新理论：古埃及人造金字塔时怎么往上搬巨石？

多年以来，埃及古物学家一直激烈争论着：数千年前古埃及的巨型金字塔究竟如何建造而成？现在，一个由工程师和地质学家组成的团队提出了个新理论：通过一种水力提升装置，可以借水的浮力将巨石从金字塔中部送至高处。

编译 | 桨笃绘

公元前27世纪，古埃及人为法老左塞尔（Zoser）建造了阶梯金字塔（Step Pyramid，又称左塞尔金字塔）。它是当时最高的建筑，高度约为62米。

关于阶梯金字塔的建造之谜，许多文献都细致讨论了可能的建造程序，也提供了实物形式的要素，不过它们一般聚焦于中王国和新王国时期（公元前1980年至公元前1075年）较新的、有据可查且规模较小的金字塔。

这些金字塔所涉及的技术可能包括坡道、起重机、绞车、升降机、吊车、枢轴等——或它们的组合。但要知道，古王国时期的金字塔（公元前2675年至公元前2130年）要大得多，人力和坡道等技术或许足以建造小型建筑，而大型金字塔可能还需要其他东西。

新研究的主要作者、古代技术研究机构Paleotechnic的首席执行官泽维尔·朗德罗（Xavier Landreau）表示，他们的新工作采用跨学科方法，首次报道了一个能匹配阶梯金字塔内部结构的建造系统：一个能利用当地资源的复杂水处理系统，在金字塔内部的竖井上提供了一个“水力电梯”。借助特定浮力装置，古埃及人可将巨石抬升至金字塔中部的高度。

已从伦敦大学学院退休的埃及古物学家大卫·杰弗里斯（David Jeffreys，未参与新工作）认为，上述理论是个“巧妙的解决方案”，不过一些埃及古物学家并不相信这就是古埃及人采用的策略，因为被更广泛接受的理论是：他们用坡道和牵引设备将石块运送到位。

沙漠曾经是草原

朗德罗等人分析了现有数据，包括古气候学、古代气候研究和考古数据，并得出这样一个结论：古代溪流的水从萨加拉高原（Saqqâra plateau）西部流入阶梯金字塔周围的深水沟和隧道系统。

此外，水也会流入基斯尔穆迪尔（Gisr el-Mudir）——一座巨大的矩形石灰岩结构，长650米，宽350米，可作为拦水坝使用。过去学界认为该建筑可能是堡垒、庆典场所或牲畜围栏。对于朗德罗团队而言，它能控制并储存洪水事件带来的水，还能过滤掉沉积物，以免它们堵塞水道。

研究团队称，古埃及的溪流给阶梯金字塔周围的沟渠和隧道系统带去流水

朗德罗理论中的水处理系统不仅能在遭遇洪水时治水，还可以保住水的质与量，以满足生活用水和灌溉方面的需求，以及运输或建筑领域的需求。

作者团队指出，过往几项研究发现，撒哈拉沙漠数千年前的降雨情况比如今的更有规律，那时的地貌更接近大草原，更利于植物生长。不过关于气候潮湿程度的古今对比，目前仍不确定哪个时期更湿润。

剑桥大学地质考古学家朱迪思·班伯里（Judith Bunbury，未参与工作）认为，古埃及可能有足够水量来支撑水力提升机这样的系统。过往研究发现，古王国时期的古埃及人建造并使用了雨水槽，彼时鸟类的饮食以青蛙等湿地物种为主。“大家普遍认为古王国时期降雨量更大，尤其是建造阶梯金字塔的古王国早期。”

另一方面，学界专家就该时期是否有足够的持续降雨来填满支撑水力提升机的结构存在争议。新研究的作者认为答案是肯定的，水力提升机的动力就来自此类结构，例如“干壕”（Dry Moat），即一条环绕阶梯金字塔及其附近建筑的巨大水道。

杰弗里斯认为，撒哈拉沙漠的绿洲时期很可能结束于公元前第三个千年的早期。华沙维申斯基红衣主教大学考古研究所所长法比安·韦尔克（Fabian Welc，未参与工作）指出，如果降雨量少，建筑物就灌不满水，无法满足水力提升机的工作要求，也跟不上石灰岩的水分流失。

“在第三王朝（公元前2670~公元前2613年）期间，古埃及北部（包括萨卡拉）气候（季节性冬季降雨）变得湿润，但降雨量没那么大不够填满干壕（甚至只是其中很小一部分）……进去的水会立即因重力作用渗至岩体深处。”

朗德罗等人一致认为该系统不太可能永久性地充满水，并推测当时的山洪暴发更有可能提供足量水以供金字塔建造期间的水力提升。

值得一提的是，2024年5月发表的一项研究发现了尼罗河的一条干涸支流。该论文作者推测这条支流很可能曾被用于运送大量石灰石块至多个金字塔的施工现场。此外，还有一些其他证据也表明古埃及人曾使用小规模的水力技术。

竖井中的秘密

科学家此前尚未确定左塞尔金字塔内竖井的明确用途。杰弗里斯指出，一些后期建造的金字塔，如胡夫金字塔（Great Pyramid of Giza）的竖井被认为用于通风；内部竖井的作用也可能是照明或减轻下方空间的压力。作为同类建筑中的第一座，阶梯金字塔是实验性的，据说其雏形是一种‌墓葬结构。现阶段学界仍搞不清它内部特征的具体用途。

阶梯金字塔内的竖井与一条200米长的地下隧道相连，隧道又连着金字塔外的另一个竖井相。朗德罗团队推测，外部竖井可能与干壕的一个水力运送部分（假设），即所谓“深沟”（Deep Trench）相连。

内部竖井从金字塔正下方靠近中心的位置开始。该处有一个花岗岩盒形结构，盒底部有一个插入物。研究者普遍认为这个盒是左塞尔国王的墓室，但朗德罗等人认为，它存在的意义是打开和关闭水力提升——通过给竖井灌满水实现。

阶梯金字塔的内部竖井

至于其他金字塔是否也采用同种方法建造，朗德罗表示还需要进一步调查。

“关于胡夫金字塔等古埃及建筑的一个重大谜团就是，那些动辄几十吨甚至上百吨的巨石怎样被抬到高处？显然光靠人力几乎不可能做到这点。但如果有水力提升机，情况就大为不同了。一个中等规模的水力提升机可以运送50~100吨重物到高处。探索藏在金字塔内的竖井可能为其建造之谜提供答案。”

本文经授权转载自微信公众号“世界科学”，资料来源：https://edition.cnn.com/2024/08/05/science/egypt-pyramid-hydraulic-lift-technology-theory/index.html。

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