在1406年,北京故宫的建设过程中,科学家们最新研究揭示了如何将巨石从70公里外的采矿场运送到故宫。明代工人利用冬季冰面作为润滑剂,成功地移动了超过100吨重的巨石。北京大学和美国普林斯顿大学的专家认为,他们挖掘小型水井,每隔500米,便于冬季抽取井水倾倒在冰面上,以此起到润滑作用。
600年前,当时北京的气候条件使得道路能够结成坚硬的冰层,但寒冰并不能成为良好的润滑层。为了解决这个问题,工人们使用热水淋浴在道路上,使得冰面保持液态,并帮助他们更容易地推动雪橇。工程师计算显示,如果没有使用这种方法,一块重123吨、9.3米长的巨石需要338名工人搬运,而只需46名工人便可以完成同样工作,这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。
原木滚动时产生摩擦系数为0.2-0.4,而利用冰水滑动方法仅为0.02。这意味着当巨石移动时会产生大量摩擦力,但中国明代工人们却通过不同的搬运方式克服了这一障碍,其中包括使用滚木来移动大批量原材料以制造古代石碑。不过,最有效的是仍然是利用冰面的润滑效果和倾倒水进行搬运。
这些巨大的建筑材料被证明是从70公里外的地方开采而来的。在建造过程中,这些技术上的创新不仅体现了当时劳作者的智慧,也展现了他们对工程学知识的一种独特理解。