故宫巨石搬运之谜 300人搬运百吨巨石

华忠

故宫巨石搬运之谜 300人搬运百吨巨石                                                                                               

2016年06月18日09:17   和讯网  

                                                                                                                        
                 
       故宫，兴建于明朝，是中国建筑史上最具有代表性的建筑。有史料记载，中国古代兴建故宫时，曾经拖运了重达300吨的巨石，这不得不让人惊叹，在当时的施工条件下，他们是怎样做到的？今天本文就为您揭开这个谜团！
　　古老的故宫兴建于明成祖朱棣永乐四年（公元1406年），至永乐十八年（公元1420年）落成，曾于1557年至1561年、1597年至1627年由于大火进行两次大规模重建。
　　据称最初的建设投入工匠23万人，民工士兵上百万，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。

故宫是中国建筑史上最具有代表性的建筑
　　故宫里使用的巨石多达数万块，其中最大的一块是摆放在保和殿后面的雕有九条游龙的大石雕，重约300吨。《两宫鼎建记》曾简要记载，长石雕是隆冬时节在人工冰道上被拖运来的。
　　尽管长石雕的拖运过程始终没有详尽的记载和科学论证，北京科技大学机械工程学院副教授李疆却通过翻看500年前的记载，发现一个相似的情况：在1557年，有一队劳工通过类似的方式拖运一块重约123吨的巨石，经过70多公里的行程将其运到故宫。

巨石的运输

　　　由此可以对机械工程史上“由于在公元前1500年时中国的车轮已经充分发展，因此中国古代没有出现以人力在冰上拖运巨石的案例”这一观点进行补充和修正。

　　滑动摩擦比滚动摩擦更安全可靠

　　据李疆介绍，明代的人们在巨石运输中就已经认识到，在低速重载情况下，滑动摩擦方式比滚动摩擦方式更为安全可靠。
　　而且，故宫巨石运输采用了冰面润滑的方式，并且通过在冰面泼水形成水膜作为润滑剂，来实现减轻阻力的目的。通过比较发现，这种运输 方式比用传统的木撬、滚子及普通的冰面润滑更加省力，且更适合北京当时的环境状况。为此，研究者通过滚动与滑动的摩擦系数的对比，说明了该方法是合理的。
　　从理论上来说，由于冰面比木质表面更加坚固和平滑，故宫兴建者采用制造人工冰道，使作为巨石垫板的木板与冰面接触（而非古埃及以木板铺路，实现木板与木板的接触），大大减小了摩擦力。
　　李疆等人根据古籍记载和合理推算，从现代实验的角度，估测以同样的方式运输123吨的巨石大致需要工匠数为300人以下，因此可以推测运输300吨的巨石的人数不可能超出太多。

九龙壁
　　然后，他们推算了以木板为轨道拖运123吨巨石所需的人数为354人，虽接近预期人数，但明显在运输300吨以上的九龙壁时很可能失败。
　　当时最为可行的方法是铺设冰道，在冰道上拖动巨石。这种便利方法与北京的气候环境有关，与长期处于热带的埃及相比，北京拥有使用冰的天然优势——寒冷的冬天。

运送巨石的时间是在冬至前后

　　古籍记载，运送巨石的时间是在冬至前后，在15、16世纪时北京1月的平均气温是在零下3.7摄氏度（上下0.5度），虽然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水以保证冰道的用水。

　　润滑剂背后的科学

　　根据巨石运到故宫的距离和时间，专家们估算拖动一个123吨的巨石所需的平均速度是每秒8厘米。如此低的速度，加上极小的摩擦力是不会使冰面自动融化成水进而在冰道与木板之间形成润滑剂的。因此李疆等人研究了除摩擦生热外的能使水膜产生和保持的其他方法，即在拉动时直接在前面泼水，这一点在古埃及也有类似的记载。
　　通过现代物理研究可知，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结冻。

泼水作为润滑剂
　　所以，研究者可以得出在故宫九龙壁拖运时，不仅采用制造冰道的方式减缓摩擦，还在长途运输时向冰道泼水作为润滑剂。
　　著名的中国科技史研究者李约瑟曾指出，古代的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是一种经验体系，难以称之为科学。

巨石运输的例子说明当时陆地运输技术并不比航海技术逊色
　　然而，当我们伫立凝望故宫，当学者们用现代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，当时人们对低速重载的润滑研究达到了很高水平。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当时的陆地运输技术并不比航海技术逊色。”
　　来源：科技讯
                        

华忠

陕历博水池里的石鲸上岸了 被称为第一低调文物                                                                                              

2016年06月18日09:07      

                                                                                                                         
                 
                                                                                                                           被网友称为“第一低调文物”的汉代石鲸鱼，出于保护的原因近期被陕西历史博物馆搬迁到了陆地上。
　　西部网讯 近期，到陕西历史博物馆参观游览的游客会发现那条被称为“第一低调文物”的石鲸鱼上岸了。从门前的水池里移到了东侧的草坪上，终于可以看清它的全貌了。
　　汉代石鲸鱼上岸
　　据陕西历史历史博物馆保管部主任梁彦民介绍，让石鲸鱼上岸，是出于文物安全的考量，毕竟长期泡在水里对于文物来说会造成损害。目前，陕西历史博物馆的专家们正加紧制定石保护陈列方案，研究在未来用怎样的方式，更加安全的向游客展示这件汉代石刻。
　　据《三辅故事》载：“（太液）池北岸有石鱼，长二丈，广五尺，西岸有龟二枚，各长六尺。”太液池是汉武帝修建在建章宫内的一处园林，位于今天六村堡街道办高堡子村一代，
　　上世纪70年代，考古工作者在这里发现了这条石鲸鱼，便送到了碑林博物馆（当时的陕西省博物馆）。1991年陕西省历史博物馆开馆，这条鲸鱼就被放置在门口水池中。
　　去年这条石鲸鱼被发到了网上，经过一番热炒，也被网友戏称为“第一低调文物”。 据专家介绍，这样粗犷的雕刻手法，在汉代是比较流行的，著名的“马踏匈奴”便是例证。再加之由于未作任何标示，所以被当做一块普通的石头也不足为奇。

藏于树下的尉迟敬德墓墓前石虎

　　尉迟敬德墓石刻藏于树下
　　“除广植花木保证三季有花四季常绿之外，还在绿地中配置一些具有高度文物价值的古代石刻，如门前广场上的馆名牌水池中陈列了石鲸，东西两片大 草坪上各配置了一匹雄俊的唐陵石马。”著名建筑师在设计陕西历史博物馆新馆馆舍时，认为这样做能为公众创造一个环境优美，且具有文化气息的空间景观来，这 也和博物馆的身份非常匹配。
　　不过绝大多数来陕西历史博物馆参观的人，往往是直奔那些明星文物而去的，也使那两匹唐代石马和石鲸鱼一样被忽视了。
　　正是为了衬托出博物馆的文化气息，这两匹来自富平唐懿宗简陵前的石马，被运到了西安。这种石马其实有一个更加准确的称为——翼马，是唐代帝陵神道上最具代表性的石刻作品，对于研究古代陵寝制度有着非常重要的作用。
　　它们的主人唐懿宗，在位十四年骄奢淫逸，不思进取，所以《新唐书》说他“以昏庸相继”！他死后没多久，便爆发了黄巢起义，唐王朝也迅速的走向了衰亡。
　　除了这两匹翼马之外，还有若干件来自唐太宗昭陵陪葬墓的石刻。比如馆内东草坪上的两件石羊，分别来自郑仁泰（玄武门之变的先锋之一，曾入右武 卫大将军、检校右卫、右领大将军事。）和乙速孤行俨（其父是唐高宗时期右领军卫将军乙速孤神庆）墓前，西草坪上那只藏在树下的石虎，则来自大名鼎鼎的门神 尉迟敬德墓前。石虎和石羊，则是唐代大臣墓神道上具有代表性的石刻。

陕西历史博物馆庭院内的石羊，分别来自郑仁泰和乙速孤行速墓前。 唐懿宗简陵前的翼马，在建馆时从富平搬迁到了西安。

　　作者：敬泽昊
　　来源： 西部网