零距離科學:金字塔之謎——薩卡拉金字塔

零距離科學:金字塔之謎——薩卡拉金字塔
距離開羅30公里,位於薩卡拉的階梯金字塔,是人類史上第一座全石製金字塔。
我們想讓你知道的是

我們習慣了一看到「近乎完美」的製成品,就會自然地覺得這是由「近乎完美」的工藝直接製造出來,現存的工藝做不到一步到位,就一定有「秘密」甚至「超自然現象」在裡頭,其實這是一個思考上的盲點。

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文:馬學綸(香港中文大學微生物學系博士)

圖:香港電台

五千年前,古埃及人建築了人類史上第一座全石製的金字塔,這座到現在還有很多未解之迷的建築,位於距離開羅三十公里的薩卡拉,被稱為「薩卡拉金字塔」。

有別於大家常見的版本,薩卡拉金字塔是一座階梯金字塔,顧名思義,四方錐體的斜面不是平面,而是一級級的階梯。這座金字塔在1992年發生的地震中有輕微損毀,已限制了研究人員出入,而且面對六十米高的巨型建築,爬上去考察也不可取,所以,常用的考古方法有很大局限。

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金字塔曾在地震中有輕微損毀,考古學家每次親身進入金字塔內部考察,都承受著不少風險。

近年的考古學家嘗試以「攝影測量法」(photogrammetry) 來為金字塔製造電腦立體模型,利用不同器材,不但能鳥瞰金字塔坐落的古城,也能把金字塔內部如迷宮般的通道結構看得一清二楚。

上帝視覺——考古學家的新視野

考古學家利用航拍機,把極高解像度的攝影機送上半空,拍攝金字塔和金字塔周圍,精細度以毫米計算,連石塊上的裂痕也能拍到。令考古學家想不到的是,以此「上帝視覺」俯瞰,發現金字塔其實是坐落在一座由城牆包圍,面積達十五公頃的城市之中,只是因為長年被風沙侵蝕,所以不由上空觀察根本看不到,而這座城市的寺廟和其他建築都沒有人住過的痕跡,相信是一座為金字塔主人準備,死後居住的空城。

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考古學家在金字塔外圍發現了不少斷斷續續,像圍牆的建築物,在地面觀察時未能確定建築物的作用。

至於金字塔內部,考古學家則利用雷射光速攝影機,收集上萬個數據點,為金字塔內部長達六公里的通道迷宮建立模型,使考古學家不用再以身犯險,還能以一個宏觀的角度研究通道的整體結構和作用。

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由電腦中的立體模型可見,金字塔座落在圍牆內的正中央。
刨丁解牛——步步磨練的石頭工藝

在開始建築金字塔的時代前,埃及人已經習慣加工石材,只是規模很小,像是裝飾門框、走廊之類,工藝是有的,但問題在於如何變成金字塔這麼大規模。

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古埃及人早在5000年前已能加工細小的石塊,甚至能刻畫精細的圖案,圖為不同大小的銅製工具。

利用電腦模型,考古學家對比了建築金字塔初期使用的石塊,和後期用來建築較上層的石塊,發現初期使用的較小,大小就像之前的年代用來興建單層墓室的泥磚。所以,考古學家相信,以堅硬耐用的石塊代替泥磚,為帝王興建墓室,就是第一代金字塔的起源。

另一方面,也可以解讀為利用同樣的石材,由於初期工仗的手藝還未熟練,要加工成長方形石塊時會浪費比較多石材,隨著加工石塊的數量增加,工仗的手藝不斷改進,用同樣的石材能造出更大的長方形石塊,也增加了建造金字塔的效率。

羅馬非一日建成——埋在沙漠下的草圖

用這句話來形容埃及的金字塔也許有點時空錯亂,但筆者想表達的是,我們習慣了一看到「近乎完美」的製成品,就會自然地覺得這是由「近乎完美」的工藝直接製造出來,現存的工藝做不到一步到位,就一定有「秘密」甚至「超自然現象」在裡頭,其實這是一個思考上的盲點。

考古學家從立體模型發現,在金字塔底部有很多原先被開鑿的位置又被埋上了,可見由地基開始,已經不是以一個完美的矩形直接建上六十米去。而且,在現在看到的金字塔矩形底座的外部,有著部份殘缺不全,距離底座四至五米的結構,相信這才是金字塔建成時的最外部,至於為甚麼變成這樣,考古學家的想法是,也許後人把這些建築材料拿去建築其他金字塔去了。

今集《零距離科學》,是以科學方法解構金字塔之迷系列的第二集,大家將會跟隨考古學家進入薩卡拉金字塔,進入遊客不能踏足的通道,也能看到由航拍機升空開始,到完成金字塔電腦模型的過程。讓我們一起去探險吧!

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考古學家利用碳-14同位素放射性定年法,發現金字塔底部的木樁有近3000年歷史,證明金字塔建於近5000年前。

《零距離科學》集合世界各地有趣的科學紀錄片,網羅與大眾息息相關的科學資訊,啟發觀眾的好奇心和求知慾,節目逢星期五晚9時30分在港台電視31及31A播映。本集於11月29日播出。港台網站tv.rthk.hk及流動程式RTHK Screen視像直播及提供節目重溫。節目網站:www.rthk.hk/tv/dtt31/programme/sciencewithyou

責任編輯:Alvin
核稿編輯:Kayue