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元朝巨石运输之谜揭秘故宫建造中的重量级挑战

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在1406年,北京故宫的建设过程中,科学家们最新研究揭示了当时如何巧妙地将巨石从70公里外的采矿场运至故宫。明代工人通过利用道路冰面来作为润滑剂,将100多吨重的巨石成功搬运至目的地。600年后,工程师们重新审视了这段历史,并发现多口水井和冰冻道路确实是最有效的搬运方法。

北京大学和美国普林斯顿大学的专家认为,那些古代工人每隔500米挖掘小型水井,便于冬季抽取井水倾倒在冰面上,这样做起到了润滑作用。然而,他们指出,即使是寒冷气温也无法形成一层良好的润滑层,尤其是在搬运巨石时。

为了解决这一问题,当时的人们使用热水来保持冰面的液态,从而帮助他们更容易地在道路上移动雪橇。计算显示,如果没有使用热水,一块重123吨、9.3米长的巨石需要338人的力量才能移动,而用热水润滑冰面,只需46人就能完成同样的任务。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上,他们还指出,在原木滚动的情况下摩擦系数为0.2-0.4,而使用冰水则仅为0.02。

工程师评估称,这种方法能够减少产生大量摩擦力的风险,并且中国明代工人们已经掌握了这种不同搬运技术,比如利用滚木来移动原材料以制作古代石碑。不过,他们得出的结论是,在冰面上滑动并倾倒足够数量的热水,是最有效的手段之一。在那个时代,建造北京故宫所需的大量巨石都是从70公里外的地方采集来的。

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