书城童书科技未解之谜
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第10章 文明遗迹篇(3)

因此,只要学者们手上有这类钥匙,也许就可以使不会讲话的历史见证人讲话,就像这些见证人已经那么多地陈述了逝去已久的事件一样。很可能,在卡什库拉克,在某一特定时刻,在某些特定的日光和地球物理条件下,恰好出现了某些自然界的映像底片,这是洞穴墙壁在某一时刻记载下来的。

无论如何,随着研究的逐步深入,卡什库拉克洞穴的奥妙终有一天会被科学家们揭开。

雕像也会动

在前苏联,1939年秋天,考古学家米哈伊·哥科格里维奇·布嘉金和他的3名同事在前往一座古城遗址的考察途中,在沙漠里迷了路。

在等待救援的时间里,他们漫无目的地在附近散步,偶然发现有两座奇怪的雕像。两座一男一女的雕像,男的比女的略高一些,而且身材很不匀称,躯干和胳膊很长,两腿却又细又短。男雕像的脸是用粗线条雕刻出来的,几乎分辨不出鼻子和耳朵,宽阔的嘴巴只是个窟窿。一对轮廓分明的眼睛显得极不自然,只有菱形的瞳仁、虹膜的青筋,直撅撅的梳妆眉毛十分醒目。

米哈伊·哥科格里维奇好像受到某种外力的驱使,竟伸开双臂,向雕像缓缓地走去。当他的胸口撞到雕像的脚时,他感到大腿好像被什么东西灼了一下。

他将一只手伸进口袋,不禁“呀”了一声,黄铜烟盒滚烫,好像被火烤过一样。

于是,他干了一件考古学家看来很平常的事,从女雕像的脚上敲了几块碎石作为标本,打算带回去研究,以确定这雕像取材于什么材质。同时,米哈伊·哥科格里维奇又用相机给雕像拍了照。

几天以后,一架飞机发现了他们,把他们带回了列宁格勒(彼得格勒)。

就在他们准备重返沙漠研究这两座雕像时,卫国战争爆发了,米哈伊·哥科格里维奇上了前线。

战争结束后,米哈伊尔·哥科格里维奇念念不忘沙漠中那两座奇怪的雕像,于是又带队踏上征途,去寻找5年前被他发现的雕像。当他们到达目的地后,眼前的情景使米哈伊·哥科格里维奇惊呆了。他所看到的两座雕像已经改变了原来的姿势:女雕像两膝微屈,一只手伸向曾被米哈伊·哥科格里维奇敲掉了几块碎石的脚。男雕像则向前跨了一步,朝女雕像侧过半边身子,右手拿着武器伸向前方,仿佛在庇护着她,这与5年前的照片大不一样。

眼前的情景使米哈伊·哥科格里维奇不禁想起了他的同事第一次见到这雕像所说的话:“我无论如何也不能摆脱这样的印象——它们是活的。”米哈伊·哥科格里维奇不得不怀疑这两座雕像是有生命的生物了。

他浮想联翩,做了这样的假设:它们根本不是什么雕像,而是来自其他星球的生物。由于生物的新陈代谢和生命的延续时间不固定,它们因物种而异,相差幅度极大,就像每种生物都有自己的时间空间概念,都有自己的生命期限一样。大象能生存几十年,而某些昆虫只能存活几个小时。

但是,如果对大象和昆虫一生的动作分别进行统计,就会发现它们的动作次数几乎相等。对于动作迅速的蚂蚁来说,蜗牛一类软体动物简直如同化石。

正如这两座雕像和人的动作相比,它们有自己的时间,地球上的100年,也许只是它们的一瞬间。它们的不动仅仅是一种假相,只不过动得极缓慢罢了。

不过,这仅仅是米哈伊·哥科格里维奇的假设,这两座雕像真的是天外来客吗?至今仍没有确切的答案。

揭秘古剑之谜

中国古代对铁的认识和利用较早,人们利用陨铁来制作兵器的刃部。在河北藁城台西和北京平谷刘家河的商代中期墓中都曾发现铜铁合制的“钺”,“钺体”以青铜铸成,前端镶嵌铁刃。经检测,“铁刃”

是以天然的陨铁锻打而成。陨铁非常稀少,远比青铜坚硬,且难于锻制,商代人用它制作兵器的锋刃,说明他们对铁及其性能已经有了初步认识,也说明古人很早就开始探寻较之青铜性能更佳的兵器材料。

司马迁在《史记》中记录了一次着名的谋杀事件——荆轲刺秦王。在秦统一中国前一年,强悍的秦军正准备消灭燕国时,一个叫荆轲的使者带着燕国地图来到秦国,献地图是假,刺杀秦始皇才是真。史记上这样描述:刺客荆轲手持匕首,绕柱奔逃的秦始皇企图拔剑还击,三次拔剑而剑竟然不出。

为什么拔不出来呢?司马迁解释说,秦始皇的佩剑太长了,所以不能及时拔出来。青铜剑一般都是短剑,它无法做长的原因是青铜材料易折断。春秋战国时期,最负盛名的越王勾践剑,全长不过55.6厘米。青铜剑都宽而短,60厘米似乎是青铜剑的极限。这种长度的佩剑随手就可以抽出,秦始皇怎么可能因为剑太长而拔不出来呢?对于这个解释,历史学家一直很困惑。

1974年,考古人员在兵马俑坑中发现了一把完全不同的青铜剑。令专家吃惊的是,这把剑的长度竟然超过了91厘米!可以推测,当年秦始皇佩带的很可能就是这种加长青铜剑。在刺客紧逼奔跑中,要拔出将近一米的长剑,确实不容易。

专家很迷惑:秦人将剑加长的目的究竟是什么呢?19世纪英国古兵器学者理查伯顿认为,在短兵器格斗中,刺要比砍更有优势,因为它更逼近对手。比对手的剑长出约30厘米的秦剑,在格斗中显然更容易刺到对方,这很可能是秦剑加长的主要原因。但这毕竟是青铜剑,秦人用什么方法让长剑不易折断呢?

在青铜器时代,铸剑的关键是在”炼时向铜元素里加入多少锡。锡加少了,剑太软;锡加多了,剑硬,但容易折断。秦剑做的化学定量分析显示:它的铜、锡配比比例让青铜剑的硬度和韧性结合得恰到好处。

在消灭了中原六国之后,如何对付剽悍的匈奴骑兵这个难题就摆到了秦始皇面前。

当匈奴骑手高速冲锋时,传统的步兵很难抵挡。从历史记录来看,一种叫弩的远射兵器很可能在当时的战斗中发挥了主导作用。专家估计,这种秦弩的射程应该能达到300米,有效杀伤距离在150米之内。秦军的弩机通过一套灵巧的机械传递,勾牙在放箭瞬间能够突然下沉,扣动扳机变得异常轻巧。这恰恰就是弩的优势之一,拉弓要用很大的力气,时间越长,越难控制瞄准的稳定。

秦军使用的弩机,制作十分标准,它的部件可以互换。在战场上,秦军士兵可以把损坏的弩机中仍旧完好的部件重新拼装使用。但专家推测:秦人很可能将优选兵器的技术标准固定,国家再通过法令将这些技术标准发放到所有兵工厂。

秦军兵器制作相当精致,在青铜剑上有三条90多厘米长的棱线,将细长的剑身分成8个面,手工完成这样的表面加工有很大难度。戈的圆弧部分加工得十分规整,箭头上3个流线型表面也完全对称。

让专家迷惑的是,某些天才工匠制造出几件这样的兵器是可能的,但实际情况是,兵马俑坑中的几万件兵器几乎都是同样质量。怎样才能既保证标准,又大批量生产呢?

研究人员发现,在兵器上刻着一些文字,它们大多是人名,其中出现次数最多的是“相帮吕不韦”。《吕氏春秋》是秦国最重要的一本历史文献,它的编撰者就是吕不韦。《吕氏春秋》上说:“物勒工名。”意思是,器物的制造者要把自己的名字刻在上面。

吕不韦作为内阁总理,是兵器生产的最高监管人。他的下面是工师,就是各兵工厂的厂长,监制这支戈的厂长叫“蕺”。在厂长的下边是丞,类似车间主任,这位主任的名字叫“义”。而亲手制作这只戈的工匠,叫“成”。由此推断:秦国的军工管理制度分为四级,从相帮、工师、丞到一个个工匠,层层负责,任何一个质量问题都可以通过兵器上刻的名字查到责任人。

秦国众多的兵工厂能够按照统一标准大批量制作高质量兵器,金字塔式的四级管理制度是根本保证。当世界上大部分地方仍被荒蛮和懵昧包围时,秦人就以独特的思维方式和智慧,创造出了那个时代最强大的兵器制造业。秦始皇靠什么统一了中国,由此可见一斑。

斜塔为何不倒

闻名遐迩的意大利比萨斜塔,高55米,倾斜度为5毅,塔顶到塔基,现已倾斜了5米多,号称世界一大奇观。

1590年的一天,年仅25岁的意大利比萨大学教授伽利略正在进行一次前所未有的科学实验。比萨大学的一部分学生、教师和围观的过路人正以期待和怀疑的眼光注视着将发生的一切。当伽利略发出信号后,一个重10磅(1磅抑0.45千克)和1个重1磅的铁球同时从塔顶上降落,一会儿,两个球同时落地。接着他们又把实验重复一次,结果也相同。

实验结果表明,亚里士多德关于物体降落的速度与其重量成正比,即5磅重物体比1磅重物体降落速度快4倍的说法是错误的。证明了自由落体定律,即物体不论大小轻重,在自由落下的过程中,若把空气阻力产生的影响除外,它们的加速度完全相同,这是正确的。伽利略的实验便是在比萨斜塔上进行的。

驰名遐迩的比萨斜塔是比萨城的标志,是耸立在意大利比萨市的奇迹,斜塔位于罗马式大教堂后面右侧,与大教堂、洗礼堂和公墓构成了比萨“奇迹区”。比萨塔于1173年8月9日奠基,由着名的建筑师波那诺·皮萨诺建造。

原设计塔高为100米左右,但动工五六年后,建好的3层塔身开始倾斜。建筑师下令停止施工,想等地基沉降稳定后再复工。可是在他有生之年也未能实现续建的愿望。

到1275年时,塔已倾斜了90多厘米。建筑师迪·西蒙于同年恢复建塔,并针对倾斜的问题,在施工中采取减轻续建部分的自重措施,不仅减薄了塔壁,采用轻质灌注材料,而且在内外壁之间留有30~80厘米宽的空腔。到1284年,塔建至第六层,倾斜仍在继续,当年,迪·西蒙死去,斜塔再度停工。

此后,着名建筑师托马索·皮萨纳继续建筑第7、第8层,1350年最后完工。塔高56米,总重量1.45万吨,除了几根柱子用花岗石外,全部外表材料均是白色和黑色大理石。

斜塔完工后,倾斜仍在继续。根据有关统计材料,1829-1910年,平均每年倾斜3.8毫米。自20世纪早期后,倾斜速度放慢。1918-1958年,平均每年倾斜1.1毫米。1959-1969年,平均每年倾斜1.26毫米。20世纪70年代后期至1982年的几年间,平均每年倾斜1.2毫米,其中1982年只倾斜1毫米。其后,平均每年倾斜1.19毫米,其中1987年6月21日至1988年6月21日,一年间倾斜1.29毫米。到目前为止,培顶已南倾(即塔顶偏离垂直线)53毫米。

1990年1月7日,意大利着名电视节目女主持人拉发埃拉·卡拉宣布:比萨斜塔暂停开放。比萨市政府决定将斜塔暂时关闭,进行修理,这是比萨斜塔自建塔以来的第一次正式的对公众关闭。

比萨斜塔的暂时关闭,引起人们广泛关注,各种拯救斜塔的方案和建议雪片般从世界各地寄送到比萨文物保管部门,其中不乏大胆而离奇的设想。有人建议,在斜塔近旁修建一座类似自由女神的巨型雕像,让女神怀抱斜塔,不让其倒下。一位日本电风扇企业的总经理,把广告意识掺和进拯救斜塔的建议之中,提出在塔倾斜一侧安装巨型风扇,以风扇吹出的风阻止塔身继续倾斜。一位英国人则认为,要保住斜塔,必须减轻塔身重量,建议削去斜塔的上3层。

美国副总统也极为关注此事,建议将斜塔整个儿移到离城几千米的乡村,重新固定在坚实的地基上……

当然,有关专家更多的是对比萨斜塔的全部历史以及对塔的建筑材料、结构、地质、水源等方面进行研究,采用各种先进的仪器设备进行测试。

比萨中古史学家皮洛迪教授研究后认为,建造塔身的每一块石砖都是一块石雕佳品,石砖与石砖间的黏合极为巧妙,有效地防止了塔身倾斜引起的断裂,成为斜塔斜而不倒的一个因素。但他仍强调指出,现在当务之急是弄清比萨斜塔斜而不倒的奥妙。

比萨塔的倾斜无疑是与土质有关。因为早在19世纪,建筑师拉德斯卡在斜塔地基中钻孔取样,证实土壤条件是塔身倾斜的原因。但是,一些专家研究后得出:第一位建筑师皮萨诺当时已了解到,建塔的地方与整个比萨城一样,都处于一条河谷的冲积地上,土壤为黏土和砂土,再下面是潜水层,表面坚固层较薄。所以他对地基的地质结构并非一无所知,而且他在建至3层发现倾斜时,采取停工等待地基沉降稳定的做法已有效地解决了一些问题。第二位建筑师续建时,又注意到调整倾斜高度,同时采取措施,减轻塔身重量。第三位建筑师建筑第7、第8层时,钟楼来个转折,第8层倾向北面。建钟楼时,还吸收了清真寺尖塔的一些特点,也没设楼顶,以此减轻塔的重量和平衡倾斜。

建筑师的做法与在比萨城其他地方建造的做法相似。

在意大利的另一个城市佛罗伦萨,于1420年建造的圣玛丽亚·德尔——斐奥雷大教堂,选址就在一片沼泽地上,土层更软,下陷危险更大,但至今几百年来丝毫没有倾斜。一些专家学者由此推测出,比萨塔的倾斜是建筑师意料之中的事,几百年来斜塔斜而不倒与设计、建筑者有关。

根据比萨斜塔近几年来倾斜的速度,从事观测该塔的专家盖里教授认为,如果按此倾斜率计算,而塔又不在某些部位承受特殊压力下突然坍塌,250年后斜塔将因塔身的重心超出塔基外缘而倾倒。但是公共事务部比萨斜塔服务局的有关人员,早在前几年已针对盖里教授的相似看法提出反驳,认为只按数学方式推算是不可靠的,比萨斜塔是“一个由多种事实交织成的综合性问题”。

一些研究者也发现这样一个问题,比萨斜塔塔身曾一度向东倾斜,尔后又转向南倾斜,认为该塔在过去几百年间斜而不倒,250年后倒与不倒恐怕不能局限于简单的假设和预测。

最关心斜塔命运的自然是比萨人,尽管他们也对斜塔的倾斜感到担忧,但更多的是为自己的故乡拥有一个自认为可与世界上着名建筑相媲美的斜塔而感到自豪并坚信它不会倒下。他们有这样一句俗语,比萨斜塔像比萨人一样健壮结实,永远不会倒下去。他们对那些把斜塔重新纠直竖正的建议最为深恶痛绝。

说来也怪,每当专家们采取加固斜塔地基的措施时,塔的倾斜速度反而加快。如1838年,在塔基及周围进行加固性施工,1934年,在地基及四周喷入90吨水泥,实施基础防水工程,塔身反而更加不稳,向周围移动,倾斜得更快。但是1973-1975年,在关闭了斜塔方圆3千米以内所有私人水井和禁止其他方法取用地下水之后,地下水位稳定下来,塔的倾斜速度放慢下来了。

比萨人的自信也许过分些,还是皮洛迪教授的看法现实些,弄清斜塔斜而不倒的奥妙才能“对症下药”,而人们正为此而不懈地努力。