拱橋起源辨析
拱橋是一種既古老又年輕的橋式。說它古老，是因爲它最能經受住時間的考驗。今天還能夠欣賞到的絕大多數千年古橋，是石拱橋；說它年輕，是因爲這一橋式具有強大的生命力，今天人們仍在建造各式各樣的鋼或鋼筋混凝土拱橋。
拱橋起源的幾種假說
關於拱橋的起源，主要有以下幾種假說。
第一種是“天生橋說”，即指古人受到自然界中天生橋的啓發，學會了建造拱橋。經歷千百萬年環境（氣候、水流、地質作用等）的侵蝕影響，大自然造就了衆多千姿百態的天生拱橋。可以想象，這些天工造化之物，多多少少會啓迪古人去做跨越的設想、模仿或嘗試。不過，在人類文明發展初期，在沒有適用工具的情況下，如何開鑿石塊並搭建成一座拱，恐怕還是可望而不可及的。
圖1 貴州水城天生橋
（約135m高，60m長，橋上有鄉村公路）
第二種是“疊澀拱說”。所謂疊澀拱，就是採用磚或石，藉助逐層外挑的砌築方法，形成可跨越一段距離的拱形結構，也可形成一個筒狀或穹頂狀的空間。在人類學會砌築疊澀拱之前，若想跨越一段距離，只能搭建樹幹或條石。樹幹易腐，條石不易開鑿和運架。藉助疊澀的方法，就可採用較小尺寸的磚石搭建出較大尺寸的空間或跨越較長的距離。古人先在墓穴、宮殿等的建造中使用疊澀拱，後來用來造橋。
圖2 疊澀拱與拱券
不過，與拱券（力學意義上的真拱）相比，疊澀拱上的重力不能轉化成沿着拱軸線向下傳遞的壓力，這樣跨度就做不大，也需要很厚的牆體或臺座來抵擋重力的作用（否則拱頂會開裂），故稱其爲“假拱”。另外，疊澀拱的外觀，不是流暢的弧線，而多有尖形的拱頂。
第三種是“折邊演進說”。這種說法，是建築學家劉敦楨先生提出來的。他根據對中國漢代磚墓結構演變的考證，認爲在西漢與東漢之間，磚墓結構的蓋板由最初的平板，逐步變爲折邊拱，最後演進爲拱券。筆者以爲，在西漢與東漢之間（公元元年前後約200年），世上已有較多的拱券結構，也建有一些石拱橋，因此，這種假說是對中國本土拱橋起源的一種探討。不過，無論中外，有足夠的考古證據表明，拱橋的起源與地下或地上的陵墓建築有着密切的關係。
圖3 中國漢代磚墓拱結構的演變
基於考古學的發現，並從今天仍然可見的散佈在世界各地的疊澀拱建築遺址，筆者以爲，拱橋起源於疊澀拱的可能性是最大的。
古代的疊澀拱
古代人建造疊澀拱的材料，主要是石頭（亂石或塊石）和磚塊（泥磚或燒結磚）。
查閱史前人類羣聚活動的一些遺址資料，如1994年在土耳其發現的哥貝克力石陣（爲表面刻着動物圖案的石塊組成的環陣，大約形成於公元前100世紀），巴勒斯坦約旦河西岸的耶利哥遺址（約在公元前80世紀出現的村落，周邊有石牆和壕溝，牆內有圓形土坯房或方形泥磚房）等，未見到拱形或圓頂的建築構造。
在哈拉夫（位於土耳其東南部，敘利亞和伊拉克北部）文化期（約公元前61-公元前51世紀），考古者第一次發現了帶穹頂的圓形祭室。圓形祭室的屋頂是否採用疊澀法建造，還不得而知。哈蘭的這些蜂巢屋，據說最早出現於公元前20世紀。圓屋頂採用疊澀法建造，現主要用於觀光旅遊。
圖4 圓形祭室與蜂巢屋
胡夫金字塔(公元前2560年完成)的入口，是用兩塊巨大條石傾斜互倚形成的三角拱或折邊拱；在塔的內部，也可見按疊澀法砌築的走廊和門洞。類似的構造，也出現在公元前26世紀建成的紅金字塔和孟卡拉金字塔的墓室中。
圖5 胡夫金字塔中的折邊拱和疊澀拱
世界上還有不少地方先後出現過疊澀拱，如愛爾蘭島上的紐格萊奇墓、意大利撒丁島上的努拉蓋石塔、赫梯王國首都哈圖沙遺址(今土耳其境內)、邁錫尼時期的阿伽門農墓(今希臘境內)、卡哈帕奇瑪雅遺址(今伯利茲境內)等。
中華文明中，還未發現採用疊澀法砌築的地下墓葬的考古資料，最早採用疊澀技術的年代不詳。西漢建造的小方盤城（玉門關）遺址，採用夯土技術建造，其城門呈疊澀拱狀。現在可見的，主要是磚石塔的出檐和收尖、墀頭牆的拔檐等。不過，基於疊澀概念的木製斗拱，卻是中國建築特有的一種構造型式。在橋樑方面，古代中國首創的伸臂木樑橋，就是應用疊澀技術的實例。
圖6 小方盤城遺址中的城門
古代的拱券結構
在尼普爾（古代蘇美爾最古老的城邦之一）遺址的考古中，發現了磚砌的半拱券結構。這處遺址的建造年代，認爲在伊辛-拉爾薩時期，大約在公元前20-公元前19世紀。
1979年，在以色列北部古城達恩遺址的考古中，發現了一座建於公元前18世紀中期的拱門。這拱門由三層泥磚形成同心拱券，因在古代被土掩埋而被完好地保存下來。
圖7 以色列達恩泥磚拱門
1993年，在以色列最古老的海港城市亞實基倫，發現了青銅時代（公元前20世紀-公元前16世紀中期）建造的迦南城的城門，這是一座類似隧道的、筒狀的城牆拱門。
圖8 以色列亞實基倫泥磚拱門
再往後，拱券結構就應該越來越多了。例如，爲紀念古埃及新王國第十九王朝第三任法老拉美西斯二世的神廟遺址，其位於今埃及底比斯的尼羅河西岸附近，建於前13世紀。當時人們用石砌的樑柱結構建造神廟，而用多層泥磚砌築的筒拱作爲神廟的儲藏室。
圖9 拉美西斯二世神廟遺址
古人何時開始採用石塊砌築拱券的呢？遺憾的是，筆者暫時還沒找到公元前19世紀之後的千餘年間的石拱券考古遺蹟的資料。伊特魯里亞文明（公元前12世紀至公元前1世紀在意大利半島及科西嘉島所發展出來的文明，全盛時期爲公元前6世紀，後被古羅馬同化）中，曾建造過一些石拱城門，如沃爾泰拉古城門（始建於公元前4世紀左右），希臘北部的安菲波利斯墓（建於公元前4世紀晚期）。這些應該是比較早的石拱券實例。接下來，古羅馬文明登場，石拱券建築得到空前發展。大概從公元前2世紀之後，古羅馬人開始修建各種石拱建築(包括渡槽、橋樑、公共建築、紀念建築等)，給世界留下了豐富多彩的石拱建築遺產。
圖10 公元前4世紀建造的石拱券建築
石拱橋的起源
疊澀法及拱券技術的發展，爲石拱橋的發展奠定了基礎。隨着人類社會文明的不斷髮展，拱橋也開始嶄露頭角。
在希臘南部的摩里亞半島上，至今還保存有一座據說建於邁錫尼文明時期（公元前13世紀）的疊澀拱橋，名阿卡迪格橋。該橋用亂石堆砌，長22m，寬2.5m，高4m，跨度不足2m。在同一地區，還有另三座建於同一時代、採用同樣砌築方法的亂石拱橋，統稱爲邁錫尼橋。
圖11 希臘阿卡迪亞亂石拱橋
在希臘克里特島上，還保留有一座建於希臘化時期（公元前323年-公元30年）的石拱橋——埃利弗瑟娜橋。這橋長近10m，寬約5m，跨度約4m，採用疊澀法砌築。這島上還有一座建造時間更早（大約在古典時期晚期）、跨度稍小的同類橋樑。
圖12 希臘克里特島上的埃利弗瑟娜橋
在希臘羅得島的考古中，曾發現一座位於羅得島衛城牆外的石拱橋(非疊澀拱)，其建於公元前4世紀晚期，跨度只有2.8m。希臘考古學家認爲，這一時期希臘的石拱砌築技術，是馬其頓亞歷山大大帝東征時從西亞地區帶回來的。
還有其他的一些說法，如伊拉克尼姆魯德古城的一座石拱橋建於公元前18世紀，土耳其伊茲密爾的一座石拱橋建於公元前9世紀中期並一直使用到2006年才改爲人行橋等，目前似還缺乏有力的證據支持。
從上述有限的資料，可以得出以下兩點認識：第一，人類早期的石拱橋建造大多是從疊澀拱開始的，這也說明拱橋起源的“疊澀拱說”是基本成立的。第二，拱橋出現的時代晚於拱券者數百年至千年，最可能的原因是，在陸地上砌築拱券與在河中砌築拱橋有很大區別，古人得先學會如何在河水中建造墩臺的基礎，因此難度更大，探索的時間也更長。
至於拱橋（非疊澀拱）是何時問世的，現在還無法給出明確的年代。最早建造的拱橋（尤其是磚拱），即便存在過，恐也難以經受住數千年來大自然的考驗（特別是洪水、地震），早已消失在時間的長河中了。因此，只能估計出個大致年代。筆者的估計是：不早於希臘古典時期（公元前5世紀-公元前4世紀）。
古羅馬時期的石拱橋
古羅馬建築的最大特徵就是拱券結構。從公元前2世紀開始，古羅馬人修建了各種石拱建築（包括石拱橋），貢獻了半圓形石拱、木樁圍堰、火山灰天然水泥等重大技術，成就非凡。可以說，即便古羅馬人不是拱橋的發明者，也肯定是古代石拱橋技術的創新者和實踐者。
在古羅馬帝國疆域內，留存至今的石拱橋不在少數。例如，在意大利，有始建於公元前142年的羅馬埃米利奧橋遺蹟，公元前62年的羅馬法布里奇奧橋，公元前115年的米里維奧橋，公元前47-公元前30年的聖洛倫佐橋，公元前27-公元14年的聖馬丁橋等；在法國，有始建於公元前3年的朱利安橋等。
位於西班牙的阿爾坎塔拉橋，是世界上非常著名的一座古羅馬時代的多跨石拱橋。該橋跨越塔霍河。橋樑總長181.7m，寬8.6m，橋面高45m，6跨，最大跨度28.8m。在公元104～10年6年間，由建築師萊瑟負責建造。在橋的一端，建有一座神廟（也爲萊瑟所建，後來他去世了也埋在那兒），神廟大門上的銘牌上面刻有一段對建築師的讚美之詞，其中說到‘由著名的藝術大師萊瑟所建造的橋樑將永存於世’等。看來，他做到了。
圖13 阿爾坎塔拉橋
中國古代的石拱券及石拱橋
20世紀30年代，樑思成先生曾撰文說，我國曆史上最早的拱券實物，來自周漢陵墓。當時考古發掘的洛陽“韓君墓”，建於戰國末年（公元前250年左右），墓門爲石拱。2008年在漢長安城遺址發現了筒拱狀的地下通道，其全部由青磚卯咬相扣，保存完好。我國東漢、東吳時期的帝陵、諸侯王墓葬，墓室大多由青灰磚（絕大多數）或石（極少數）砌築的筒拱或穹拱結構，採用“方坑明券”的方式建造，即先開挖土壙，然後在土壙之內構築磚石券墓室，最後夯土回填。
圖14 東漢石墓和東吳磚墓
至今，還未發現南北朝（公元420年-589年）及以前的地上磚石拱橋遺蹟。不過，在《水經注·卷十六》中，記載有約建於公元282年（西晉時期）的“旅人橋”，其“悉用大石，下圓以通水，可受大舫過也”，這可能是有文字記載的最早的石拱橋了。另外，在漢代的一些畫像磚上，也有一些與拱橋相關的圖案。1984年河南南陽新野徵集的‘平索戲車車騎出行畫像磚’，其中有一弧形的橋，上走人車，下過船隻。這是一座拱橋的如實描繪、還是畫像磚工匠的隨意想象？
圖15 “平索戲車車騎出行畫像磚”中的橋
直到隋朝，纔有石拱橋流傳至今。據方誌記載，隋開皇四年（公元584年），在河南臨潁建成小商橋。該橋是一座與趙州橋類似的單孔石拱橋，經歷代修葺維持至今，現爲全國重點文物保護單位。茅以升先生認爲小商橋建於隋朝初期的說法是可信的，但現存的橋式是否與始建時相同，則還有待考證。
圖16 河南臨潁小商橋
同一時期的趙州橋，是廣爲人知、享譽世界的古代石拱橋精品。趙州橋建於公元605年，因其規模更爲宏大，技術更爲先進（首創空腹坦弧石拱結構），造型更爲美觀，名氣自然也更大。
綜上，可以合理推測，我國石拱橋出現的時間不晚於東漢。
拱橋的起源與發展與人類社會的文明進步相伴隨行。石拱橋的歷史漫長悠久，並一直到18世紀之前都是古代大跨度橋樑的主力。從18世紀後期開始，曾採用鑄鐵、鍛鐵修建過一些拱橋，但不久就被鋼和混凝土材料所替代。從1874年美國建成伊茲橋（鋼拱）和1873年法國建成約訥河水道橋（素混凝土拱）爲標誌，拱橋開始邁入現代行列。
與拱橋起源相關的幾個時間節點，羅列如下：
在公元前25世紀左右，在古埃及、兩河流域和古印度等地，最早出現磚或石疊澀拱；在公元前19世紀左右，在西亞的一些地區，最早發現泥磚拱券；石砌拱券的出現，約在希臘古典時期（公元前5世紀-公元前4世紀）。
採用疊澀技術堆積形成的石拱橋，出現在前13世紀；到新亞述帝國（公元前934年-公元前609年），出現了砌築的疊澀拱橋。石拱橋的問世，估計不早於希臘古典時期。
從公元前2世紀開始，古羅馬的石拱橋技術成爲領先者，並擴散至世界各地。
未見古代中國的疊澀拱考古資料。中國石拱橋出現的時間，推測不晚於東漢。
若把石拱橋的起源和演變趨勢凝練成幾句話，那就是：
從泥磚到石塊，從疊澀到拱券，從地下到地上，從建築到橋樑。
最後說明一點。探討世界範圍內拱橋的起源時，不免要涉及先後次序，也可以看到，古代中國在拱橋起源上並不佔先（這可能與古代中國善用木材而少用石材有關）。對此，既不要妄自菲薄，更無需妄自尊大。
（作者注：本文基於作者2017年編寫的《拱橋起源辨析》一文改編修訂而成。本文參考了諸多文獻資料，不一一列出，在此一併致謝）
本文刊載 / 《橋樑》雜誌
2022年 第5期 總第109期
作者 / 李亞東
作者單位 / 西南交通大學
編輯 / 陳晨
美編 / 楊冰璨
責編 / 裴小吟
審校 / 李天穎 裴小吟 廖玲
聯繫人：李天穎
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