Древнеегипетские ученые должны были изучать и предсказывать землетрясения, т. к. Египет был и есть самый опасный регион. Сильные разрушения и жертвы среди населения сопровождают всю его историю. В 1899 году Каир был практически полностью разрушен.
При землетрясениях возбуждаются как продольные, так и поперечные волны, от которых грунт на поверхности земли сжимается или смещается вверх или вниз.
Современные сейсмографы включают в себя измерители наклонов и сотрясения почвы и устанавливаются как на некоторой глубине, так и на поверхности земли, отмечая колебания и толчки во время землетрясения.
Каменные сосуды и короба, наполненные водой, служили с незапамятных времен надежными и самыми простыми сейсмическими приборами, т. к. вода в них при землетрясениях покрывалась рябью, а также показывала наклон почвы при ее смещении.
Таким образом, научный работник, находясь в подсобном помещении шахты, вел круглосуточные наблюдения, как астрономические, так и сейсмические, во время своих дежурств под землей (рис. 20)
На второй стадии постройки это сооружение было расширено на четыре метра со всех сторон, а вокруг так называемой погребальной камеры были вырублены четыре подземные галереи и связывающие их проходы (рис. 22, 23). Некоторые галереи были покрыты голубыми глазированными панелями.
Рис. 22
Рис. 23
На третьей стадии постройку расширили на восточной стороне и прорыли там 11 шахт глубиной более 32 м, которые заканчивались коридором в 30 м (рис. 24). На этом прямоугольном фундаменте, расширенном в последний раз на 3 м со всех сторон, возвели три ступени, которые с основанием образовали первую четырехступенчатую пирамиду в Египет высотой в 40 м (рис. 25). Шахту в нижнюю камеру заблокировали гранитной пробкой в 3,5 тонны.
Рис. 24
Рис. 25
Строительные возможности ко времени третьей династии позволили и эту пирамиду увеличить и по объему, и по высоте. С западной и восточной сторон пирамиду расширили, а сверху добавили еще 2 ступени (рис. 26). Теперь пирамида стала шестиступенчатой в 62 м высотой и основанием 125?115 м.
Рис. 26
Этот новый этап древнеегипетских астрономов и строителей позволил наблюдать и фиксировать движение небесных светил не из глубокой шахты, а на пирамиде, как на модели небесной сферы, где ступени представляли широты. Это значительно расширяло и уточняло астрономические измерения и исследования.
Чтобы лучше наблюдать проекции звезд, пирамиду облицовывали белыми известняковыми плитами, а с северной стороны проложили наклонный туннель – визир, направленный на северный полюс, а вся пирамида точно сориентирована по четырем сторонам света (рис. 27).
Рис. 27
При наблюдении за звездами видно, что в течение ночи положение их на небосклоне меняется в связи с вращением Земли вокруг своей оси. На рис. 28 приведена фотография звездного неба с выдержкой около часа, а объектив направлен в сторону Полярной звезды, и, кажется, что звезды вращаются вокруг нее.
Рис. 28
Древние астрономы решили использовать это явление, а Имхотеп построил пирамиду так, что проекции звезд фиксируются и прослеживаются на пирамиде по движению вокруг входа в туннель – визира (рис. 29), который является центром вращения. На достроенной пирамиде точность измерений взаимного расположения звезд, Солнца и Луны в пределах сантиметров.
Рис. 29
Изучение небесных светил требует определения точного времени их движения и кульминации до секунд.
В древнем погребении высокопоставленного сановника Тефаби из Асьюта (ок. 2600 г. до н. э.) археологи обнаружили на внутренней стороне саркофага так называемый диагональный календарь, по которому усопший мог ориентироваться во времени, путешествуя в загробном мире (рис. 30).
Рис. 30
Рис. 30. Диагональный календарь
Полный звездный календарь содержит 36 колонок по 12 звезд в каждой, а на крышке саркофага Тефаби поместилось только 32 колонки, они называются деканами, занимающими 10° небесной сферы и примерно десятидневный период, т. е. треть месяца.
Каждые 10 дней один декан появляется на востоке ночного неба, а другой исчезает на западе. Таким образом, семь деканов невидимы на протяжении всей ночи. 8 деканов восходят один за другим, но не достигают меридиана, который на пирамиде является апофемой северной и южной грани. 12 деканов, находясь в середине неба, кульминируют в течение ночи, а последние прошли к началу ночи меридиан и следуют на запад.
По космологической теории Древнего Царства один декан выходит из подземного царства, а другой в него опускается и называется оно Дуат. Таким образом, восходящие деканы служат для определения времени ночью, т. е. звездными часами в течение всего года.
Древнеегипетские астрономы разработали приблизительный визуальный способ определения ночного времени.
В гробницах VI Рамсеса (XII век до н. э.) изображена одна из двадцати четырех таблиц, относящихся к первому и шестнадцатому числу каждого месяца, и показывала расположение звезд на небе при разделении на 12 часов (рис. 31).
Рис. 31
В каждом горизонтальном ряду показана звезда, которая находится в определенном положении относительно фигуры человека. Звезда должна находиться в первый час прямо над головой, в другой час другая звезда над его левым или правым глазом.
Наблюдатель и его помощник (рис. 32) садились по линии меридиана, один выше другого и через вилку с отверстием видел звезды, находящиеся около второго.
Рис. 32
* * *
Пирамида Джосера считается первым каменным строением в истории человечества и самым грандиозным во всем мире этой эпохи.
Пирамида сложена из прямоугольных известняковых блоков весом около 60 кг и скрепленных, глиняным раствором (рис. 33) и с небольшим наклоном вниз в сторону ядра (рис. 34).
Рис. 33
Рис. 34
Таким образом, каждый слой блоков упирается не только на нижний, но и на внутренний. Это делает конструкцию более устойчивой к землетрясениям и является первым сейсмически устойчивым строением. Оно выдержало испытание временем в 5 тыс. лет.
Переход на использование литых кирпичей при строительстве и к формовке больших известковых блоков в стране, которую часто сотрясают подземные толчки, был естественным и необходимым. Это технологическое развитие в строительстве пирамид применялось также и при возведении огромных храмов и дворцов. Известняк для блоков добывали на самом плато Саккара (плато все состоит из этой породы), а затем дробили и изготовляли из него раствор. Однако, египтологи считают, что блоки вырубали и обтесывали в скальном массиве, а затем перевозили на салазках к строительной площадке.
Но ровные и плоские поверхности невозможно получить обстукиванием их медным или каменным инструментом, а только разрезая пилой. Однако, до наших дней не изобретено пилы, режущей камень, а ведь больших и малых блоков пошло на пирамиду сотни тысяч. Для их изготовления понадобились бы тысячи каменотесов и столько же медного инструмента, который необходимо непрерывно затачивать, выправлять и переплавлять. Для добычи такого количества меди понадобилось бы построить горно-обогатительный комбинат и медно-плавильный цех, а также сжечь весь лес на ближнем Востоке.
Технологический скачок произошел в это время, когда стали формировать и отливать блоки больших размеров, сколачивая для них деревянные рамы увеличенного размера – так называемую опалубку. В опалубке, состоящей из десяти рам, можно одновременно формировать десять блоков.
Известковую породу дробили и перемалывали, а затем сбрасывали в котлован с водой и размешивали (рис. 16). Полученный раствор заливали в опалубку, а к следующему дню он застывал, превращаясь в каменный блок.
Для такого грандиозного строительства нужно 100 деревянных секций по 10 рам в каждой, и тогда за сутки будет изготовлено 1000 блоков, а за 300 рабочих дней 300 000 блоков.
Длинная цепочка подсобных рабочих по два человека в звене, без особых усилий, подавала блок весом 60 кг друг другу на строющуюся пирамиду все выше и выше. Производительность такого живого конвейера будет 1 блок в одну минуту на любую высоту. В рабочем дне 480 минут, а следовательно, 480 блоков переносится только одной цепочкой, а десятью за один год в 300 рабочих дней 144 000 шт.
Сто формовочных секций по десять рам в каждой не так уж и много, если учесть, что площадь комплекса пирамиды 545?278 м, а это несколько футбольных полей (рис. 35).
Рис. 35. План комплекса пирамиды Джосера
Весь комплекс рассматривается египтологами как культово-погребальный, в котором каждое здание – религиозный храм или святилище. Каждое помещение – это молельная с приделом-прихожей, каждый камень – алтарь для жертвоприношений или постамент культовой статуи. Каждая дорога – для религиозных процессий, каждый двор – для священных праздников (рис. 36).
Рис. 36
Получается, что пирамида и огромный комплекс предназначены только для того, чтобы сотни или тысячи жрецов бесконечно занимались жертвоприношениями и поминовением покойного.