Техника строительства египетских пирамид

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Теории строительства египетских пирамид»)
Перейти к: навигация, поиск

Существует много гипотез относительно техники строительства египетских пирамид. Очевидным является то, что техника эта менялась со временем, то есть более поздние пирамиды строились иначе, нежели более ранние.

Бо́льшая часть гипотез исходит из того, что блоки вырубались в карьерах с помощью пробойников, зубил, доло́т, тёсел и т. п., основным материалом при изготовлении которых была медь[1]. Соответственно, добытый материал должен был быть каким-то образом доставлен к месту строительства и установлен. Расхождения между различными гипотезами касаются, в основном, методов доставки и установки блоков, а также оценок сроков строительства и потребности в рабочей силе.

Сегодня имеется достаточно информации о местоположении карьеров, о некоторых из инструментов, использовавшихся при разработке камня (с поправкой, что медных шлямбуров там пока не найдено), о транспортировке камня к стройке, о выравнивании фундамента и последующих уровней возводимой структуры.

Сведения Геродота[править | править вики-текст]

Реконструкция процесса строительства пирамид по Геродоту (гравюра XVIII в.)

Нашим единственным письменным источником, в котором описывается процесс строительства пирамид, служит II книга «Истории» Геродота, посетившего Египет ок. 450 г. до н. э. Не говоря на языке египтян, Геродот должен был делать записи со слов греческих поселенцев, проживавших в стране, а также — через переводчиков — со слов представителей египетского жречества. О том, как строили Великие пирамиды за две тысячи лет до него, ему определённо было трудно узнать, поскольку это вряд ли было известно и самим египтянам.

Одни были обязаны перетаскивать к Нилу огромные глыбы камней из каменоломен в Аравийских горах (через реку камни перевозили на кораблях), а другим было приказано тащить их дальше до так называемых Ливийских гор. Сто тысяч людей выполняло эту работу непрерывно, сменяясь каждые три месяца. Десять лет пришлось измученному народу строить дорогу, по которой тащили эти каменные глыбы, — работа, по-моему, едва ли не столь же огромная, как и постройка самой пирамиды. Ведь дорога была пять стадий длины, а шириной в десять оргий, в самом высоком месте восемь оргий высоты[GerodotCite 1], построена из тесаных камней с высеченными на них фигурами. Десять лет продолжалось строительство этой дороги и подземных покоев на холме, где стоят пирамиды. В этих покоях Хеопс устроил свою усыпальницу на острове, проведя на гору нильский канал. Сооружение же самой пирамиды продолжалось двадцать лет. У неё с каждой стороны грань в восемь плетров[GerodotCite 2], квадратная и равная высоте[GerodotCite 3]. Она сложена из тёсаных и прилаженных камней, каждый камень по меньшей мере тридцать кубических футов[GerodotCite 4]. Построена же эта пирамида вот как. Сначала она идет в виде лестницы уступами, которые иные называют площадками, или ступенями. После того как заложили первые камни, остальные поднимали при помощи помостов, сколоченных из коротких балок. Так поднимали с земли камни на первую ступень лестницы. Там клали камень на другой помост; с первой ступени втаскивали на второй помост, при помощи которого поднимали на вторую ступень. Сколько было рядов ступеней, столько было и подъемных приспособлений. Быть может, однако, было только одно подъемное приспособление, которое после подъема камня без труда переносилось на следующую ступень. Мне ведь сообщали об обоих способах — почему я и привожу их. Таким образом, сначала была окончена верхняя часть пирамиды, затем соорудили среднюю и напоследок самые нижние ступени на земле.

Пояснения[править | править вики-текст]

  1. длина 5 стадий — это около километра, ширина 10 оргий это примерно 20 метров, соответственно высота 8 оргий — 16 метров
  2. 8 плетров — это чуть менее 250 метров
  3. то есть основание квадратное, а высота пирамиды тоже около 250 метров
  4. 30 кубических футов — это примерно 850 литров

Строительные материалы[править | править вики-текст]

Добыча блоков в карьерах для пирамид[править | править вики-текст]

Сегодня имеется достаточно информации о местоположении карьеров, где добывались материалы для постройки пирамид.

Для работы с относительно мягким камнем, каким является большая часть известняка, рабочие могли использовать медные долота, свёрла и пилы. Однако достоверные сведения об использовании каких-либо металлических инструментов во времена Древнего Царства отсутствуют.

Более твёрдый камень: гранит, базальт, кварцит и т. д. — обрабатывался посредством оббивания долеритом, сверление и распил происходил с применением абразивов, типа кварцевого песка, а иероглифы вырезались с помощью кремнёвых резцов[2] [3]. Гранит раскалывался из массива по найденным природным трещинам, методом «нагреть и остудить» (термический удар).

Стоит добавить, что основная масса камней, из которых сложены пирамиды, не превышает нескольких тонн, что делает их вполне транспортабельными. Вместе с тем дробление камня до размеров сырцового кирпича, например, увеличило бы трудоёмкость обработки того же объёма камня по меньшей мере в несколько раз.

Недостатки гипотезы

Единственной проблемой подобных традиционных гипотез о методах строительства пирамид является невероятная трудоёмкость процесса.

Отливка блоков из известнякового бетона[править | править вики-текст]

Французский химик Жозеф Давидовиц, специализирующийся на разработке строительных материалов, в конце 1970-х выдвинул гипотезу о производстве блоков пирамид непосредственно на месте строительства из смеси каменной крошки и «геополимерного бетона» на основе известняка[4][5].

Тогда эта технология выглядит так: на предыдущих ярусах пирамиды устанавливалась опалубка прямоугольной формы, в которую затем заливался растворообразный состав — геополимерный бетон. Застывший блок сам служил опалубкой для следующих блоков растущего яруса. Составные части раствора относительно легко могли быть доставлены силами многочисленных рабов без применения сложной техники.

Такая теория хорошо объясняет идеальную подгонку стен отдельных блоков. Также эта теория даёт объяснение ещё одной проблеме — идеально, практически под прямым углом высеченные в камне египетские символы. Если же применялся бетон — то символы могли просто выдавливаться в мягком растворе и застывая принимали форму ровных углублений.

Следует отметить, что в Каирском Музее публично демонстрируются "каменные" изделия, покрытые глубоким слоем штукатурки под гранит, на сколах которых отчётливо проступает бетонная основа всей конструкции, что также подтверждается экскурсоводами музея. Эта же технология использована в очень массивных блоках "гранита", находящихся перед Сфинксом, о чём есть научные заключения. Масса отдельных блоков, использованных в древнеегипетских сооружениях, достигает сотен тонн (при переводе видимого объёма этих блоков в массу по удельной плотности типа камня), что делает невозможной их транспортировку и установку без применения современной стальной техники. Также, отдельные элементы пирамид, если они высечены из камня, не могли быть собраны так как установлены. Однако, при использовании метода отливки из бетона, все технологические проблемы достаточно легко решаются без привлечения огромных механизмов и сотен тысяч стоителей. Дробление каменных пород было хорошо известно египтянам по процессу добычи золота. Известняк, из которого изготовлены блоки пирамид, хорошо поддаётся измельчению и может вступать в химические реакции, связующие его и другие компоненты в древнеегипетский бетон. Далее, после изготовления бетонного изделия, его при необходимости покрывали штукатуркой под требуемый камень, на которую наносили надписи. В нанесённых на поверхность надписях не найдено следов среза или скола более твёрдых включений чем основная порода, они всегда оказываются под надписью неповреждёнными, что свидетельствует не о вырезании надписей, а об их выдавливании или росписи по мягкому составу до отвердения.

В пользу высокой технологичности процесса изготовления пирамид также говорит факт того, что сотни тысяч постоянно привлеченных работников должны были где-то жить, т.е. в культурном слое рядом с пирамидами должны были отстаться следы очень крупного рабочего поселения или даже городов. Однако, не найдено ничего кроме небольшого рабочего посёлка строителей пирамид. Также, следует иметь ввиду что поселение на сто тысяч человек в эпоху 2.5 тыс. лет до Н.Э. превосходило бы любой известный науке город того времени, включая столицы. Более того, каждого работника нужно было бы кормить, одевать, обеспечивать инструментом и прочим необходимым, что, с учётом тогдашней производительности труда, потребовало бы еще несколько сот тысяч труженников, которые также должны были жить поблизости. Также, не найдено ни великих дорог, по которым могли транспортироваться мегалитические блоки зачастую на сотни километров, ни судов способных их перевозить, ни портов, способных принять такие грузы, ни остатков конструкций наземного перемещения блоков и их поднятия и каких-либо достоверных их описаний. Также не представляется возможным объяснить то - как могли столь ровно вырезаться из натурального камня совершенные плоскости подобных размеров без использования циркуляционных технологий и сверхпрочных режущих материалов, а лишь с помощью ударной техники примитивным инструментом, не дающей ровных поверхностей. Однако, с помощью технологии отливки все проблемы решаются точно так же, как это происходит в современном производстве бетонных конструкций, где легко соседствуют большие размеры и совершенная геометрия, без необходимости выпиливания и перевозки чего бы то ни было кроме компонентов. Также, теория отливки псевдокаменных изделий отвечает на вопрос о технологии производства "каменных" сосудов фараонов, которые практически не возможно вырезать даже на самом современном оборудовании, однако они легко могли быть вылеплены как обычная керамика и застыть. Судя по сохранившимся блокам, изготавливалась опалубка либо использовалась многоразовая форма, проложенная материей, куда заливалась смесь. На обратной стороне пирамиды Хеопса, не демонстрируемой ныне публике, на отдельных высоко расположенных блоках сохранились следы отпечатков материи. Сам бетонный состав мог изготавливаться под разные камни, в зависимости от задач и стоимости. Основным материалом служил известняк, но также использовались смеси под гранит и другие породы, точно так же как ныне используются иммитации при изготовлении памятников и надгробий. Эти составы были широко использованы при штукатурочной облицовке предметов и ныне часто имеют сколы, по которым можно судить о структуре и методе производства изделия. Кроме собственно основной породы, применялись и наполнители, что позволяло экономить материалы, точно так же как это происходит и ныне. В блоках встречаются целые ракушки и даже волосы строителей. Ныне известняковые блоки у подножия пирамид имеют сильную поверхностную эрозию, обнажающую структуру блоков и по виду местами похожи скорее на кораллы или пещерки. Это не просчёт строителей при выборе материала - следует помнить, что пирамиды были полностью облицованы плитами, и строителями не было предусмотрено что блоковая основа обнажится и будет столетиями подвергаться разрушительному воздействию природы и человека.

Открытие древними египтянами технологии бетонного строительства дало резкий качественный скачок для египетской цивилизации. Появилась возможность строить сооружения ранее немыслимого масштаба и культурно-религиозного влияния. Египет возвысился как в глазах народов-современников, так и внутренне. Секрет технологии видимо особенно охранялся жрецами фараонов. Технология оказалась дорогой, сложной и ресурсоёмкой, даже с учётом того что позволяла обходиться несравненно меньшими силами чем потребовалось бы для выпиливания готовых блоков и их перевозки. Массового применения она не нашла в строительстве чего-бы то ни было кроме объектов культового значения, финансируемых фараонами и жречеством. Проще говоря, обычные жители Древнего Египта не могли себе её позволить даже при желании. Со временем, по мере ослабления и деградации египетского государства, технология была либо утеряна, либо перестала быть необходимой. Огромные пирамиды изготавливались фараонами до тех пор пока не был открыт следующий технологический секрет - мумификация тел. После появления мумификации надобность в огромных пирамидах исчезает. Начинается строительство чисто храмовых комплексов Луксора. Окончательно технологии Египта теряются сначала при пожаре Александрийской библиотеки, а затем после уничтожения всего оставшегося египетского жречества во времена ранней Византийской Империи.

Недостатки гипотезы

Возможность бетонных смесей из твёрдых пород (например, гранита), обладающих нужной прочностью и не требующих при производстве высоких температур, была доказана лишь теоретически. Единственный вяжущий раствор, известный древним строителям пирамид, имел в своей основе гипс. Известковые растворы, получившие распространение в средневековой Европе, встречаются в зодчестве Древнего Египта крайне редко и относятся к эллинистическому периоду. Кроме того, задача производства каменной крошки при примитивном дроблении камня является даже более трудоёмкой, чем добыча и обработка блока того же объёма.

Необходимо отметить, что достаточно плотно пригнаны один к другому лишь элементы отделки внутренних помещений и наружной облицовки пирамид. Тогда как само тело пирамиды сложено из камней обтёсанных достаточно грубо. Камни лежат друг на друге с разновеликими зазорами или на заметном слое гипсового раствора. Для пирамиды Хуфу была определена ее масса методом гравиметрии; также были известны ее размеры и материал основной кладки - известняк. Выяснилось, что средняя плотность этой пирамиды заметно ниже плотности известняка, в наглядном виде это можно представить так: пирамида состоит из блоков размерами 1х1х1 метр, со всех сторон окруженных зазором в 5-6 см. Такая модель дает представление о значительной неровности поверхности блоков черновой кладки пирамиды.

Карьеры, в которых добывали камень, известны. Строение и состав камней пирамид соответствует камню этих карьеров. Ближайший находится непосредственно у подножья пирамид. В карьерах видны следы вырубки блоков.

Транспортировка[править | править вики-текст]

Волочение блоков[править | править вики-текст]

Одной из наиболее сложных задач, стоявших перед строителями, была необходимость перемещения больших объёмов камня. Известна фреска одного из захоронений времён XII династии в Дейр эль-Берше (англ.), на которой изображено, как 172 человека тянут на санях-волокушах алебастровую[6] статую номарха XV нома Джехутихотепа, полозья которых поливают водой в качестве смазки[7][8]. Оценивая её вес в 60 т, Денис Стокс (англ. Denys Stocks) экстраполировал: чтобы привести в движение блок весом 16 300 кг, с условием использования смазки было бы достаточно 45, а для веса 2750 кг — 8 рабочих[3]. Поэтому считается, что наиболее распространённым способом было перемещение груза на санях-волокушах.

Египтянам было также известно применение роликов для качения по ним крупногабаритных блоков по мощёным кирпичом дорогам. Остатки выложенных кирпичом дорог найдены возле каменоломен и некоторых пирамид. Однако, широкого использования такой способ транспортировки, по-видимому, не имел.

Недостатки гипотезы

Представляется сомнительной возможность перемещения таким образом на большие расстояния отдельных массивных камней массой до 300 тонн, встречающихся как в пирамидах, так и в храмовых комплексах.

Перекатывание блоков[править | править вики-текст]

Р. Пэрри (англ. R. H. G. Parry) предложил реконструкцию метода перекатывания блоков с помощью люлечного механизма[9], которые находят при раскопках различных святилищ Нового царства. Разместив вокруг блока четыре таких устройства, его можно было легко перекатывать. Компания Obayashi (англ.) провела эксперимент с 2,5-тонными бетонными блоками размером 0,8×1,6 м, в ходе которого 18 человек смогли тащить этот груз по плоскости с наклоном 1 : 4 со скоростью 18 м в минуту. Ещё Витрувий в своём трактате «Десять книг об архитектуре»[10] описывал схожие приёмы перемещения нестандартных грузов.

Доказательств, что египтяне использовали именно этот метод, пока нет, но эксперименты показывают возможность работы с блоками такого размера.

Недостатки гипотезы

Египтологи признают такую возможность для 2,5-тонных блоков (составляющих большинство в массе материала), но расходятся в возможностях подобного способа относительно блоков тяжелее 15 т, из которых некоторые достигают по весу 70 т.

С помощью такого механизма катить блок можно только по твёрдой дороге, но никак не по песку. Следов каменной дороги не найдено. Пандус тоже должен быть весьма твёрдым и прочным и достаточно пологим. На крутом пандусе возникнет проблема устойчивости.

По пути доставки придётся несколько раз «переобуть» блок — лишние затраты труда и времени. Дополнительные затраты на перемещение люлечного механизма вместе с блоком, необходимость его возврата к месту добычи блоков.

Технология квадратного колеса.[править | править вики-текст]

Перемещение блока с помощью специальной дороги. (3D моделирование XXI в.)

Если сделать дорогу из помостов — секций четверти круга, то по ней даже один работник легко сможет катить блок квадратного сечения, имеющего тот же периметр, что и круг.[11][неавторитетный источник?]. Центр тяжести блока в такой конструкции все время остается на одном уровне. Сила трения незначительная. Теоретически достаточно только толкнуть блок, он будет катиться сам. Тем более с горы, где находились каменоломни.

Таким образом можно перемещать и поднимать блоки гигантских размеров. Например, для перемещения обелиска достаточно поставить в ряд несколько помостов — расширить дорогу.

Подъём можно осуществлять с помощью верёвочной петли (нескольких петель) непосредственно по склону пирамиды или очень крутому пандусу — блок будет самоцентрироваться под действием собственной силы тяжести, а петля снизит усилие в два раза. При этом работникам нет необходимости подниматься самим — достаточно тянуть веревку, не сходя с места. Возможен подъём несколькими потоками.

Такая технология подходит под описание Геродота[источник не указан 624 дня]:"После того как заложили первые камни, остальные поднимали при помощи помостов, сколоченных из коротких балок. Так поднимали с земли камни на первую ступень лестницы. Там клали камень на другой помост; с первой ступени втаскивали на второй помост, при помощи которого поднимали на вторую ступень. Сколько было рядов ступеней, столько было и подъемных приспособлений. Быть может, однако, было только одно подъемное приспособление, которое после подъема камня без труда переносилось на следующую ступень." В этой технологии блок действительно перетаскивается с одного помоста, сколоченного из коротких балок, на другой. И помосты можно без труда перекладывать.


Для подъёма будет достаточно примерно 30-40 человек. Для транспортировки по равнине хватит одного человека. Для транспортировки тысячетонного обелиска потребуется примерно 500 человек.

Внутренний пандус[править | править вики-текст]

Одна из загадок пирамид заключается в том, что для подъёма камней на их вершину при условии отсутствия соответствующих механизмов, необходим высокий и протяжённый пандус. Строительство такого пандуса - задача сама по себе масштабная и сравнимая по трудоёмкости со строительством пирамиды.

Французский архитектор Жан-Пьер Уден (фр. Jean-Pierre Houdin) с помощью трёхмерного моделирования создал реконструкцию строительства пирамиды Хеопса. Система трёхмерного моделирования Dassault Systèmes позволила показать, что пирамида могла быть построена с помощью внутреннего пандуса, который шёл по граням пирамиды и был достаточно пологим и длинным, чтобы можно было внутри поднимать каменные блоки.

Уден реконструировал строительство таким образом: до высоты 43 метра использовалась пологая платформа, а дальше уже использовался внутренний пандус, спирально идущий вверх. Причём Большая галерея пирамиды использовалась для возвратно-поступательного движения тележки с противовесом, что позволило поднять гранитные плиты весом до 63 тонн, ставшие перекрытиями Камеры Царя. Восемь лет ушло у архитектора на разработку и создание модели конструкции, подтверждающей его гипотезу.

Бывший директор немецкого Института археологии в Каире египтолог Райнер Стадельманн (Rainer Stadelmann) сказал: «Теория Жана-Пьера не только интересна, она последовательна и революционна. Французский архитектор принимает строителей того времени совершенно всерьез, он видит в них великих мастеров и настоящих инженеров, что наверняка так и было, поскольку они смогли создать всего за 20 лет уникальное сооружение весом в несколько миллионов тонн».

Недостатки гипотезы

Возможен только один коридор, по которому каждый день должны были бы проносить несколько сотен (в среднем 350) блоков. То есть блок надо не просто тащить, с ним надо бежать. Блок можно только тянуть (поскольку подход сзади сильно ограничен). Это весьма затруднительно на многочисленных поворотах. Особенно учитывая, что проход узкий, то есть процессия растянется на несколько десятков метров. Эффект туннеля — в случае аварии люди в туннеле обречены. Освещение — либо должны были быть окна, которые должны были бы быть видны после обрушения облицовки, либо факелы — это в тесном помещении с огромным количеством людей. Вентиляция затруднительна. Смазка невозможна. Невозможно также пронести негабаритный блок, например самый верхний камень. Невозможно сделать такой пандус до самой вершины, последние 10 метров все равно придется поднимать блоки каким-то другим способом.

Кладка[править | править вики-текст]

Ещё одна проблема возникает в связи с раствором, используемым для заполнения пустот между камнями, так как для этого требовалось немалое количество гипса. Связующий материал хоть и не играет основной роли для стабилизации постройки, он всё же был необходим в качестве смазки для облегчения перемещения тяжелых блоков.

Процесс производства строительного гипса требует дегидратации исходного сырья, для чего, в свою очередь, нужно топливо, древесина. Исходя из этого, David H.Koch, проводивший исследования по программе радиоуглеродного обследования пирамид (англ. Pyramids Radiocarbon Project[12]), высказал предположение, что для постройки пирамид в Гизе Египту пришлось бы свести все свои леса до последней щепки.

Анализ углерода, извлечённого из материала-заполнителя, показал некоторый разброс полученных дат в отдельных частях пирамид, что Кох связывает с необходимостью использовать старое древесное топливо. Ввиду чего, данный феномен может трактоваться в пользу гипотезы, что меньшие размеры более поздних пирамид объясняются сильным истощением лесных ресурсов Египта. Однако, подобные предположения египтологами всерьёз не рассматриваются.

Сам фундамент постройки по горизонту выравнивали, вероятно, путём заполнения водой вырытых вокруг основания траншей (как предполагают Mark Lehner и I.E.S.Edwards), либо же с помощью обычного квадратного уровня и опытных разметчиков[13][14].

Отделка и облицовка[править | править вики-текст]

Некоторые пирамиды, сохранившие свою облицовку, позволяют увидеть качество обработки поверхности камня. Кроме того, что крупные блоки подогнаны так, что между ними не остаётся зазоров, внешняя поверхность образует достаточно ровную плоскость, несмотря на то, что плоскость эта находится под углом к основанию. Ярким примером тому может служить облицовка Ломаной и Мейдумской пирамид.

При выравнивании поверхности камней у входа в пирамиду Микерина крайние камни были выровнены не полностью, причём край линии выравнивания проходит непрерывно через все камни кладки, что позволяет сделать предположение о том, что поверхность блоков выравнивалась после укладки камней. Это же предположение подтверждается выравниванием пола, неподалёку от пирамиды Усеркафа. Нижняя поверхность камней пола находится в песке и имеет естественные необработанные формы; камни хоть и разной высоты, однако верхняя часть камней образует единую ровную поверхность.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Ryan Cohagan Building the Pyramids // Creighton University
  2. Isler, Martin Sticks, stones, and shadows: building the Egyptian pyramids. — University of Oklahoma Press, 2001. — P. 229. — ISBN 978-0-8061-3342-3. [1]
  3. 1 2 Stocks, Denys A. Experiments in Egyptian Archaeology: stoneworking technology in ancient Egypt. — Routledge, 2600 до н.э.. — P. 196–197. — ISBN 978-0415306645. [2]
  4. Davidovits Joseph The Pyramids: An Enigma Solved — New York: Dorset Press, 1988.
  5. Ученые нашли в египетских пирамидах древний бетон // lenta.ru
  6. (в первоисточнике: англ. It is described as being made of alabaster)
  7. Egyptian Statue Moved By Ropes?
  8. Nicholson, Paul T; Ian Shaw Ancient Egyptian materials and technology. — 23 Mar 2000. — Cambridge University Press, 2000. — P. 18. — ISBN 978-0521452571.
  9. ATSE — Parry
  10. «Vitruvius’s books of architecture»
  11. Бакланов А. Е. Строительство пирамид // us.tomsk.ru
  12. David H.Koch. Pyramids Radiocarbon Project
  13. John Cruikshank Rose, Iorwerth Eiddon Stephen Edwards The Pyramids of Egypt. — 1947. — P. 9. [3]
  14. Arnold, Dieter Building in Egypt: Pharaonic Stone Masonry. — New edition (3 Jul 1997). — Oxford University Press, 1997. — P. 13–14. — ISBN 978-0195113747. [4]

Литература[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]