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金字塔为什么是三角形的?

「石头只会受压,不会受拉」——这就是金字塔为什么是三角形。而那个著名的 51°50′ 角度不是谁算出来的,是斯尼夫鲁法老用两座金字塔的返工换来的。

答案

站在吉萨大金字塔前面,你会看到四个巨大的三角形斜面,在沙漠里拼成一个尖顶。

为什么不盖成方方正正的大楼?因为石头只会受压,不会受拉。

拿一块石头,你越压它,它越结实;可你要是从两头往中间掰,它很快就会断。所以盖石头房子,最聪明的办法是让每一块石头都只被压着,不被拉着。

金字塔的形状刚好做到这一点。它是一个四棱锥:底面巨大,重心极低,稳稳落在底面之内,怎么推都不倒。更妙的是,锥形会把上方的重量一层一层往下传——每一块石头主要承受的是上面石头的压力,几乎不会出现被拉扯的地方。换成柱子或墙,中间某些部位就必然要受拉,而石头一拉就裂。

最有趣的是,这个角度不是谁一次算出来的,是试出来的。

法老斯尼夫鲁先在达赫舒尔动工,按 54°27′ 往上砌,砌到一半工程出了问题,只好把上面改成 43°22′,整座塔就那样「弯」了一下,今天叫它弯曲金字塔。他的下一座红金字塔干脆全程用 43°。到了他儿子胡夫的吉萨大金字塔,角度定在 51°50′——高 146.6 米,底边 230 米,四条底边的平均误差只有 58 毫米;四千五百年过去,只沉降了几厘米。

动手试一下:找四本厚书围成一个正方形,上面架一张硬纸板,再往纸板上放一本字典。纸板会塌下去。现在把书挪成一个三角形,重新架上纸板、放上字典——它会稳得多。三角形是最不容易被推歪的形状,金字塔只是把这一点放大到了 146 米高。

青山的想法

我一直以为金字塔的角度是算好的,原来它是塌出来的。好像世界上很多「正确答案」,都只是有人先把错的都试过了一遍。

参考资料

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