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吨的巨石。六百年后,一组工程师发现多口水井和冰冻道路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,古代工人们每隔500米挖掘小型水井,以便在冬季抽取井水倾倒在冰面上,用作润滑剂。这项研究显示,在600年前中国北京冬季气温较低,可以结成足够厚的冰层。但是,这种寒冷并不能形成良好的润滑层,即使是在道路表面的巨石被移动时。
当时的人们仅使用人造路径来搬运这些巨石。他们通过倾倒足够热的水,使得冰面保持液态,从而帮助他们轻松地在道路上推动雪橇。计算结果表明,没有使用热水,将一块重123吨、9.3米长的大型岩石需要338名工人才能移动,而使用这种方法,只需46名工人就能完成同样的任务。
这项研究发表于《美国国家科学院院刊》杂志中,他们指出原木在地道中的摩擦系数为0.2-0.4,而使用冰和水进行滑动,则仅为0.02。这意味着不同搬运方法产生不同的摩擦力,其中包括滚木,这是古代中国用来制造大量原材料制成古代建筑遗迹的一种常见方式。
然而,最有效的是在冰面上移动这些大型岩石,并且通过倾倒热水以达到润滑效果。在建造故宫期间,这些巨大的岩石来自70公里之外的一个采矿场,被精心搬运至其现在所处的地点。