科學計算告訴你建造一座金字塔需要多少人
我們可能永遠也不知道金字塔是如何建造的,但我們至少有把握指出建造一座金字塔需要多少人。建造一座巨大金字塔所需的人工比以前認為的要少得多。胡夫金字塔建於4600年前,原高146.6米,體積約260萬立方米。在它建成2100年後,古希臘歷史學家希羅多德曾說金字塔動用了10萬人,耗時約20年。
1974 年物理學家Kurt Mendelssohn 將人數縮小到7 萬季節工和1 萬長期工匠。這些數字都大大高估了建造金字塔所需的人工。
我們可以利用簡單的物理學去進行粗略的估計。金字塔本質上是將巨大的石塊提升到一定高度,所需的總能量可以根據質量、重力和質量中心進行計算。假設金字塔每立方米重2.6 噸,那麼其重質量為675 萬噸,所需能量大約為24 萬億焦耳。
為維持基礎新陳代謝,70 公斤體重的人大約每天需要7.5 兆焦耳。穩定的體力消耗讓這個數字至少需要增加30%。假設增加的20% 被轉化為工作,這相當於每天450 千焦耳。將金字塔潛在所需能量除以450 千焦耳,得到建金字塔需要530 萬個工作日。
如果一個人每年工作300 天,那麼大約需要 1.8 萬人年,20 年的跨度意味著只需要900 個人。切割石頭、打磨、運輸和食物等工作綜合計算下來,7000 個人就夠了。埃及古王國大約有150 萬到160 萬人口,徵召不到一萬人去造金字塔不會對經濟造成巨大的壓力。