Техника строительства египетских пирамид

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 шламбуров там пока не найдено), о транспортировке камня к стройке, о выравнивании фундамента и последующих уровней возводимой структуры.

Сведения Геродота

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

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

Добыча блоков в карьерах

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).

Недостатки гипотезы

Проблемой подобных традиционных гипотез о методах строительства пирамид является невероятная трудоёмкость процесса. В частности, возникает вопрос об обоснованности транспортировки и использования при строительстве блоков настолько большого размера.

Отливка блоков из известнякового бетона

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.

Недостатки гипотезы

Возможность бетонных смесей из твёрдых пород (например, гранита), обладающих нужной прочностью и не требующих при производстве высоких температур, была доказана лишь теоретически. Кроме того, вопрос производства огромного количества каменной крошки при примитивном дроблении камня также остаётся открытым.

Карьеры, в которых добывали камень, известны. Ближайший находится непосредственно у подножья пирамид. В карьерах видны следы вырубки блоков.

Транспортировка

Волочение блоков

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.

Недостатки гипотезы

Статую, видимо, передвигали на небольшое расстояние. А поливать в пустыне песок водой, принесённой за десятки километров — дело неблагодарное. Статуя — разовая операция. То есть смазывали только полозья волокуш. При конвейерной транспортировке блоков смазка неизбежно попадёт и под ноги работников.

Перекатывание блоков

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.

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]. 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, поскольку блок действительно перетаскивается с одного помоста, сколоченного из коротких балок, на другой.

В африканских странах нечто подобное используют для добычи соли.

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

Внутренний пандус

Загадка пирамид заключается и в том, что для подъёма камней на их вершину необходимо построить очень высокий пандус, а построить такой пандус ещё труднее, чем построить саму пирамиду.

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 как система противовесов, 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. Простой серпантин решил бы все проблемы, кроме пропускной способности. Именно так поступают современные строители горных дорог. Насыпать внешний пандус или строить сложный туннель — неоправданные затраты.

Кладка

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

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 зачастую образует идеальную 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.

Этот раздел не завершён. Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

См. также

• Документальный фильм «Разгадка тайны пирамиды Хеопса»

Примечания

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.
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

• Cohagan, Ryan Building the Pyramids  (англ.). Creighton Inoversity. Архивировано из первоисточника 26 марта 2012. Проверено 12 августа 2010.
• Weigele, Hans Die Rekonstruktion der ägyptischen Pyramiden  (нем.) (pdf). Архивировано из первоисточника 26 марта 2012. Проверено 12 августа 2010.
• Weigele, Hans Neue Sicht auf Pyramidenbau  (нем.). Архивировано из первоисточника 26 марта 2012. Проверено 12 августа 2010.

Ссылки

• Николай Васютин. Сверление камня — реконструкция древней технологии
• Riddle Of The Great Pyramids Of Giza: Professor Finds Some Building Blocks Were Concrete
• Building the Pyramids: Materials, Tools, Moving, etc.
• Tyson, Peter Pulling Together | NOVA Online, 1999  (англ.)

• д/ф «10 главных загадок Египта» (Egypt´s Top Ten Mysteries) канала Discovery World