西洋樓，圓明園的一角，雖然面積只占全園總面積的1.5%,但其殘破的西洋風(fēng)格遺址是中國人最熟悉的圓明園標(biāo)志，每一張圓明園明信片幾乎都取景自西洋樓。到訪西洋樓的游客，似乎都習(xí)慣了這里每一處石構(gòu)件的擺放，似乎沒有游客會去深究--“這些散落的石塊原來應(yīng)該在哪兒？”

    但有一群人，正在利用3D激光掃描技術(shù)，幫散落的石構(gòu)件找到“歸宿”.

    北京清華同衡規(guī)劃設(shè)計研究院建筑與城市遺產(chǎn)研究所（以下簡稱“清華同衡遺產(chǎn)所”）所長肖金亮，在接受北京晚報專訪時表示，清華同衡遺產(chǎn)所從2009年開始就大規(guī)模利用數(shù)字化技術(shù)，為圓明園內(nèi)的遺跡尋找精確定位。“圓明園內(nèi)遺存下來的石構(gòu)件數(shù)量巨大，同時又缺少圖紙等原始資料，我們的工作每天都在不斷更新，盡量找到每一塊石構(gòu)件原來的位置。”

    在3D激光掃描技術(shù)的幫助下，學(xué)科帶頭人清華教授郭黛姮和肖金亮及團隊，不僅幫西洋樓的石塊找到“歸宿”,甚至還修復(fù)了已經(jīng)坍塌的碧瀾橋。

    沒圖紙？石構(gòu)件3D模型助復(fù)位

    始建于1709年的圓明園，其精致與恢弘已無須贅述。在1860年遭英法聯(lián)軍劫掠后，“萬園之園”只剩下殘垣斷壁。從那以后，我們只能借助繪畫和老照片，想象圓明園巔峰時的壯美。

    “我們現(xiàn)在看到的西洋樓，是1980年清理之后的樣子。”肖金亮說，圓明園在1860年遭劫后，由于社會動蕩、疏于管理，軍閥和附近村民都對圓明園遺址進行過盜取。到了1960年，西洋樓的很多遺跡已經(jīng)被土堆掩埋。直到1985年前后，圓明園才迎來了一次較為徹底的清理，許多現(xiàn)在的景點才重見天日。“不過，當(dāng)時的技術(shù)條件受限，西洋樓的很多東西并沒有嚴(yán)格按照原位擺放。有些應(yīng)該立著的石構(gòu)件，現(xiàn)在是躺著的。”

    對于古建筑研究這個專業(yè)來說，西洋樓的特別之處就在于它雖遭破壞，卻留下了大量石構(gòu)件。古埃及金字塔、古希臘神廟、古羅馬斗獸場都因大量采用石材而留存至今，在木材被燒毀、夯土已坍塌的情況下，西洋樓的石構(gòu)件顯得彌足珍貴。時至今日，隨著考古工作日益深入，還有石構(gòu)件不斷被發(fā)現(xiàn)。但問題也隨之而來，這些殘破的石構(gòu)件原來屬于哪座建筑？應(yīng)該在什么位置？

    “或許大家自然而然都會想到找圖紙，可實際情況是，關(guān)于西洋樓的‘樣式雷圖’數(shù)量很少。”

    樣式雷，是對清代200多年間主持皇家建筑設(shè)計的雷姓世家的譽稱。雷家是清代內(nèi)務(wù)府樣式房的掌案頭目人，為皇家進行宮殿、苑囿、陵寢、廟宇等設(shè)計和修建。“樣式雷圖”就是雷家留下來的圖紙，這些圖紙有的是設(shè)計圖，有的是測繪圖，數(shù)量繁多，原先在樣式房有專門管理。但到了清末，管理混亂，“樣式雷圖”被太監(jiān)宮女們夾帶著流出宮外，在民間四處流轉(zhuǎn)。

    “像圓明園西洋樓這樣西式表達(dá)的建筑，圖紙本來就少?，F(xiàn)在僅存的一些圓明園‘樣式雷圖',分散在故宮、國圖、第一歷史檔案館、清華等單位。雖然有一些整理，但大部分都需要辨別。”

    怎么辦？借助3D激光掃描是個好辦法。利用精確到毫米以下級的掃描技術(shù)，肖金亮和同事們把散落的石構(gòu)件變成了電腦里的3D模型。“在電腦里，我們可以一點點去試、去拼接，找到構(gòu)件之間的對位關(guān)系，特別對于曲線形狀的構(gòu)件，原來手工測量難以測得的形狀，現(xiàn)在都準(zhǔn)確測量了。”

    有缺失？新科技老手藝修石橋

    新科技的運用，讓研究團隊知道那些散落在圓明園遺址地上的石構(gòu)件原先屬于哪兒。“我們在不斷更新數(shù)據(jù)庫，萬一哪天石構(gòu)件某些原因出現(xiàn)缺損--當(dāng)然我們不希望有那一天，可以利用數(shù)據(jù)庫里的信息，去追溯損壞石構(gòu)件的原樣。”

    機會總是留給有準(zhǔn)備的人，一座石橋遺址的出土，給了研究團隊實踐的機會。

    這座石橋位于圓明園坦坦蕩蕩景區(qū)，上有乾隆御筆刻字“碧瀾橋”,2002年被發(fā)掘出土?xí)r，構(gòu)件已經(jīng)散落。2006年，介入石橋復(fù)原工作時，清華同衡遺產(chǎn)所再次遇到了缺少圖紙的情況。于是，利用3D激光掃描技術(shù)，研究者們在電腦里完成了對石橋主要構(gòu)造的拼接。

    “如果按照現(xiàn)在修建一座仿古石橋的方法，用吊車安裝石構(gòu)件，那很容易造成文物損壞。但是在電腦里，像搭積木一樣，依照石橋的弧度，遵循石構(gòu)件之間的榫卯結(jié)構(gòu)，一點點找到每個石構(gòu)件的精確位置，可以不觸及石構(gòu)件，避免了搬運過程中的損壞。”

    當(dāng)拼接工作在電腦里完成時，不僅現(xiàn)存的構(gòu)件都回歸了原位，還能精確定位缺失的部分。再次借助現(xiàn)代科技，他們對老石材進行了化學(xué)成分分析，并在北京周邊找到了清代開采這批石材的礦脈。“我們還找到了房山區(qū)的石材雕刻非遺傳承人，請他們按照我們掃描下來的花紋，補齊了缺失的部分。這可以說是現(xiàn)代科技和傳統(tǒng)手藝的完美結(jié)合。”

    經(jīng)過近十年的細(xì)致工作，2015年底，碧瀾橋的修復(fù)工作正式完成。“現(xiàn)在碧瀾橋所在的圓明園西部景區(qū)，人流相對較少，還沒有完全開放，相信不久的將來，游客們就有機會近距離感受碧瀾橋的風(fēng)采。”

    難復(fù)建？依賴于技術(shù)傳承和匠人

    碧瀾橋的復(fù)原只是研究團隊工作的一小部分。“相對于公眾最熟悉的西洋樓等景區(qū)，碧瀾橋要好辦一些。”為什么西洋樓難辦？因為從1980年開始，所有人印象中的西洋樓已經(jīng)固定，每一點小修補、小變動，都得考慮游客是否接受。

    西洋樓景區(qū)里有一個海晏堂蓄水樓，原先是給十二獸首噴泉提供水源的。蓄水樓的遺存主體是一個高7.2米左右的夯土臺，上寬下窄，看上去像是倒立著的。“蓄水樓原先有厚度達(dá)到5米的包磚，但后來被扒走，只剩下夯土，多年風(fēng)雨侵蝕造成夯土臺風(fēng)化、開裂、剝落嚴(yán)重，整體結(jié)構(gòu)也處于不穩(wěn)定狀態(tài)，非常危險。”在決定搶險加固、局部包磚后，肖金亮和同事們進行了嚴(yán)苛的準(zhǔn)備工作。首先就是測定原始用磚的化學(xué)成分，發(fā)現(xiàn)燒磚用土來自門頭溝。然后是對磚塊的力學(xué)性能進行分析，“如果新做的磚，強度不如原始用磚，那么起不到保護夯土的作用，就沒有修復(fù)的意義。如果新磚的強度比老磚高，那又會造成內(nèi)部應(yīng)力向老磚集中”.在確定了磚的化學(xué)成分、力學(xué)性能后，施工團隊聯(lián)系了門頭溝的磚廠，按照原始的規(guī)格進行定制。磚制作好后，又請老師傅按照夯土臺上留下的砌磚印記，進行重新鋪裝。

    最后的效果，既達(dá)到了加固的目的，也嚴(yán)格按照原樣修補，沒有讓游客產(chǎn)生不適應(yīng)。

    雖然當(dāng)初學(xué)的是建筑，現(xiàn)在研究的也是建筑，但肖金亮的工作經(jīng)常需要同化學(xué)、物理、攝影等其他學(xué)科打交道，為的就是更真實地還原圓明園的本來面貌。盡管“是否應(yīng)該重建圓明園”的討論一直沒有停歇，但肖金亮對北京晚報記者表示：“我們對復(fù)建圓明園是不持立場的，目前所做的工作只是希望留存技術(shù)資料”.

    有投資商希望在外省市異地復(fù)建圓明園，此前曾找過郭黛姮教授和肖金亮，但是商業(yè)行為顯然沒法與學(xué)術(shù)研究合拍，“一些老板有熱情，也有情懷，但在具體行動上，他們期望的只是個主題公園，弄點清代的房子，做個正殿配殿，并不準(zhǔn)備做嚴(yán)格的原始面貌展現(xiàn)。如果真的要復(fù)建圓明園，不只是錢和土地，更重要的是技術(shù)的積累、記憶的傳承、工匠的培訓(xùn)、物料的長期準(zhǔn)備。我們中國的古建筑，非常依賴工匠的表達(dá)，需要長時間浸淫于古建筑行業(yè)的資深匠人”.

    肖金亮和同事們的工作，繼續(xù)在新科技和老傳統(tǒng)之間尋找平衡，他希望能借助更多如3D激光掃描這樣的新科技，也希望能有更多遺存資料涌現(xiàn)出來。“我們在做的工作，希望能有更多公眾知道。一方面為公眾提供一個了解圓明園的渠道，另一方面也希望調(diào)動全社會的力量，共同加強圓明園研究，說不定誰家就有一份很有價值的圖紙。如果可以，我們希望學(xué)者和百姓能夠進行良好互動，為更好地了解圓明園的本來面貌一起努力。”