规模宏大的宫殿建筑群和明代长城－中国科技史话

　　這组建筑群是明永乐四至十九（１４０６—１４２１）年兴建的, 占地面积７２ 万平米．内有房屋近１ 万间, 外有高达１０ 米的长方形紫禁城围绕．紫禁城的外边是一条宽５２ 米的护城河．紫禁城位於北京城正中, 它的中轴线与北京城的中轴线相合．

　　我国木构建筑的设计早已有了一定的规范、发展到明清时候就更加规格化、程式化了．殿式建筑以＂斗口＂为基本模数, 只要定了一种斗口的等级, 整个建筑的各部分用料尺度就可以确定了．斗栱功能的减弱以及木构件砍割手法的简化等, 也是這一时期木结构的明显变化．

　　拼合梁柱结件技术是明清木结构技术的一项重要成果．由於掌握了木材易於拼合的性能, 使小块木料经过并合、斗接、包镶之后仍能发挥大料的作用, 达到节省用料的要求．

　　自秦始皇把战国时期秦、赵、燕各诸侯国修筑的长城连接起來, 成为一条长达万里的城防之后, 只有明代在原來的的基础上重新修筑长城的规模能与之相比, 而且在工程技术上有了很大改进．

　　明朝统治者非常重视北部城防．从明初开始, 用了１００ 多年的时间才完成西起嘉峪关, 东至山海关的全长１２, ７００ 多里的修筑工程．现我們看到的万里长城就是明代新修扩建的．当时曾经分段设立了９ 个重镇（辽东镇、蓟镇、宣府镇、大同镇、山西镇、延绥镇、宁夏镇、固原镇、甘肃镇）进行防守．

　　明代修筑的长城, 大都非常牢固, 特别是东半部（山西以东至山海关称东半部, 山西以西称西半部）都是用砖砌（局部地段用石条）, 石灰浆勾缝．城墙的砌法, 在坡度较小时, 砖石随地势平行砌筑；坡度较大时, 采用水平跌落砌筑, 砖墙砌得十分平整坚固, 使砖构建筑技术进入一个新的发展阶段．

　　长城选线的水平也很高．在山西以东, 城墙大部蜿蜒在崇山峻岭之间, 有的利用山脊修筑, 形势极为雄伟险要．东半部城墙外面用砖砌, 里面是夯土．一般墙高约８ 米, 下部墙基宽约６ 米, 墙顶宽５ 米左右．墙顶外部设垛口, 约高２ 米, 内部砌女墙, 高约１ 米．墙身每隔７０ 米左右修碉楼一座, 墙身内部每隔约２００ 米有石阶梯, 可登城巡视．山西以西的长城, 虽然是夯土版筑的, 但也很坚实, 墙高约５ 米多, 墙身下部宽４ 米左右, 上部宽约２ 米．作为传报军情用的烽火台, 设在长城内侧或内侧的山顶上, 大部用砖石砌成, 平面呈方形, 每面约８ 米, 高１２ 米左右．