描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787110097977丛书名: 院士讲科学
序•播种科学的星火
第一章 读懂材料，构筑文明
陈祥宝院士：复合材料，撑起文明的风帆
王基铭院士：石油里蕴含的宝藏
胡正寰院士：轧辊上的“金手指”
赵振业院士：不忘初心，锻造出“坚硬如钢”
傅熹年院士：中国古建筑的风格密码
第二章 翱翔天宇，筑路九州
杜善义院士：临近空间里的“魅影”
许健民院士：揭示天空的秘密
王
浚院士：飞向未来的军用飞机
杜彦良院士：被铁路连结的文明
傅志寰院士：高速前进的中国铁路
第三章 关注环境，着眼民生
王
浩院士：直面水资源的危机
胡春宏院士：寻求人水和谐之道
沈建忠院士：看不见硝烟的“战争”
赵春江院士：信息技术“加盟”传统农业
魏复盛院士：修炼心态走好人生道路
序•播种科学的星火
中国共产党第十九次全国代表大会提出要加快建设创新型国家。习近平总书记指出，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。没有全民科学素质普遍提高，就难以建立起宏大的高素质创新大军，难以实现科技成果快速转化。希望广大科技工作者以提高全民科学素质为己任，使蕴藏在亿万人民中间的创新智慧充分释放、创新力量充分涌流。
“青年兴则国家兴，青年强则国家强。青年一代有理想、有本领、有担当，国家就有前途，民族就有希望。”能够让科学的智慧薪火相传，始终是一个国家和民族肩上沉甸甸的科学使命。普及科学，播下创新的种子，才能令青少年未来承担起建设科技强国的重任。孩子沉浸于科学中，理性思维与精神视野会更开阔，科学素养会大幅度提升。
一本优秀的科普图书，能激发青少年的科学创新思维，点亮青少年的科学梦想。《院士讲科学：成就孩子科学素养（第三辑）》凝聚了众多院士在工程科技领域的科研智慧，展示了院士的科学人生。翻开本书，你将看到航天、气象、农业、建筑、生态、交通、通信、能源、地球、军事等诸多领域的科技创新精华和前沿动态，感知科学家攀登科学高峰的执着精神，感受科技创新对国家建设的强大推动力。
《院士讲科学：成就孩子的科学素养》荣获国家科技部“2016年全国优秀科普作品”。我们也衷心希望通过本系列图书，能让更多青少年领略院士们的科学思想，了解中国科学家在勇攀科技巅峰漫漫征途上的执着追求。我们衷心希望，青少年能从院士的亲身讲述中，发现科学的无穷魅力，激发科学探索兴趣，点亮自己的科学梦想，助力国家科技创新战略，为国家培养更多科技战略后备人才！
傅熹年院士：中国古建筑的风格密码
摘要：古代中国在建筑营造方面取得了辉煌的成就，留下了许许多多壮丽的名胜古迹供今人品评，成为中华文明的一张“名片”。经过数千年的创造、融合，古代中国人逐渐发展出了以木构架房屋为主、采取在平面上拓展的院落式布局的独特建筑体系。中国式建筑今日呈现在世人眼前的辉煌背后，是一套独到的“风格密码”。
生命力旺盛的中国建筑
中国是世界四大文明古国之一，拥有4000年以上有文字可考的历史。在中国广袤的国土上，有干湿适中的平原、湿热的雨林、寒冷的高原和干燥的沙漠等不同的自然环境，也有许许多多生活习惯不同、宗教信仰各异的民族。所以，为了适应不同的地理条件和文化背景，建筑物也会有所不同。
比如，中国东北的房子有很厚的墙，上面是厚茅草顶，大限度地保温以度过冬日严寒；广东的客家人祖上通常是经历过战乱的移民，因此客家民居只有比较小的门和加厚的墙，窗户开得小而且高，格外强调安保能力，而且将各户人家的房子建在一起以便守望相助；福建的客家人则会更进一步，创造出微缩城池一般的圆楼，大限度地保障自身安全；云南因为地处高原而四季如春，没有严寒也没有大风，人们为了住得更舒服就建造了高墙环绕而且只有小天井的“一颗印”住宅；四川的一些羌族人住在倚山而建、城堡一般的碉楼里，平坦的屋顶可以用作晒场和休息之所，上层是粮仓和储藏室，中层住人，下层关牲畜，兼具居住和防御功能；西藏拉萨的藏族人也使用类似碉楼的建筑，而且格外重视采光，以利用高原空气稀薄提供的更为强烈的阳光，捱过难熬的寒冷清晨；草原上游牧的蒙古族人会住在蒙古包里，这种可以很快拆卸和搭建的建筑物大限度地适应了游牧或者游猎生活，而且可以有效地抵御风寒……可以说，正是中国大地上多样化的自然与人文环境，塑造了各地不同样貌的建筑物。
考古学研究则告诉我们，中国古代的建筑活动，就已经发现的遗址而言，至少可以上溯到7000年以前。尽管因地理、气候、民族等差异，使各地的建筑有很多不同之处，但经过数千年的创造、融合，古代中国逐渐形成了以木构架房屋为主、采取在平面上拓展的院落式布局为主流的独特建筑体系，一直沿用到近代，并且曾对周围的朝鲜、日本和东南亚地区产生过影响。就像中华文明源远流长一样，中国古代建筑也是一种延续时间长、从未中断、特征明显而稳定、流传范围甚广的有很强适应力的建筑体系。
在近7000年的时间里，中国古代建筑大体经历了5个发展阶段，即新石器时代、夏商周、秦汉至南北朝、隋唐至宋金、元明清。在这5个阶段中，中国古代建筑体系经历了萌芽、初步成型、基本定型、成熟鼎盛期和持续发展渐趋衰落的过程。木构架承重与使用斗拱以及院落式布局，是中国古代建筑不同于其他建筑体系的特点。这些特点，早在西周时期就已经基本形成，并且在2000多年前的秦汉时期走向成熟和稳定。
木构架建筑占据主流
如果从具体的建筑物、建筑群和城市这3个层面分别归纳，我们可以发现中国古代建筑（在每个层面上）的基本特点，那就是房屋多以木构架为主要结构形式，建筑群会采用中轴对称的院落式布局，城市则是以方格网街道系统为主，按照完整的规划来兴造。
中国古代建筑的主要特点之一，就是房屋多为木构架建筑；砖石拱券结构建筑只用于少数地区，就全国范围和历史发展而言，始终未能大量使用。也就是说，房屋多以木构架作为房屋的骨架，承受屋顶或者楼层的重量；墙壁则是围护结构，只承受本身的重量，不承受屋顶的重量。室内可以不设隔墙，外墙上可以随意开门窗，有些建筑物还可以设置没有围墙，只有柱子的敞厅、敞廊。
中国古代木构架的主要形式有3种。第一种叫作“柱梁式”，就是在房屋前后檐相对的柱子间，架设横向的大梁；大梁上又重叠几道依次缩短的小梁，梁下加瓜柱或者驼峰，把小梁抬至所需的高度，
形成三角形的屋架。在相邻的两道屋架之间，于各层梁的外端架檩（lǐn），上下檩之间架椽（chuán），形成屋面呈下凹弧面的两坡屋顶骨架。每两道屋架间的室内空间称为“间”，便是组成木构架房屋的基本单位。
第二种结构叫作“穿逗式”。与柱梁式构架在柱上架梁，梁端架檩不同，穿逗式把沿每间进深方向上各柱随屋顶坡度升高，直接承檩，另用一组称为“穿”的木枋（fāng）穿过各个柱子，使之联结为一体，成为一道屋架；在各屋架之间，又用一种称为“逗”的木枋连系，构成两坡屋顶骨架。到了檩上架椽这一环节，则与柱梁式构架相同。
柱梁式和穿逗式都是用于坡顶房屋的构架；名为“密梁平顶式”的第三种结构，则用于修建平顶的房屋。这种构架用纵向柱列承檩，檩间架水平方向的椽，就构成了平屋顶。在这种构架里，檩实际上扮演了主梁的角色。
东汉时期墓葬中的明器（随葬品）陶屋和画像石告诉我们，所有这3种木构架形式，在当时就都已经出现。人们利用搭建这些构架的知识，建造起了独立的大型多层木构楼阁。
从那时直到中国古代社会的末尾，这3种建筑构架在全国各地的应用，显现出一定的地域性特征。柱梁式构架的应用更广泛，皇家宫殿、官府、道观与佛寺等“官式建筑”，通常都会采用这样的构架，而华中、华北、西北、东北的民间建筑也大多是柱梁式构架。穿逗式构架流行于华东、华南、西南，但这些地区的寺观和其他一些重要建筑，仍然大多采用柱梁式。至于密梁平顶式构架，则流行于新疆、西藏、内蒙古各地。
由于采用木构架，中国的古建筑产生了一些与之相关的重要特点。比如说，木构架房屋需要防潮和防止雨水淋濯，所以需要建高出地面的台基和出檐较大的屋顶，这就使房屋在外观上可以明显地分为台基、屋身和屋顶3个部分。为了有利于采光和排水，柱梁式构架的房屋发展出了屋面凹曲、屋角上翘的屋顶。木构架房屋不需承重墙，这使它们的内部可全部打通，也可按需要用木装修灵活分隔。此外，在重要的建筑上使用斗拱，以“间”为单位的“模数制”设计方法以及木构架房屋结构构件与装饰的统一，和为了防腐和装饰使用的油漆彩画，也都是古代中国木构架房屋的重要特点。
斗拱是中国古建筑当中非常特殊的部分。至迟在西周初年，在较大的木构架建筑中，已经在柱头承梁檩处垫上木块，以增大接触面积；又从檐柱柱身向外挑出悬臂梁，梁端用木块、木枋垫高，以承挑出较多的屋檐，保护台基和构架下部不受雨淋。这垫块和木枋、悬臂梁经过艺术加工，便是“斗”和“拱”的雏形，其组合体合称“斗拱”。
到唐宋时，斗拱发展到高峰，从简单的垫托和挑檐构件，发展成与横向的梁和纵向的柱头枋穿插交织，位于柱网之上的一圈井字格形复合梁。除向外挑檐、向内承室内天花外，更主要的功能是保持柱网的稳定，作用近似于现代建筑中的圈梁（墙体上部紧挨楼板的钢筋混凝土梁），是大型重要建筑结构上不可缺少的部分。斗拱在中国古代木构架中使用了2000年以上，从简单的垫托到起重要作用，再到成为结构上可有可无的装饰，标志着木构架从简单到复杂再到简单的进步过程。
院落式布局确保私密性
中国古代建筑在建筑群层面上的特点，是会采用中轴对称的院落式布局。事实上，中国古代自汉以后，除个别少数民族地区外，很少会建造由多种不同用途的房间聚合而成的单幢大建筑，而是主要采取以单层房屋为主的封闭式院落布置。房屋以“间”为单位，若干“间”并联成一座房屋；几座房屋沿地基周边布置，共同围成庭院；其重要建筑虽在院落中心，但四周被建筑和墙包围，外面不能看到。
这些院落大多取南北向，主建筑在中轴线上，
面南， 称为“ 正房”；正房前方东、西外侧，建有东、西厢房；南面又建面向北的南房，共同围成四合院；除了院落的大门向街巷开门外，其余的建筑都向庭院开门窗。因此，庭院就成为各个房屋间的“交通枢纽”，又是封闭的露天活动场所，可以被视为每座房屋的檐廊、敞厅的延伸或是补充。
这种由建筑物从四面或三面围成的院落大多左右对称，有一条穿过正房的南北中轴线。院落的规模随正房、厢房间数的多少而改变。大型建筑群还可沿南北轴线串连若干个院落，每个称一“进”。更大的建筑群组还可在主院落的一侧或两侧再建一个或多进院落，形成二三条轴线并列，
主轴线称“中路”，两侧的称“东路”“西路”
。古代建筑， 小至一院的住宅，大至宫殿、寺庙，都是由院落组成的。
这种院落式的群组布局决定了中国古代建筑的又一个特点，那就是重要建筑都在庭院之内，很少能从外部一览无遗。越是重要的建筑，越是一定有重重院落作为“前奏”，在人的行进中层层展开，引起人可望而不可即的企盼心理。这样，当主建筑后展现在眼前时，就可以增加人的激动和兴奋之情，也加强这座主建筑的艺术感染力。
简而言之，中国古代的建筑，是在平面上纵深发展所形成的建筑群与庭院空间变化的艺术。建于公元15世纪初的明、清两个朝代的皇宫（今天的北京故宫博物院），就是现存很宏伟、空间变化很丰富、能代表中国古建筑院落式布局特点的杰作。
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