网络上关于榫卯的讨论，基本就挑不出来几句正确的又还老往我眼前蹦，这次决定一次说明白完事。
因为各种各样的原因，榫卯结构在网络上已经成为了一种“国粹”甚至“民族骄傲”，这事离谱到什么程度呢，就离谱到一个家长把 18 岁的娃会做加减法作为家族骄傲一样。
目录
1 什么是榫卯
1.1 广义榫卯
1.2 狭义榫卯
2 狭义榫卯结构并不怎么紧实
3 广义榫卯在现代工业中的应用
3.1 钉子、自攻螺丝
3.2 螺栓结构
3.3 铆钉
4 狭义榫卯在现代工业中的应用
4.1 拉链
4.2 航空发动机榫卯叶片及其与整体叶盘的对比
4.3 实木家具
4.4 胶在实木家具榫卯中的作用
4.5 木质建筑结构
5 广义榫卯并非中国独创，时间上没有领先
6 狭义榫卯并非中国独创，水平上也没有领先
6.1 榫卯木建筑
6.2 榫卯木家具
7 做一个牛逼的祖宗
1、什么是榫卯
在详细的讨论之前，我们先要厘清概念，“榫卯”这个词，有两个层面的含义。
1.1、广义榫卯
榫卯是在两个构件上所采用的一种凹凸结合的连接方式。凸出部分叫榫（或榫头）；凹进部分叫卯（或榫眼、榫槽），榫和卯咬合，起到连接作用。
两个部件，一个有凸起，叫榫，一个有凹槽，叫卯，两者相对互相咬合，符合这种形式的结构就叫做榫卯。
这种我们叫广义榫卯。
1.2、狭义榫卯
在 1.1 广义榫卯的基础上，经过人类数万年积累，形成的一些相对固定的形式，一般以 XX 榫命名，比如直角榫、燕尾榫、启口榫、抱肩榫、棕角榫等等。
这种，我们叫狭义的榫卯
2、狭义榫卯结构并不怎么紧实
由于榫卯结构是通过相互咬合来实现连接，那么它的紧实度取决于：
1、材料硬度，如果硬度不够高，就容易在外力作用下发生断裂、磨损，破坏咬合结构。很显然，木材，即使是很多回答里面提到的红木，硬度也不算高，榫卯处容易被外力损坏。
2、材料稳定性，如果稳定性不够高，容易发生变形，咬合结构也就会出现缝隙，而木材是一种会随着湿度变化发生各向异形变的材料，即使是经过良好烘干，某些方向也能达到 2%以上的形变率，这也就决定了它不可能一直保持紧实。
正因为如此，古人在家具上使用榫卯时，绝大多数情况下，并不是单纯利用木材之间的咬合关系，而是在咬合关系基础上，初期使用绑扎、钉销进行加固，到后期发展到使用动物胶进行胶合，才算达到了比较理想的状态，这一部分我们会在后文的 4.4 部分进一步展开。
榫结合……结合时通常都要施胶
国家职业资格培训教材《木工》
3、榫头和卯眼之间的配合程度，我们可能想当然的认为，榫头和卯眼之间应该是过盈配合（也就是榫头比卯眼略大一点，硬砸进去）这样会更加紧实。但是因为前文提到的，需要在榫卯结构中施胶，为了给胶留出空间，事实上传统榫卯通常使用的都是间隙配合（也就是榫头比卯眼要略小一点点），那可以想见，这个要咬合结构本身就更没什么紧实可谈了。
当榫头的厚度等于榫眼的宽度或小于 0.1-0.2mm 时，榫接合的抗拉强度最大，当榫头的厚度大于榫眼的宽度，接合时胶液被挤出，接合处不能形成胶缝，则强度反而会下降，且在装配时容易产生劈裂现象。
国家职业资格培训教材《木工》
经过施胶之后的榫卯可以认为在连接处获得了与木质本身相近的强度，此时确实是一种理想的结合方式，但是也必须认识到，粘接剂（胶）在其中起到了非常关键的作用。
3、广义榫卯在现代工业中的应用
榫卯结构作为一种基础的部件结合方式，针对上述提到的问题进行了很多改进，广义榫卯到今天仍然是最重要的连接工艺，举几个大家耳熟能详的例子：
3.1、钉子、自攻螺丝
钉子是一个标准的广义榫卯结构，钉子本身就是榫头，钉出来的孔是卯眼（按照标准工艺做引孔的话，还是预置卯眼），而且它专门改善了刚刚提到的狭义榫卯的三个问题：
金属钉子的硬度远远高于木质榫头，金属钉子在温度变化下的变化率远远小于木质在湿度变化下的变化率，钉子结构是过盈配合，榫头和卯眼之间的压力和摩擦远远大于传统榫卯。
3.2、螺栓结构
同钉子一样，使用金属件增加了榫头硬度，降低了形变率，但是与钉子通过榫头和卯眼的过盈配合来增加摩擦不同，螺母 / 螺杆结构是用过更复杂精细的咬合结构螺旋加压来增加紧实程度。
3.3、铆钉
铆钉甚至就可以认为是一个金属制造的“燕尾榫”结构，让榫头内部尺寸大于卯眼处尺寸实现卡死。
综上，我们不难看出，现代工业中大规模使用的连接技术，除了焊接、胶结以外，大部分其实都可以认为是广义的榫卯结构，而且是专门对传统榫卯的三个“局限”进行了改进和加强，是传统榫卯的进一步发展。
而且相比于焊接、胶结，以螺栓为代表的现代广义榫卯结构，拥有特殊的解耦优势，可以无损或者低损地将结合的部件重新分离，提高灵活度，降低维护更新成本，在后面的 4.2 中我们可以看到实例。
4、狭义榫卯在现代工业中的应用
不仅广义的咬合结构仍然在现代工业中占据重要地位，狭义的榫卯其实也仍然有大量使用，举几个例子：
4.1、拉链
有人说拉链是二十世纪最重要的发明之一，其实它的保持了标准的燕尾榫形式，只是在装配方式上做了创新。
4.2、航空发动机榫卯叶片及其与整体叶盘的对比
绝大部分航空发动机叶片仍然采用了间隙配合的榫卯结构，一般来说压气机叶片采用燕尾榫，涡轮叶片采用枞树榫。
除了榫卯结构以外，近年的另一个趋势就是整体式叶盘，简单说就是不通过榫卯结构，而是直接把叶片焊接到叶盘上。这两种形式的对比，也正好可以加深我们对榫卯结构的理解。
整体式叶盘通过将叶片和叶盘焊接为一个整体，取消了叶片底部复杂结构，能够有效缩小叶盘直径，减轻系统质量，同时因为消除了榫卯结构的间隙减少气流损失，提高可靠性。
另一方面，除了显著提高加工难度以外，榫卯装配式叶片如果有损坏，可以无损地取下单个叶片进行维修更换，但如果是整体叶盘，就需要对整个转子进行拆换，提高了维护的成本和难度。
4.3、实木家具
实木家具到今天仍然广泛采用榫卯结构，特别是在小型整体式家具上，榫卯结构还是有一定的优势，而且有非常专业的机械专门用来加工各种榫卯结构。
就拿逸刻来说，一方面我们仍然大量使用传统的榫卯，比如燕尾榫这个使用了数千年的结构仍然是我们小型柜体的标准工艺，穿带榫是我们桌面与框架连接的标准工艺，类似还有棕角榫会用在部分椅子类产品上。
同时得益于各种新技术的发展，我们也可以设计生产完全不同于传统形式的新型榫卯结构，把实木家具的造型边界推进到全新的高度。
4.4 、胶在实木家具榫卯中的作用
在前文中我们谈到，传统的木质榫卯结构，经过了绑扎加固、销钉加固的阶段，一直发展到使用动物胶进行加固，才算达到了成熟的阶段，这个时候仍然还是榫卯的咬合关系是主要的，胶在其中起到辅助加固的作用。
但是又经过几千年的发展，特别是现代化学粘接剂发明之后，榫卯的咬合结构与胶之间的关系，又发生了深刻的颠覆。
首先，现代粘接剂对木材的胶结强度已经超过了木材本身，也就是说把两根木材粘起来，粘接处比木材本身还要结实，但是这有一个前提——木材需要顺纹理胶结，次一些也要从侧面纹理呈一定角度胶结，如果是端面胶结的话，强度会非常低。
上图中的 A、B 两块木料，如果直接端面相对胶结，粘接剂会被木材端面的纤维破口直接吸入，无法形成粘接面，强度非常低。
把两块木头错开，利用侧面顺纹理胶结，施工得法的情况下，胶结处的强度甚至高于木材本身的强度，会非常结实，但是这种做法木材未能对齐，也可能会受到扭力影响。
在 A、B 结合处制作一个直角榫再进行胶结，此时的“咬合结构”本身其实并不能提供什么强度，但是它为粘接剂提供了两倍于之前的胶结面积，而且都是理想的顺纹理方向。
从这个例子我们可以知道，现代家具上的榫卯，其实并没有提供什么有意义的“咬合”（因为是间隙配合），它的作用，更多是为胶结提供理想的工作面。
4.5、木质建筑结构
总体上说，榫卯结构因为节点强度低，在现代木质建筑中使用已经比较少了，大部分被金属连接件取代。但是在美国、欧洲和日本，仍然有一些主要采用榫卯结构的大型现代化建筑，比如开篇图里的 Swatch&Omaga 园区建筑：
我们自己也在室内使用木质榫卯结构来完成空间，逸刻严苛的选材标准必然导致大量的木料被剩余下来难以处理，我们将这些木料收集起来制作成木砖，再结合参数化设计和数控加工手段，为每一块制作不同的榫卯结构，最后将数千块各不相同的木砖装配起来完成有机造型的墙体。
在空间中把几千块木砖定位到自己的位置实际是一件非常困难的事情，我们考虑和尝试了很多种方法，最后是通过用榫卯来定位每一块木砖与周围木砖的相对关系，进而完成整个系统的定位，是榫卯这个最古老的工艺在新领域的全新实践。
5、广义榫卯并非中国独创，时间上也没有领先
广义榫卯是一种非常简单，可以说是基础的部件连接方式，目前发现具有榫卯特征的木结构，最早可以达到 50 万年前，甚至有极大的可能是由早期直立人而不是智人完成的，在这种问题上谈“领先”根本毫无意义。
研究人员在赞比亚卡兰博河沿岸，发现了距今 50 万年前的木质结构部件……两根原木的末端经过精心设计并制作出凹口，可以像 Lincoln Logs 一样安装在一起。（注意这里的 Lincoln Logs，就是美国的一种类似鲁班锁的榫卯玩具）
“我们喜欢把任何精巧复杂的东西都看成是我们人类的杰作，这听起来不免有点狂妄自大，”Barham 补充说“这些木结构早于最古老的非洲智人化石（距今约 33 万年）”
Earliest Evidence of Wooden Construction Uncovered
在之后漫长的历史中，榫卯结构几乎在所有文明中都得到了发展，而且基本上大同小异。
6、狭义榫卯并非中国独创，水平上也没有领先
狭义榫卯通常使用在木结构的建筑和家具上，我们简单了解一下它们的历史和发展水平：
6.1 榫卯木建筑
从时间上说，国内目前发现最早的榫卯木结构在新石器时代的河姆渡遗址，距今大约是 7000 年，在德国莱比锡发现的 Linearbandkeramik 文化遗址中差不多也是 7000 余年，考虑到前文提到的广义榫卯的普遍性，这个问题实际上是一个保存和考古发掘的问题。
再说水平，大家对应县木塔，佛光寺东大殿都非常熟悉，确实可以称为是人类木质建筑的瑰宝，甚至我之前也认为其他文明可能只擅长石质建筑，但是实际上世界上其他的建筑中也同样有很多令人惊叹的木结构。
建造于 6 世纪初的克拉塞圣阿波利纳尔大教堂（佛光寺是 9 世纪，应县木塔是 11 世纪）拥有那个时代典型拜占庭教堂的木质屋顶，为大殿提供了宽阔的视野和明亮的采光。
再晚一些，英国哥特式建筑的垂梁顶结构更进一步提高了跨度：
伦敦的威斯敏斯特厅（Westminster Hall）也就是我们所熟知的英国国会大厦最古老的部分，这个始建于 1097 年并在 1395 改建的大厅被誉为“中世纪最为杰出木结构建筑”，净跨长 73.2 米，宽 20.7 米，中间没有任何柱子。
同时期（1420 年）建成的太和殿长 63.96 米，宽 37 米，中间密布 72 根立柱，天坛（祈年殿）直径 32.73 米，用了 28 根柱子。我们可以从图片直观感觉一下三者内部空间。
稍晚一些（1570）建成的伦敦 Middle Temple 中大殿（注意下方椅子的比例）
在近现代的很长一段时间里，我们的木质建筑几乎已经停止发展，但在其他国家，其实一直在不断地发展和突破。
挪威 Mjstrnet 大楼高 85.4 米，主体结构基本全部使用木质完成：
目前世界上最高的重型木构建筑，是美国威斯康星州密尔沃基市的 Ascent Apartment，这座高达 86.6 米的建筑由 Korb + Associates 建筑事务所主持设计：
前文提到的瑞士 Swatch&Omaga 园区更是神乎其技，网壳状的屋顶结构是由 7700 块经过特定电脑程序运算定制而成的木板榫卯拼接而成。
6.2 榫卯木家具
如果我们对家具史稍作了解，就应该知道衡量发展阶段最重要的家具是凳子和椅子，这两件家具直接改变了人的生活方式——坐在地上还是坐在一件家具上，给人讲中国家具史，也会说这就是一部从席地坐逐步发展到垂足坐的历史。
两晋以前，人们一直都是席地而坐。随佛教东渐……高型坐具进入中原
十三五规划教材《家具史》
中国的凳、椅，基本上确认是由外来传入，传入时间不早于魏晋，成熟不早于宋元，比这更早，两汉有榻，再往前就只有在地上铺一张席子和一些祭祀用的器具，根本谈不上所谓的工艺或者榫卯。
埃及人所采用的许多木材连接技术，今天仍在使用。如榫接，早在第一王朝时代就已经开始采用。楔形榫头连接（燕尾榫），早在第四王朝时代就已经开始采用……直到新王朝时代，才开始使用动物胶
《室内设计史》
但凳、椅、箱、床这些重要的家具形式，在古埃及古王朝时代就已经成熟，并且有考古实物存世。狭义榫卯结构中最重要的直角榫和燕尾榫在当时就已经广泛使用，动物胶也在新王朝时代运用，这个时候已经具备了古代榫卯的所有要素。
图坦卡蒙法老的陵墓……出土的珍贵文物，有一件宝座……现存于开罗博物馆，通体贴有金箔，腿部雕刻成狮形足……
十三五规划教材《家具史》
不仅是工艺的使用，古埃及家具从最开始就达到了非常高的水平，其中的精品即使以现代的眼光，也是美轮美奂的作品。
同时期中国几乎没有成行的家具，椅子的传入要在 1800 年后
7、做个牛逼的祖宗
因为各种各样的原因，榫卯结构在网络上已经成为了一种“国粹”甚至“民族骄傲”，这事离谱到什么程度呢，就离谱到一个家长把 18 岁的娃会做加减法作为家族骄傲一样。
在明末清初时期，由于西方传教士的大量来华，传播了一些先进的科学技术，促进了中国经济、文化艺术的繁荣。……可以说这是中国的“巴洛克时期”。
十三五规划教材《家具史》
在古代，我们一直长于学习其他文明的先进经验，中国家具发展的各个关键节点，都可以看到明显的外来传入痕迹，从“胡床”到“马扎”，一直到巴洛克洛可可风格对清式家具的影响。我们在这些基础上发展出自己风格，甚至在明代达到了一个造型艺术上的高峰，但是从时间点上来说，总体上还是相对落后的。
今天，是中国家具设计和制造，距离世界先进水平差距最小的一天。
如果多少年之后，那时的中国人也喜欢说“我们的祖宗做的家具多牛逼”，那我们是最有机会成为他们口中那个“牛逼祖宗”的人。
做好自己的工作，做一个牛逼的祖宗，是不是比吹嘘“我有个牛逼的祖宗”牛逼多了。
END
高品质的原创家具设计
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