Техника строительства египетских пирамид

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Те́хника строи́тельства еги́петских пирами́д изменялась от пирамиды к пирамиде. Существует множество гипотез относительно этого процесса, причем наука располагает определённой информацией о местоположении некоторых карьеров, о некоторых из инструментов, использовавшихся при разработке камня, о транспортировке камня к стройке, о выравнивании фундамента и последующих уровней возводимых сооружений.

Бо́льшая часть гипотез исходит из того, что блоки вырубались в карьерах с помощью пробойников, зубил, доло́т, тёсел, кирок и т. п., изготавливаемых из меди[1], дерева и камня. 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.

Следует учитывать, что в разные эпохи технология строительства пирамид существенно менялась: первые пирамиды II династии строились кладкой из кирпича-сырца подобно Мастабам, наибольший расцвет в эпоху III династии пришелся на кладку т.н. "Великих" пирамид всплошную из известняка с применением гранита, в эпоху упадка пирамидастроительства стройка велась засыпным способом, когда из камня делались только погребальная камера и послойно внешние стены пирамиды, а внутреннее пространство засыпалось песком и обломками камней. В первую очередь, наиболее интересным является вопрос технологии строительства Великих пирамид.

Сведения Геродота[править | править код]

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

Единственным письменным источником, в котором описывается процесс строительства пирамид, служит II книга «Истории» Геродота, посетившего Египет около 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 идёт 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 подъёмных приспособлений. Быть может, однако, было только одно подъёмное приспособление, которое после подъёма 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.

Последняя фраза Геродота кажется бессмыслицей, но дело в том, что во времена его посещения Египта, пирамиды на плато Гиза ещё стояли в облицовке, и были гладкими пирамидами. Геродот пытается объяснить этой фразой, каким образом были доставлены блоки облицовки на самый верх пирамиды - ведь по описанному методу, для его реализации необходимо, чтобы вся пирамида до верха была уступчатой. На самом деле проблема объяснения техники облицовки должна также и учитывать то, что облицовка крепилась на удлиненные закладные краевые блоки, в отличие от блоков черновой кладки, всегда заходившие под слой вышележащих.

Пояснения[править | править код]

  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

Гипотезы производства строительных блоков[править | править код]

Добыча блоков в карьерах для пирамид[править | править код]

В настоящее время историческая наука, на основании множества рисунков в пирамидах, данных о заготовлении и транспортировании, располагает вполне точной информацией о местоположении карьеров, где добывались материалы для постройки пирамид.

В работе с относительно мягким камнем, каким является большая часть известняка, рабочие могли использовать медные и бронзовые кирки, долота, свёрла и пилы и даже каменные орудия. Имеется также гипотеза о существовании уже во времена Древнего Царства и железных инструментов . Однако к настоящему времени достоверными находками именно инструментов наука не располагает (сохранились лишь сообщения ранних исследователей).

Более твёрдый камень: гранит, базальт, кварцит и т. д. — мог обрабатываться посредством оббивания инструментом из долерита. Сверление и распил происходил с помощью медных или бронзовых трубок и беззубых пил с применением абразивов, типа кварцевого песка. Иероглифы и другие изображения выбивались с помощью кремнёвых зубил[2]. Для гранитных блоков собирались каменные отдельности[что?], которым придавалась нужная форма. Или же они могли выламываться из массива скалы с помощью разбухающих в воде деревянных клиньев. Не исключено и применение огня, и обстукивания при добыче гранита, чему имеются примеры более позднего периода.

Стоит добавить, что основная масса камней, из которых сложены пирамиды, не превышает 1,5—2,5 тонны, что делает их пригодными для транспортировки. Вместе с тем дробление камня до размеров кирпича, например, увеличило бы трудоёмкость обработки того же объёма камня по меньшей мере в несколько раз.

Недостатки гипотезы

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

Отливка блоков из известнякового бетона[править | править код]

Французский химик профессор Жозеф Давидовиц, специализирующийся на разработке строительных материалов, выдвинул гипотезу о производстве блоков пирамид непосредственно на месте строительства из смеси каменной крошки и «геополимерного бетона» на основе известняка[3]. Эта версия также объясняет и точную подгонку отдельных блоков при постройке пирамиды тем, что блоки были созданы из напоминающего бетон материала путём постепенного поднятия опалубки и изготовления блоков сразу на местах — отсюда и точность подгонки. Давидовиц в середине двадцатого века разработал способ создания так называемого геополимерного бетона и предположил, что его открытие могло быть известно создателям пирамид. По его словам ему удалось обнаружить в иероглифической надписи на одной из стел рецепт приготовления бетона[3].

Данная теория не получила распространения в учёной среде и проведённые впоследствии исследования опровергли эту теорию[4][5][6][7][8], так как геологи и палеонтологи, изучавшие состав и структуру блоков пирамид, неоднократно отмечали, что блоки представляют собой обработанные глыбы естественных осадочных отложений[9][10].

Важно учитывать, что крупные пирамиды III династии, строились с проливкой установленных известняковых блоков большим количеством гипсового строительного раствора. Розовый гипсовый раствор хорошо виден между блоками Большой пирамиды Хеопса. Для обжига гипса здесь использовали местный тросник; раствор содержит многочисленные включения угольков от него. Радиоуглеродный анализ этих остатков указал даты, хорошо коррелирующие с традиционной датировкой постройки пирамиды в эпоху Хеопса.

Также, следует знать, что пирамиды периодически подвергались достаточно большим объемам реставрации с использованием современных цементных блоков, в особенности Пирамида Хефрена, чья ветхая шапка сохранившейся облицовки наверху представляет угрозу осыпания. Значительные объемы современного подкрашенного цемента использованы и в пирамиде Хеопса, в частности, для заделывания выломов, сделанных древними грабителями (на Большой Ступени, в Предкамере, в Камере Царя). Также, для удобства посещения туристов, в пирамидах ранее сверлилось большое количество отверстий для поручней, потом в ходе реконструкций, некоторые из них демонтировались, заливались современным цементом обратно, итп. Все эти примеры нахождения цемента не имеют никакого отношения к строительству в древости.

Гипотезы перемещения блоков[править | править код]

Перемещения на лодках[править | править код]

В 2013 году при раскопках на объекте Вали-Эль-Джарф на побережье Красного моря группа французских и египетских исследователей обнаружила архив папирусов, относящийся ко времени конца царствования Хеопса, самый старый из когда-либо найденных в Египте (так называемые папирусы Красного моря). Большинство документов представляют собой счета на доставлявшуюся работникам провизию и журналы регистрации их деятельности. Два документа являются посуточным описанием действий, выполнявшихся бригадой (филой) из 40 рабочих под руководством человека по имени Мерер, вероятно, автора этих документов, в течение 3—5 месяцев (видимо, с июля по ноябрь последнего года правления Хеопса). В текстах раскрывается техника перевозки известняковых блоков из каменоломни Тура к пирамиде Хеопса, находящейся ниже по Нилу в 12 километрах от Туры. Команда использовала парусную деревянную лодку и перемещала на них несколько десятков блоков за один рейс через систему каналов от Нила почти до самой пирамиды; оценочно одна команда перевозила около 1000 блоков за сезон (в течение ежегодного разлива Нила), делая один полный рейс с погрузкой, разгрузкой и ночёвками в среднем за 5 дней[11][12]. Папирусы подтверждают, что камень из Туры и Асуана доставлялся к пирамидам Гизы по воде, через соединявшееся с Нилом искусственное озеро к пристани, открытой в последние годы археологами под руководством Марка Лерера[13] В то же время, огромные карьеры менее качественного, чернового известняка Гизы, равно как и места строительства пирамид там, расположены на возвышении относительно Нила, следов обводненных каналов между ними нет. В других местах, например в Саккаре, река удалена от этих объектов и еще дальше.

Волочение блоков[править | править код]

Прорисовка фрески Джехутихотепа II с изображением метода передвижения колосса

Одной из наиболее сложных задач строителей была необходимость перемещения тяжёлых камней. Известна фреска времён XII династии в некрополе Дейр эль-Берше (англ.), на которой изображены 172 человека, тянущих на санях-волокушах алебастровую статую номарха XV нома Джехутихотепа II. Песок по пути следования работник поливает водой, отчего скольжение облегчается. Экспериментальным путём нидерландские физики из Амстердамского университета подтвердили данную теорию в 2014 году[14].

Оценивая её вес в 60 тонн, Дэнис 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. Поэтому, наиболее распространённым способом было перемещение груза на санях-волокушах.

Египтяне также знали способ перекатывания по двум параллельным желобам, заполненных шарами, по мощёным кирпичом дорогам. Подобный способ использовался в России для перемещения Гром-камня массой 1500 тонн. Остатки выложенных кирпичом дорог найдены возле каменоломен и некоторых пирамид. Однако, широкого применения такой способ транспортировки, по-видимому, не имел[источник не указан 197 дней].

Перекатывание блоков[править | править код]

Р. Пэрри (англ. R. H. G. Parry) предложил реконструкцию метода перекатывания блоков с помощью люлечного механизма, который находят при раскопках различных святилищ Нового царства. Разместив вокруг блока четыре таких устройства, его можно было легко перекатывать[источник не указан 197 дней]. 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»[15] 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. или 90 т. (как большой гранитный блок над входом в усыпальницу в Пирамиде Хеопса).

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 код]

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[16]. Центр тяжести блока в такой конструкции всё время остаётся 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:

« 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 подъёма камня без труда переносилось на следующую ступень[17].

»

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.

недостатки гипотезы

Каменные блоки кладки пирамид все совершенно разных размеров и часто - формы, стандартизации подвергалась только высота блока (толщина слоев кладки), да и то, она очень варьировалась со временем. Т.о, понадобилось бы подгонять оснастку буквально под каждый блок.

Подъём и установка пирамидиона[править | править код]

Существует отдельная проблема, связанная с завершением строительства верхней части пирамид, где традиционно устанавливался пирамидион. Некоторые из этих пирамидионов сохранились, а на вершине пирамиды Хефрена сохранились камни его крепления. Известные пирамидионы от заведомо меньших пирамид, чем наиболее крупные, весили несколько тонн. Пирамидионы Великих пирамид могли весить более 10 тонн, и камень таких размеров и сложной формы надо было доставить на высоту порядка 140 метров, где не оставалось ничего кроме гладких боковых граней пирамиды и небольшого посадочного места под сам пирамидион. Это была трудная и очень опасная задача. В настоящее время наиболее реальной моделью, предложенной египтологами, является возведение лесов в виде "шалаша", внутри которых сам пирамидион подвешивался на канате. Закручиванием каната можно было немного приподнять камень и подставив под него подставку, ослабить канат и поднять леса чуть выше. Не исключено, что пирамидион, таким образом, находился на строительной площадке (слоях) пирамиды бОльшую часть времени ее возведения, вплоть до самого конца строительства, поднимаясь все выше и выше.

Внутренний пандус[править | править код]

В 2005 году Жан-Пьер Уден и Боб Браер развили теорию внутреннего пандуса (фр.) и провели компьютерное моделирование, на основе чего был снят документальный фильм «Разгадка тайны пирамиды Хеопса» (2008). В настоящее время эта теория не пользуется какой-то популярностью, в частности, потому что не дает ответа на вопрос о том, как строились остальные Великие пирамиды; в частности, Пирамида Микерина имеет очень глубокие вертикальные повреждения кладки, и если бы хоть какие-то, даже заложенные позднее, пандусы внутри неё были, они были бы давно известны.

Экспериментальное строительство пирамиды[править | править код]

В 1997 году археолог Марк Ленер и инженер Роджер Хопкинс (англ. Roger Hopkins) для съёмок эпизода в американском научно-популярном документальном телесериале Nova провели экспериментальное строительство небольшой пирамиды. Её высота составила 6,1 метров, ширина основания порядка 9 метров, общий вес около 367,4 тонн при объёме в 162 кубических метра. Пирамида состояла из 186 блоков средней массой порядка 2 тонн[18].

Строительство заняло немногим более трёх недель, что диктовалось условиями съёмок телесериала. Из них 22 дня ушло, чтобы силами 12 рабочих карьера изготовить необходимые блоки. Для этого использовались железные молотки, зубила и рычаги, подобные по своей геометрии древнеегипетским. Экспериментально было установлено, что применение медных или бронзовых инструментов потребовало бы привлечение дополнительных 20 человек для их постоянной заточки[19].

Для ускорения строительства монтаж блоков осуществлялся с помощью вилочного погрузчика. Однако установка замкового, самого верхнего блока массой чуть менее тонны, производилась силами пяти человек при использовании рычагов. Попутно экспериментально было определено, что использовавшиеся двухтонные блоки возможно перемещать, в том числе и на подъём, силами 12 — 20 человек при условии использования деревянных полозьев, скользящих по деревянному настилу[20].

Версии технологии кладки[править | править код]

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[21]), 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[22][23].

Оценки трудоёмкости[править | править код]

Некоторые исследователи выдвигали оценки трудоёмкости постройки пирамиды Хеопса. Например, К. Менделссон посчитал необходимую работу не более 50000 человек, когда Л. Борчардт и Л. Крон оценили в 36000. М. Вернер — в 30000 человек.[24][25]

Возможные технологии отделки и облицовки[править | править код]

Примечания[править | править код]

  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 Davidovits Joseph. The pyramids: an enigma solved // The pyramids: an enigma solved / Morris Margie. — New York : Hippocrene Books, 1987. — 4 с.
  4. D.H. Campbell, R.L. Folk, Ancient Egyptian Pyramids — concrete or rock?, Concrete International, v. 13, no. 8, 1991, p. 28, 30—39.
  5. J. A. Harrell, B. E. Penrod, The Great Pyramid debate; evidence from the Lauer sample, Journal of Geological Education, v. 41, no. 4, 1993, p. 358—363
  6. Kevin D. Ingram, Kenneth E. Daugherty, James L. Marshall, The Pyramids — Cement or Stone? Journal of Archaeological Science, vol. 20, 2002, pp. 681—687
  7. The Egyptian Pyramid Enigma — PDF файл, 6,56 Мб
  8. The Great Pyramid Debate: Evidence from Detailed Petrographic Examinations of Casing Stones from the Great Pyramid of Khufu, a Natural Limestone from Tura, and a Man-Made (Geopolymeric) Limestone // Proceedings of the 29th Conference on Cement Microscopy, International Cement Microscopy Association, Quebec City, Canada, May 2007. — PDF файл, 7,17 Мб
  9. James A. Harrell. Building stones. UCLA Encyclopedia of Egyptology. Проверено 8 ноября 2016.
  10. Из чего построены египетские пирамиды?. Проверено 8 ноября 2016.
  11. Tallet P. Les papyrus de la mer Rouge I. le «Journal de Merer» (P. Jarf A et B). MIFAO 136, 2017. Русский перевод папирусов и их обсуждения из статьи Пьера Талле: Папирусы Красного моря: «Журнал Мерер».
  12. The mummy of all mysteries...solved: Archaeologists uncover secrets of how mankind pulled off one of its most awesome miracles - the Great Pyramid of Giza. Проверено 27 сентября 2017.
  13. Lehner М. The Lost Port City of the Pyramids. AERAGram 14, 2013, p. 7-2.
    Lehner М. On the Waterfront: Canals and Harbors in the Time of Giza Pyramid Building. AERAGram 15, 2014, p. 23-14.
  14. Universiteit van Amsterdam. Ancient Egyptians transported pyramid stones over wet sand - IoP - University of Amsterdam (англ.). iop.uva.nl. Проверено 23 сентября 2017.
  15. «Vitruvius’s books of architecture»
  16. Бакланов А. Е. Строительство пирамид // Сайт Tomsk.ru, 03.02.2008
  17. Ахмед Фахри. Древние загадки фараонов. books.google.ru. Проверено 16 октября 2017.
  18. This Old Pyramid (one hour version) // PBS Airdate: 4 February 1997.
  19. Denys Stocks Experiments in Egyptian Archaeology: Stoneworking Technology in Ancient Egypt. Routledge. pp. 58-63. 2003. ISBN 978-0415306645.
  20. Mark Lehner The Complete Pyramids // London: Thames and Hudson (1997) p.202-225 ISBN 0-500-05084-8.
  21. David H.Koch. Pyramids Radiocarbon Project
  22. John Cruikshank Rose, Iorwerth Eiddon Stephen Edwards. The Pyramids of Egypt. — 1947. — P. 9. [2]
  23. Arnold, Dieter. Building in Egypt: Pharaonic Stone Masonry. — New edition (3 Jul 1997). — Oxford University Press, 1997. — P. 13–14. — ISBN 978-0195113747. [3]
  24. Joyce Tyldesley The Private Lives of the Pyramid-builders BBC 17 February 2011
  25. Great Pyramid tombs unearth 'proof' workers were not slaves (11 January 2010).

Литература[править | править код]

Ссылки[править | править код]