來自《自然》雜誌
古代中國文獻顯示，從1406年開始建造北京故宮的一些最大石頭，是用木製雪橇沿著冰路從遙遠的採石場拖運來的。《美國國家科學院院刊》現在報道的計算結果表明，在不平坦、蜿蜒的道路上，這種方法比使用木製滾軸或在裸露的地面上拖動雪橇更安全、更可靠，也更容易。
故宮的皇宮和周圍的建築，這個長期以來一直是中國的象徵性中心的建築群，是在15世紀初建造的，但該建築群及其周圍的建設一直持續到16世紀後期甚至更晚。新澤西州普林斯頓大學的流體機械師托馬斯·斯通說，該研究小組的成員說，該建築群中許多最大的石頭來自距離北京約70公里的採石場。“你去故宮，看到這些巨大的岩石，你會問自己：‘他們到底是怎麼把這塊石頭運到這裡的？’”他說。
支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮支援我們屢獲殊榮的新聞報道，方法是 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
一些歷史學家曾簡要提到，故宮中的一些巨大石頭是在冬季深處由一組人拉著雪橇運來的。但是，北京科技大學的機械工程師李江最近偶然發現了一份與該建築群中一塊特定石頭相關的更詳細的描述。
古代文獻報道說，這塊巨石是一塊估計重達近112噸的49立方米板材，在1557年用了4周的時間運到北京，平均速度約為每秒8釐米。斯通說，其他石塊甚至更重。
後來被翻譯成英文的文獻提出了幾個問題。斯通說，最重要的是，為什麼不用早在公元前四世紀就在中國使用的輪式車輛運輸這些巨石？此外，他問道，在冰路上拖運雪橇是當時可用的最佳方法嗎？
斯通說，第一個問題很容易回答。即使到16世紀後期，中國的輪式車輛也無法承載超過約86噸的重物，因此對於更大的負擔，必須使用木製雪橇。
人數統計
回答第二個問題需要更多的分析。首先，斯通指出，使用木製滾軸——想象一下電線杆大小的樹幹作為大型軸承——在蜿蜒的道路上是很棘手的。這種技術還需要一個光滑、堅硬的表面，以防止滾軸陷入泥潭。斯通和他的同事估計，在裸露的地面上拖動一個112噸的雪橇需要1500多人。在裸露的冰面上或在潮溼的木製軌道上拉動同樣的雪橇至少需要330人。
但研究人員表示，如果載著石頭的雪橇沿著被一層薄薄的水潤滑的冰路拖動，那麼只需要不到50人就可以拖動這些重物。
倫敦大學學院的考古學家邁克爾·帕克·皮爾森說，在冰路上長途運輸巨石“是一個有趣且可行的想法”。但是，儘管中國北方的冬季通常足夠寒冷，允許使用冰潤滑的道路，但發現大型石碑的其他地區——巨石陣就是一個典型的例子——並沒有持續寒冷的冬季來可靠地採用該技術。
法國里昂中央學院的摩擦學專家托馬斯·馬蒂亞說，該團隊的研究結果“很精彩，寫得很好”，但可能大大低估了拖動112噸雪橇所需的人數。例如，讓雪橇從靜止狀態開始移動所需的力氣要比保持它移動所需的力氣大得多。因此，他指出，運輸載石雪橇所需的人數大約是斯通和他的同事估計的兩到三倍。此外，馬蒂亞說，那是在平坦的路面上。如果將雪橇拉上10°的坡度，還需要大約270人。
本文經《自然》雜誌許可轉載。它最初於2013年11月4日發表。