纽约当年了不起 2. Brooklyn Bridge
在纽约，有名的建筑物数以百计。然而，若要我选一个集历史意义、技术水准、宏伟外观和实用价值为一身者，则首推布鲁克林大桥（Brooklyn Bridge）莫属。而且我认为，它也是美国有史以来最伟大的建筑工程。
纽约的帝国大厦、乔治-华盛顿大桥、旧金山的金门大桥、内华达州的胡佛大坝等，都被人认为是美国最伟大的工程。它们也许名气更大、更雄伟，但是，它们都是1930年代建成的，而Brooklyn Bridge比它们早了大约60年。这60年是工业技术日新月异的时代。比如电灯、电话、留声机、无线电广播、飞机、内燃机轮船、汽油动力汽车等等，都是在这60年间出现的。Brooklyn Bridge比上面那些工程早几十年建成，凸显其不同凡响之处。正因为如此，它曾被人誉为是继埃及金字塔、中国长城、古罗马斗兽场等“七大工程奇迹”之后的“第八大工程奇迹”。
布鲁克林大桥它始建于1869年，建成于1883年，桥面长1,825米，连接纽约市的中心曼哈顿区与南部的鲁克林区（当时布鲁克林是一个独立的城市）。它完工时是世界上最长的悬索桥以及第一座使用钢悬索的桥樑。一百多年来，它是纽约市天际线不可或缺的一部分，并在1964年成为美国国家历史地标。
19世纪中叶以后，纽约（当时仅仅包括曼哈顿岛）发展极为迅速，而南边的布鲁克林市依然如同乡村。数万人每天乘渡船往返曼哈顿上下班，不仅效率低，而且冬天东河结冰就很麻烦且危险。修一座桥是人们梦寐以求的愿望。然而两地在东河最窄处也相隔近700米，十九世纪中前期的工程水平还差得远。就在这个时候，有一位名叫John A. Roebling的25岁的德国工程师于1831年移民来到了美国。他在德国受到了很好的数学、工程和建筑学训练。
John Roebling在宾夕法尼亚州安家以后，就利用自己的特长开办了公司，并建了自己的实验室。不久，他有了一项似乎不起眼、但却一直影响到今日工业的重要发明 — 钢缆（steel cable）。钢缆在强度、柔韧性以及便于运输等诸多方面都具有不可比拟的优点，它的应用如今无所不在。这个发明也为大跨度悬索桥（suspension bridge）的发展创造了条件。在随后的二十年里，Roebling在美国北部几个州设计并建造了多个悬索桥，包括跨越尼亚加拉瀑布和跨越俄亥俄河的两座，至今都仍然在使用。
简单科普一下悬索桥：悬索桥类似古代吊桥。大跨度、高承载悬索桥是一种现代的桥梁设计。其承力部分是桥两端的塔架。在两个塔架间，有悬索若干条。悬索每隔一段，便有一根垂直向下的钢缆拉住一节节的桥面。悬索桥的优点很多，最主要的是它不用桥墩，可以实现大跨度。而且悬索桥可以建得很高，便于大型船只的通过。今天，布鲁克林大桥依然满足这些条件。
John Roebling在美国娶妻生子，事业发达。然而，1860年代中期，他妻子不幸病逝，随后他很崇敬的林肯总统又被刺杀。接连的打击使他患上了严重的抑郁症。他战胜精神痛苦的方法，是以一种挑战自我的方式去工作。他设计出一个当时很超前的悬索桥，连接曼哈顿和布鲁克林。没有人让他这么做，完全是他自愿的。当他把计划和工程图纸呈现给纽约和布鲁克林当局时，鉴于设计的缜密、精妙，以及他在桥梁建设方面已经取得的巨大声誉，他们被打动了。这是一项美国的世纪工程，它的开工经过了美国国会1869年6月的批准。
然而，工程刚刚被批准后几周，Roebling的脚趾意外受伤，感染破伤风去世了。在这种情况下，同样是桥梁工程师的他的儿子Washington Roebling，便承担起了总工程师的责任。他当时年仅32岁，远不像父亲那样有经验，但也是一个敢于面对挑战的人。
悬索桥的塔架是桥的支撑点，因此必须坐落于稳定的岩石上。根据设计，塔架坐落于靠近河岸的水中。河床有很厚的泥沙。Bed stone在哪里，怎样才能让塔架坐落于它上面呢？Washington Roebling决定使用“沉箱“（caisson）技术，即把一个巨型沉箱（你可以现象它像个碗）倒扣在河底，然后利用高气压将水从底部排出，随后让工人在高气压的沉箱里，把下把里面的土逐渐挖掉（沉箱也越沉越深），最后挖到坚硬的岩石。
由于布鲁克林大桥塔架巨大，沉箱重达3000吨，方圆几十米，里面的活儿真不是人干的。在高温、高气压和几乎全暗的环境（当时电灯尚未发明）下干活简直如地狱一般。更可怕的是，当工人回到地面，很多人会产生莫名其妙的“沉箱病“ （Caisson disease，当时俗称the bends），表现为浑身疼痛，恶心、头疼、听力受损、流鼻血等等。有人过一段时间能恢复，有人不能完全恢复，甚至死亡。管理者把工人的工作时间减少为5个小时，但因为当时不知道是什么原因，所以对减少沉箱病无济于事。
后来人们明白了，沉箱病其实是“减压病“（decompression sickness）。原来，在高气压下，空气中的氮气会溶解于血液中。当人回到地面恢复常压后，溶解的氮气迅速释放，导致血液和组织中出现大量气泡（就好比水沸腾），于是造成严重后果。如果知道病因，解决的方法其实很简单：让下班的工人先进入一个加压空气舱，逐渐减压到常压就没问题了。
其实几年以后，人们就揭示了沉箱病的病因。可惜建桥的时候人们不知道。而为此付出沉重的代价的的一个人，便是项目总工程师Washington Roebling。Washington是个身先士卒的领导，他多次进入加压沉箱考察实际情况，结果三次患沉箱病。最后后一次他再也没有恢复过来，他的视力、听力都严重受损，而且瘫痪了。这时候，14年的工期刚刚过去了两年，怎么办呢？
这时候，他的妻子Emily Roebling承担起一个特殊的职能，她每天把Washington在病榻上的计划和意见带到工地上，再把一些问题带回到家里。整整12年，Washington再也未能去现场。他们租了一间房子，窗户可以看见工地。他用一个望远镜，远远看着着魂牵梦绕的工程。
设想一下，假如Emily只是一个传声筒，怎么可能长久？她要不断面对工程技术人员，管理人员、政客和官员、董事会成员、材料供应商、新闻记者等等，如果没有能力、没有智商，我看一个月也坚持不了。而Emily却能够把“前线指挥”的工作一种做到大桥竣工。Emily受过良好的教育，而且非常聪明。但当时妇女不可能在学校里学桥梁工程。于是她就在家里跟病榻上的丈夫学。在不太长的时间里，她也成了半个专家。而且她柔中带刚的个性使她非常有效地处理各种人际问题。当遇到最严重的挑战时，她也能通过努力将其化解。当时有人提出，鉴于Washington残疾，应该更换工程负责人。Emily为此做了多方面的工作，使大部分董事会成员相信，保持她丈夫的职位对于工程是最有利。她做到了，投票结果10：7。
沉箱里的工作艰苦卓绝，工人们花了3年多时间，付出约20条生命的代价，终于挖到了河底的坚固石床，保证了塔架基础的稳固。接下来便是修两侧塔架，然后是架设主悬索，再接着布桥板和修路面。每一步都要花3 - 4 年。布鲁克林大桥的塔架是用花岗岩垒成，外加两个哥特式窗洞，古朴美观，而且当时是纽约最高的建筑。下面这张照片，是我在布鲁克林一侧拍的南边的塔架。远远的还有自由女神像，看见了吗？
我曾经两次步行走过布鲁克林大桥。那钢索真叫粗啊！它外面是被金属外壳包着的，里面像什么样子呢？看下图，左边是别处某个桥边的一个截面示意图，是给参观者看的，右边那个是布鲁克林大桥建设中的实际情况。布鲁克林大桥有4条主悬索，每一个悬索由19个巨型钢缆捆在一起，而每一个钢缆包含282根平行的粗钢丝。钢丝不仅有尺寸要求，还有抗拉强度等机械性能的明确标准。
1883年5月24日，布鲁克林大桥建成通车。竣工仪式非常隆重，不仅市长、州长出习，而且美国总统Chester Arthur以及大西洋舰队也赶来助兴。两座城市更是万人空巷。到了晚间，两岸还放起了美丽的烟花。当时的摄影技术无法充分记录夜间的盛况。留下的少数黑白照片昏暗模糊。经过现代技术处理、加色，可以还原成下面那个样子，已经足够辉煌了。
那一天，第一个跨过这座桥梁的，是Emily Roebling，她乘着一辆马车来到对岸。经过这么多年，她已经得到了各方人士的广泛认可和尊重。那一天，唯一没有参加落成仪式的重要人物，是她卧病在床的丈夫Washington Roebling。人们多年见不到他的面，也似乎要将其淡忘了。然而不久以后，Emily 把重要的人物都请到家里，为丈夫开了一个party，显示Washington作为项目总工程师的重要性和他应该得到的credit …… 几年以后，纽约市市长Abram Hewitt说了一句意味深长的话：Brooklyn Bridge is an everlasting monument to the self-sacrificing devotion of a woman and of her capacity for that higher education from which she has been too long disbarred. （布鲁克林大桥是一个永恒的纪念碑。它既是对一位女性无私奉献的纪念，也是对长期被排斥在的高等教育之外的她的才能的纪念。）Emily与布鲁克林大桥同样了不起！
布鲁克林大桥取得了巨大的成功。虽然1550万美元（ 约相当于今天的4亿美元）投资不小，但经济效益更大。一座桥很快就不够了，于是，在布鲁克林大桥东边不远处，1901年建成了Williamsburg Bridge，1909年又紧靠着它东侧修建了Manhattan Bridge。这两座桥虽然面貌更现代，也充分行使其功能，但它们在桥梁史和人们心目中的地位，是不能与布鲁克林大桥同日而语的。下面这张照片是我在环游曼哈顿岛的游船上拍的，里面包括了这三座大桥。由近及远: Brooklyn Bridge, Manhattan Bridge, Williamsburg Bridge.
140年过去了，今天的世界已经发生了翻天覆地的变化，纽约downtown的天际线已经布满了摩天大楼。然而，把下面这张我近年（在Manhattan Bridge上）拍摄的照片与本文的第一张照片对比一下，就会发现，这座大桥真是有百年不变的从容。
前些年，《纽约时报》登载了一篇文章，在详细分析了这座大桥的方方面面之后，作者写道写道：There is, it should be said at once, nothing outdated or inadequate about the Brooklyn Bridge. It is the best-built bridge in New York, and over the years has given the engineers in charge less trouble than any bridge in the city. Indeed, it remains today one of the best-built bridges in the world. （须明确指出，布鲁克林大桥至今没有任何过时或不适宜之处。它是纽约建得最为出色的桥梁，这么多年以来，它比纽约市其他任何桥梁给管理工程师带来的麻烦都要少。事实上，它至今仍然是世界上建造得最好的桥梁之一。）
