未解之谜 建造故宫时300吨巨石是如何运送的

中国古代建造故宫时，曾制造人造冰道，并以水为润滑剂，拖运了重达300吨的巨石，再次以现代科学方法向世界展现了中华民族无穷的智慧。

古老的故宫兴建于明成祖朱棣永乐四年(公元1406年)，至永乐十八年(公元1420年)落成，曾于1557年至1561年、1597年至1627年由于大火进行两次大规模重建。据称最初的建设投入工匠23万人，民工士兵上百万，是几代人劳动的结晶。故宫巧妙的修建技术也吸引着后来无数中外研究者为其倾尽心血。故宫里使用的巨石多达数万块，其中最大的一块是摆放在保和殿后面的雕有九条游龙的大石雕，重约300吨。《两宫鼎建记》曾简要记载：长石雕是隆冬时节在人工冰道上被拖运来的。

尽管长石雕的拖运过程始终没有详尽的记载和科学论证，北京科技大学机械工程学院副教授李疆却通过翻看500年前的记载，发现一个相似的情况：在1557年，有一队劳工通过类似的方式拖运一块重约123吨的巨石，经过70多公里的行程将其运到故宫。由此可以对机械工程史上“由于在公元前1500年时中国的车轮已经充分发展，因此中国古代没有出现以人力在冰上拖运巨石的案例”这一观点进行补充和修正。

据李疆介绍，明代的人们在巨石运输中就已经认识到，在低速重载情况下，滑动摩擦方式比滚动摩擦方式更为安全可靠。而且，故宫巨石运输采用了冰面润滑的方式，并且通过在冰面泼水形成水膜作为润滑剂，来实现减轻阻力的目的。通过比较发现，这种运输方式比用传统的木撬、滚子及普通的冰面润滑更加省力，且更适合北京当时的环境状况。

这种便利方法与北京的气候环境有关，与长期处于热带的埃及相比，北京拥有使用冰的天然优势——寒冷的冬天。

古籍记载：运送巨石的时间是在冬至前后，在15、16世纪时北京1月的平均气温是在零下3.7摄氏度(上下0.5℃)，虽然没有天然的河流为运输提供冰道，但人们在运输过程中每半公里就会凿坑取水以保证冰道的用水。

由于在日间零下3.7摄氏度的情况下，水在2分钟内不可能完全冻结，因此水膜是可以维持并保证运输的。当然，古人也可能使用热水来延缓结冻。所以，研究者可以得出在故宫九龙壁拖运时，不仅采用制造冰道的方式减缓摩擦，还在长途运输时向冰道泼水作为润滑剂。

著名的中国科技史研究者李约瑟曾指出，古代的中国并没有建立起西方以数学为基础的科学体系，中国古代的先进技术是一种经验体系，难以称之为科学。然而，当我们伫立凝望故宫，当学者们用现代科技手段重新审视故宫的兴建技术时，不禁为我们先人的智慧所折服。李疆也评价说：“明代的巨石运输方式说明，当时人们对低速重载的润滑研究达到了很高水平。紫禁城的兴建与郑和七下西洋都发生在15世纪前期，巨石运输的例子说明当时的陆地运输技术并不比航海技术逊色。”