划时代的激光扫描技术 解读金字塔建造奥秘

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　　世界各地的著名建筑物，已被考古学家和史学家研究多年，我们却一直无法真正解答它们的全部奥秘。不过现在，科学取得突破：神奇的新激光技术，能以肉眼无法实现的方式，拍摄及探索这些建筑物，使我们得以首次了解工程界最古老的谜团。这一次，我们要前往埃及，探索最著名的古代建筑——金字塔是怎么建成的，我们将运用激光技术，揭开数千年来的秘密。

　　埃及，这里有史上最神秘的文明之一。古埃及诞生于五千年前的尼罗河畔，数千年中，一直是世界上最伟大的国家之一。古埃及由强大的法老统治，这些无所不能的领袖，生前就要求人民做出非凡奉献，死后更要有庄严建筑作为陵墓。这些陵墓的形状尺寸不一，但其规模在全世界都是前所未见的，它们是工程技术在一个世纪的失败与突破中磨砺的结晶。数千年后的今天，它们仍矗立于此，向古代的建造者们致敬。而其中之最当属胡夫金字塔，许多专家和游客深深为它着迷。胡夫金字塔高约150米，有近四千年的时间稳坐世上最高建筑的宝座，它是金字塔工程的巅峰作品，里面隐藏着巨大的墓室。但仅在此一百年前，古埃及人还在用简单的泥砖修建坟墓，古代的工程师如何在一个世纪内，发展出胡夫金字塔的技术？

　　在新技术的协助下，我们能以崭新的方式，追溯金字塔工程技术进化的非凡故事。拜近年的科学突破所赐，我们现在可以带着便携装置，到全球各地评估这些伟大遗址，深入发掘这些地方的结构秘密。

可移动激光扫描仪，能对物体发射窄脉冲光，并利用物体反射的光，绘制出极精确的图像。这个小盒子内的设备，给了专家虚拟的强大力量，它能收集十几亿个测量结果，形成所谓的“点云”，为我们描绘出不可思议的立体透视图，将百万吨重的建筑物，移到任何地方。用这些数据分毫不差地精确测量，让我们得以回到过去，解开尘封在历史中的谜团。

但这项技术真正的关键在于数据解读，我们将通过世界顶级结构工程师，史蒂夫·伯罗斯来了解这些数据。身为现代建筑界的大师，史蒂夫·伯罗斯设计的地标性建筑包括：北京鸟巢、慕尼黑安联球场、以及曼彻斯特的阿提哈德球场。史蒂夫一直想探索金字塔工程的巨大谜团，现在他终于有了可以实现的技术。他想通过这项扫描技术，了解古代工程师如何在短短一百年内精进技艺，达到金字塔建造的巅峰水平，并完成胡夫金字塔这样的伟大作品。为此，他要考察三座较早期的金字塔，他认为那里隐藏着金字塔工程革新的线索。首先是埃及最早兴建的阶梯金字塔 ，接着是神秘的崩塌金字塔 ，最后调查形状特殊的弯曲金字塔 。

 

阶梯金字塔

 

 

崩塌金字塔

弯曲金字塔

 

史蒂夫邀请世界顶尖研究机构的工作人员，来协助完成这项任务：卡特林·史蒂文斯和马尔科姆·威廉森，来自阿肯色大学先进空间技术中心。

　　小组的探索活动始于埃及首都开罗南方27公里处的萨卡拉，即尼罗河西岸沙漠中的左塞尔金字塔，又称阶梯金字塔，这是世界上最早的金字塔，也是最古老的大型石质建筑。

这座金字塔有六个阶梯状楼层，以及迷宫般的地下通道和房间，由左塞尔法老建于公元前2630年，要探索金字塔建筑工程背后的过程，这里是最好的起点。阶梯金字塔不像吉萨金字塔群那么有名，但史蒂夫向我保证，要了解古埃及工程技术的精湛之处，这里是关键所在。史蒂夫指示扫描小组开始工作，收集到的数据能让史蒂夫更好地了解，法老们最初异想天开要建金字塔时，心中究竟是什么想法。这就像是回到了工程学的起点，因为他们确确实实设计了金字塔，这不是仅仅把石头堆起来然后祈祷能够成功，他们真的做了计划，并通过了时间的考验。

　　金字塔边的工作小组正在努力扫描，并且已经收录了部分数据。在技术总部，我们汇总扫描仪收集来的数据，并绘成立体模型以供史蒂夫分析，我们对独立的扫描结果进行数字化汇总，使之形成点云，这是计算机运算的影像。

史蒂夫可以朝任意方向转动点云，动动手指就能获得庞大的数据，他从点云中，观察出阶梯金字塔结构上的特点。能看出这里最先建起了一座马斯塔巴，史蒂夫认为这个叫做马斯塔巴的结构，就是金字塔最原始的雏形。

埃及人有土葬的历史，但有权有势的人会修建泥砖造的马斯塔巴，这些单层结构的祭坛高出地面，让人们有地方供奉祭品。然而左塞尔法老决定打破常规，他拥有前所未有的权力和财富，因此决定不用简单的泥砖，而改用石头建造他的马斯塔巴。对他而言，一层的马斯塔巴不够宏伟，所以他下令往上建造，但这项工程绝非易事，他们知道额外的重量会对地面施加更多压力，他们肯定对地面负载过重有一定了解，因此在往上加建时，他们将马斯塔巴的面积加大。法老的高难度建筑重量巨大，史蒂夫认为，为了支撑这一重量，建筑师必须采用阶梯系统，将单层的马斯塔巴向侧面扩展，以获得更大的占地面积，支持更高的高度。史蒂夫由此得知金字塔造型演变的第一条线索，这栋建筑代表了金字塔设计的起源，也是金字塔进化之旅的起点，这就是我们熟悉的金字塔形状首次出现。如果法老让我在原有的马斯塔巴上加盖五层，我会马上避而远之，因为要叠加这么大的重量是很危险的，不过镇定下来之后，我一定会把建筑扩大，好让重量分散在地基上，看得出他们确实这么做了。

　　金字塔的外观高耸又雄伟，但最惊人的建筑风格在其内部，激光技术可以深入金字塔内部，进入通往法老墓室的通道迷宫。将墓室建在地下，就像山洞一样，地下的岩石可以承重。当时没有承受张力的方法，因此他们知道，只能在地下挖出宽阔的空间，为了避免墓室被上面沉重的金字塔压垮，古代的工程师利用他们的建筑结构知识，在金字塔地下挖出深邃的通道，如此一来，他们可以利用基岩的天然力量，来支撑墓室的宽大空间。

现在我们明白了古埃及人为何能往上盖这么高，但这离经典的金字塔形状还有很大差距，古埃及工程师究竟如何精进技术，才创造出我们所熟知的金字塔？敬请观看《寰宇地理》播出的《透视伟大建筑：埃及金字塔》

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