埃及金字塔究竟是如何建造的(埃及金字塔是怎么建成)

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埃及金字塔是如何建造的？埃及人是如何制造这些巨大的石头的？他们的工匠是如何使用这些石头的？这些问题都可以在本书中找到答案。书中详细介绍了古埃及人人制作石器的过程，包括用什么材料制作、如何加工、如何保存和运输。本书还提供了大量有关古埃及文化的信息，以及一些有关古埃及及其文物的照片。这些资料对于了解古埃及文化具有重要意义。

1 简介

公元前3100年左右，古埃及国王纳梅尔建立了统一南北的王国，进入文明时代。一般估计人口约为150万。每年夏至，尼罗河泛滥，持续近百天。洪水过后，种子直接撒在黑色淤地上，收获。因此，人们的生活条件极为优越。王国宗教氛围十分浓厚，崇拜太阳神，政教合一。国王（法老）和王后享有绝对的权力，他们被塑造为太阳神的儿子（女性）或派到人间统治的代表。他们相信自己死后可以复活，因此在统治期间会为自己修建极其豪华的陵墓。人死后，尸体被制成木乃伊，与生者合葬。综合考察，古埃及的社会治理应该是人类历史上对权利、暴力、经济资源、思想等方面最高程度的垄断。正因为如此，古埃及人创造了极其丰富的物质文化财富。公元前2600年左右，古埃及进入黄金时代，开始建造金字塔。到第四王朝时，总共建造了近110座金字塔。最大的是吉萨的胡夫金字塔，高146.5米（40多层），底部呈方形，每边长230米，共有石块230万块，平均每块重2.5吨。最重的一个，容量160吨，总体积260万平方米。 3800 年来，它一直是世界上最高的建筑。胡夫金字塔的大部分是由来自附近采石场的石灰石建造的。光滑的石头来自距尼罗河以东24公里的图拉。近年来，埃及东部一处遗址出土的纸莎草日记记载，从图拉到建筑工地的交通是通过船只进行的，而考古发现的金字塔附近的港口也为这一说法提供了有力的佐证。然而，金字塔的建造是如何把石头搬上去的呢？这确实是一个困扰人类数千年的问题。 2.现有假设以胡夫金字塔为例，胡夫已经执政23年，这意味着每天工作10个小时，每小时加工34块石头，相当于每2分钟加工一块石头。早在公元前5世纪，古希腊旅行家、历史学家希罗多德就曾实地考察过金字塔，并向当地人咨询建造金字塔的问题。法老强迫人们分成10万人的大组，每组工作3个月。花了20年的时间，先在底层搭建了楼梯，然后用短木块做成的杠杆将其他石头搬到上层，然后放置杠杆。努力向上。还相当肯定地写道，首先完成了上部，然后是下部，最后是底座[1]。希罗多德还记载，埃及人对诸神极为虔诚，对于祭祀和宗教规定极为讲究和严格。考虑到金字塔的建造距希罗多德已有2000年之久，以及短木杆技术的局限性，这一说法并没有得到大多数学者的认可。坡法理论家设计了一条1.5公里长的直坡，靠人力+底垫圆木棍拉上来。不过，考虑到这个斜坡本身的工程体积就是金字塔的三倍多，就算是普通人也没有太多的办法。得到很多认可。最近，有人提出了浮力法，即沿着金字塔的斜坡建一条封闭的管道，灌满水，在石头上绑一个球，靠浮力浮起来。但如何修建管道、如何注水、如何保证石子进入管道时水不漏出，是一系列较难解决的问题。更重要的是，许多金字塔位于地势较高的地方，水本身无法到达它们。 3、螺旋砂坡法这里提出了一种全新的施工方式——螺旋砂坡法，利用储存的动力或人力+绳索直接将石块拉上来。根据胡夫金字塔的说法，在建造下层时，金字塔周围堆积的沙子可以从多个点同时向不同方向运输。达到一定高度后，堆砌4条与4条边平行的沙坡通道；然后堆积2个通道；最后在金字塔周围堆砌螺旋形沙坡直至顶部，坡度为6。这样可以充分利用流砂本身的特点和整体摩擦系数小。沙坡不需要人工堆积，是在拉石的过程中拉起来的。储能主要使用牛、大象或驴。最后，螺旋沙坡到顶部的长度约为1450米，绕胡夫金字塔两圈即可实现。

沙坡之所以设计成6，是因为无论多陡，拉动时所能提供的踩踏力都会受到限制，而无论多慢，所需的长度都会增加，而沙子的量也会显着增加。另外，古埃及人还认为超过7就难以拖动。 （工作量见表1）。稳砂角为45，计算含砂量1.8200万立方米。 4.根据(1)，金字塔内部填充有沙子[2]。可以理解为搬运石头过程中的一个附带事件。杠杆定律和浮力定律都无法解释这种现象。 （2）每座金字塔周围都有城墙，其中胡夫大金字塔的“乌鸦墙”高10米，宽12米。笼统的解释是为了防止外人窥视其建设过程，但显然过于宽泛。另一种解释是运河水道，但这会导致水渗入金字塔。要知道金字塔下面有很多工程，法老的太阳船就放置在那里。事实上，墙体还可以防止沙子溢出、提供外部模板、放置测量点。 (3)曲面可以从上到下构造，这与希罗多德确定的描述一致。金字塔的外部镶嵌着较为细腻的白色石灰石，刚建成时在阳光下显得极其耀眼。先建造内部和主体结构，直至筑顶，然后自上而下逐层剥沙，镶上盖石，直至底座。 （4）金字塔下层放置的巨石，最大重量达160吨，在没有铁的古埃及船上基本上无法装卸，杠杆也无能为力。沿着绳子拉动并调整角度。 （5）几乎所有金字塔都位于尼罗河谷附近的沙漠边缘，可以提供充足的沙子。 5、权力基础（1）古埃及人崇拜牛，牛是非常重要的牲畜。牛肉是他们极其重要的食材，牛的数量也非常多。胡夫金字塔附近的一处遗址出土了大量牛骨，这些牛足以养活7000人20年。散布在西部沙漠中的大量人类活动遗迹表明，古埃及的气候条件比今天要好得多，草原面积也大得多。据古埃及人的记载，最伟大的金字塔建造者法老斯尼夫鲁在位期间，在与利比亚的战争中俘获了11000多名俘虏和13100头牛； ） 一场战争，俘虏7000人，俘虏20万头牲畜。从这些记载中不难发现，古埃及人对牛的战利品和对人一样重视。这为建造金字塔时大量使用牛奠定了基础。 (2)大象在古埃及也是非常重要的牲畜。早在金字塔建造之前，纳卡达地区的一些墓葬中，用亚麻布或草席包裹的大象与人一起埋葬，人类的尸体也用亚麻布包裹。此外，象牙一般用作祭祀礼器。直到公元前202年的扎马战役，汉尼拔还组织了80头大象参加战斗。这说明在古代，北非（包括埃及）大象数量较多，可以被人类驯化和利用。此外，驴在古埃及也是常见的牲畜。 （3）古埃及人也是制造和使用绳索的高手，绳索的原料多为纸莎草或亚麻。他们的船用绳子绑起来，使其不透水。另外，绳子也是测量的主要工具，负责测量的人称为“丝绳”。很容易用绳子和短木头套在动物身上，发挥它们巨大的拉力。在一些偏远山区，这种原始的技术仍然被用来拉车、犁田。 （4）石头被拉到放置位置后，用杠杆（其实更可能是撬棍）进行微调。沙子的摩擦系数为0.3，按一个人能顺利输出的力计算为800N。一头牛可供5人使用，一头大象可供10人使用（根据印度人的测试结果），因此一个人可以拉动100公斤的石头。一头牛可以拉动500公斤的石头，一头大象可以拉动1000公斤的石头。一个3 吨重的块需要3 头大象，或6 头牛，或30 个人。图5是绳子绑石示意图，绳子的前端可以分叉。图5 绳索绑石示意图六、优点（1）可以实现面石自上而下的施工，最大程度地保护其避免坠落、砸伤。

金字塔在法老王和人民心中的地位是至高无上的，不能有任何瑕疵。工程完成后，必须保证各面洁白、光滑。 (2)施工过程中，中心点容易发生偏移。采用这种方法建顶后，可设置测量站，与地面周围布置的测点形成封闭测量，进一步标定中心点，然后构建覆盖金的复杂顶部。考古学家在金字塔周围发现了等间隔排列的桩坑，推测是为了布置测量点。 (3)利用顶部测量站还可以准确指示表面石材的安装和进一步打磨，从而弥补内部主体结构施工中的误差。胡夫金字塔的四个底座相差不到20厘米，东南角和西北角的高差也只有1.27厘米。这是一个多么精确的项目啊。 (4) 沙子可以重复利用，在其周围建造其他金字塔。吉萨有3 座金字塔，彼此相邻，相隔不到60 年。胡夫之子哈夫拉的金字塔也高143.5米。由于位置较高，看上去比胡夫金字塔还要壮观。 (5)安全。在沿着沙坡把岩石拉上来的过程中，累了可以歇歇脚，岩石也不会后退或掉落。其他人则难以确保人员和金字塔本身的安全。如果安全得不到保证，相信古埃及人的宗教热情和对法老的崇拜将会受到动摇，金字塔的建设也会受到严重影响。 （6）快。假设坡道宽度为5米，可以并排布置2排，一组又一组的连续运输，效率会比较高。建设下层时可形成多条通道，两条通道可建设至45米高度，可完成工程总体积的67%。绕圈形成螺旋沙坡时，仅上部为33%。每层都是一个施工平台，可以多点同时施工。这样就可以满足平均每2分钟安装一颗石头的进度。事实上，金字塔的内部充满了大量不规则的石头和沙子。 (7)鉴于金字塔表面的石灰石块要从24公里外运来，研磨时间会较长，可采用该方法并行协调施工，即当同时建造金字塔的内部和主体结构。图拉的采石、运输和研磨。 7、其他问题（1）一位法国工业化学家曾在金字塔岩块中发现头发和贝壳，并推测这些岩块是混凝土。毛发形成的原因比较可能是因为石头是石灰石，也就是CaCO3，在空气和水的作用下发生化学反应变成Ca(HCO3)2，在水的作用下失水后会变成坚硬的CaCO3。干燥条件。这个过程很容易将原始建筑留下的头发嵌入石灰石中。关于贝壳，石灰岩是在浅海环境中沉积的，因此贝壳或其他浅海动物化石的插入是非常正常和自然的。 （2）在建造金字塔的过程中，古埃及人能够使用的金属只有铜和金，因此采石和抛光实际上是非常困难和耗时的工作。在美国大都会博物馆收藏的一件磨石制品的研磨粉中检测到刚玉，这被认为是古埃及人使用刚玉研磨花岗岩的证据。出于同样的原因，磨削石灰石应主要使用花岗岩或刚玉等硬度较高的石器。 (3)古埃及已经拥有非常高超的天文学和测量技术。早在金字塔建造之前，太阳历就已确立，一年有四个季节，共计365天，几乎没有误差，这就是现代公历的起源。测绘人员普遍具有较高的社会地位。考古学家曾在一位建筑师的住所中出土过一根纯金的肘尺，长约52.5厘米。这是对法老的赏赐，图案极为精美复杂。 (4)用螺旋沙坡作为运输石，当然，外石自下而上建造也是可能的。每层建筑都覆盖着沙子。施工结束后，从上到下剥沙。看了一下，误以为是先建上半部分，然后再建下半部分。 （5）毕竟建造金字塔的古埃及人与希罗多德时代的埃及人是一脉相承的，而且埃及后来经历的战争和变迁要复杂得多，所以我们不能完全忽视他的描述。

即便在他看来，杠杆的处理方法是不确定的，但他可以肯定的是：“先完成上部，然后是下部，最后是底座。”综合以上事实和分析，只有螺旋砂坡运输才能保证金字塔的顺利、安全竣工。然而，古埃及金字塔建成至今已有4600年的历史，还需要越来越多直接的考古发现或记录才能获得明确的证实。

作者简介：陈卫军（1977—），陕西郏县人，中天合创公司员工，高级工程师。

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