故宫巨石搬运之谜 300人搬运百吨巨石

　　故宫，兴建于明朝，是中国建筑史上最具有代表性的建筑。有史料记载，中国古代兴建故宫时，曾经拖运了重达300吨的巨石，这不得不让人惊叹，在当时的施工条件下，他们是怎样做到的?今天本文就为您揭开这个谜团!

　　古老的故宫兴建于明成祖朱棣永乐四年(公元1406年)，至永乐十八年(公元1420年)落成，曾于1557年至1561年、1597年至1627年由于大火进行两次大规模重建。

故宫是中国建筑史上最具有代表性的建筑

　　故宫里使用的巨石多达数万块，其中最大的一块是摆放在保和殿后面的雕有九条游龙的大石雕，重约300吨。《两宫鼎建记》曾简要记载，长石雕是隆冬时节在人工冰道上被拖运来的。

　　尽管长石雕的拖运过程始终没有详尽的记载和科学论证，北京科技大学机械工程学院副教授李疆却通过翻看500年前的记载，发现一个相似的情况在1557年，有一队劳工通过类似的方式拖运一块重约123吨的巨石，经过70多公里的行程将其运到故宫。

巨石的运输

　　由此可以对机械工程史上“由于在公元前1500年时中国的车轮已经充分发展，中国古代没有出现以人力在冰上拖运巨石的案例”这一观点进行补充和修正。

　　滑动摩擦比滚动摩擦更安全可靠

　　据李疆介绍，明代的人们在巨石运输中就已经认识到，在低速重载情况下，滑动摩擦方式比滚动摩擦方式更为安全可靠。

　　而且，故宫巨石运输采用了冰面润滑的方式，并且通过在冰面泼水形成水膜作为润滑剂，来实现减轻阻力的目的。通过比较发现，这种运输方式比用传统的木撬、滚子及普通的冰面润滑更加省力，且更适合北京当时的环境状况。为此，研究者通过滚动与滑动的摩擦系数的对比，说明了该方法是合理的。

　　从理论上来说，由于冰面比木质表面更加坚固和平滑，故宫兴建者采用制造人工冰道，使作为巨石垫板的木板与冰面接触(而非古埃及以木板铺路，实现木板与木板的接触)，大大减小了摩擦力。

　　李疆等人根据古籍记载和合理推算，从现代实验的角度，估测以同样的方式运输123吨的巨石大致需要工匠数为300人以下，可以推测运输300吨的巨石的人数不可能超出太多。

九龙壁

　　然后，他们推算了以木板为轨道拖运123吨巨石所需的人数为354人，虽接近预期人数，但明显在运输300吨以上的九龙壁时很可能失败。

　　当时最为可行的方法是铺设冰道，在冰道上拖动巨石。这种便利方法与北京的气候环境有关，与长期处于热带的埃及相比，北京拥有使用冰的天然优势——寒冷的冬天。

运送巨石的时间是在冬至前后

　　古籍记载，运送巨石的时间是在冬至前后，在15、16世纪时北京1月的平均气温是在零下3.7摄氏度(上下0.5度)，虽然没有天然的河流为运输提供冰道，但人们在运输过程中每半公里就会凿坑取水以保证冰道的用水。

　　润滑剂背后的科学

　　李疆等人研究了除摩擦生热外的能使水膜产生和保持的其他方法，即在拉动时直接在前面泼水，这一点在古埃及也有类似的记载。