大約在公元前2500年，埃及偉大的法老胡夫啟動了一項浩大的建筑工程。他的目標是在吉薩高原上建造一座宏偉的金字塔，作為自己未來的陵墓，旁邊還有一系列為他的妻子們準備的小型金字塔。

在長達26年的時間里，成千上萬的勞工搬運并堆砌了超過230萬塊石灰?guī)r和花崗巖，最終建成了這座高達約146米的紀念碑。在隨后的數(shù)千年里，這座建筑奇跡經(jīng)受住了歲月的無情侵蝕。

如今，科學家們發(fā)現(xiàn)，胡夫大金字塔的精妙結構不僅能抵御歲月，還能抵御另一種災難：地震。

在周四發(fā)表的一項研究中，來自埃及和日本的研究人員從大金字塔內部及周圍近40個不同區(qū)域收集了共振數(shù)據(jù)（即振動波），以觀察這座紀念碑如何響應地震活動。

他們發(fā)現(xiàn)，該結構具有分散地震振動的卓越能力，使其在面對原本具有破壞性的地震時，能表現(xiàn)出堅如磐石的穩(wěn)定性。

在金字塔4600多年的歷史中，它挺過了無數(shù)次地震，而周邊的許多建筑早已在地震中被摧毀。

這些發(fā)表在《科學報告》（Scientific Reports）期刊上的發(fā)現(xiàn)，為古埃及工程師們本就令人驚嘆的智慧增添了新的維度。

盡管研究展示了建造者令人印象深刻的技術，但研究人員也指出，他們無法確切地說明這些技術是否是為了應對地震而刻意設計的。

莫斯塔法說：“我們將此視為埃及建造者們在數(shù)個世紀里從成功與失敗中不斷學習的巔峰之作。感覺就像揭開了一個隱藏在我們眼皮底下數(shù)千年的經(jīng)驗工程學杰作。”

埃及對地震活動并不陌生。在過去的幾個世紀里，開羅附近發(fā)生過幾次造成災難性后果的地震。1992年10月，一場5.9級地震襲擊了開羅西南約20英里處，對高原地區(qū)造成了嚴重破壞。

超過12.9萬座建筑物受損或被毀，其中包括超過三分之一的當?shù)孛裾ＴS多古老的清真寺大理石結構出現(xiàn)裂縫。帝王谷的許多陵墓也受損嚴重，需要新的內部支撐加固。

埃爾加布里說：“用巨大且緊密互鎖的石塊建造的古代建筑，通常比后世建造的建筑受損要輕得多。”

他補充道，大金字塔的許多先進建筑特征早已被研究人員所知。這座紀念碑底部最寬，跨度超過230米，提供了防止其輕易倒塌的結構完整性。它還具有高度的對稱性，并利用了堅固的基巖地基。

莫斯塔法補充說：“它在結構上具有韌性這一點，從未讓人懷疑過。”

許多巧妙的設計源于金字塔建造技術的不斷創(chuàng)新史。早期的建筑建于開羅以南約19英里的薩卡拉（Saqqara）城。

其中最古老的是左塞爾金字塔（也稱階梯金字塔），它比大金字塔早了一個多世紀。它的外部形狀與胡夫的金字塔不同，呈現(xiàn)出粗壯的階梯狀上升，而不是吉薩金字塔群那樣的連續(xù)斜坡。

胡夫可能的父親——法老斯尼夫魯（公元前2613年至2589年在位），后來建造的大型金字塔開創(chuàng)了吉薩金字塔群那種光滑側面的形狀。

在胡夫于公元前2566年去世后，古埃及人繼續(xù)建造金字塔。雖然其中一些金字塔沿用了與他相同的結構規(guī)劃，但另一些則試圖削減成本。

胡夫的兒子兼繼任者杰德夫拉在開羅以北建造了一座金字塔，部分利用了一座山丘來增加其宏偉感。這種嵌入山體的建筑減少了互鎖石塊的使用，從而降低了穩(wěn)定性。

幾個世紀后由阿蒙涅姆赫特三世建造的所謂“黑金字塔”，主要由泥磚建成，這種材料比實心石灰?guī)r塊更便宜，但也更容易風化。較弱的基底材料導致它們因侵蝕和老化而更快退化。與胡夫金字塔不同，其中一些建筑后來已經(jīng)完全倒塌。

在檢查吉薩大金字塔期間，地震學家測量了其內部墓室和通道（包括國王墓室、王后墓室、減壓室和地下墓室）內的振動頻率。

他們使用了一種名為“環(huán)境振動分析”的無損技術，這使得他們能夠測量振動如何在不同的石塊、隧道和內部空腔中傳導。這些數(shù)據(jù)將幫助他們理清該結構如何響應地震。

他們的結果顯示，整個結構的整體共振平均在2到2.6赫茲之間，這表明振動在石塊之間均勻回蕩——這是穩(wěn)定性的一個關鍵標志。分析還發(fā)現(xiàn)，這些振動與金字塔周圍土壤的振動不同，后者的振動頻率約為0.6赫茲。

莫斯塔法說：“金字塔的主導振動頻率與周圍土壤的頻率存在顯著差異，這可能會減少地震期間的共振效應。”通過減少共振，大地劇烈振動的破壞潛力被降到了最低。

未參與該研究的埃及蘇伊士大學地球物理學家艾哈邁德·埃爾杜索基（Ahmed Eldosouky）對此表示贊同。

埃爾杜索基說：“對金字塔內部許多部分的測量顯示出相對一致的基本頻率。考慮到這座紀念碑的年代和建造時期，這種程度的動態(tài)均勻性表明其結構系統(tǒng)極其穩(wěn)定。”

研究人員還發(fā)現(xiàn)，減壓室有助于降低其正下方的國王墓室中的破壞性頻率。這些腔室中的頻率有所降低，這有助于平息國王墓室周圍的地震活動，并防止結構在地震發(fā)生時遭受損壞。

根據(jù)莫斯塔法的說法，這一新發(fā)現(xiàn)表明，古埃及建造者通過幾代人細致的觀察和改進，發(fā)展出了極其有效的建筑實踐。他說：“即使使用現(xiàn)代科學工具來審視，他們的成就依然非凡。”