埃及金字塔是古埃及君主的陵墓,分布在埃及大陆各地,目前已经发现的金字塔110座。基座为正方形,四面是四个相等三角形,侧影类似汉字“金”故汉语称为金字塔。
埃及金字塔,是人造建筑的世界奇迹,是至今最大的古建筑群之一,是古埃及文明最有影响力和持久的象征之一。其中,位于尼罗河三角洲吉萨的吉萨金字塔群是古埃及金字塔最成熟的代表,主要由胡夫金字塔、哈夫拉金字塔、孟卡拉金字塔组成,周围还有许多玛斯塔巴与小金字塔。在这之中,胡夫金字塔,又名吉萨大金字塔,英文名称Pyramid of Khufu,是世界上最大、最高的埃及金字塔,居古代世界八大奇迹之首。
埃及金字塔,始建于第三王朝的左塞尔法老时期,并持续辉煌发展至第四王朝,主要流行于古王国时期,在此之后,埃及国力衰退使得后期金字塔的规模和质量都不能和前期金字塔相比,直至第十八王朝,终结了金字塔的建造。最为著名的胡夫金字塔即始建于堪称“金字塔盛世”的第四王朝,约建于公元前2580年,完工于公元前2560年,建造周期为20年。
埃及金字塔,其规模和复杂性至今仍让人瞩目。其中,最著名的胡夫金字塔塔高146.59m,因年久风化,顶端剥落10m,现高136.5m,相当于40层大厦高,是埃及发现的110座金字塔中最大规模的金字塔,在公元516年(北魏熙平元年)永宁寺塔(塔高147m)建成之前,一直是世界上最高的建筑物;底座每边长230多米,三角面斜度51°,塔底面积5.29万m²;塔身大约由230万块石块砌成,外层石块约11.5万块,大小不等的石料重达1.5t至15t700,塔的总质量约为684万t;根据金字塔修建流程,考古、历史学家根据现代模拟大致推算修建大金字塔的劳动力规模:据古希腊历史学家希罗多德的记述“10万人每年3月交替1次”,那么修建胡夫金字塔每年至少需要用工20万人。
埃及金字塔,属于埃及的国家项目,通常以法老为决策者和策划者,召集诸多工匠、画家、学者、神父、艺术家为设计者和参与者,几乎整个国家都会全力投入到金字塔工程中,采取征集制度和轮流制度作为工作制度。例如,胡夫金字塔即被认为是法老胡夫为自己修建的陵墓。
埃及金字塔是代表国王权力与力量的超级陵墓类建筑符号:一方面体现了古埃及人民的智慧与创造力;另一方面也成为法老专制统治的见证,一定程度上解决了古埃及官方文献匮乏的问题,推动了古埃及历史研究。其建筑风格具有明显的平面性、纪念性、表现性和符号性等典型的古埃及艺术特征,影响了希腊艺术和罗马艺术等许多后来的艺术和建筑流派。胡夫金字塔作为埃及古王国时期最主要的艺术成就。
1.工程背景
古埃及是宗教意识最强烈、最浓厚的文明古国之一,早在基督教和伊斯兰教传播之前,古埃及人就形成了自己所信仰的神话体系与宗教,形成了独特的古埃及宗教文化和神话。古代埃及人对神的虔诚信仰,使其很早就形成了一个根深蒂固的“来世观念”,认为冥世是尘世生活的延续。基于死而复生的来世观,古代埃及人想尽办法来保存尸体的不朽,并为尸体建造陵墓。
法老是古埃及的君主,拥有极大的权力和极高的地位,不仅是国家的政治领袖,还是宗教和文化生活的中心。从宗教发展的角度来看,古埃及的宗教演变从自然崇拜开始,逐渐出现了动植物崇拜,后续衍生出人格化的神,直至出现化身为人的神,可见法老崇拜是古埃及宗教的重要主题,同时也是古埃及宗教的发展趋势的最后阶段。法老崇拜兼具神明崇拜和英雄崇拜,同时又是王权崇拜,突出了法老的神圣地位。古埃及人对法老的造神活动是在宗教神学上进行的,希望创造法老与神明之间的对应关系,从而证明法老拥有永久的神性,因此法老的墓葬便成了死去的法老亡灵复生与新法老继位的关键地点。基于死而复生的来世观和法老崇拜的宗教思想,古埃及人热心于为法老修建巨大辉煌的金字塔陵墓,以此方式来避免去世法老的尸体和灵魂受到伤害,使法老的亡灵享受舒适且永恒的生活方式,也使他们自己继续获得保护。
法老的墓葬形式有着漫长的发展历程,从马斯塔巴墓到阶梯金字塔,直到终于建成举世闻名的金字塔。纵观古代埃及历史,这种金字塔式的墓葬多用于法老,是献给作为现世神和来世神法老的永久居所。第一王朝和第二王朝的法老通常将自己的陵墓修建为梯形平顶的样式,这座墓葬形式被称为“马斯塔巴”(Mastaba),马斯塔巴的大部分空间位于地底,并环绕大量殉葬坟墓。随后,在第三王朝的左塞尔法老时期,“宰相”伊姆霍特普(Imhotep)设计出往上层叠的阶梯式坟墓,通过六层的石头阶梯式叠起,高达60m,形成后期金字塔的雏形。本质上,阶梯形金字塔只是马斯塔巴的堆叠。发展至第四王朝的斯尼夫鲁法老时期,将金字塔的阶梯式递推变为了平滑的坡面,但由于工程技术原因,人们无法按照原计划把顶部建成直线,使得它呈现了弯曲的形状,形成了折线形金字塔。在此基础上,第四王朝的胡夫法老时期正式形成了三角锥形金字塔,平面呈正方形,四个面都是等边三角形,自此开启了古埃及的“金字塔盛世”。第四王朝以后,埃及地方势力越来越强大,开始挑战皇族的统治,虽然法老依然建造了许多金字塔,但规模和质量都不能和上述金字塔相比,至阿赫摩斯一世(Ahmose I)重新统一埃及,建立第十八王朝,终结了金字塔的建造。
其中,最为著名的是胡夫金字塔即建于堪称“金字塔盛世”的第四王朝,是世界上最大、最高的埃及式金字塔,居古代世界八大奇迹之首。从历史背景的角度,第四王朝属于古王国时期,埃及国家统一,社会安定,国力昌盛,几乎每个法老都会投入毕生的精力去修建自己的金字塔。从宗教背景的角度,为了凸显法老地位的神圣,胡夫大金字塔王殿的通气孔对准猎户座,说明了金字塔与奥西里斯复活神话的联系。此外,胡夫金字塔修建工程浩大,即使在科技发达的今天,其难度也是相当高的,而如此巨大的工程的主要劳动力并不是奴隶,而是大量的古埃及臣民。同时,胡夫金字塔周围还发现了属于法老亲属和官员的小型墓葬,表示现世为法老服务的人在死后仍然希望可以追随侍奉法老。胡夫金字塔的独特性以及神圣性,还有建设过程中广泛的社会参与和动员能力,都从侧面验证了当时法老崇拜的宗教背景。
2 .工程价值
1)促进农业发展
农业是古埃及经济发展的基础,为金字塔的修建提供了原料和食物,同时金字塔大规模的修建也促进了农业的发展。
庞大的劳动力规模和繁重的劳动强度需要丰实的粮食保证。根据操作流程,修建金字塔大致包括四个步骤:采集塑造石头;将石料运至工地;建造斜坡;放置石头以及其他非劳动密集型的步骤。在此基础上,以胡夫金字塔为例,考古、历史学家根据现代模拟进行推算,胡夫金字塔修建20年共需要采石工匠、搬运石匠、放置工人、斜坡建造工人等约八千名,再算上外遣贸易人员,工人数量就会增到万人。在此基础上,基于斯密斯根据经验法则估算负责基本供应的人员和监督人员,金字塔修建大约需要两万人。同时,根据金字塔修建实行轮休制度,每隔3个月需要进行工人轮回变动,而金字塔工地的工人们每天的工作报酬就是食物,其支付量根据技术和官员的等级而不同。由此可见,如此庞大的劳动力规模一定需要巨额的粮食供应量。
古埃及时期,尼罗河是经济发展的重要基础,对古埃及农业发展起着至关重要的作用。尼罗河提供了大量的淡水和物质资源,同时河水定期泛滥,淹没河流两岸的土地,冲刷泥土中多余的盐分,沉积从上游带下来的肥沃淤泥,使埃及人能够种植庄稼并获得更好的收成,这为古埃及富饶的农业经济奠定了基础17051。然而,农业本质还是靠天吃饭,例如:不稳定的洪水也可能带来灾难性的影响,过多或者不足的洪水都会对农业产生负面的影响,一旦尼罗河洪水不能按时到来,埃及就会发生农业歉收和大饥馑的现象。因此,为了能够稳定提供修建金字塔所需要的粮食等物资,法老必须通过政府机构、水利、人力、勘测提高农业管理水平,增加粮食产量,一方面确保权力的至高无上,另一方面确保陵墓的顺利修建。例如:国家储备一定量的种子,在旱灾或者洪灾时发给农民,以此保证下一季的播种;法老在全国各地分设粮仓,在丰收的季节,国家从农民手里征集和交换粮食,以备灾荒年使用,在灾荒年时,国家发放储备的粮食,既可以保证修建金字塔的工人薪酬,又可以防止饥荒的出现,维护了法老的统治和国家的稳定。
稳定的农业经济在很大程度上决定了古埃及政治制度的相对稳定,维持了古埃及自始至终的神圣王权制度,使得法老的神圣权力得以长期实施,与金字塔工程的建造相辅相成。
2)促进采石业的发展
建筑材料的选用是古埃及人对生死观的表达。埃及是一个拥有丰富石材资源的国家。在东西夹峙尼罗河的山脉中有石灰岩、雪花石膏、砂岩、花岗岩、石英石、闪绿岩、玄武岩和大理石等多种类的石材。由于金字塔是一种石砌建筑,所以它从诞生的那一天起就和采石业有着密不可分的关系。吉萨的三座金字塔作为金字塔建筑的巅峰之作,伴随它的修建,这一时期的采石业迅速发展,主要表现在采石对象和采石技术上。
在古代埃及,不但没有钢筋水泥,而且埃及本土木材短缺且不适合做大型建筑。于是,大金字塔修建的地理位置使得位于尼罗河谷两侧丰富的石灰岩资源成为法老的首选。石灰岩作为修建金字塔的主要材料,具体原因如下:第一,古王国时期生产技术水平比较低,选择修建大型工程的材料必须易于开采,而石灰岩大多分布于尼罗河的两岸,分布范围广,且呈水平分布,分布深度比较浅,有的仅仅是几米,方便开采;第二,金字塔多分布于沙漠高原地带,风沙大且气候干旱,而石灰岩岩性致密,抵抗风化的能力比较强。所以金字塔外部用石灰石堆砌是一个必然的选择。于是,两百万块的石灰岩取材于吉萨金字塔附近的采石场,接近十万块的金字塔外层的白色石灰石来自尼罗河对岸的图拉(直到今天,石灰石也产于此地)。
金字塔的修建大部分使用的是石灰岩,但还有一种岩石也比较普遍地使用于金字塔的修建中——花岗岩。花岗岩用于金字塔修建中同样是因为其岩性致密,能够抵抗风化。花岗岩之所以没有像石灰岩一样应用广泛是因为在当时的工具和技术条件下花岗岩的开采难度比较大。古埃及人亦懂得“物尽其用”的道理,所以花岗岩大都使用在重要的部位结构中,例如,胡夫金字塔的墓室顶部使用了400多吨的花岗岩,目的是承受墓室上方122m高的巨石负荷。还有,花岗岩还常常被放在金字塔的顶端作为压顶石,也是由于其抵抗风化的性能比较优越。总 之,花岗岩一般使用在像金字塔顶端的盖顶石、金字塔内部墓室和走廊以及金字塔建筑群的石柱和门梁等这些地方,用来承受来自其他方向的荷载。
此外,在金字塔的建筑群中也会出现像玄武岩之类等其他种类的岩石,修建金字塔所使用岩石主要也是由其性能和特点决定的。石灰岩和玄武岩之所以可以作为金字塔修建的辅助材料也是根据其性能和开采难度决定的。它们常常被用作在堤道的铺面上。总之,运输条件是否便利、石材性能是否适合用于沙漠、石材的开采难易程度如何是金字塔修建时选择石材主要考虑的问题。
金字塔的修建是一个巨大的工程,需要耗费大量的人力、物力、财力和时间。金字塔工程集中了埃及最先进的工匠,这对工具的研发和技术的提高产生了促进的作用。采石用的工具主要包括凿子、锯、楔子、无柄锤、镐头、锤子、钎子等。这些工具中大多数为铜制工具,还有一些是用坚硬的岩石制作而成的,如花岗岩、玄武岩等。据古希腊历史学家希罗多德考证,建造金字塔所用的巨石采自当地的采石场,工匠对采石场岩石的开采技术大致分为两种。第一种是开采石灰岩所使用的技术,它利用的是热胀冷缩的原理。首先工人们利用金属工具在石山上打出一个洞孔,然后把木楔敲入洞孔内,再向孔内注水,使插入洞孔的木楔膨胀,冲击岩石裂缝成为小块岩石。第二种是开采坚硬的岩石所使用的技术,例如花岗岩。首先工人们在石山上打若干个洞,其次打入金属钎子,然后用锤子敲击钎子,直到石块从石山上脱落下来。这种技术属于物理敲击,易在开采场留下遗迹。所以在阿斯旺的古采石场,考古学家至今还能找到这种开采石料的遗迹。
3)促进建筑业的发展
金字塔工程作为世界建筑的瑰宝,对建筑业也产生了重大的影响,其中包括墓建形式、民居和宫殿、建筑审美和风格。金字塔作为一种墓建形式,并非一开始就是正角锥体的,而是经历了一个不断演进的过程。导致金字塔出现的一个重要的原因是人们宗教观念的转变,人们开始想象去世的法老要想升天必须踩着阶梯,于是开始不断追求墓地的占地面积,开始不断地追求墓建的高度,这种高度并不是要求直线上升的高度而是一种不断上升有层次的概念。这种变化和过渡促使它日趋发展成为真正金字塔建筑,并影响着埃及法老时代的建筑形体。胡夫金字塔的设计者召集了工匠、画家、学者、神父、艺术家以及服务于斯尼夫鲁神庙的前辈,通过研究之前的金字塔商讨它们哪里成功、哪里失败、哪里应该改进、哪些错误是应该避免的,制定了一套可行的设计方案和补救方案,最终呈现出近乎完美的设计。
金字塔修建所储备的工具、积累的建造技术对法老宫殿的修建和改造起到了积极的影响。金字塔的修建对民居产生了一定的影响。首先,在修建金字塔过程中,工匠村的工匠把金字塔修建时废弃的材料带回家中,制造成家具等生活用品;其次,受金字塔的影响,民居的修建也注重主次、布局和轴线的等级思想,这样一来民居对外封闭、对内开敞的院落式结构也与金字塔的布局一致;最后,金字塔的修建实行的是征集制,这种制度后来在乡村演变流行起来。每到哪家修建房屋时,村里其他的人都会过来帮忙,有的人出粮食,有的做饭,有的烧水,这种分工合作的精神直到今天在埃及的偏远地区依旧保留着。
金字塔的修建推动了古埃及建筑技术的进步。古王国第四王朝胡夫法老的大金字塔在建筑规模和建筑精度方面展现了古埃及建筑的超高水平。胡夫大金字塔由人力建筑完成,其基座为756ft²,整个建筑由大约230万块石头建成,石块平均质量可达2.5t,建筑规模之大至今仍属罕见。如此庞然大物,其建筑精度更是令人称奇。为了确保金字塔建筑的稳定性,石块的建筑精度是相当高的。据英国考古学家弗兰德斯·皮特里先生的测量,金字塔建筑的北面没有超过0.2in宽的缝隙,这个庞大建筑物长度和角度上的建筑误差小到可以用人的手指遮盖住;建筑石块连接处缝隙极小,甚至连一根筷子都难以插入。从另一方面来看,金字塔南北侧剖面误差仅为0.09%,东西面更是低至0.03%;整个金字塔在同一个平面上,相对角之间的水平误差仅为0.004%。总之,金字塔的美主要体现在两个方面:第一,灵魂与强化皇权的等级观念相互影响、相互渗透,由此呈现出崇拜感、秩序感、和谐感;第二,强调高大、刚劲、宏伟、庄严、明晰而简练的程式化造型呈现出永恒和稳重感;第三,金字塔布局具有象征美,大小金字塔的有序排列,预示着法老在来世仍然要像现实一样显示他的地位、权力和威严。
3.工程启示
1 )技术启示
金字塔在石料的采集上表现出的智慧让人叹为观止,巧妙地运用热胀冷缩原理以及应力集中知识分别对石灰岩和花岗岩的精确分割无不体现着劳动人民的聪明才智,这可能是人类最早的将断裂力学应用到工程实际中的案例。金字塔的石块堆积和搬运难度也非常大。虽然在人力消耗和运输成本等方面,长城的耗费量和难度更大,但在建筑技术上,金字塔所需难度会更大一些,尤其是金字塔的建造还比长城早了近2500年。金字塔以石头为主要建筑材料,整体结构都是用非常笨重的巨大石块堆积而成。除此之外,最难的就是如何使用技术,将这些石块一层层堆积成金字塔状的结构,还是在几千年前完全依靠人力的古代。没有起重机,没有专业机器设备,要将重达60t的石块,堆叠到一百多米高金字塔的上方,其中的技术难度不容小觑。所以从技术这一方面来看,金字塔的建造难度还是很大的,也不得不佩服那个时代劳动人民的无限智慧。建立如此庞大的四棱锥体建筑物,在技术层面上需要保障非常重要的环节包括:塔基的稳定性和塔基正方形4个边都必须在同一水平上;在以后的砌筑工程中始终保持层面的正方形和各个层面的水平和外墙面的斜度;保持金字塔4个棱边的棱角线的角度和4个棱角线相交于顶点的向上直线。在没有精密测量仪器的4500年前,古埃及人用他们的智慧建造的金字塔留给人们无尽的感叹。
此外,基于现存的许多古埃及的墓葬壁画和神庙壁画遗迹,现代埃及学界一致认为,事实上金字塔、神庙等大型公共建筑并不是奴隶的作品。他们指出,古埃及人在建造这些巨石公共建筑时与其他地方的人一样,他们为自己能参与并建造巨大的公共建筑感到无比骄傲。既然怀揣坚定的宗教信念,那么他们在工作中必然会表现出高涨的热情与虔诚的态度。在尼罗河泛滥的几个月时间里,无法在田间耕作的农民把他们的大部分时间用在建造公共工程上,既解决了就业问题,又避免了闲暇时间无业游民可能造成的社会问题,并且修建巨石建筑需要强大的后勤保障,这在某种程度上成为拉动经济的重要手段。金字塔建筑是埃及法老时代的巨大公共工程,通过修建这些大型工程政府把埃及人从一盘散沙的村民转变为具有向心力的高度集中的民族,国家的力量由此显现。一方面原始国家创造了金字塔建筑这一大型工程;另一方面在举国上下齐心协力以及普遍抱着对太阳神虔诚信仰的基础上创建金字塔的过程又塑造了国家,彰显了金字塔建筑作为社会的公共工程具有如此巨大的凝聚人心的社会功能。