需要7000人建造20年
古埃及吉萨大金字塔始建于4600多年前,至今,其仍被完整地保留着,正多边形多面体结构,容积达260万立方米,原始高度146.6米,因历史悠久,现在,我们也许永远也不能准确地了解这座金字塔的结构,但是即使是这样,也能分析其施工所需的人力数量。
首先要想到建金字塔需要20年左右,这就是命令修建吉萨大金字塔胡夫法老在位期间的时间。其次,我们要考虑的还有一个问题——如何在不影响质量和进度前提下缩短施工工期。胡夫法老死于公元前2530年左右,吉萨金字塔修建后,希腊历史学家希罗多德描述称,吉萨金字塔总共使用劳工10万人,每年工作三个月,20年间,金字塔的修建竣工。1974年,德裔英国物理学家库尔特·门德尔松估计,参加吉萨金字塔修建的季节性工人共有七万人,终年劳作着一万泥瓦匠。
在实际应用中,这类数据存在着一定程度的高估,目前我们只需进行简单物理计算就能较为准确的分析出金字塔建造所需的人力。
维持机体基本代谢率时,每一个70公斤重的成年人,每天所需能量约为7.5兆焦耳,若在日常高强度的工作中,身体需要的能量会增加30%,其中约20%能量增量会被转换为工作效能,即每天产生450千焦能量。这就是为什么人们要修建这座巨大的人造金字塔来满足不断增长的能量消耗需求的原因。用450千焦除以吉萨金字塔总势能,意味着要一天530万人参加修建金字塔的活动,如一年工作时间为300天,这就意味着,每年要近1.8万人口,若建金字塔则需20年,然后每年只需900人。
与此同时,还要求某些劳工承担起操纵起吊装置运送石块到高处的任务,和负责对石块进行平滑处理。此外,还需配备一台切割机来加工岩石。以达到20年内切割260万立方米岩石的目的,这项工程需要1500名采石工人,年工作300天,人均日产0.25立方米建筑石料。
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