∶2　的比例，这个比例数字具有重要的力学价值。这可从材料力学
发展史中找到依据。英国科学家T．杨（Young）曾证实，矩形断面的梁有

着以下的特性，当高宽比为3∶　时，刚性最大，高宽比为

1　

2∶　时强度
1　

最大，高宽比为1∶1　时最富于弹性。而李诫的模数制使梁具有高宽比为3∶
2　的断面，它的强度虽比最佳值稍低，但刚度有所增加，又是整数值，可
以认为是既有科学性，又有实用性的合理比例。且同时又属出材率高的比
例。而T。杨的结论比李诫迟了600　年。李诫的这一成就表明中国人在12
世纪初对材料受力性能的认识是处于领先地位的。比李诫晚三个多世纪的
意大利科学家伽利略（Galileo）只建立了断面高宽比对杆件强度影响的定
性概念，而没有定量。伽利略曾提出：“任一条木尺或粗杆，如果它的宽
度较厚度为大，则依宽边竖立时，抵抗断裂的能力比平放为大，其比例恰


为厚度与宽度之比。这样的结论与李诫所言之凿凿的高宽比为3∶2　相比，
当然要逊一筹。按照《营造法式》中所规定的构件用材尺寸，经过验算证
明，梁、檩、椽等构件的大小都具有比较接近的安全度，而且是采取了等
应力的设计原则。这样的结果更进一步地说明了李诫在建筑结构力学方面
取得了相当高的成就。

材分模数制的另一重要作用是使建筑物的节点标准化，首先要看到当
时的建筑物，多使用一组斗■作为梁、柱、额等承重结构构件之间的节点，
同时利用斗■承托大挑檐，这是保护房屋的柱子、墙壁少受日晒雨淋所必
须的。斗■本身由许多纵横相交的枋木叠架而成，其中垫以小木块，以枋
木作成的■，与小木块作成的斗之间的模数关系即是材■相间的关系。其
他节点也多遵循材■相间的构造关系，法式制度的条文中对于某些节点的
描述，直接用几材几■来称呼，工匠见之一目了然。可以说，材分模数制
蕴含着工匠对节点构造处理的概念。

材分模数制还有一个重要的特征，就是变造的制度，这一点李诫正是
针对先于他的元■法式之缺点而建立的。所谓变造，就是解决不同大小的
建筑之尺度问题，因为中国建筑都是以群组方式来建造的，而在一个建筑
群中，又要体现出封建礼制秩序，主从分明，处于从属地位的建筑等第必
须低于主要建筑，因此要求材分模数制必须能适应