Современные научные и математические знания не были необходимы для строительства конструкций, которые прослужат долгое время . Для этого было достаточно эмпирического знания, основанного на опыте.

История строительства:

Пирамиды были наиболее распространенными крупными сооружениями, построенными древними цивилизациями, потому что структурная форма пирамиды по своей природе стабильна и может масштабироваться почти бесконечно (в отличие от большинства других структурных форм, которые не могут линейно увеличиваться в размерах пропорционально увеличению нагрузки).

На протяжении всей древней и средневековой истории большая часть архитектурного проектирования и строительства выполнялась ремесленниками, такими как каменщики и плотники, доросшие до роли мастеров-строителей. Теории структур не существовало, и понимание того, как структуры выдерживают, было чрезвычайно ограниченным и почти полностью основывалось на эмпирических данных о том, «что работало раньше». Знания сохранялись в гильдиях и редко вытеснялись достижениями. Структуры повторялись, а увеличение масштаба происходило постепенно.

Для создания простых конструкций не требуется сложной математики или современных инженерных знаний, даже несмотря на то, что они довольно большие и прочные — вы просто полагаетесь на свой опыт того, что работало раньше, и переходите к следующему маленькому шагу.

Современные достижения потребовались только тогда, когда конструкции стали более сложными и изощренными: увеличилось соотношение объема и полезного пространства, размера и нагрузки, например, современные небоскребы; охватывающие большие пространства, например, современные подвесные и консольные мосты; строительство больших, сложных форм, например музея Гуггенхайма; строительство сооружений на основе не предыдущего опыта, а математических прогнозов, например мост Такома-Нарроуз. (Это не слишком хорошо сработало, но это хорошо известный пример...)

Источник: Понимание величайших сооружений мира: наука и инновации от древности до современности - Лекции 1 , 2 - Профессор Стивен Ресслер, Военная академия США в Вест-Пойнте, доктор философии, Университет Лихай.

Они использовали много очень больших, очень тяжелых камней.

Вы заметите, что эти конструкции не имели больших внутренних воздушных карманов по отношению к объему. Они скорее считаются памятниками или укреплениями, чем жилыми зданиями с приличной площадью.

Наличие арок, куполов или любого большого замкнутого внутреннего пространства считалось вершиной инженерных достижений, и большинство из них плохо сохранилось . Внутреннее пространство египетской пирамиды составляло долю ( 1,3% ) современной пирамиды, такой как световой люк Лувра (вероятно, 99,5%).

Сайт www.cheops-pyramide.ch рассказывает о том, как египтяне смогли достичь невероятной точности при измерении с помощью простых методов. Я собираюсь обобщить это.

1. Прямые углы в углу

Основание пирамиды Хеопса образует идеальный квадрат - отклонение от угла 90° составляет максимум одну минуту, что очень точно, если учесть длину стороны пирамиды Хеопса в 440 египетских локтей или 230,33 метра.

Натягивая шнур между двумя колышками, воткнутыми в землю, намечали длинную прямую линию. Затем к каждому колышку была привязана нить равной длины, более половины длины нарисованной линии. Удерживая струны туго натянутыми и перемещая их концы, египтяне могли рисовать части двух идеальных кругов. Эти дуги пересекаются в двух точках. Если провести прямую линию между этими двумя точками, то исходная линия будет разделена пополам под прямым углом, и линия будет разрезана на две равные части.

Второй способ более удивительный. Хотя древние египтяне не знали теории, лежащей в основе теоремы Пифагора (a² + b² = c²), они использовали ее неосознанно. Они использовали так называемую примитивную пифагорейскую тройку 3-4-5 (3² + 4² = 5²). Возьмите длинную веревку, разделите ее узлами на 12 частей одинаковой длины. Теперь, когда вы разложите свою веревку в виде треугольника и используете 3 части, 4 части и 5 частей в качестве длин сторон, вы получите идеальный прямой угол между сторонами из 3 и 4 частей.

При необходимости они расширяли диапазон или размер своего треугольника, используя несколько стержней одинаковой длины. Помните, они имели дело с 230 метрами в качестве длины одной стороны.

2. Контроль угла наклона секедом

Египтяне не знали деления угла в 360°. Из папируса Райнда мы знаем, что египтяне рассчитывали с помощью так называемого «секеда». Измеряется отдача (горизонтальное смещение) стены. Или другими словами: На сколько ладоней (7,48 см) и пальцев (1,87 см) верхний край стены отставлен к нижнему краю, а именно на высоту египетского локтя (52,4 см).

Для пирамиды Хеопса задокументированный секед составлял 22 пальца или 5 ладоней и 1 палец. Это приводит к углу наклона 51,84° и очень незначительной разнице с официальным измерением, которое составляет 51,84444°.

3. Выравнивание основания пирамиды

Площадь основания пирамиды Хеопса, квадрат 230 м х 230 м (= 52900 м²), имеет перепад высот всего 2,1 см. Это замечательное достижение.

Древние египтяне знали квадратный уровень, который представляет собой прямоугольный равнобедренный треугольник, сделанный из дерева. Этот инструмент выполнен в форме буквы «А» и выглядит как треугольная линейка. Сверху соединенных уголков подвешивается отвес. Если отвес совпадает с отметкой посередине перекладины, площадь поверхности, на которой стоят две ножки, ровная. Поместив этот треугольник на камень, их можно было легко выровнять.

Полевые испытания показали, что этот метод можно использовать для измерения расстояния от 45 метров до сантиметра. На большие расстояния вроде наших 230 метров не ходят, потому что тогда человеческий глаз видит слишком мало деталей. Пока у нас есть три открытия таких деревянных треугольников, примерно из могилы Сеннеджема в Дейр-эль-Медине.

4. Выравнивание трех основных пирамид

К сожалению, связанный источник не дает подробностей о том, как это делали древние египтяне. Но, как показано на рисунке, все три пирамиды выровнены по квадратной диагонали.

5. Ориентация на север

Пирамиды почти ориентированы на истинный север (отклонение всего 2,46°).

Небольшая, но точно обработанная пирамидка (сделанная из дерева или камня) размещается как можно ближе к северу-югу на ровном месте, где будет построена пирамида. Затем проводят две линии, берущие края малой пирамидки и удлиняющие их на той стороне, которая находится в тени. В течение дня геодезист отмечает, где именно вершина тени пирамиды пересекает эти две линии. Пирамида точно выровнена с севера на юг, когда обе линии пересекаются на одинаковом расстоянии от угла пирамиды. Для этого пирамидку слегка перемещают в течение нескольких дней, пока оба сегмента не станут одинаковой длины.

6. Использование рулона веревки для транспортировки камней пирамиды на вершину.

Есть некоторые исторические свидетельства того , что древние египтяне знали веревочный валик (это не шкив или шкив). С помощью веревочного мотка можно поднять каменный блок весом 2,5 тонны, включая сани, вверх по наклону 52° по склону пирамиды.

Эту технику можно сравнить с перебрасыванием веревки, прикрепленной к чему-то тяжелому, через ветку дерева, а затем вытягиванием тяжелого предмета, схватившись за веревку и отойдя на небольшое расстояние от дерева. Если вы идете по крутому склону, вам потребуется даже меньше усилий, чем на ровной поверхности.

7. Водонепроницаемая стыковка каменных блоков

Камни внешней поверхности обрезаются с точностью до 0,01 (1/100 дюйма) идеально прямо и почти под прямым углом со всех шести сторон. И они были размещены вместе с преднамеренным промежутком между ними.

Этот зазор в 0,02 дюйма был разработан, чтобы оставить место для клея, чтобы запечатать и скрепить камни. Белый цемент, который соединил облицовочные камни и сделал их водонепроницаемыми, по-прежнему цел и прочнее, чем блоки, которые он соединяет.

Геодезия и созвездие Ориона

После ответов на некоторые из ваших вопросов, вот пункт для дальнейших ответов: как древние египтяне измеряли свою землю и использовали всю дельту Нила, чтобы изобразить на ней созвездие Ориона ? Речь идет о расстоянии 8 километров (пирамида Джедефра до Гизы) или 4 километра (две недостроенные пирамиды в Завиет-эль-Арьяне до Гизы)

Все пирамиды связаны между собой. Три главные пирамиды обозначают пояс Ориона. И две из четырех внешних звезд существуют в виде меньших (не столь известных) пирамид. Только 2 звезды не представлены. Зато нашли планы еще одной пирамиды, которую нужно построить в нужном месте.

• Пирамиды Завиет эль-Арьян - Бетельгейзе
• Пирамида Хеопса - Аль-Нитак (левый пояс-звезда)
• Пирамида Хефрена - Аль-Нилам (звезда среднего пояса)
• Пирамида Менкаура - Аль Минтака (правый пояс-звезда)
• Пирамида Джедефре в Абу Роаш - Ригель

Источники

• http://www.cheops-pyramide.ch/pyramid-building.html
• http://therev67.tripod.com/ancientcivil/greatpyramids/

Точные методы, используемые для строительства великих пирамид, неизвестны. В настоящее время авторитетным трудом на эту тему является книга немца Дитера Арнольда «Строительство в Египте: каменная кладка фараонов». Лично я нахожу книгу Сомерса и Энгельбаха, озаглавленную «Древнеегипетское строительство и архитектура», в некоторых отношениях лучше, хотя она и более устаревшая.

Использование выравнивающей струны . Известно, что египтяне использовали выравнивающую нить. Это струна, натянутая на поверхность. Строка, подобная этой, может использоваться для поиска любых высоких или низких точек на поверхности и позволяет сделать поверхность плоской. Кроме того, поместив две поверхности рядом друг с другом, можно использовать выравнивающую струну, чтобы сделать обе поверхности компланарными.

Использование земляных валов . Известно, что египтяне широко использовали земляные бастионы, и в некоторых случаях такие бастионы все еще стоят на месте , поскольку работа так и не была завершена. Бастион — это просто земляная насыпь, насыпанная к зданию. В него можно встроить ступени, а камни можно поднять на его сторону и переместить на место.

Использование рычагов . На некоторых грубых строительных блоках есть ручки, которые указывают на то, что для подъема или перемещения блоков использовались рычаги.

Использование диоритовых колотушек . Египтяне могли сглаживать каменные поверхности, используя камни из диорита, которые представляли собой камни размером с мяч для софтбола. Они очень тяжелые. Может показаться грубым просто стучать по камню другим камнем, но на самом деле это очень эффективно. Квалифицированный рабочий может быстро расплющить или вырезать известняк с помощью отбойного молотка. В нижних ярусах пирамиды Микерина есть незаконченные блоки, которые показывают, что для выравнивания внешней поверхности пирамиды после того, как блоки были установлены на место, использовались колотушки. Многие карьеры по всему Египту показывают, что для выемки известняка из карьера использовались колотушки.

Использование раствора . Раствор — это очень мелкий песок, который во влажном состоянии похож на желе. Используя раствор в качестве смазки, камни можно скользить по другим камням, если они плоские. Когда раствор высыхает, он удерживает камень на месте. Раствор часто встречается в швах и пластах пирамид.

Использование отвеса . Египтяне использовали отвес, чтобы найти прямые углы и параллельные линии. С помощью отвеса и веревки можно наметить места, куда должны идти камни.

Различные другие открытия, касающиеся египетских методов, можно найти в двух книгах, о которых я упоминал ранее.