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但金字塔依然屹立不倒。其中一些金字塔,例如吉薩大金字塔,也就是胡夫金字塔,已經承受震動約4600年。本周四5月21日發表于《科學報告》的一項研究,對這座陵墓內部的振動進行了分析。結果顯示,它的設計能夠削弱來自外部的振動頻率,從而避免地震沖擊被放大。
他補充說:“不過,大金字塔的主體結構,以及其他金字塔的主體結構,總體上仍然保持完整,結構上也很穩固。”
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長期以來,建筑師和工程師一直強調埃及金字塔的穩定性。它們曾在數千年間一直是人類建造過的最高建筑。部分原因顯而易見:金字塔的結構使大部分質量集中在底部,同時降低了重心。它的底邊三邊各長230.33米,向上逐漸收窄,原始高度達到146.59米,頂部原本是一個面積只有幾平方厘米的金字塔尖。后來塔尖遺失,如今頂部變成了一個9×9米的平臺。
但這還不能解釋全部。胡夫金字塔由230萬塊石塊砌成,石塊之間用少量石膏黏合,而且并非處處如此,但整座建筑卻像一個整體那樣運作。
測量范圍從王后墓室到法老墓室,也包括通風道和瓦礫堆。結果顯示,各處差異極小,振動頻率始終一致。埃爾加布里說:“我們發現,大金字塔的大部分區域自然振動頻率約為每秒2.3次,也就是2.3赫茲。這說明它建造質量極高,整體分布非常均勻;它表現得像一個完整堅固的單一結構,而不是許多彼此分離的部分。”
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這意味著,從底部到頂部,再到內部不同部分,包括墓室、通道和管道,金字塔的振動都非常均勻、平衡。埃爾加布里說:“幾乎不存在與其他部分表現明顯不同的薄弱區域。”
這位埃及研究人員還表示,這種均質性“對穩定性非常有利,因為它降低了地震中形成危險內部應力和裂縫的概率”。
研究人員在測量中還觀察到一個他們認為非常關鍵的現象:金字塔周邊記錄到的振動,與內部振動并不相同。周圍地面的振動頻率要低得多,約為0.6赫茲,而金字塔本體的振動頻率為2.3赫茲。
由于這兩個頻率差異較大,地震發生時,金字塔不會與地面形成共振,這一點至關重要。埃爾加布里再次打比方說:“共振就像按著完全一致的節奏推秋千上的孩子,即便推力很小,也會越蕩越高。”因為一旦頻率相合,震動就會變得更強,破壞性也更大。
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他總結說:“金字塔與地面之間巨大的頻率差,避免了這種危險的放大效應,從而有助于這座紀念建筑保持穩定。”
除了質量分布之外,胡夫金字塔之所以具備抗震能力,還有其他因素。其中之一,是石塊之間數以百萬計的接縫。這些接縫有助于耗散地震傳入金字塔的部分能量。
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另一個因素在于地基。格拉納達大學地球動力學系、構造學專家胡安·伊格納西奧·索托說:“我最近以受邀成員身份參加東地中海地質學會議時到訪過當地,并注意到,金字塔平臺由一層厚實、膠結良好的石灰巖構成,這很可能為這些建筑提供了穩定而堅硬的基礎。”
古埃及人相信,生命并不止于現世。金字塔的建造——說到底,就是規模宏大的陵墓——正是建立在這種信仰體系之上。
如果法老要獲得永生,那么他的金字塔也必須長存。種種跡象都表明,他們建造金字塔時懷有這種關于永恒的觀念。不過,至少在應對地震這件事上,他們實現永恒的建筑理性,與現代做法截然不同。
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正如埃爾加布里所說:“與許多現代高層建筑相比,金字塔極其剛硬。”事實上,它應對地震的思路恰恰相反:“摩天大樓在設計時,會有意保持相對柔性。”
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