古埃及人是如何堆叠那些最古老金字塔的沉重石块的？科学家们有了一个新理论
多年来，埃及学家一直在激烈争论4000多年前古埃及巨大的金字塔是如何建成的。
现在，一个由工程师和地质学家组成的团队提出了一个新的理论——一种液压升降装置，可以利用储存的水将沉重的石头漂浮在埃及最古老的金字塔中央。
古埃及人在公元前27世纪为法老约瑟建造了阶梯金字塔，它是当时最高的建筑，大约有62米高。
但是，根据昨天发表在《公共科学图书馆·综合》杂志上的一项研究，这座由重达300公斤的石头组成的纪念碑究竟是如何建成的，仍然是一个数百年来的谜。
“许多详细的出版物都讨论了金字塔的建造过程，并提供了有形的元素，但这些出版物通常关注的是更近的、有更好记录的、中新王国(公元前1980年至公元前1075年)的小型金字塔，”首席作者泽维尔·兰德罗博士说，他是巴黎一家研究古代技术的私营研究机构古技术的首席执行官。
他在一封电子邮件中补充说:“所涉及的技术可能包括坡道、起重机、绞车、开关升降机、葫芦、枢轴，或者这些方法的组合。”
但古王国金字塔(公元前2675年至公元前2130年)要大得多呢?虽然人力和坡道可能是小型结构的唯一建筑力量，但其他技术可能用于大型金字塔。”
作者写道，利用跨学科的方法，这篇新论文首次报道了一个与阶梯金字塔内部结构一致的系统。
利用当地资源的复杂水处理系统将允许在金字塔内部垂直竖井内的水力升降机。
根据这项研究，某种类型的漂浮物可能会将这些沉重的石头提升到金字塔的中间。
虽然这个理论是一个“巧妙的解决方案”，但一些埃及古物学家并不相信，因为更广泛接受的理论是古埃及人使用坡道和运输设备来放置沉重的石块，埃及古物学家大卫杰弗里斯博士说，他是伦敦大学学院埃及考古学的退休高级讲师，他没有参与这项研究。
以下是专家们对这一新理论的看法。
通过分析现有的数据，包括古气候学——对古代气候和考古数据的研究——研究小组认为，来自古代溪流的水从saqq
河水也会流入吉斯尔-穆尔堤——一个巨大的650米乘350米的长方形石灰石结构——它将起到堤坝的作用。
这个装置以前被认为是一个堡垒，一个庆祝场所或一个牛圈，它可以控制和储存洪水中的水，同时过滤掉沉积物和污垢，这样它们就不会堵塞水道。
该研究的合著者Guillaume Piton博士说，理论上的水处理系统不仅可以在洪水期间控制水，而且还可以“确保足够的水质和水量用于消费和灌溉，以及运输或建设”，他是法国国家农业、食品和环境研究所(INRAE)的研究员，该研究所位于格勒诺布尔阿尔卑斯大学环境地球科学研究所。
作者指出，之前的几项研究发现，撒哈拉沙漠几千年前的降雨比现在更多。
取而代之的是类似于大草原的景观，比起干旱的沙漠环境，大草原可以支持更多的植物生命。
然而，关于气候条件何时更湿润的问题存在争议。
没有参与这项新研究的伦敦剑桥大学的地质考古学家朱迪思·班伯里博士说，可能有足够的水来支持像液压升降机这样的系统。
她指出，过去的研究发现，在古王国建造和使用雨水排水沟，以及过去的研究，研究了当时鸟类的饮食，其中包括湿地物种，如青蛙。
她补充说:“我认为，人们普遍认为，在古王国时期，当然是在古王国早期建造阶梯金字塔的时候，雨水更多。”
另一方面，专家们争论是否会有足够的持续降雨来填满支撑液压升降机的结构，比如“干护城河”，这是一条环绕阶梯金字塔和附近结构的巨大通道，作者认为它收集的水在使用时为升降机提供动力。
根据杰弗里斯的说法，撒哈拉的绿色时期很可能在公元前第三个千年开始时结束。
波兰华沙红衣主教斯蒂芬·维辛斯基大学考古研究所所长法比安·韦尔奇博士补充说，低降雨量将无法填满这些结构，达到液压升降机所需的程度，而且也无法跟上结构石灰石中的水分流失。
Welc没有参与这项新研究。
“在第三王朝(公元前2670-2613年)期间，埃及北部(也在Saqqāra)出现了气候湿润(季节性-冬季降雨)，但强度相对较低。
“这些降雨，即使填满了瓦底斯(雨季除外的干燥山谷)，也无法在很小程度上填满干涸的护城河……
韦尔奇在一封电子邮件中说:“这些水会在重力作用下立即被排到岩石深处，这是毫无疑问的(除非是圣经中的洪水)。”
该研究的作者同意，该系统不太可能永久充满水，并认为更有可能的是，当时的山洪暴发可能提供了足够的水来支撑金字塔建造期间的液压升降机。
然而，作者在研究中指出，还需要更多的研究来确切地知道在这段时间里可能发生了多少降雨和洪水。
这并不是第一次研究尼罗河是否在金字塔的建造中发挥了作用。
今年5月发表的一项研究发现了这条大河的一条干涸的支流，并推测这条河可能被用来将大量的石灰石运送到多个金字塔的建筑工地。
杰弗里斯说，还有一些证据表明，古埃及人在较小的规模上使用了水力学。
研究人员此前还没有确定乔塞金字塔内竖井的明确用途。
杰弗里斯说，一些后来的金字塔，比如吉萨大金字塔，有竖井被认为是用来通风的，内部的竖井也可能是用来照明或缓解下面房间的压力的。
但作为第一个这样的金字塔，阶梯金字塔是一个实验性的结构，据信最初是作为一个马斯塔巴(一个平坦的坟墓)建造的，所以目前还不清楚它的内部特征是什么，他补充说。
阶梯金字塔内的竖井与一条200米长的地下隧道相连，该地下隧道与金字塔外的另一条竖井相连。
作者在研究中写道，外部竖井可能会连接到干护城河的一个假设的水运部分，称为深沟，但还需要进一步的研究。
内部的竖井在金字塔的正下方开始，靠近中心，那里有一个花岗岩盒子，底部有一个塞。
这个盒子被广泛认为是国王乔塞的墓室，但相反，作者认为它是为了打开和关闭液压升降机而建造的，以便在使用时让水填满竖井。
至于是否有其他金字塔是用这种方法建造的，兰德罗说还需要进一步调查。
他说:“这可能是解开胡夫金字塔或赫夫伦金字塔中最大的巨石是如何形成的谜团的关键。”
“这些巨石重达数十吨，似乎不可能单独使用(人力)来拖动它们。
相反，中型液压升降机可以提升50至100吨。探索这些金字塔内隐藏的竖井可能是一条很有前途的研究途径。”
剑桥大学的地质考古学家班伯里说，尽管围绕着金字塔和特征的谜团已经有4000多年的历史了，但有足够的文献表明，古埃及人使用了脚手架和泥砖坡道等技术来帮助建造各种结构，而据她所知，并没有关于水动力升降装置的文献或描述。
班伯里说:“我认为，甚至从古代开始，人们就受到金字塔这个大型建筑项目的启发。”
“他们发现很难相信他们只是在那个时候由普通人建造的，部分原因是他们认为这是很久以前的事情了……令人困惑的是，当我们知道他们已经有了这些事情的技术解决方案时，有那么多可能是技术创新的建议又被放弃了。”
“这并不意味着(液压升降装置)没有被使用，”她补充说。
“但有一种奥卡姆剃刀式的理论，即什么是基于我们已知的最简单的东西。”
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