本文转载自公众号胡正宇结构视点（id:AlexHU2020)

作者：胡正宇，英国皇家结构工程师学会(IStructE)资深会士(Fellow)，加拿大安省分会主席(Chairman of IStructE Ontario Division)，现持有英国皇家注册结构工程师、加拿大ON/AB/BC省注册工程师 Professional Engineer (P.Eng.)、BC省特别指定结构工程师 Designated Structural Engineer (Struct.Eng.) 以及中国一级注册结构工程师等诸多国家和地区的顶级结构工程设计从业资质。胡正宇先生目前还是美国土木工程师协会正式会员(M.ASCE)，并兼任英国皇家结构工程师学会皇家注册结构工程师考试阅卷考官（Marking Examiner of IStructE Chartered Membership Exam）。胡先生拥有超过二十年国际工程设计经验，精通从超高层到大跨度等各种结构类型的设计及项目管理。现为加拿大国家钢结构设计规范(CSA-S16)技术委员会委员，也是中国现行构筑物抗震规范GB50191-2012主要起草人之一。

编者按：埃及金字塔，作为远古时代人类的工程奇迹，见证了数千年来人类历史的沉浮。本周文章我们就来谈一谈它，当然，主要还是从结构工程师的角度来谈一谈它的结构。在众多介绍金字塔的文章中，由已故杰出结构工程师Mario Salvadori 先生在他的《Why Buildings Stand Up》中关于金字塔的介绍见解独到，并且文笔优美。本文即整理自此书，希望本人的中文翻译在准确传递原文内容及观点的同时，不失原文语境的美感。对于期望的朋友可点击文末原文链接阅读。本文中所展示图片除部分明确注明来自网络外，其余均来自Mario Salvadori 先生的《Why Buildings Stand Up》一书，版权归原作者及其版权继承人所有。

What Are They?

The Pyramids-金字塔 — 这些巨大的“人造山”，许久以来，他们似乎一直就在尼罗河西岸默默地存在着，静静地见证着人类历史的沧海桑田。但是他们到底是什么？坟墓，当然。或许还是一种另类的本不应该用于存放古埃及法老王遗体的纪念碑？亦或是定位正北方向的古代天文仪器？或者说，它们是注定要在尼罗河秋天的洪水季节来临时为成千上万的农民提供就业机会的巨大的古代公共工程项目？【注：在尼罗河秋天的洪水季节来临时，沿尼罗河沿岸数千英里范围内的土地被灌溉，但无法耕种。】 或者还是被那些击败了孟菲斯的祭司并通过法老王的形象统治古埃及整个国家的赫利奥波利斯（Heliopolis）强大祭司精英集团所崇拜的太阳神的神庙？都很有可能，它们的存在甚至有更多在历史长河中漂逝了的我们这个时代人类所无法了解的意义。因为人类从事建造金字塔时间跨度有2500年之久，尽管现存主要的金字塔是在古埃及王国（公元前2,686年至公元前2,181年）仅500年左右的时间内建成的。

▼ThePyramidsat Aerial View (图片来自网络，版权归原作者所有）

在今天已知的八十座金字塔中，有三座金字塔占统治地位：一个是古希腊历史学家希罗多德（Herodotus）称之为基奥普斯金字塔（the pyramid of Cheops）的胡夫金字塔（Khufu，是它的古埃及名字称呼）；另一个是比胡夫金字塔矮22英尺而体量小百分之十五的 基弗伦（哈夫勒）金字塔the pyramid of Chephren (Khafre)；还有一个即是更小一些的，体积只有其他两个体积的十分之一的梅瑟努斯金字塔the pyramid of Mycerinus（Menkaure）。这些宏伟的建筑构成了人类建造的最伟大的古迹，也是历史上最著名的古迹。作为古埃及人所敬畏的最具象征意义的宗教纪念碑，金字塔以其1300万吨的石灰岩砌块，裹挟着无数神秘的谜团，静默地坐卧在非洲沙漠的寂寥中，在数世纪以来持续不断地向外界传递着来自这个世界最古老同时也是最大的古迹的无声信息。

▼ThePyramids(图片来自网络，版权归原作者所有）

金字塔是古埃及历史上对阵穆斯林以寻找其神密宝藏为目的数次袭击的无懈可击的坚固堡垒；它们也是激发拿破仑军队的征服者荣耀之光的源泉，拿破仑曾用“自豪吧士兵们，从这些金字塔的顶端，超过三千多年的人类文明历史正在注视着你们的到来。”这样的豪言壮语来激励他的士兵们；它们是令那些冒险家和考古学家试图找寻通向古埃及法老王墓穴入口的垂涎三尺梦寐以求的目标；对于公元前2133年到公元前 1786年间那些成功凿穿法老王墓穴入口并侵入墓穴盗取了成千上万金器宝藏的中东王国的盗墓贼们来说，金字塔还是为他们存储着难以置信战利品的“银行金库”。这些盗墓行为也迫使那些赫利奥波利斯（Heliopolis）祭司们不得不一次又一次地封锁加固被破坏的法老王墓穴入口，并颁布严酷法令和采取严酷的惩戒措施以对抗这些无畏的狂热的世俗寻宝者们。金字塔也是迄今为止有关导致那些由于入侵金字塔内部神秘国度而离奇死亡故事的魔幻信息来源。

金字塔是一些巨大的纪念碑，这些纪念碑通过它们的形体和材质表达了它们对世界，对生与死的观念而使其背后的文化得以永生。可以毫不夸张地说，古埃及人对于死亡极其沉迷。他们的神学涉及数百上千个神，每个神都相应地监督着尘世间这样或那样的生命活动，这种或那种自然现象，但是没有一个比统治人死后世界（Afterlife）的神至高无上。这个神并不总是保持不变，因为他的重要性取决于统治该国的精英们的政治命运。但根据数世纪以来的古埃及神话，这个统治人死后世界的神一直以一个圆锥形的石制物体“benben”为代表，被称为“Re”。和猎鹰荷鲁斯（Horus）和圣甲虫凯普里（Khepri）并以他们的名义一起，Re将太阳托向天空，荷鲁斯以他巨大的翅膀飞过天空，凯普里用前腿推着太阳，而“Re”本尊则驾驭着船驰骋天际。虽然听着神幻，但古埃及人和祭司们认为这样Re、Horus和Khepri三位一体赋予同一个神这样的观念并没有矛盾。重要的是，作为统一上尼罗河和下尼罗河的至尊无上的法老王在死后必须要被太阳神所确定，为确保他在死后的世界（Afterlife）幸福地生活，皇家必须要提供与法老王生前所有日常生活的用品及工具一致的相对应的物品和法老王一起下葬。这种特权最初只限于法老王，后来慢慢扩展到他的直系亲属，然后扩展到他的传道人和祭司，最后扩展到他的全体人民。因此，关注法老王在死后的世界（Afterlife）的幸福生活竟然渐渐成为每个古埃及人的共同关注。尽管这听起来有些不可思议。

▼ThePyramids(图片来自网络，版权归原作者所有）

因此按照古埃及的做法，法老王在下葬前，其尸体首先要被木乃伊化。除了心脏外，他的内脏被封闭在不同的罐子中，这些罐子通常位于一个单独的墓室中，他的皮肤和骨头被浸泡在一种碳酸氢钠溶液中。他的遗体完全被浸有树脂或树胶的亚麻绷带包裹着，也被称为“木乃伊”（The mummy），被包裹在具有人体形状的棺材中，并放置在石棺中。由于法老王的木乃伊以及其日常使用的工具和动物的木乃伊必须要得到妥善的保护，以免受到外界干扰。因此在最初的最初，石棺一般是被放置在一个封闭的墓室里，这个墓室被一层叫做马塔巴“mastaba”的人工土丘所覆盖。此即为金字塔之前法老王坟墓最初的形态。经过接下来数个世纪的演变，马塔巴渐渐变成了一个较大的矩形土丘，上面覆盖着较小的土丘，直到后来的坟墓渐渐呈现出阶梯状金字塔的外观，类似于巴比伦和亚述的蛇纹石（ziggurats of Babylon and Assyria）。当历史来到接近古埃及第四王朝时期时（IV Dynasty），阶梯式金字塔逐渐消失，取而代之的是具有正方形底面和四个三角形边的纯几何金字塔。据说在日落时分，尼罗河上的阳光经常刺穿天空厚重的云层，将一种金字塔形的光束投射在陆地上。根据一种解释，由金字塔正是这种阳光投射形成的光的金字塔的永恒中心，象征着人类对太阳神的崇拜和渴望。

▼The Mummy(图片来自网络，版权归原作者所有）

尽管保存完好的国王的尸体在死后是否真的活着，还是他的“ka”（最接近的词是“灵魂”这个词）是否在其Afterlife徘徊并需要其尸体的存在以确保“ka”的存在等说法对现代人还是仍然是个谜仍有待确认， 但是，无论出于神学或宇宙论原因而精心埋葬法老王，事实仍然是，金字塔这一世界上已知最为巨宏伟的古迹是在一个没有比铜更坚固的金属也没有轮子或复滑車的时代，由一种文明通过集体协作并耗费了巨大经济和能源才得以建造的。撇开人类行为的奥秘不谈，无法避免地，我们会被这样一个简单的问题所困扰：“他们是如何做到的？”

The Building of the Pyramids

从构造的体量规模来说，没有金字塔比Gizeh大金字塔（the Great Pyramid）更令人叹为观止的了。Gizeh大金字塔是由吉普斯（Cheops）建造的，也是吉普斯最大的金字塔（图 1）。以下一些数字将使这一点变得清楚。大金字塔是包裹在由石材构筑而成的中央丘周围，由局部凿成的砖块的核心和图拉石灰岩的外表面组成，估计包含230万块平均每块半吨的石块，总计650万吨石材。其中一些石块重达15至20吨。它的体积很容易包含米兰大教堂，佛罗伦萨的圣玛丽亚·德尔菲奥雷教堂和罗马的圣彼得大教堂（基督教世界最大的教堂），以及伦敦的威斯敏斯特大教堂和圣保罗大教堂。伟大的数学家蒙格（Monge）计算出Gizeh的三座金字塔能提供足够的石头来建造一堵高10英尺，宽1英尺并足以环绕整个法国边界的石墙。拿破仑本人对这一结果感到非常有兴趣（似乎他有这样的打算?）大金字塔的方形底边长756英尺，占地13英亩。它最初的高度为481英尺。相当于美国第一座高层建筑（纽约的伍尔沃斯大厦）高度的三分之二，但按占地面积来看，它将占据纽约市的十个街区，而不是一个。

▼（图 1. ThePyramids at Gizeh）

也许比金字塔的巨大体量更令人惊奇的是金字塔的建造精度。它的底座的四个侧面的长度最多相差八英寸，或者换句话说，它们的长度误差控制在1/1134以内。这些底边定位的四个角基点构成的正方形每个基点最大误差仅5.5’ 即一度的1/12或4000分之一左右。底座的四个直角偏离的度数不超过3.5’，误差小于1500分之一。

大金字塔的四个侧面相对于水平面倾斜角为52°，这是除两个金字塔以外的所有其他金字塔的侧面倾角均遵循的角度。那两个“例外”的金字塔侧面倾角相对于水平面的度数为43.5°。对这两个神奇的角度，人们做了很多研究。因为这暗示着要想如此精确地测量并控制这样的角度精度，古埃及人必须要知道直径与圆周长之比的值，即π（pi）值 ，而且其精度应不小于1/1000。（相反地，据考证古埃及人所估计π等于3，与圣经中给出的值相同，即误差约为5％）【注：而古希腊人的π的误差率小于1/10,000,000。】然而，电子工程师TE Collins给出的解释认为要想达到这样的几何控制精度，古埃及人并不一定要知道精度不小于1/1000的π值。他认为，如果埃及人用滚轴鼓（rolling drum）来测量金字塔底部的侧面长度，那么金字塔侧面长度即为滚轴鼓的周长乘以转数的积；那么金字塔侧面倾角52°这个角度值将由金字塔高度等于鼓直径乘以转数的4倍而得到的这一假设来确定（图 2），因此，金字塔的底面边长必定等于塔高度乘以4/π，而无需知道精确的π值。这听起来似乎纯粹是巧合，因为对另一种43.5°倾角金字塔来说，如果这个倾角是由3倍鼓转数乘以鼓直径的高度产生的，而底面边长却还是等于高度乘以4/π，这显然说不通。而且关键是，古埃及人并不是熟练的数学家，很难相信他们考虑到甚至可能仅仅是想到π这个概念。尽管如此，柯林斯先生的解释也许可能会破坏许多关于古埃及的“神话”中的一个，但还是有一定的说服力的。

▼（图 2.ThePyramids and π）

【注：就三角学而言，在第一种情况下，将n转鼓转数及其直径称为tanα= 4nd /πnd= 4 /π，从中得出α= 51.85°。在第二个中，tan a = 3nd /πnd= 3 /π，由此α= 43.68°。】

砌造金字塔的石块分为三种：一种是用于砌筑金字塔内部的本地石灰岩石块，可通过其淡红色辨认出来；另一种是用于封盖于内部石灰岩石块的封盖石砌块，这些封盖石砌块是从与内部石灰岩石块同一块石材上高精度切割而得的；而用于砌筑金字塔表面的白色塔拉（Tura）石灰岩砌块则是在尼罗河上游采石厂采集并乘船运到金字塔施工现场。这些金字塔表面的石砌块由技术熟练的石匠团队进行最后的表面打磨，并在打磨光滑后的砌块表面上刻下了他们自己的名字：譬如“阶梯式金字塔帮（Stepped Pyramid Gang）”，“小船帮（Boat Gang）”，“活力帮（Vigorous Gang）”，“耐久帮（Enduring Gang）”等等。这些经过打磨后的石块表面极其平整，甚至无法在它们之间插入明信片。这些石块之前在采石场可能是通过采用铜制工具（因为当时尚无比铜强度更高的金属存在）从原始石材上切割而来（也许可能由于未知的过程而变得更难）；或者更有可能的是，通过在较软的石灰岩上用重晶石球（一种非常坚硬的火成岩）反复敲打形成切口，然后通过在由此产生的切口中插入木材楔子来进行一块一块石灰岩砌块的采石。这些插入石缝切口中的木材楔子通过淋水使其润湿膨胀，进而使石灰岩沿欲采集石块的垂直和水平平面破裂。这种方式仍然存在于一些旧的石灰岩采石场，如下图 3所示。但是这些方法是无法切割花岗岩的，因为花岗岩太坚硬。花岗岩的在采石场是通过对欲切割的花岗岩块的边界采用大火沿直线加热，然后突然用水冷却，从而通过突然局部冷缩效应在花岗岩体内沿着加热带产生平面裂纹，进而楔凿开采。在Cheops金字塔的法老王主墓室中就采用了30英尺x 17英尺的花岗岩板以及花岗岩的墓室顶盖。

▼（图 3.ThePyramids, Stone Quarries）

至于石材的运输，当时是没有使用轮子的运送车的。古埃及人很可能是将石块放置于类似雪橇状的托板上，由人力从地面拉到金字塔施工现场。这绝非易事：虽然石块的平均重量为2.5吨，但有些较大的石块，如在Cheops Pyramid金字塔法老王主墓室中的花岗岩板重达50吨，更有些石块重达200吨。因此这些巨石有可能是通过水运得以送达施工现场的。尽管尼罗河的急流使从阿斯旺（Aswan）水运巨石变得危险，但是与较短陆路运输相比，水运尽管路线较长，也会花费较长的运输时间，但所需花费的人力相对陆路运输要较少。

另一个叹为观止的事实是：金字塔的施工现场场地的水平平整度度达到了令人惊诧的就算今天来看也是超乎寻常的平整度水平。据观测，大金字塔底部四个角点之间的最大水平高差只有半英寸，误差为1/18,000。如此神奇的水平精度是通过将地形大致平整到低于周围区域的水平，然后在其中挖掘出渠道网络并向其注满水，通过控制渠道中水位的深度并使所有渠道水平面至渠道底具有相同的深度，即所有渠道底部标高在同一个水平面，然后以渠道底为基准面，对场地中的其余部分进行进一步开挖使其于渠道底部标高平齐来达到的。

虽然一些早期金字塔的设计在建造过程中进行了更改，并且其中一些在随后的阶段进行了扩建，但最大的一些金字塔仍然是通过相当统一的程序建造的，这在神话中应归功于金字塔的伟大工程师伊姆霍特普（Imhotep），其名字出现在许多石墙的象形文字中。（伊姆霍特普是物理学家，数学家，工程师和石制建筑的发明者。他最终被尊为神，在埃及历史上被膜拜了3000多年。）金字塔的内核（图 4）被向内倾斜75°带壁柱的石砌块墙体（buttress walls）所包围，这些带壁柱的石砌块墙由金字塔内向外高度逐渐降低。这些由内之外高度逐渐降低的buttress walls为金字塔在施工过程中提供了阶梯状的形态，这也是最古老的金字塔之一的Zoser阶梯金字塔的最终形态。金字塔外壳石砌块的层状砌筑并不是按完全水平的方式进行的，而是稍微向内倾斜，以增加该外层的稳定性。最后，金字塔表面一层的石块的外表面被切割成52°（或43.5°）的倾斜角，也略向内倾斜；在大金字塔（the Great Pyramid）中，表层石块的外表面还逐渐向下弯曲，即石块的外表面中部比边稍微内凹一些，这可加强石块与石块间的咬合，避免砌块间滑动失稳。

目前还不清楚在金字塔施工建造时，是否在每个侧面都建立了一个通向金字塔的进料坡道入口，还是随着金字塔的增大，在金字塔周围以方形螺旋形状建造了一个进料坡道，但毫无疑问的是，由石块墙壁上的浅浮雕表明，这些石块均是由人力将其从坡道拉上来的。而金字塔表面的砌块则是从顶部的花岗岩盖开始砌筑，然后逐次到金字塔的各个侧面，最后拆除那些辅助施工的由土或砖而建成的坡道。

▼（图 4. Cross section ofThePyramid）

从客观角度来说，建造金字塔的唯一实用目的是隐藏法老王的墓室。它们被放置在金字塔内底部的岩石中或金字塔本身之中，并在建造金字塔后通过狭窄的通道到达。这些通道中的一些向下倾斜以到达设置在金字塔下方的腔室，其他通道向上倾斜以到达其体内的腔室。在大金字塔中，通往法老王的墓室的通道是一个长153英尺，高28英尺的大长廊，由拱形的平板屋顶所覆盖，每个平板屋顶的花岗岩块从其下方的平板向两边金字塔内延伸3英寸。法老王的墓室19英尺高，顶部完全被面积为34英尺x 17英尺的花岗岩平板所覆盖。这个墓室的顶板由九块重达400吨的花岗岩平板组成，在这些平板上还建有五个较小的隔间，最后一个隔间有一个倾斜的平板顶板。有人可能会质疑这样的石制墓室顶板如何支撑其上方400英尺厚的金字塔石头的自重？要回答这个问题，你必须要意识到由石块层层叠加产生的巨大重量是不会垂直向下流向金字塔的基座的。重力在金字塔内部的力流线就像水流在河流中被桥墩分流一样，由于石头的重量产生拱形效应，金字塔主体中的腔室转移了压力流，从而减轻了法老王的墓室屋顶石板所承受的重力（图5）。另一个事实是，金字塔的石头上的压力会随着高度的增加而线性增加；支承这些重力的石块承压面的表面积与高度的平方线性相关，而石头的体积即重量与高度的立方方线性相关，因此，大金字塔底部石砌块所承受的压力是Mycerinus金字塔底部石头上压力的两倍以上。

▼（图 5. The flow of weight downThePyramid*）

*拱形墓室顶板是通过将每一层的石头从其下面一层的石头向内悬臂而获得的假拱门。这种拱通过其上方层的重量保持稳定。在公元前数千年建造的一些最古老的纪念碑中，就已经出现了拱形的石拱门和圆顶。

除了国王的房间外，金字塔还有许多较小的墓室，其中一些是用来存放储存着法老王内脏的雪花石膏罐，另一间可能是为了安葬他的王后们，而另一些则用于存放他的世俗物品，包括食物和衣物。这些较小的墓室通过一组复杂的通道相互连接，而还有一些通道则是出于墓室通风目的而被挖设。金字塔似乎也有意设置了一些死胡同通道，用以误导擅自入侵者。在法老王入葬墓室封闭后，即使有入侵者成功地突破或摧毁了一些通道的门框，门框上方垂直的石头也会滑入垂直的凹槽中，即门齿机构，用来阻挡其进入法老王墓室的主要通道。据说有些金字塔中有多达三个门齿被用来阻止盗墓贼的入侵，但历史证明，大多数时候都是徒劳的。还有一个更为惊悚的传说说负责安装门齿的最后一批工人不得不被困死在金字塔内被作为法老王的陪葬，但后有学者通过研究金字塔中所提供逃生舱口表面，负责最后一道工序的祭司并没有死在金字塔中。

大型金字塔的建造施工是人类历史上的一项极其了不起的工程成就，它在所有细节方面都提前进行了设计。例如，大金字塔法老王主墓室中的花岗岩石棺是如此之大，以至于它不可能通过狭窄的通道到达最终位置。因此石棺在建造过程中即已被放置在金字塔内部指定的位置，而金字塔实际上是围绕着存放石棺的主墓室而建造的。

建造这种巨大的作品需要什么样的人力？我们要归功于德国物理学家和热情的金字塔学家门德尔松（Kurt Mendelssohn）博士的调查。他的调查数据估计了Meidum，Dashur和Gizeh在100年内建造的主要金字塔的建造工作。在它们之间，这三个金字塔需要2500万吨的材料，包括石灰岩，砂浆和砖块。门德尔松将工人分为两组。第一个小组由不熟练的泥瓦匠组成，他们用当地的石头进行采石，修建坡道，抬起砖块，还有一些辅助工人，他们用水润滑滑轨，为帮派提供食物，并修理运输线路。另一组由熟练的石匠组成，他们在图拉（Tura）采石场和金字塔工地受雇，以切割，准备和砌筑覆盖层石块和金字塔最外层的石砌块。第一组人数可能达到70,000人，在尼罗河洪灾期间被季节性雇用。第二组可能是10,000，永久雇用。在Chephren金字塔附近发现了容纳4,000个房屋的设施。由于门德尔松的调查数据也令人信服地证明了许多金字塔是同时施工建造的，因此受雇的总人工人数可能高达15万，这相对于5000年前古埃及的总人口数来说，国家要供养的用于建造金字塔的工人数量非常可观的。与该主题相关的唯一历史信息来自于希罗多德。他在公元前400年与赫利奥波利斯（Heliopolis）的祭师交谈后，报告说，有十万名工人在三个月的轮班中工作，花了近20年的时间才得以建造了大金字塔。尽管希罗多德的数据与其之前的调查的观点相反，但由于希罗多德在解释金字塔建造者建造程序方面被证实是相当准确的，因此人们也倾向于接受希罗多德的数字是准确的，至少是在数量级上。这些估计的结果同门德尔松的那些基本发现一起，对于建立金字塔的建造所表达的引人入胜的社会目标至关重要，而考古学家以前从未考虑过这一目标。

▼ Deliver the Rock block forThePyramids(图片来自网络，版权归原作者所有）

而Meidum金字塔由于其目前的形状以及其结构和内部通道上与其他金字塔的一些本质差异，则向人们提出了许多未解之谜。目前Meidum金字塔已是一片废墟，四面被从其塔身脱落的石灰岩（约25万吨之巨）所包围。以前有种说法认为，由于金字塔被用作采石场已有数百年之久，因此，Meidum金字塔的这些外层石块是被盗的结果，以便在开罗和埃及的其他大城市中建造宫殿和桥梁。这种解释的问题在于，Meidum附近并没有大城市。此外，大多数“被盗”的石块重达两吨，并且仍在那里。金字塔的剩余部分呈现出三层结构，从一片沙石海中涌现。仔细检查此结构，可以发现原始金字塔的三个重要特征。外壳底部仍然完整，表明在原金字塔在建造时使用了侧面52°倾角的几何尺寸。金字塔内部的覆盖层砌块区域下方的基础位于大块实心岩石块上，但直接置于沙漠上。覆盖层砌块的石块为水平层状砌筑，而不是像其他金字塔那样向塔内倾斜的层状砌筑方式（图 6）。

▼（图 6. The MeidumPyramid）

▼The Meidum Pyramids(图片来自网络，版权归原作者所有）

因此，不难从这三个特征中推测出，Meidum金字塔的外层的塌落并不是由于被盗贼拆除所导致的，而是由于现有结构的底部的结构缺陷所导致的塌落。如果这个假设被接受，就很容易理解为什么在Meidum金字塔倒塌后所建造的下一个金字塔Dashur的本特金字塔（图 7）从52°的坡度开始，建造至一半的高度时改为 以43.5°的侧面倾角了。这个角度变化起初被解读为由于时间仓促而必须在指定的时间内完工的压力，匆匆改变金字塔的侧面倾角而提前完工。但也许更为合理的解释是当时建造本特金字塔的建造者通过Meudum金字塔外层塌落的事件吸取了教训，决定继续以一个更安全的方式，即更小的侧面坡度43.5施工。在本特金字塔之后的一个金字塔的侧面角度也找到了这一假设的佐证，即达瑟尔的红色金字塔。它是目前现存的唯一一座完全以43.5°的安全角度建造的金字塔。

▼（图 7.The BentPyramid at Dashur）

▼The BentPyramid(图片来自网络，版权归原作者所有）

当所有金字塔的工程师都了解了Meidum倒塌的原因，并纠正了造成倒塌的结构缺陷后，达瑟尔的红色金字塔之后所有的金字塔又恢复到了经典52°侧面倾角的造型。

The Social Purpose of the Pyramids

正如门德尔松（Mendelssohn）推测的那样，在同一个法老王时期，必须同时建造多个金字塔。实际上，其中之一塞内费鲁（Seneferu）法老以他的名字建造了两个、很可能是三个金字塔。因为即使是一个法老王也只能拥有一个尸体，因此人们只能得出这样的结论：一些金字塔是纪念碑而不是陵墓。为什么统治了古埃及数千年的埃及的祭司们会如此奢侈到极致地尊敬法老王？为什么要向古埃及人民强加以这种沉重的人力和物力的税赋责任用于建造金字塔？为什么这些数量庞大的工人在苛刻的主人鞭打之下成为奴隶，却在统治阶级尚未具备实际的全面压制手段的时候竟然还是会接受这些沉重的人力物力的税赋和苛刻的条件呢？门德尔松（Mendelssohn）对这些问题的回答既具有历史意义，又具有技术魅力。

当上埃及南部国王梅内斯征服了下埃及北部国王时，他取了上埃及国王和下埃及国王的名字，新联合王国对上下埃及各州采取集中管理。但是直到新首都孟菲斯成立，赫里奥波利斯的祭司们获得政权后，国家宗教才发展起来。在上下埃及之间长期的冲突之后，没有什么比神话王权更为有效地团结人民的方法了。这恰恰发生在金字塔时代开始的初期。还有什么比为独一无二的法老王立下神圣法典更好的方式来确保上下埃及四十二个州的农民的经济平等呢？而当时草案的支持者强调了这种法典的经济，文化和政治优势。因此当时的埃及农民可能已经准备好，甚至于有可能渴望在洪水期间为法老王建造金字塔服务，用他们的劳力换取粮食。因此，一支由15万名健康成年人组成的用来建造金字塔的大军就形成了。以至于在金字塔建成后，由于这支劳力队伍过于庞大，他们也不可能在不破坏王国的经济和劳力平衡的前提下被安置回家。而众所周知，有些法老王统治了数十年，而另一些则仅在王位上几年。因此，当时的当务之急便是，既要在法老王去世之前开始建造新的金字塔，又要完成一个为过早死去的法老王而建造的金字塔，同时还要为新国王开始准备金字塔。无论哪种情况，建造金字塔的工作都基本上成为一个连续的过程，这支庞大的建造金字塔大军于是即顺理成章的持续为国家工作，而这也将分散的各州牢牢粘合成一个国家中。而建造金字塔所需要的对人员的集中、强大而熟练的管理的所有功能在当时可以充分发挥，并且成为当时国家的榜样。如果这种说法成立的话，金字塔的建设就成为古埃及王国最重要的活动和存在理由之一。甚至可以说，是金字塔的建设在维持法老王的统治，而不是根据法老王的统治在建造金字塔。门德尔松上述假说对同时建造金字塔的事实以及一个国王以他的名字可能拥有一个，两个甚至三个金字塔的事实做出了合理的解释，即使一个法老王只能占用一个金字塔作为他的实际坟墓。

必须强调的是，埃及的土地上仍藏着有关其历史的信息，埃及学家在其5,000年的历史中才刚刚开始揭示其复杂的事件序列。实际上，关于古埃及的所有陈述都是基于很少能绝对确定地加以证实的解释和假设。尽管门德尔松的研究在Meidum金字塔的倒塌和临时采用43.5°坡来建造本特金字塔方面似乎是很实际的，但他关于埃及金字塔对古埃及社会的影响的推测还是不确定的，尽管它可能会与我们对国家的现代观念相符 。

The Death of the Pyramids

金字塔的建造活动历时2500年，从Mastabas时代开始，在第四王朝（4600年前）达到高潮，并逐渐退化为体量越来越小的质量较低的纪念碑。较轻且组装灵活的较小石块成为逐渐成为建造这些小型纪念碑的材料。熟练的石匠行会消失了，Tura的采石场被遗弃了。继承了赫弗伦（Chephren）和谢珀斯卡夫（Shepseskaf）的埃及国王马斯塔巴·法拉恩（Mastabat Fara’un）建造了供其墓葬使用的建筑，而不是金字塔。这表明向新型王权敬拜要求与过去金字塔时期相比较少的人参与。整块方尖碑后来成为了太阳神Re的象征，尽管最初的方尖碑是用叠置的石头建造的，并且有一个structure屋结构，让人联想到金字塔。

▼The Obelisk of Ancient Egypt(图片来自网络，版权归原作者所有）

金字塔的魅力在于它们的神秘性和庞大的体量。正如埃菲尔铁塔的创造者Gustave Eiffel所说：“巨大的雕像结构本身具有内在的吸引力和魅力，这不受普通艺术理论的约束。有没有人假装金字塔通过艺术价值如此强烈地抓住了人们的想象力？他们只不过是人造小山？然而什么样的游客能在它们巨大的体量面前毫不动摇？” 在远古时代，宗教敬畏和对太阳的崇拜主导着人类的感官。昨天我们钦佩金字塔是人类历史上非凡的工程壮举。明天，我们可能会再次为人类的某些巨大工程建设的社会成就而感到动容。而今天，通过极简主义雕塑家们对基本几何形式固有的美学价值的敏锐感知，我们可以将大金字塔视为最伟大的极简雕塑。尽管信息随着我们现代文明的发展而变化，但金字塔的神秘魅力将永存。

转自：钢结构-公众号