零距離科學:美杜姆金字塔為什麼是一座「偽金字塔」?

零距離科學:美杜姆金字塔為什麼是一座「偽金字塔」?
美杜姆金字塔的外型像一座高塔,更像一座城堡主樓。 
我們想讓你知道的是

一座金字塔,不止是說著一個法老的故事,而是那個時代的,人類歷史的一個橫切面。

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作者:馬學綸(香港中文大學微生物學系博士)
圖:香港電台

美杜姆金字塔(Pyramid of Medium),在約4,500年前建成,坐落在尼羅河西面,距離開羅80公里的地方,遠離了一眾著名的金字塔。考古學家利用「攝影測量法」(photogrammetry),從高空和金字塔內部拍攝大量相片,在電腦中重組成準確度達微米級的立體模型,再加上衛星照片的幫助,嘗試解答眾多關於美杜姆金字塔的難題。

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從電腦立體模型可見,美杜姆金字塔座落在一個梯形底座上。
「真▪金字塔」與「偽▪金字塔」

美杜姆金字塔的形狀和常見的金字塔不同,四角錐體的表面像一級級階梯,但角度很斜,差不多達70度,與其說是金字塔,倒不如說是一坐高塔,更像西方城堡的主樓。

當地人把美杜姆金字塔稱為「假金字塔」(False Pyramid),有部份考古學家認為它的形狀像被石化了的陽光光束,比起為法老準備的死後世界,更像是太陽神「拉」的神廟。

考古學家發現金字塔北面建有一座石製的樓梯,直達30米高,連接著一道門,可以進入一間小房間,如果這真的是座金字塔,那這間應該就是墓室了。不過,在其他已發現的金字塔中,從來沒有位置這麼高的墓室,而且這個「墓室」裡不但沒有木乃伊或陪葬品,基本上是還未完成的樣子,石牆上更沒有刻上君王的名字,作用成謎。

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美杜姆金字塔內部石室屋頂的形狀,是越上越尖,用這種方式排列石塊有助分散來自上方石塊的重量。

在金字塔中建石室其實不是簡單的事,金字塔的結構本來就是一塊塊石材疊上去,越往下的部份就要承受更多上方石塊的重量。在美杜姆金字塔裡,石室的形狀不是正長方體,而是像三角柱體,三角形的一隻角向上,像屋頂般越上越尖。這種結構比矩形更能把來自上方的壓力分散,也就不怕墓室會被壓碎。考古學家相信,這墓室應該是一項實驗品,因為試驗成功,才有後來我們所知的金字塔內部結構。所以,有考古學家認為,美杜姆金字塔其實是為了興建更巨型,更華麗的「真」金字塔而設的試驗場。

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要在金字塔中建墓室,最重要的是防止墓室被上方的石塊壓毀,所以古埃及人在墓室上方興建了各種結構,用來分散墓室所受的壓力。
斯尼夫鲁——唯一擁有三座金字塔的法老

經考古學家多方考證,興建美杜姆金字塔的是埃及第四王朝的第一位法老斯尼夫鲁(Soris),統治年份在公元前2613年至公元前2589年,而這位法老在位年間興建了三座金字塔,可見至少有兩座不是用來放他的木乃伊。

考古學家利用電腦立體模型,鳥瞰整個金字塔遺址,發現就跟其他已知的金字塔一樣,美杜姆金字塔外圍是還有其他建築物的,只是不是被風沙侵蝕,就是被埋在沙土下。在美杜姆金字塔的西面,有一座小神廟,由一條長220米的平坦石路連接到金字塔,在金字塔西南面,更有一座小型金字塔,這種建築群才是埃及金字塔應有的組合。所以,美杜姆金字塔是以一個「真」金字塔的格式而起的,那麼,為甚麼沒有被使用?

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考古學家利用攝影測量法,把美杜姆金字塔的外殼還原,發現金字塔初建成時的外型和其他已知的金字塔一樣。

斯尼夫鲁在任期間興建的三座金字塔,以開始興建年份來排,最早開始的是美杜姆金字塔,之後是彎曲金字塔(Bent Pyramid,顧名思義,四方錐體向上的線條是彎的),最後是紅色金字塔(Red Pyramid,到現在還是埃及第三大金字塔)。

金字塔能建多高,有多堅固,和金字塔四方錐體四個平面與水平形成的角度大小有關:角度太大,上方的石塊的重量直接壓到下方,下方的空間容易倒塌;角度太小,則不會起得太高。從電腦立體模型計算,美杜姆金字塔一開始時的角度是70度左右,大概是發現不穩固,在興建下一個金字塔(彎曲金字塔)時把角度減到約60度,到紅色金字塔時再調低到約40度,到經驗夠了,又再回到美杜姆金字塔上,在70度的石塊斜面上再堆石塊,就像加了個蓋子,和水平面形成了52度角,終於達到了往後的金字塔都使用的完美角度。

考古學家在只能做實地觀察的時候已發現,金字塔內部形成與水平70度的部份,是堅硬而光滑的石灰岩,形成的錐體高度約70米;而相信是後來加上去的鬆散石塊,形成52度角的部份,完成高度是93米,可是由於只是把碎石堆上去,很容易就倒塌了,相信也是因為這樣才沒有用來放木乃伊。

由紅海到美杜姆——人類史上的第一個港口

考古學家似乎已經重組了美杜姆金字塔的故事,但還有一個問題,如果前文提到的三座金字塔都是在斯尼夫鲁在位的約三十年間建成,那最大的問題是,哪來這麼大量的石材和人力,還能維持穩定供應?

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利用衛星照片,考古學家發現了位於紅海西岸,人類史上的第一個港口。

這次考古學家運用了衛星相片,把眼光擴闊到紅海,在距離美杜姆金字塔約一百公里的地方,近岸邊被海水淹沒的部份,發現了一個人造的「L」字形結構,明顯是為了讓船停舶而建造,也同時發現了很多石製船錨等物品,是至今發現最早興建的同類建築,考古學家稱它為「人類史上的第一個港口」。

所以話說回來,考古不只是研究一座建築,而是研究建築物所在的時空的整體。一座金字塔,不止是說著一個法老的故事,而是那個時代的,人類歷史的一個橫切面。

今集《零距離科學》,是一連六集的金字塔之謎系列的第三集,將會為大家介紹「真」與「偽」的金字塔,不要錯過啊!

《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12月6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

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責任編輯:Alvin
核稿編輯:Kayue