金字塔的物理原理

题目

金字塔的物理原理

答案

在中国历史上尚未展开前,巍巍的金字塔已经屹立在浩瀚黄沙之上.现代科学对这地球上最古老的建筑物——金字塔仍有许多尚未揭开的谜题,而关于金字塔究竟是如何建成的这一问题,到目前为止,尚是各说各有理.
迄今为止,在埃及所发现的金字塔有近80座,最大的是开罗郊区的世界七大奇景之一的吉萨金字塔区,包括著名的斯芬克斯狮身人面像及三座金字塔.修建金字塔的工程是巨大的,工艺也是十分精湛的,期斜度都是52度,每一石块密密相连,休想找到缝隙,连刀都插不进,我们不得不叹服古埃及的度量及工程技术.
埃及人会使用激光?
科学家们发现金字塔表面的石块因风化而出现崩损,但内层石块却依然平滑如镜.科学家还发现金字塔石块表面有被灼烧的痕迹,并据此认为,当年割石块的工具也许并非锤和錾,而可能使用过激光.
在金字塔群的所在地,我们今天已经在方圆500平方公里以内找不到大型石块.也许是附近的石块已全部被用于修建金字塔,也许当地根本就不“出产” 大型石块.若如后者,那么当年埃及人建塔所需的大量巨石又从何而来?是否古代埃及人已懂得使用“溶沙倒模法”去生产巨型石块呢?日本三菱重工的前总裁曾说过：“我们可以将一块石头举上200米高空,但不能重达50吨.如果要举这么重,就不能这么高.”但事实上金字塔顶的三角形巨石,早已在6000年前就置于塔顶了.按现在的方法计算,若要将一块50吨重的巨石“举”到150米高处,必须消耗7500万焦耳的能量.
外力帮助了法老?
曾有日本学者认为,当年建塔的同时,可能在塔旁建造了一道与塔顶同样高度的长斜坡,使工人可以将巨石从低处慢慢推向高处.但这种说法也受到质疑,因为要建造一道与塔顶齐高的长斜坡,其耗费的石块与工程之浩大,或许甚于修建金字塔本身,何况金字塔修好后还要拆除斜坡.
如果推断6000年以前的地球仍属于一个原始社会,以当时无“规”无“矩”的状况,根本不可能建成硕大无朋的金字塔,因为上亿石头在摆放时,如果每石相差一分,整个塔便会倒坍.而且虽说金字塔是古代法老的陵墓,但若以当时的条件去建造的话,除非有外来力量的帮助,否则以纯人力的方法去建造,即使当时连同开采、策划、临工及建造等用2万名工人同时施工,每天亦只能准确地放上10块石头左右,建造一个金字塔便会需要600年时间,法老会有这样长的寿命去等待吗?法老会耐心去忍受漫长的等待吗?
金字塔是由很大的工作群组织一起修建起来的.希罗多德说,大金字塔用了20年的时间才修建起来.金字塔巨大的正方形底盘为建筑设立了一个稳固的地基,它的下面一半用了将近80%的建筑材料,这也就意味着其他的石块是被托到上面去的.古老的埃及金字塔的建设者们面临的一个主要问题就是要将巨大的石块 “抱”到塔的上部去.有种解释说,人们在直达金字塔顶端的堤道上铺上木轨,用木板拖曳石块,到达金字塔上.据说,工人们在木轨上洒水起到润滑的作用,10 个人就可以将石块拖到金字塔的顶部.在不同层级的金字塔四面,可以有几条轨道,它们盘旋上升,直到金字塔的顶尖,等石块到达设计位置时,工人们会用木棍将其撬到准确的位置上去.
20世纪90年代,科学家们利用计算机技术对金字塔进行了分析,人们输入了大量的几何学、光学、建筑学、力学等所需不必需而可能有一点用处的数据后,计算机的屏幕上始终显示着一个词：“IMPOSSIBLE”（不可能）,并告诉科学家输进的资料并未足够.今天,人们也仅仅是用计算机构建了金字塔有关的结构图.

埃及金字塔到底是谁建造的?如何建造的?
埃及考古学家之所以这么重视古棺的发现,因为这将助于揭开埃及金字塔的建造之谜,特别是埃及金字塔是否是埃及人民建造之谜.
千百年来,埃及金字塔到底是如何建造的这个问题一直困惑着全世界的人民.埃及境内大大小小的金字塔有百座之多,以金字塔中最大的一座,也就是第四王朝法老胡夫的金字塔为例,这座大金字塔原高146.59米,经过几千年来的风吹雨打,顶端已经剥蚀了将近10米.但在1888年巴黎建筑起埃菲尔铁塔以前,它一直是世界上最高的建筑物.这座金字塔的底面呈正方形,每边长230多米,绕金字塔一周,差不多要走一公里的路程.胡夫的金字塔,除了以其规模的巨大而令人惊叹以外,还以其高度的建筑技巧而著名.塔身的石块之间,没有任何水泥之类的粘着物,而是一块石头叠在另一块石头上面的.每块石头都磨得很平,至今已历时数千年,人们也很难用一把锋利的刀刃插入石块之间的缝隙,所以能历数千年而不倒,这不能不说是建筑史上的奇迹.另外,在大金字塔身的北侧离地面13米高处有一个用4块巨石砌成的三角形出入口.这个三角形用得很巧妙,因为如果不用三角形而用四边形,那么,一百多米高的金字塔本身的巨大压力将会把这个出入口压塌.而用三角形,就使那巨大的压力均匀地分散开了.在4000多年前对力学原理有这样的理解和运用,能有这样的构造,确实是十分了不起的.胡夫死后不久,在他的大金字塔不远的地方,又建起了一座金字塔.这是胡夫的儿子哈夫拉的金字塔.它比胡夫的金字塔低3米,但由于它的地面稍高,因此看起来似乎比胡夫的金字塔还要高一些.塔的附近建有一个雕着哈夫拉的头部而配着狮子身体的大雕像,即所谓狮身人面像.除狮身是用石块砌成之外,整个狮身人面像是在一块巨大的天然岩石上凿成的.它至今已有4500多年的历史.如此巨大的金字塔是成千上万块重达2000吨的巨石构成.现代的人无法想象,这些巨石到底是如何垒起来的.对于金字塔如何建成的有千百种说法,其中最典型的说法有：
■猜测一：
百万奴隶劳作的结果
人称“西方史学之父”的希罗多德曾记载,建造胡夫金字塔的石头是从“阿拉伯山”（可能是西奈半岛）开采来的,修饰其表面的石灰石,是从河东的图拉开采运来.在那时开采石头并不容易,因为当时人们并没有炸药,也无钢钎.埃及人当时是用铜或青铜的凿子在岩石上打眼,然后插进木楔,灌上水,当木楔子被水泡胀时,岩石便被胀裂.这样的方法在今天看来也许很笨拙,但在4000多年前,却是很了不起的技术.从采石场运往金字塔工地也极为困难.古代埃及人是将石头装在雪橇上,用人和牲畜拉.为此需要宽阔而平坦的道路.修建运输石料的路和金字塔的地下墓室就用了10年的时间.在建造胡夫金字塔时,胡夫强迫所有的埃及人为他做工,他们被分成10万人的大群来工作,每一大群人要劳动3个月.这些劳动者中有奴隶,但也有许多普通的农民和手工业者.古埃及奴隶是借助畜力和滚木,把巨石运到建筑地点的,他们又将场地四周天然的沙土堆成斜面,把巨石沿着斜面拉上金字塔.就这样,堆一层坡,砌一层石,逐渐加高金字塔.建造胡夫金字塔花了整整20年的时间.
■猜测二：
地外文明的杰作
由于建造金字塔之说尚有许多难以解释之处,所以,随着飞碟观察和研究活动越来越广泛,有人把神秘的金字塔同变幻莫测的飞碟上的外星人联系起来.他们认为,在几千年前,人类不可能有建造金字塔这样的能力,只有外星人才有.他们经过推算还发现,通过开罗近郊胡夫金字塔的经线把地球分成东、西两个半球,它们的陆地面积是相等的.这种“巧合”大概是外星人选择金字塔建造地点的用意.再加上有关金字塔真真假假的神力传说,所以这一说法也日渐盛行起来.
■猜测三：
失落文明部落的遗产
还有人说得更玄,把金字塔与神秘学联系起来,认为金字塔是地球前一次高度文明社会灭亡后的遗产,或者是诸如大西洲之类已经毁灭的人类文物的遗留物.对于这两种说法,埃及人深感内心受到伤害,因为这等于把埃及祖先的文明与智慧一古脑儿全都否定了.
■猜测四：
混凝土浇灌的结果
2000年,法国人约瑟·大卫杜维斯提出了他惊人的见解,声称金字塔上的巨石是人造的.大卫杜维斯借助显微镜和化学分析的方法,认真研究了巨石的构造.他根据化验结果得出这样的结论：金字塔上的石头是用石灰和贝壳经人工浇筑混凝而成的,其方法类似今天浇灌混凝土.由于这种混合物凝固硬结得十分好,人们难以分辨出它和天然石头的差别.此外,大卫杜维斯还提出一个颇具说服力的佐证：在石头中他发现了一缕约1英寸长的人发,唯一可能的解释是,工人在操作时不慎将这缕头发掉进了混凝土中,保存至今.一些科学家认为,鉴于现代考古研究业已证实人类早在数千年前就知道如何制作混凝土,所以大卫杜维斯的论断颇为可信.但更多的学者则对此提出了质疑,他们说：既然开罗附近有许多花岗岩山丘,那么,古埃及人为什么要舍此而去用一种复杂的操作方法来制造那难以数计的石头?
■越来越多证据表明
金字塔是古埃及人建造的
不过,越来越多的证据表明,金字塔确确实实是古埃及人建造的,当时一定集中了古代埃及人的所有聪明才智,因为它需要解决的难题肯定是很多的.但是这些问题都解决了,金字塔修起来了,而且屹立了4000多年,这本身就是一大奇迹.所以可以说金字塔是古代埃及人民智慧的结晶,是古代埃及文明的象征.