追尋永樂大鐘

每當(dāng)辭舊迎新和特殊慶典時(shí)刻，歡樂的中國(guó)人總忘不了隆重敲響那口最珍愛的永樂大鐘。激越、磅礴、沉雄、嘹亮，帶著恍若天外的神秘感和歷史深處的滄桑感，一聲聲覆蓋百里京華。這時(shí)候，四面八方的吉祥喜慶之聲便有了莊嚴(yán)的領(lǐng)奏。

多么令人生敬又令人生畏的一口大鐘。它誕生在歲月的另一端。五百八十多年前，以派遣鄭和下西洋和編纂《永樂大典》而昭彰史冊(cè)的明成祖朱棣，為炫耀自己的文治武功，并為遷都北京肇基定鼎，下令鑄造了這口無(wú)與倫比的大鐘。它既是朝鐘，又是佛鐘。遙想當(dāng)年這座龐然大物轟然響起的時(shí)候，曾經(jīng)以何等懾人心魄的威嚴(yán)，詔告著皇權(quán)顯赫與皇恩浩蕩，也宣示著神權(quán)至上和佛法無(wú)邊。悠悠五個(gè)世紀(jì)過去了。今天，我們肅然仰望這個(gè)形貌蒼古的明代孑遺，仍然仿佛看到一個(gè)巨大而蒼莽的驚嘆號(hào)，沉沉垂掛在天地之間!

對(duì)永樂大鐘的關(guān)注和考察似乎一直是歷史學(xué)家和詩(shī)人的事，后來(lái)才有不少科技工作者開始染指其間。誠(chéng)然，永樂大鐘是明代人文景象的直接映射和重要索引，但卻更是十四世紀(jì)中國(guó)科學(xué)技術(shù)登峰造極的經(jīng)典之作，是五百八十年前冶金、鑄造、力學(xué)、聲學(xué)等各項(xiàng)技術(shù)整體水平的真實(shí)物證。通過這口大鐘展示的“謎面”，我們可以猜出五個(gè)世紀(jì)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r的許多“謎底”。

通高6．75米；口外徑3．3米；重46．5噸；上下各處厚度變化有致；洋洋23萬(wàn)字經(jīng)文鑄滿了鐘體內(nèi)外。如此巨大的尺寸和重量，如此精美的質(zhì)地和工藝，即使五百年后的當(dāng)代鑄造技術(shù)，面對(duì)美輪美奐的永樂大鐘也不能不深深鞠躬。

經(jīng)過反復(fù)研究和考證，科學(xué)工作者已經(jīng)能清晰描述當(dāng)年鑄造大鐘的方法和過程。這是初創(chuàng)于兩千多年前商周時(shí)代的陶范法，到了明代能工巧匠手中早已成為駕輕就熟、爐火純青的工藝。他們營(yíng)造了一個(gè)壯觀而宏大的場(chǎng)面：在地上挖出十米見方的深坑巨穴，先按設(shè)計(jì)好的大鐘模型，分七節(jié)制出供鑄造使用的外范，低溫陰干，焙燒成陶。再根據(jù)鐘體不同斷面的半徑和厚度設(shè)計(jì)車刮板模，做出大鐘的內(nèi)范。當(dāng)七個(gè)陶制外圈依次對(duì)接如七級(jí)浮屠之狀時(shí)，渾然一體的大鐘外范便拼裝成功了。

這是天衣無(wú)縫的操作，纖毫之隙，分厘之差便會(huì)引起“跑火”，招致全盤失敗。為了承受澆鑄的壓力并確保足夠的強(qiáng)度，外范四周無(wú)疑是用泥土填滿并層層夯實(shí)的。鐘鈕旁邊四處不易覺察的疤痕，泄露了四個(gè)澆鑄口的準(zhǔn)確位置。我們看到了最典型的雨淋式澆鑄法：幾十座熔爐沿四條槽道排開，爐內(nèi)大火流金、銅汁鼎沸；地坑里內(nèi)外模范同時(shí)高溫預(yù)熱。當(dāng)蓄滿爐膛的萬(wàn)斛金湯相率奔瀉而出后，這口萬(wàn)鈞大鐘便一氣呵成了?；赝饲榇司?，五百年前的手工作坊式生產(chǎn)，分明已經(jīng)透出了近代大工業(yè)的規(guī)模和氣概。

冷卻又是一道致命的工序?？觾?nèi)是一團(tuán)沒有熄滅的地火和流焰，必須控制冷卻速度防止鐘體炸裂。世界著名的俄羅斯大鐘就因冷卻過程中的閃失出現(xiàn)裂紋，結(jié)果淪為一口啞鐘。而孕育永樂大鐘的地坑此時(shí)是一個(gè)天然的自動(dòng)冷卻系統(tǒng)?？梢韵胂癞?dāng)年勞苦的工匠們付出了多少精心呵護(hù)，才能確保永樂大鐘在平安降溫中平安降生。

如果把大鐘看做一個(gè)瓜或者果，那么，這個(gè)稱為蒲牢的東西便是它的蒂或者把了。蒲牢是佛教中的名稱，原意是龍爪。它也的確像龍的爪子，一把將大鐘緊緊抓住。蒲牢作為承重的鐘鈕，中間巧妙地加進(jìn)了鋼芯。它是事先用失蠟法鑄好，放在內(nèi)范外范之間預(yù)留的位置上，一起經(jīng)過高溫預(yù)熱，然后澆進(jìn)鐘體的。它和大鐘的融合看上去無(wú)縫無(wú)隙、渾然天成，勝過任何一種焊接。蒲牢生根般的四個(gè)末端一律膨大成球狀，確保大鐘吊起后永遠(yuǎn)不會(huì)拔出和滑脫。

最為舉世罕見和引人驚嘆的奇跡，莫過于將23萬(wàn)多字的佛教經(jīng)文和咒語(yǔ)上上下下、里里外外鑄滿了大鐘的每一寸表面了。也許是對(duì)奪取皇位中殺伐過多生出了悔意，也許因戰(zhàn)勝所有敵手后反倒厭倦了人間的紛爭(zhēng)而皈依佛門，明成祖晚年潛心撰寫《諸佛世尊如來(lái)菩薩尊者神僧名經(jīng)》凡四十卷，二十萬(wàn)言。其中前二十卷十萬(wàn)字便刊登在永樂丈鐘不朽的版面上。鐘上的鑄字還有許多其他漢文佛經(jīng)和梵文佛咒。有學(xué)者猜測(cè)，明成祖鑄鐘的初始動(dòng)機(jī)便是為了給自己的嘔心瀝血之作尋找一個(gè)永恒的載體，以教化眾生和流傳百世。照這樣看，經(jīng)文和鐘體便相當(dāng)于靈與肉的關(guān)系了。也許這是最詰屈聱牙和枯燥乏味的文章，但23萬(wàn)宇的版面，安排得如此勻稱整齊，從頭至尾絕無(wú)空白，又一字不多一字不少，真要經(jīng)過一番精心的運(yùn)籌和計(jì)算。據(jù)說是大書法家沈度率京中名士先在宣紙上把經(jīng)文寫就，然后用朱砂反印到鐘模上，再由工匠雕刻成凹陷的陰文。剩下的事，便是以火為筆，以銅為墨，將這光潔挺秀、見棱見角的23萬(wàn)金宇一揮而就了。

從大鐘頂部一個(gè)微小的砂眼中取出一個(gè)微小的金屬顆粒；從大鐘底部不顯眼的邊緣刮掉一點(diǎn)金屬粉末。化學(xué)定量分析結(jié)果表明，大鐘上下部位的成分是均勻而一致的：銅80．54％；錫16．41％；鉛1．12％；鋅0．22％……也許為了提高身價(jià)、增添吉祥并加強(qiáng)抗銹蝕能力，大鐘內(nèi)還檢出了0．03％的金和0．04％的銀。青銅的機(jī)械性能曲線顯示，當(dāng)含錫量在15％至17％時(shí)，抗拉強(qiáng)度達(dá)最高值，聲學(xué)性能也達(dá)到最佳狀態(tài)。是誰(shuí)為大鐘的合金開出了這樣高明的化學(xué)處方?幾十只不同的熔爐如何讓共同煎出的這副金屬羹湯保持成分一致?我們不由陷入深深的遐想。

研究一下大鐘的懸掛無(wú)疑是另一個(gè)有趣的課題。永樂大鐘1420年前后從鑄鐘廠竣工，首先運(yùn)到漢經(jīng)廠，萬(wàn)歷年間移至萬(wàn)壽寺，清乾隆年間又搬遷到覺生寺?？梢姽湃嗽跊]有大型機(jī)械的年代，已經(jīng)有足夠的知識(shí)和辦法對(duì)付萬(wàn)有引力了。此處，46．5噸的巨大重量是通過正反兩個(gè)U型銅卡互相銜接交付給木質(zhì)大梁來(lái)承擔(dān)的。每當(dāng)游人仰視這個(gè)感覺上最薄弱的環(huán)節(jié)，常常不免生出陣陣疑惑和擔(dān)心：那根鎖定兩個(gè)銅卡的銷釘何等纖細(xì)小巧，只有6．6公分寬，14．3公分高，怎能擔(dān)負(fù)得了如此萬(wàn)鉤之任呢?

還是科學(xué)家出面回答了這個(gè)問題。他們發(fā)現(xiàn)古代設(shè)計(jì)者為了既提高強(qiáng)度，又保持懸掛部位外觀的色澤一致，在銷釘中也橫穿了一根鋼芯?；蛘哒f，這是一根外面包了青銅的鋼釘。根據(jù)所受剪應(yīng)力計(jì)算，其安全系數(shù)為8．2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了當(dāng)代飛機(jī)上材料強(qiáng)度的安全系數(shù)。有人還進(jìn)一步做出動(dòng)態(tài)計(jì)算，銷釘可承受的鐘體擺動(dòng)速度為每秒15．4米。即使將大鐘倒豎著舉起，再任其自由落下做加速運(yùn)動(dòng)，也不會(huì)將銷釘掙斷。至于堅(jiān)實(shí)的木梁和微微內(nèi)傾的支柱，更是經(jīng)過幾百年多次強(qiáng)烈地震的嚴(yán)酷考驗(yàn)而紋絲不動(dòng)。古人竟創(chuàng)造了這樣簡(jiǎn)單廉價(jià)又萬(wàn)無(wú)一失的支撐系統(tǒng)!

我們欣賞一顆鉆石眾多的棱面時(shí)，自然不會(huì)忘記它主面上熠熠的光芒。永樂大鐘作為一個(gè)發(fā)聲裝置，它最根本的功能和終極的輸出無(wú)疑是鐘聲。歸根結(jié)底，應(yīng)該以鐘聲的品質(zhì)來(lái)鑒別技術(shù)成就的高低。在這方面，五百年間已有無(wú)數(shù)詩(shī)文對(duì)永樂大鐘天下獨(dú)美的音響作過精彩描述。而科學(xué)工作者用的卻是另一種語(yǔ)言?？焖俑盗⑷~變換法，旋轉(zhuǎn)薄殼體有限元分析法，一記鐘聲如同一束白光通過牛頓的棱鏡，頻譜上出現(xiàn)了眾多的分音。鐘體在幾何形狀大致固定的情況下，單靠厚度的變化就能帶來(lái)極為豐富的泛音。厚厚的鐘唇是高音E3的主要震源，鐘腰的厚度變化則送出了C3、A3分音。這是不同樂音奏出的和弦，是眾多溪流匯成的洪波。永樂大鐘鑄成后，由于通體都是經(jīng)文，根本不可能通過機(jī)械刮削來(lái)調(diào)音，但卻一次性達(dá)到如此音響效果，這的確是俗手不辦的事。由于差頻現(xiàn)象和各分音在大氣中衰減程度不一，便出現(xiàn)了鐘聲的抑揚(yáng)起伏和各處聽到的音調(diào)略有不同。重?fù)粢淮?，鐘聲持續(xù)時(shí)間可達(dá)三分鐘之久。最后繞梁不絕的余音是最低的基音，難怪總帶著莊嚴(yán)的嗡嗡之聲了。

做一天和尚撞一天鐘的成語(yǔ)，描述了中國(guó)古鐘的鳴響不同于西方使用鐘舌從內(nèi)壁敲擊，而是用鐘杵從外壁碰撞。永樂大鐘當(dāng)年供六個(gè)僧人集體操作。一擊之下，聲聞數(shù)十里。鐘口正下方八角形地槽既能提供仰觀大鐘內(nèi)壁經(jīng)文的方便，更具有今天舞臺(tái)前面樂池的聲學(xué)功能。這里處處都有匠心和巧思，正是諸多的智慧，共同將十四世紀(jì)東方的黃鐘大呂之音塑造得無(wú)比和諧、圓滿而豐盈。

至今還不斷有研究者報(bào)告永樂大鐘考察中的新發(fā)現(xiàn)和新問題。諸如機(jī)械能轉(zhuǎn)化為聲能的效率和聲場(chǎng)分布狀況如何；永樂大帝的《名經(jīng)》不按正常順序排版，卻三進(jìn)兩出從外壁反復(fù)轉(zhuǎn)到內(nèi)壁，是否反映了古人獨(dú)特的時(shí)空觀念……永樂大鐘作為五百年前一個(gè)龐大的存在，一定還會(huì)攜帶著許多尚未發(fā)現(xiàn)的信息，等待后人去詮釋和破譯。

我們也許不免帶上了幾分懷舊之情。五百八十年間，聽過鐘聲的人們一代代謝世了。而大鐘卻頑健如初，鐘聲依舊。它有足夠的壽命來(lái)和時(shí)間抗衡。這是跨越時(shí)空，轟鳴千古的不朽之音。它滿載著一個(gè)時(shí)代蓬勃的生命信號(hào)，永遠(yuǎn)傳遞著人文的光輝和科學(xué)的火薪。

注：根據(jù)此文拍攝的電視片《追尋永樂大鐘》獲1998年法國(guó)巴黎“第十五屆世界科學(xué)與傳媒大會(huì)”惟一“專題節(jié)目獎(jiǎng)”；

獲1999年葡萄牙“第二屆國(guó)際醫(yī)學(xué)科技影視節(jié)”的“科技片銀蛇獎(jiǎng)”；

獲1999年布達(dá)佩斯“世界科學(xué)大會(huì)”由聯(lián)合國(guó)教科文組織和國(guó)際科學(xué)理事會(huì)頒發(fā)的“國(guó)際影視廣播合作理事會(huì)獎(jiǎng)”。

該片還獲得：

1998年中國(guó)電視獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；

1999年全國(guó)優(yōu)秀科技音像制品獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；

2000年首屆國(guó)家音像獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

責(zé)任編輯 曉楓