江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

石头|古代，不光外国人可运输巨石，中国人照样可以，而且石头更大更重

历史长河 ， 烟雨蒙蒙 ， 展望未来 ， 今朝终将成为历史 ， 我心不禁飞回到了过去
北京故宫于明成祖永乐四年（1406年）开始建设 ， 以南京故宫为蓝本营建 ， 到永乐十八年（1420年）建成 。 它以三大殿为中心 ， 占地面积72万平方米 ， 建筑面积约15万平方米 ， 有大小宫殿七十多座 ， 房屋九千余间 。 是世界上现存规模最大、保存最为完整的木质结构古建筑之一 。
可以说 ， 故宫是我国古代的代表性建筑 ， 但是 ， 在物资匮乏技术手段不高的古代 ， 如此庞大的建筑群 ， 是如何构建起来的呢？
石头|古代，不光外国人可运输巨石，中国人照样可以，而且石头更大更重
本文图片

有证据表明 ， 故宫中的某些大型石质雕刻品 ， 是在冰道上被运输过来的 。 古老的故宫兴建于明成祖朱棣永乐四年（公元1406年） ， 历时12年建成 。 在存续期间 ， 还曾遭遇了两次大火而进行过两次大规模重建 。 据称 ， 在最初的建设中 ， 曾投入了数百万人进行建设 ， 所以 ， 如此巍峨的故宫可以说是几代人劳动的结晶 。 故宫巧妙的修建技术 ， 也吸引着后来无数中外研究者为其倾尽心血 。
紫禁城使用了数万块巨石 ， 其中 ， 最大的是一块大型石雕 ， 长16米 ， 宽3米 ， 厚1.7米 ， 雕有九条巨龙 ， 重约300吨 ， 位于故宫保和殿北面 ， 被称作：云龙阶石 。 之所以雕刻有九条龙 ， 这与《周易》六十四卦有关 ， 乾卦为首象征着天 ， 是代表帝王的卦象 。 而九五是乾坤中最好的爻 ， 为帝王之相 ， 也就是我们常听说的“九五至尊” 。 这块石雕已经在那里静静躺了几百年 ， 24代皇帝曾经从它的身边经过 。
石头|古代，不光外国人可运输巨石，中国人照样可以，而且石头更大更重
本文图片

那么 ， 这块重达300吨的石材 ， 古人是怎么搬运的呢？
在《两宫鼎建记》中 ， 曾简短的记载了一段话 ， 大意是：“在冬季 ， 长长的石刻雕塑 ， 是沿着人造冰道运送的 。 ”尽管 ， 并无完全记录和科学证明关于运送长石雕塑的过程 ， 但是 ， 北京科技大学机械工程学助理教授李疆 ， 对500年前的记载进行了研究 ， 发现了中国历史上也曾有类似的情况：1557年 ， 一组工人通过了类似的方法将70多公里外 ， 一块重约123吨的石头运到了紫禁城 。
这可以补充并改变机械工程史上的一种观点 ， 那就是：“中国的车轮是从公元前1500年开始全面发展的 ， 因此 ， 在古代中国并没有人在冰上拉石头 。 ”虽然 ， 科学研究还不到位 ， 但是 ， 古代人早早地就发现了 ， 在某些时候学会利用滑动摩擦 ， 比利用滚动摩擦来得更方便、更安全可靠 。
李疆和清华大学摩擦学国家重点实验室的一名初级研究员 ， 与第一次来到中国的普林斯顿大学机械与飞机工程系霍华德·斯通教授共访紫禁城 ， 讨论运输大型石雕时的润滑问题 。 在研究了文献之后 ， 他们并未找到从现代工程科学角度来看的相关分析研究 ， 因此 ， 他们决定将其找出来 。
据李疆介绍 ， 早在明代人们就已经意识到 ， 在低速 ， 高负荷下运输砌块时 ， 滑动摩擦法比滚动摩擦法更安全、更可靠 。 另外 ， 在紫禁城中运送石头时 ， 润滑冰表面 ， 并形成水膜作为润滑剂 ， 将水倒在冰面上 ， 就可以达到降低阻力的作用 。 人们进行比较后发现 ， 这种运输方法比使用传统的木制橇、滚子和传统的冰面润滑 ， 节省了更多的劳动力 ， 并且 ， 更适合于北京的环境条件 。
对此 ， 通过比较滚动和滑动摩擦系数 ， 研究人员表明：“古代中国的劳动人民 ， 采取的这种方法是最合理的 。 ”
从理论上讲 ， 由于冰面比木质面更为坚固、更为光滑 ， 故宫的建造者们 ， 使用人造冰道将木板作为垫层 ， 与冰的表面接触 ， 大大的减少了摩擦 。
基于史料与一些合理的推算 ， 根据李疆的估计 ， 从现代实验的角度来看 ， 需要差不多300名工匠 ， 才能够以同样的方式运输123吨的石材 。 因此 ， 可以估计运送300吨石材所需求的人数 ， 并不会超出这个数字太多 。 然后 ， 他们计算出 ， 在木板拖运轨道上运输123吨石材所需的人数为354人 。
尽管 ， 这与预期的数量接近 ， 但是 ， 这在运输重达300吨的九龙壁时 ， 依旧可能会失败 。 对此 ， 我们可以得出结论 ， 当时最可行的方法是建造冰道 ， 以及沿冰道滑动石头 。 这种实用的方法与北京的气候、环境有关 ， 相对于长期以来处于热带地区的埃及 ， 北京在寒冷的冬季具有天然优势 。
根据古代文献 ， 石头的推运时间是在冬至前后 。 15至16世纪 ， 北京在一月份的平均温度为零下3.7摄氏度 ， 这个温度上下浮动不大 。 尽管没有天然的河流为运输提供冰道 ， 但人们在运输过程中每半公里就会凿坑取井水以保证冰道的用水 。 也就是说 ， 当时的人为了有足够的水 ， 他们每500米就会挖一口井 。
石头|古代，不光外国人可运输巨石，中国人照样可以，而且石头更大更重
本文图片

【石头|古代，不光外国人可运输巨石，中国人照样可以，而且石头更大更重】既然 ， 古人会在冰道上用水作为润滑剂 ， 那么 ， 这些被作为润滑剂的水 ， 会不会在泼洒的过程中就凝结成冰呢？
根据将石头运送到紫禁城的距离和时间 ， 专家计算得出 ， 以123吨的速度运送石头 ， 所需的平均速度为每秒8厘米 。这样低的速度和极小的摩擦不会自动融化冰的表面 ， 也不会使水在冰道和木板之间形成润滑剂 。 因此 ， 李疆等人研究了其它方法 ， 关于除了通过摩擦产生热量之外 ， 还有什么办法可以产生和维持水润滑膜 ， 即：在拉动的过程中直接在前面浇水 ， 这种办法古埃及也有记载 。
通过现代物理的研究可知 ， 冰上低速运动物体的摩擦力比高速运动时大得多 ， 但是 ， 在接近零度时 ， 以水膜为润滑的摩擦力则非常小 ， 因而 ， 在泼水作为润滑剂的情况下 ， 纵使每秒8厘米的低速滑动 ， 只会有极小的摩擦力 。 由于 ， 在明代北京日间零下3.7摄氏度的情况下 ， 水在2分钟内不可能完全冻结 ， 因此 ， 如此形成的水膜是可以维持并保证运输的 。 当然 ， 古人也可能使用热水来延缓冰面的结冻 。
对此 ， 著名的中国科技史研究者李约瑟却指出：“古代中国并没有建立起西方以数学为基础的科学体系 ， 中国古代的先进技术 ， 都是一种经验体系 ， 难以将其称之为科学 。 ”
然而 ， 当我们伫立凝望故宫 ， 当学者们用现代的科技手段重新审视故宫的兴建技术时 ， 不禁为我们先人的智慧所折服 。 李疆也评价说：“明代的巨石运输方式 ， 说明当时的人们对低速重载的润滑研究已达到了很高的水平 。 紫禁城的兴建与郑和七下西洋都发生在15世纪前期 ， 巨石运输的例子 ， 说明中国当时的陆地运输技术并不比航海技术逊色 。 ”
还有一点值得一说 ， 那就是：这个巨大的石雕原本是计划用在太和殿（俗称金銮殿）前的 ， 但是 ， 因当时备置石料放置位置不当 ， 施工程序出了差错 ， 三大殿和石雕作业是同步进行 。 这块巨大石雕的石材是早在紫禁城落成之前运到现场的 ， 等到石雕雕成时 ， 三大殿主体工程也已大体告竣 ， 此时 ， 巨大的石雕已无法穿越重重宫门运至太和殿的御道 ， 于是 ， 只得就近安置在保和殿后边了 。
大家都知道 ， 故宫对外开放只是其中的一部分 ， 还有很大一部分是不对外开放的 。 具体原因谁也说不清楚 。 但据传 ， 在很久之前 ， 故宫博物院晚上巡查保卫人员就经常看见某种奇怪的动物 ， 说像老鼠但特别大 ， 说像猪又跑的奇快 。 于是 ， 就有人说：这是神兽 ， 是曾居住在此的皇族用以镇压皇宫之物 。 后来 ， 好些人想抓住一两只一探究竟 ， 但这快六十年过去了 ， 看见的人越来越多 ， 却没人真正抓到过一只 。
故宫作为历史地标 ， 历经风雨沧桑几百年 。 时间越长 ， 传闻也就越多 ， 有关于它的传闻更是成千上万 。 有人以前在故宫看门 ， 据那人说：每天晚上都能听见有人在奏乐 ， 而且 ， 有时能看见宫女、太监排队走过 。 有坊间传言说 ， 北京故宫闹鬼是常有的事 ， 但实际上 ， 在这些口口相传的、所谓的灵异事件中 ， 真实发生的事情 ， 其实是少之又少的 ， 很多都是一些民间谣传罢了 。


    推荐阅读


    上一篇：库班：放走纳什是个大错误 至今仍感到懊悔

    下一篇：詹姆斯刷新记录，独享历史第一