原作发表于《核桃树》科学主题沙龙。

2017.04.04

http://blog.creaders.net/u/8613/201704/287482.html

古印加帝国遗址当中，分为三类。民居和军事建筑，皇室建筑，和宗教祭祀建筑。在这些建筑当中，只有皇室建筑和宗教祭祀建筑才有资格应用磨石互扣技术。也就是说，只有皇宫，神庙才有机会见到interlocking 的互扣石头。

所谓的interlocking system 磨石互扣技术，是指石头经过细致的打磨，契合，不添加任何粘合剂而紧贴在一起，连一张纸也插不进去；不象民居和军事建筑一样，用普通的石头加上粘土（clay）粘合建造成墙。这些石头经过非常细致的打磨，每一块在外表的形状上完全吻合，而在内部则磨成凹凸的形状，契合在一起，有点象中国的古代木匠用的这种契合的技术，但是由于他们用的是石头，非常沉重，有些石头甚至能有一吨以上。他们在山上建筑的太阳神瞄和皇室建筑所用的这些石头和建筑，单凭这个重量，就足以称霸世界。

那么他们是如何做到的呢？实际上，有很多专家教授也在研究这个问题，虽然没有非常强大的统一意见，但是基本上有几点共识：1. 他们有几种破石的技术，让石头可以用这几种方法，按照他们希望做成的形状，先大略地砍开巨石；2. 所有的石头都经过奴隶长时间的搬运和打磨；3.在放置石头到相应的位置上，大家基本上同意，先放置好再按照旁边的石头的形状进行相应的打磨。

印加帝国建筑使用的石头粗略分为三个等级，河石，山石，和路石。也就是说，最坚固最漂亮的，是河里的石头，其次是山上开采的岩石，最次等的是路边随便捡来的石头。皇室建筑如宫殿等，加上神庙，都尽可能地用河石建造，城墙和有些皇室居所也用山石，一般储存粮食的军事仓库，民居，囚室等用的是最次等的石头。而河里的石头先要从山谷中的河流打捞，搬运上山，才能开始打磨，可见工程巨大。

山上开采的石头的好处是不必长途搬运。库斯科城外一座被称作萨克塞华曼要塞。距离库斯科约2公里，海拔3701米，在1983年被联合国教科文组织列入世界遗产名录。这里的巨石建筑以其独特的构造显示出军事防御功能，经考古发现，巨石建筑均在事先设有设计模型，采石场会根据模型切割石头，石头运到现场，再根据模型安装成型。巨石切割后不用水泥等粘合物，石头和石头直接拼接，地震不倒，石头缝刀尖都插不进。石块之间相互契合的这种精确度，及石灰石块的圆角、石块连接形状的多样性和墙体向内倾斜的设计，使遗址的局部在库斯科毁灭性地震中得以幸存。

而运用磨石互扣技术，经过精致的打磨建造的建筑物，最具代表性的要数马丘比丘上的太阳神庙，和库斯科城内太阳神大街上皇宫的宫殿墙的一块有12个角的石头。

我们先看看马丘比丘上的太阳神庙。这里堪称马丘比丘最精致的建筑。“…准确拴日于石，凿石成山，在两山之巅让日神与月神相守，不论从天文地理，建筑哲学，都是足以借鉴的文明。”首从以上评论看到，太阳神庙的位置非常精确，据称也是一个天文学的建筑，“这座太阳神殿堪称是整个马丘比丘最精致的建筑.它坐落在一块巨大的花岗岩上，印加的能工巧匠们利用这块巨石的自然形状,巧妙地在它上面建起了这座特殊的太阳神殿.神殿与巨石连接的是天衣无缝。说它特殊,是因为印加人的建筑物通常是四边形,鲜少有圆形的.所以这座半圆形的神殿才显得非同寻常。”

“这个建在小洞穴顶部的神庙可以说最能体现古印加人在天文和建筑学方面的造诣。它半圆形的造型加上它选择的位置使它能够捕捉太阳的运动，对天文有兴趣的一定要看。”

“从太阳神庙的窗口望过去

，看到一排建筑的窗户都成一直线，朝向太阳照进来的方向。这是远古的印加智慧啊~”

再看看库斯科城内的这块12角石头。

以下是转载：（马蜂窝）

“太阳神殿在克丘亚语中的原义为“黄金庭院”，有学者证实了这座印加遗址此前确实覆盖着黄金。
太阳神殿在印加时期，主要用于宗教仪式，同时还作天文观象台用。西班牙殖民者来到这座雄伟的神殿时，将其洗劫一空，今天人们只能看到仅剩的硕大的石墙。在遗址附近的太阳大街（Av El Sol）上，有太阳神殿遗址博物馆（Museo del Sitio del Qoricancha），博物馆很小，馆藏除了印加文明的陶瓷、纺织品外，还有三具木乃伊及留有古代印加外科手术痕迹的头骨。（顺便提一句，古代印加的外科手术非常先进，尤其是头颅骨缝合手术，在马丘比丘山下挖掘除了的骸骨当中，战士的头骨有缝合的痕迹，证明他们有高超的外科手术技巧）
太阳神殿（克丘亚语Qorikancha）是库斯科和整个印加帝国最受尊敬的寺庙，供奉太阳神因蒂。 其墙壁和地板曾经覆盖纯金，相邻的庭院充满金色的雕像。西班牙人报告说“难以置信的美妙”。西班牙人勒索阿塔瓦尔帕的赎金，大部分的黄金都来自太阳神殿。 西班牙殖民者拆毁寺庙，在其遗址上利用其基础建立圣多明我修道院和教堂。大地震严重破坏了教堂，但巨大的，紧密相扣的石块建成的印加石墙仍然屹立。附近有一个地下考古博物馆，其中包含了许多有趣的作品，包括木乃伊、纺织品和偶像。”

上面的游记所说的Av EI Sol, 西班牙语，相当于英文， Avenue of Solar， 太阳神大道。在库斯科城内，是通往皇宫的街道，在宫墙上有一块著名的有12个角的石头，是运用interlocking 技术建造的典型。这样的城墙能抵御地震，因为石头之间互相扣住，整个墙非常坚固。

里面的博物馆介绍了这个interlocking system 的石头，看起来是怎样的。

总结：

我们大致可以推断，山上的石头在山体上，先进行爆破工作，方法有三种，一个是火爆，用绳子浸满了油，然后按照想要爆破的形状绑好石头，点燃，绳子燃烧石头一圈，然后用外力撞击，石头便沿着绳子被砸开。第二个是水爆，据说是用热水，大致原理差不多，然后是琱琢，雕到一定程度，再砸开。

石头按照大小开了之后，然后开始打磨。

如果是贵重的河石，按照石头原本大致的形状，打磨过程中，两块石头磨出凹凸来，然后用轮滑或者杠杆原理，先放置于墙上，底下用一块三角形的石头垫好，方便打磨，磨好之后，移动底下的三角形的垫石，使之安放于正确的位置，便可大功告成。

这里有一篇文献，解释得很详细，以后有时间可以参考。

http://www.ancient.eu/Inca_Architecture/

不好意思，上传过程中有些文件太大要修改，所以图片顺序有点乱。不过都有说明，请参考说明就好。

库斯科郊外古籍旁边展出的intelocking rock sample

库斯科皇宫内博物馆展出的interlocking rock

欧雁台外面展出的interlocking rock

库斯科皇宫博物馆内展出的石头的说明

库斯科皇宫博物馆展出的interlocking rock sample

萨克塞华曼要塞,山上的石头

马丘比丘旁边的采石场

石头工匠也做一些面具艺术品消遣

通往马丘比丘的太阳门的路上, 据推测也可能是一个采石加工场，这里的传统，古时候工匠在这里工作，他们将从家乡带来的小石头放在上面，以表达思乡之情。（当然，导游告诉我们现在我们看到的石头应该大部分是附近捡来的，以延续这个传说/传统）

萨克塞华曼要塞，石墙上的凹槽是饮水道，相当赞！

马丘比丘的太阳神庙，这里最为精致的建筑，整个太阳神庙是建造在一大块石头上的，可以对比左右他附近的墙，明显石头是低一个级别的

马丘比丘部分民居，推测应该是皇室仆人居所。

马丘比丘磨石加工场

库斯科太阳神殿/皇宫遗址附近的太阳大街（Av El Sol），城墙上著名的12角石头，内部便是interlocking rock,抵御了大地震。

补充：

史丹博主（魔戒大侠）在我的园子留言，提及古代软化石头的技术，大侠认为磨石的技术和我的看法不一致。这个在我文中的链接似乎也有提及，也有人提出有软化石头的技巧和步骤，我个人倾向于相信，但是没有那么神奇。我认为应该是有一种类似熔浆的物质，提炼后用于岩石镶嵌的步骤，也就是用于更加紧密地契合岩石之间，使得契合的位置连接贴合更加紧密。但是采石-爆破-切割-打磨，这几个步骤是没有疑问的。

熔浆提炼后，涂在打磨好的石头的表面，待之以时，石头表面得以软化，能够更好地和其他的石头契合。

风化岩石的过程分两种，一种是机械风化，一种是化学风化。机械风化，mechanical weathering, 主要是岩石裸露在地表，由于气候的原因造成的（例如冻结-解冻过程等）， 另外一种化学风化，chemical weathering, 则是在岩石裸露地表后，由于前期的高温和高压，裸露地表后变得不稳定而开始改变。主要的催化剂是弱碳酸，"this main catalysts for this change are the weak carbonic acid...". 而这种弱碳酸所包含的，在大气层中有丰富的氧， oxygen.

古代印加人充分利用了这种风化的原理，来分解破碎石头。从太阳神庙的最高品质的石头表面上看，是属于石晶较为细腻的花岗岩类石头，也就是火成岩当中，岩浆慢慢冷却的一类，所以里面的晶体有时间慢慢形成，表现为细腻。（玄武岩是另一个极端，也就是火山快速爆发后，岩浆magma，没有时间冷却形成晶体，所以是全黑色）。

如果有石头软化的技术，推测有可能运用了酸性的物质来主动风化岩石表面，weathering, 然后用inter-locking 的技术来契合。