零距離科學:從不完美到完美,世界第一座「真.金字塔」的誕生

零距離科學:從不完美到完美,世界第一座「真.金字塔」的誕生
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我們想讓你知道的是

這一集《零距離科學》帶領大家檢視埃及第四王朝創建者斯尼夫魯(Sneferu)兩個著名金字塔——位於代赫舒爾(Dahshur)的彎曲金字塔(Bent Pyramid)和紅色金字塔(Red Pyramid),從而分析金字塔的演變歷史。

文:吳家亮(香港中文大學通識教育基礎課程講師)
圖:香港電台

上一集的《零距離科學》,我們探索了埃及第四王朝創建者斯尼夫魯(Sneferu)的美杜姆金字塔(Meidum Pyramid)。這個金字塔只是他一系列金字塔實驗的第一部曲,這一集的《零距離科學》則帶領大家檢視他兩個更著名的金字塔——位於代赫舒爾(Dahshur)的彎曲金字塔(Bent Pyramid)和紅色金字塔(Red Pyramid),從而分析金字塔的演變歷史。

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紅色金字塔 Red Pyramid(圖左)、彎曲金字塔 Bent Pyramid(圖右)

形狀:從階梯到平滑

考古學家認為,金字塔是表達對太陽的崇拜,讓法老在死後能與太陽同在。美杜姆金字塔呈階梯狀,可以理解為四條向天空伸延的階梯。但這跟太陽的關係不太大,陽光是以直線或斜線普照大地,而不是一級一級的。當斯尼夫魯建立彎曲金字塔時,便決定以平滑的斜邊取代階梯,以更能貼近陽光的形象。

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彎曲金字塔呈現著奇特的角度,外面的石層仍難得地保存了下來。

角度:從60度到43度

等邊三角形的三個角均呈60度,斯尼夫魯建造彎曲金字塔時就以這個完美角度出發,可惜他遇上了一些建築上的難處:第一,選址的地基只是一些碎石和泥土,不穩定的地基讓金字塔在建造的過程中出現了滑動和破裂;第二,建造的過程並不細緻,考古學家仔細審視下發現石塊的大小不一,造成結構上的問題。

工程師們惟有把地基擴大,在60度的金字塔外多加一重石層,這石層讓金字塔的角度從60度減至54至55度。他們本以為金字塔能得以穩定下來,怎料這新石層也出現滑動,還有很多明顯的裂縫。為免金字塔整個倒塌,他們在金字塔建造到一半,大約47米高的時候,決定把頂層的角度調整為43度,最後建成了到今天仍然屹立不倒的彎曲金字塔。

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在三維模型中,可以清晰見到彎曲金字塔石層上的明顯裂縫。

這無疑是一次失敗的嘗試,金字塔的形狀並未能象徵太陽的光線。斯尼夫魯決定再接再厲,在距離彎曲金字塔一公里的地方建造紅色金字塔,希望這次能撥亂翻正!工程師們汲取了之前的教訓──首先,預備了一處堅實的地基;接著,他們以在彎曲金字塔測試過的43度安全角度來建造整個紅色金字塔;再者,他們把石塊切割整齊,才一層一層堆疊起來。這次他們大成功了!

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彎曲金字塔角度的調整:從60度,到54度,再到43度。

內部:從不完美到完美

紅色金字塔在外觀上完美,沒有滑動和裂縫,但會否是金玉其外,敗絮其中呢?考古學家繼續使用攝影測量法(Photogrammetry),重構了金字塔墓室的三維模型,以能用一些新角度(例如:俯視、遠觀)來仔細研究墓室的結構。紅色金字塔內有三個墓室,都位於中心地帶,三個墓室都結構紮實完美,地面平整(除了第三個墓室疑被盜墓者破壞),天花呈三角形,以疊澀(Corbelled)形式建造,石塊對稱地構成了階梯形的墓室頂。考古學家從而發現,三角形狀不單單在金字塔的外觀上顯現,內部的墓室設計也秉承著這個原則。

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紅色金字塔的墓室頂以疊澀的方式建造,石塊對稱地構成了階梯形的墓室頂。

反觀彎曲金字塔的墓室,它雖然也是處於金字塔的中心,但其體積偏小,而且結構不工整。除了石塊以外,考古學家也在其中找到了一些雪松(Cedar)樹幹,似乎是用來輔助墓室的建造。仔細觀察三維模型後,他們發現墓室的天花也大致呈三角椎體。這進一步鞏固了他們之前的想法,紅色金字塔真是彎曲金字塔的完美版本。當時的工程師在建造紅色金字塔時,一方面保留彎曲金字塔的特點,例如是墓室的位置和形狀;一方面則修正其錯誤,讓結構變得工整完美。

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彎曲金字塔的內部結構有欠工整,並發現輔助建築用的樹幹。

未解的謎團

嶄新的技術給予考古學家更多證據,更有信心地推敲金字塔的演化歷程,當代的工程師不斷力臻完美,從階梯形美杜姆金字塔,到彎曲金字塔,到第一個真‧金字塔——紅色金字塔,最後在幾星期前介紹過的古夫金字塔到達巔峰。

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彎曲金字塔VS紅色金字塔:不完美跟完美的對壘。

即便如此,彎曲金字塔和紅色金字塔還留下了不少謎團。例如,斯尼夫魯是埋葬於紅色金字塔嗎?紅色金字塔的第三個墓室不像是埋葬墓室,第三墓室的入口沒有發現阻擋進入的機關;第二和第三墓室之間的通道似是由盜墓者所掘,而非原初的設計。此外,紅色金字塔的周圍沒有墓群建築(Funeral Complex)應有的廟宇、城牆、衛星金字塔(Satellite Pyramids)等,反之考古學家在彎曲金字塔旁則找到這些元素。斯尼夫魯的石棺仍是不知所蹤,尚待考古學家發掘,或是永埋於逝去的時間囊中……

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世界上第一個真˙金字塔——紅色金字塔。

《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13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:Alex