曆史科普:需要多少人才能建成一座金字塔?
來源:新浪科技
發布時間:2020-06-11
瀏覽次數:1572
科學家基於簡單的物理學原理進行粗略計算,發現建造金字塔的人力並非之前估計的那麽多——不超過7000人,持續建造20年。 

 

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  古埃及吉薩大金字塔建造於(yu) 4600多年前,迄今它仍然保存完好,正多邊形的多麵體(ti) 結構,體(ti) 積達到260萬(wan) 立方米,原始高度為(wei) 146.6米,由於(yu) 其曆史久遠,現在我們(men) 可能永遠無法精確知道這座金字塔是如何建造的,但即便如此,我們(men) 仍可以分析出建造它需要多少人力。

 

  首先,我們(men) 必須考慮到建造金字塔所需時間大約是20年,這也是下令建造吉薩大金字塔的胡夫法老統治時期的時間跨度。胡夫法老死於(yu) 公元前2530年左右,吉薩金字塔建造完成之後,希臘曆史學家希羅多德描述稱,吉薩金字塔共動用了10萬(wan) 勞工,每年工作3個(ge) 月,20年時間完成金字塔建造。1974年,德裔英國物理學家庫爾特·門德爾鬆估計稱,參與(yu) 建造吉薩金字塔的季節性工人有7萬(wan) 人,常年工作的泥瓦匠有1萬(wan) 人。

 

  事實上,這些數據有些高估,現在我們(men) 可以通過簡單的物理計算更精確地分析金字塔建造需要多少人力。

 

  金字塔勢能是指物體(ti) 提升至地麵以上所需的能量,它是重力、質量和質心(質量中心)所產(chan) 生加速度的乘積,而在金字塔中,質心是金字塔高度的四分之一。金字塔的具體(ti) 重量很難確定,取決(jue) 用於(yu) 建造金字塔的圖拉石灰岩和砂漿的確切密度,我們(men) 假設金字塔每立方米實體(ti) 建築重量平均為(wei) 2.6噸,所需能量大約為(wei) 2.4萬(wan) 億(yi) 焦耳。

 

  在保持人體(ti) 基本代謝率的情況下,每個(ge) 體(ti) 重70公斤的成年人每天大約需要7.5兆焦耳的能量,如果他們(men) 處於(yu) 每天高強度勞動,身體(ti) 所需能量將增多30%,其中大約20%的能量增量將轉化為(wei) 工作效能,即每天產(chan) 生450千焦能量(可能存在不同的假設,但不會(hui) 出現太大的差別)。將吉薩金字塔的總勢能除以450千焦,意味著需要1天次530萬(wan) 人參與(yu) 建造金字塔,如果一年的工作時間為(wei) 300天,意味著每年需要將近1.8萬(wan) 人,如果建造金字塔需要20年,那麽(me) 每年隻需要900人即可。

 

  完全使用人力資源可以使龐大的金字塔逐漸建造起來,因為(wei) 大多數金字塔工工程是底部基礎建設,法老執政期間可安排數千名勞工在幾十年內(nei) 建造,因此這並不是一項耗用國家資源的大工程。

 

  同時,需要一些勞工負責操作起吊裝置將石塊運至高處,以及負責將石塊光滑處理。為(wei) 了實現20年時間切割260萬(wan) 立方米的石塊,該項目需要1500名采石工,每年工作300天,人均每天製造0.25立方米的建築石塊。

 

  建造金字塔總人數可能達到3300人左右,此外還包括:設計師、組織者、監督員、運輸員、工具維修員、建築和現場住房維護者、烹飪和洗衣所需的勞動力等,但參與(yu) 金字塔工程的總人數仍不會(hui) 超過7000人。

 

  在金字塔建造期間,埃及舊王國時期總人口是150萬(wan) -160萬(wan) ,因此這樣等級的勞動力不會(hui) 對國家經濟造成特別大的負擔。上世紀90年代,考古學家在吉薩金字塔附近發現一個(ge) 勞工墓地和一處居住點地基,該居住點曾是後期兩(liang) 座金字塔建造者居住的地方,表明當時居住這裏的人不超過2萬(wan) 人。

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