Vòm cuốn: đá giữ một khoảng trống bằng cách nào

Một thanh dầm đá gác ngang hai cột chỉ vượt được một khoảng ngắn, vì sức nặng phía trên làm nó võng xuống, mặt dưới bị kéo giãn ra, mà đá thì chịu kéo rất kém. Vòm cuốn né vấn đề này bằng cách không bao giờ bắt đá phải uốn. Tải trọng chạy dọc theo đường cong dưới dạng áp lực, viên đá hình nêm này đẩy viên kia, xuống tận các trụ hai bên, và đá chịu được áp lực rất lớn trước khi vỡ. Những vòm của cầu dẫn nước Pont du Gard phần lớn được xếp mà không dùng vữa, và đã đứng vững gần hai nghìn năm nhờ đúng nguyên lý ấy.

Điều kiện đi kèm là vòm chỉ làm việc khi đã khép kín. Thợ xây đặt các viên đá hình nêm lên một khung gỗ gọi là giàn đỡ vòm, và chỉ khi viên đá đỉnh vòm đã vào vị trí trên cùng thì mới tháo khung được. Mỗi vòm còn đẩy ra phía ngoài ở chân, nên một hàng vòm luôn tựa vào các vòm bên cạnh, và các nhà thờ Gothic, với vòm nhọn và tường cao mỏng, mới mọc thêm những trụ chống bay dọc hai bên thân. Vào thế kỷ mười bảy, Robert Hooke nhận ra rằng một sợi xích treo, lật ngược lại, cho đường cong lý tưởng nhất: đường mà mỗi mắt xích chỉ chịu kéo thuần túy trở thành đường mà mỗi viên đá chỉ chịu nén thuần túy.

Trên màn hình, vòm cuốn cũng mang theo phần nào cảm giác vững vàng ấy. Một ô vòm đơn lẻ đóng khung phần cảnh vật ở phía sau, cả một dãy hành lang vòm tạo ra nhịp điệu để mắt đi theo về phía điểm tụ, và cả hai đều chừa lại mảng tường trơn ở hai bên, nơi biểu tượng đặt vào không bị vướng. Tuy vậy, hãy thử nhìn kỹ các mạch nối: những đường tối mảnh giữa các viên đá mới là nơi kết cấu thực sự đang làm việc.