陳根：控制變量建築法，20年一座金字塔共需多少人才能建成？_風聞

文/陳根

金字塔作為世界七大奇蹟之一，至今還有許多尚待解開的謎題。埃及金字塔是古埃及法老和王后的陵墓，分佈在尼羅河兩岸，在埃及境內發現的 96 座金字塔中，最大的就是開羅郊區吉薩的胡夫金字塔，也被稱為“吉薩大金字塔”。這座金字塔是第四王朝第二個國王胡夫的陵墓，迄今已有 4700 多年的歷史。胡夫金字塔高約 138.8米，相當於 40 層的大廈那麼高，塔底面積約 52900 平方米，相當於 8 個足球場。

胡夫金字塔由 230 萬塊石頭組成，平均每塊石頭重約 2.5 噸，有的甚至重達幾十噸。金字塔的建造工程包括採石、運輸、砌築等工序，需要大量的人力、財力和物力，建造金字塔所需要的人力也是科學界熱衷探討的問題。

據國外媒體報道，近日，科學家基於簡單的物理學原理進行粗略計算，發現建造金字塔的人力並非之前估計的那麼多**：**不超過7000人，持續建造20年。

胡夫法老死於公元前2530年左右，吉薩金字塔建造完成之後，希臘歷史學家希羅多德描述稱，**吉薩金字塔共動用了10萬勞工，每年工作3個月，20年時間完成金字塔建造。**1974年，德裔英國物理學家庫爾特·門德爾松估計稱，參與建造吉薩金字塔的季節性工人有7萬人，常年工作的泥瓦匠有1萬人。

事實上，這些數據有些高估，而現在我們可以通過簡單的物理計算更精確地分析金字塔建造需要多少人力。

金字塔勢能是指物體提升至地面以上所需的能量，它是重力、質量和質心（質量中心）所產生加速度的乘積，而在金字塔中，質心是金字塔高度的四分之一。金字塔的具體重量很難確定，取決用於建造金字塔的圖拉石灰岩和砂漿的確切密度，我們假設金字塔每立方米實體建築重量平均為2.6噸，所需能量大約為2.4萬億焦耳。

在保持人體基本代謝率的情況下，每個體重70公斤的成年人每天大約需要7.5兆焦耳的能量，如果他們處於每天高強度勞動，身體所需能量將增多30%，其中大約20%的能量增量將轉化為工作效能，即每天產生450千焦能量（可能存在不同的假設，但不會出現太大的差別）。將吉薩金字塔的總勢能除以450千焦，意味着需要1天次530萬人參與建造金字塔，如果一年的工作時間為300天，意味着每年需要將近1.8萬人，如果建造金字塔需要20年，那麼每年只需要900人即可。

完全使用人力資源可以使龐大的金字塔逐漸建造起來，因為大多數金字塔工工程是底部基礎建設，法老執政期間可安排數千名勞工在幾十年內建造，因此這並不是一項耗用國家資源的大工程。

同時，需要一些勞工負責操作起吊裝置將石塊運至高處，以及負責將石塊光滑處理。為了實現20年時間切割260萬立方米的石塊，該項目需要1500名採石工，每年工作300天，人均每天製造0.25立方米的建築石塊。

建造金字塔總人數可能達到3300人左右，此外還包括：設計師、組織者、監督員、運輸員、工具維修員、建築和現場住房維護者、烹飪和洗衣所需的勞動力等，但參與金字塔工程的總人數仍不會超過7000人。

當然，考古不是一個單純的科學問題，在科學探究的背後還有更多的歷史背景和文化追因，而這一切都還有待我們的發現和追索。