马丘比丘背后的国王用石头留下了他的遗产

《大众科学》的新系列《建设者》将带您走进建筑工地，揭开历史上最伟大的建筑工程的建造者们的面纱。

看一眼印加砖，你会发现它几乎没有传统砖块的特征。没有直角，没有合适的角。它根本不是矩形，而是梯形：一边比另一边更宽更矮。再看另一块。再看另一块。再看另一块。没有两块是完全相同的，每一块都是最初独特的岩石的多边形版本。

这些看似杂乱的石块像 15 世纪的俄罗斯方块游戏一样精心堆叠在一起，经受住了 500 年的自然和人为灾害。这些石块是前哥伦布帝国的标志性风格，标志着印加帝国沿南美洲山脊扩张了 2500 英里。这一扩张只用了几十年时间，推动它的是一位名叫帕查库蒂的人的力量，他是第九任萨帕印加（土著克丘亚语中意为“国王”）。他最令人印象深刻的建筑项目是马丘比丘，这是一座拥有 200 栋建筑的依山避暑胜地，供统治者及其大家庭使用。但这个世界奇迹只是帕查库蒂精心记录他的遗产和建筑理念的一个地方，这些建筑理念继续帮助我们一石二鸟地打造更具韧性的城市。

帕查库蒂出生于 1438 年，本名为库西·尤潘基，他并没有计划好如何崛起。当敌对民族昌卡人入侵时，他的父亲（当时的国王）和弟弟（未来的统治者）撤退了。库西·尤潘基不得不独自保卫印加帝国肥沃的秘鲁山谷。美洲狮形状的王都库斯科位于两条分叉河流之间的圣地，昌卡人想将这个享有盛誉的地方占为己有。

当昌卡人向镀金的太阳神庙（既是堡垒又是神庙）进发时，库西·尤潘基率领他的士兵们投入了一场激烈的战斗，战士们脚下的石头都升起来与他们并肩作战——至少故事是这么说的。战后，胜利的印加人重新给他们的领袖命名为帕查库提，意为“撼地者”。在他兄弟最终被谋杀、父亲去世后，帕查库提登上了王位，成为库斯科唯一的国王。

帕查库蒂并不满足于这个小山谷，他开始征服安第斯山脉的大片地区，将不断扩张的印加帝国的土地拼凑在一起。在鼎盛时期，印加帝国从北部的厄瓜多尔基多一直延伸到南部智利的塔尔卡，沿着一条长长的海岸地带。印加人在多样的自然生态系统中修建道路、兴建城市，从阿塔卡马沙漠（唯一比两极更干燥的沙漠）、库斯科的雨林到马丘比丘的洪水区。在帕查库蒂的士兵、工程师和石头的帮助下，他们建造的一切都经久不衰。

加州大学洛杉矶分校艺术史学家、美洲土著艺术和建筑专家斯特拉·奈尔说，在殖民库斯科城外的土地时，帕查库蒂利用建筑“在景观上留下自己的印记”。由于没有书面语言，他利用建筑在每个被征服的村庄上打上自己的烙印，提醒潜在的敌人他的权力。奈尔说：“印加人人口非常少，但他们在 100 年内就征服了南美洲的西部边缘。你必须传达出你在那里的想法。”

他们的石雕作品的标志是梯形，这种形状赋予了建筑非凡的强度。由于没有现代挖土机将地基挖入基岩，也没有先进的冶金术来增强强度，印加人明智地专注于根据环境塑造建筑，而不是冒险假设他们的材料能够抵御地震和其他灾害。从单个石块到整个建筑，每个元素的底部都比顶部大，从而形成更坚固的地基。大多数建筑都是单层的：建筑物越是稀疏，就越有可能经得住考验。这也是大多数建筑商避免使用砂浆的原因：砂浆可以将砖块粘在一起，但在地震事件中，一点胶水是没有意义的。这些聪明的策略防止了地震破坏，这是太平洋地震带迫切需要关注的问题。

印加建筑出奇地容易组装。对于多边形石头，没有必要追求单个完美的立方体。“当你加工石头时，最脆弱的部分是它的角，”奈尔说。“如果你试图制作一块矩形石块（并且你打破了一个角），你就毁了这块石块。”相反，一位首席墙壁工匠会指导一队泥瓦匠将每一块新石头的斜率与之前的那块相匹配。

印加人雕刻石头的方式模糊了自然与人造之间的界限。“当他们雕刻石头时，他们会留下足够的皮层，让人感受到石头的原始形状，”奈尔说。专家认为，这既是该文化对景观的崇敬，也是他们扭曲时间和历史的愿望，使印加人的统治时间看起来比他们实际的统治时间更长。今天，许多土著人继续按照祖先的风格建造房屋。这既是对这一伟大遗产的致敬，也是出于必要：许多后裔——现代秘鲁人——生活贫困，用当地的石头和自制的土坯（西班牙语中的“泥砖”）建造房屋。

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该地区的建筑者继续用精心编织的芦苇屋顶覆盖坚固的建筑，尽管这些屋顶比他们的祖先要薄得多。据奈尔说，每栋建筑的三分之二都被茅草覆盖。有些屋顶是山墙式的，有相对的斜坡，而另一些则是四面向下倾斜的斜屋顶。每一个屋顶都像一块三维织物，通过巧妙的打结固定在建筑物上（印加人没有钉子）。

设计还遵循了深刻的哲学或精神原则。建造者根据他们对自然世界的定位来选择地点。“印加人非常注重从不同地点可以看到神圣特征的地方，”奈尔说。山峰、湍急的泉水和具有精神意义的河流不仅是绝佳的景观，而且是定义整个建筑群甚至整个城市形状的元素。

帕查库蒂精心选择了马丘比丘的地点，为他的家人和随行人员建造一个庞大的避暑胜地。马丘比丘坐落在印加文化发源地圣谷，俯瞰乌鲁班巴河，这条河灌溉着一直到库斯科的农田。但选择这个特殊的位置也给他的建造者带来了新的挑战。除了经常发生的地震活动外，安第斯山脉上还有不断的融水；融水从冰川起源处流下，沿途引发山体滑坡。马丘比丘的雨季大约持续半年，降雨量是美国大陆年平均降雨量的两倍。奈尔说：“如果你想在稳定的地形上建房，那真是太糟糕了。”但遗址的神圣性，加上夏季温和的气候，足以说服帕查库蒂投资如此危险的项目。

为了应对这种情况，印加人严格勘察了潜在的建筑工地，并开发了稳定技术。马丘比丘的结构稳定性来自一系列 700 个梯田，这些梯田仍然符合当代挡土墙的地质标准。就像一组堆叠的窗台箱一样，它们挡住了从山上奔流而下的水。坚固的屏障防止了水土流失，将泥土困在里面。这些建筑还提供了平坦的耕地，用于种植玉米、南瓜和豆类等作物——这些都是养活国王 1,200 名随从所必需的。水仍然会流入建筑群的中心，因此工程师在王城的墙壁上建造了 130 个排水孔。

但防洪只是建筑师的目标之一。住宅聚集在饮用井周围。在山顶，靠近一口湍急的泉水，工程师们开凿了一条运河来储存淡水，然后淡水通过喷泉阶梯流下。土木工程师肯赖特告诉《新星报》 ，帕查库蒂的宫殿位于最高的水井处，因此获得的是最淡的水。市政水龙头从那里流下，与排水系统始终分开。该系统每分钟可处理 25 加仑的水以满足泉水的峰值流量——赖特估计，印加人在开始施工前可能已经将此作为长达一年的研究和开发阶段的一部分进行了计算。

正是这种精心的规划和严谨的技术让帕查库蒂和他的人民在他的帝国扩张到任何地方都能繁荣发展。这就是为什么建筑师、工程师和爱好者至今仍崇敬印加设计的原因。我们从我们使用的词语中看到了他们的影响：2010 年，欧洲阿尔卑斯山区的气象学家将一种测量山区降雨的方法命名为综合分析的综合临近预报，简称 INCA。

这也越来越成为我们的思维方式。随着干旱席卷安第斯沙漠的许多地方，气候变化给该地区带来了更加严酷的天气，研究人员正在重新审视印加人的蓄水做法，以了解我们如何在荒凉的未来生存下来。在帕查库蒂的旅程开始的地方，当代的库斯科，考古学家正在帮助当地人恢复蓄水梯田，这些梯田在夏季仍然保持潮湿。较小的印加策略也有效。通过在土壤中重新引入砾石，农民可以在不抑制生长的情况下防止山体滑坡。通过改种已经适应当地气候的当地作物，他们可以确保比不那么耐寒的进口品种获得更好的收成。

尽管有着悠久而受人尊敬的历史，但安第斯山脉的原住民——这一古老文明的直系后裔——却被忽视了。新机场、日益壮大的酒店连锁店和其他旅游隐性成本让他们流离失所。许多人生活在贫困之中。奈尔说，在许多拥有有线电视和 YouTube 频道的西方人中，关于马丘比丘外星起源的荒诞理论比那些建造这些永恒纪念碑以彰显帝国实力的真正的印加男女更受欢迎。帕查库蒂的遗产可能已成定局，但网络上流传的阴谋论却威胁着要抹去他的名声。