TRÍ TUỆ CỦA NHỮNG NGƯỜI XÂY DỰNG KIM TỰ THÁP
Ai đã từng được chiêm ngưỡng các Kim Tự Tháp, dù chỉ là một lần trong đời, cũng đều băn khoăn tự hỏi: thời xưa làm thế nào để xây dựng được những công trình đồ sộ phi thường như vậy; các tảng đá khổng lồ ấy đã được vận chuyển bằng cách nào; người Ai Cập Cổ đại đã có những hiểu biết kỹ thuật và kiến thức toán học sâu rộng đến đâu, và họ đã sử dụng loại công cụ hoặc máy móc gì?
Cũng những câu hỏi thư vậy lại được đặt ra khi ta đứng trước những tháp đài ở Louxor hoặc Karnak và đặc biệt là người khổng lồ ở Memnon, những pho tượng nguyên khối đã được khai thác ở nhiều khu mỏ đá phía Đông Bắc Cairo rồi được di chuyển xa tới 700 kim đến tận Thèbes.
Kỹ thuật và khoa học không phải là những môn học riêng đối với người Ai Cập Cổ đại, mà là một phần trong sự đào tạo và chức năng của người thư lại một người phục dịch cho các quan tỉnh trưởng hay cho nhà Vua. Nền học vấn của người thư lại bắt đầu bằng việc học hỏi gian khổ nghệ thuật đọc và viết từ các văn bản mang tính văn học. Song chắc chắn qua các tác phẩm toán học và kỹ thuật mà một số bản trên giấy cói, ít hơn nhiều so với những văn bản văn học, hãy còn được lưu lại đến ngày nay.
Ngoài ra, từ thời rất xa xưa, một số nghề thông thường có lẽ được tổ chức trong các hiệp hội gia đình. Nay còn có những bằng chứng về thiều nghề nghiệp chuyên môn tại Ai Cập như những đồ gốm rất tinh vi, dụng cụ bằng đá, bình chứa bằng đá với các hình dạng khác nhau và đồ kim loại. Nhiều mỏ vàng ở vùng sa mạc phía Đông và mỏ đồng ở Sinai có lẽ đã được khai thác ở thời tiền sử, và những mạch đá quý đã được khảo sát tại các thung lũng hoang vu ở miền Đông Nam. Đến thời có sử, những mỏ đá rắn hiếm đã được khai thác, nhiều khi ở rất xa lưu vực Sông Nil. Dưới thời Cựu đế chế (Thiên niên kỷ thứ III Tr. CN), kỹ thuật làm đá được hoàn thiện trong điêu khắc, phù điêu thấp và khắc nổi tròn, mà đỉnh cao là những pho tượng khổng lồ sớm nhất, ví dụ như tượng Đại Nhân sư ở Gizah hoặc chân dung các vị Vua triều đại thứ V (khoảng 2465- 2323 Tr. CN).
Các điều kiện tự nhiên của đất đai Ai Cập hàng năm hai bên bờ Sông Nil đều bị ngập lũ khiến cho mỗi lần như vậy cần phải phân chia lại đất canh tác đã thúc đẩy sự phát triển kỹ thuật đo đạc và do đó, phát triển cách tính toán. Mực rước Sông Nil, mức lũ hàng năm được tính toán và ghi lại bằng những Nil - kế ở miền Nam tại Elephantine; ở miền Bắc tại Memphis - bởi vì mực nước sẽ quyết định mức thuế đánh vào thu nhập của các loại đất canh tác khác nhau, đặc biệt đối với những đồn điền nằm trên vùng đất cao. Quan sát các con lũ tương đối đều kỳ và sự liên quan giữa các con lũ với hiện tượng Vũ trụ đã dẫn đến việc sáng chế ra một niên lịch tính theo nhịp độ tự nhiên của các mùa. Đó là một tiến bộ lớn đối với lịch cũ tính theo Mặt trăng. Những hiểu biết rút ra từ công việc tổ chức nông vụ và từ việc quan sát bầu trời và các vị tinh tú tạo thành cơ sở lý thuyết cho các công trình đồ sộ sau này dưới thời Cựu Đế chế.
Sông Nil còn là huyết mạch chính của đất nước. Người dândùng thuyền bè đất lại trên Sông Nil và trong vùng Châu thổ các chi lưu của Sông Nil được dùng làm trục giao thông. Các con đường thuỷ ấy được nối liền với nhau bằng những con kênh, và cũng có một hệ thống kênh rạch nối liền các khu dân cư ở lưu vực Sông Nil với nhau. Khi vận chuyển những thứ tương đối nhẹ, ví dụ chuyển những bao lúa trên đồng ruộng, hoặc từ đồng ruộng ra con kênh hoặc ra sông thì người ta chở trên lưng lừa. Còn các loại xe có bánh xe, mãi đến Tân đế chế (khoảng 1550 - 1070 Tr. CN) mới trở thành phổ biến thì chỉ là chiến xa hoặc xe đi săn. Tuy rằng những loại xe này có được các tầng lớp trên dùng để đi chơi, nhưng chúng chưa bao giờ thật sự là một phương tiện chuyên chở. Dưới thời Cựu đế chế, các quan đại thần dùng kiệu để đi lại trên những quãng đường ngắn, còn trong những cuộc hành trình dài thì đi lại bằng thuyền trên Sông Nil.
Một chiếc thuyền của nhà Vua dài khoảng 44 mét đã được khai quật ở phía Nam Kim Tự Tháp Kheops. Thuyền có 5 cọc chèo và hai mái chèo lớn làm bánh lái. Những dấu hiệu hao mòn trên thuyền chứng tỏ thuyền đã được sử dụng. Có lẽ nó chỉ được dùng để đưa nhà Vua đi lại từ dinh đến các thành phố lân cận trong vùng Châu thổ, vì thuyền lớn đi lại trên Sông Nil thường có buồm giương lên hạ xuống được. Khi đi về phương Nam, thuyền nhờ sức gió Bắc, còn khi đi theo hướng Bắc thì cột buồm được ngả xuống và mái chèo được mang ra sử dụng. Có những bằng chứng cho thấy, đã có thuyền đi lại ngoài khơi tới các thành phố trên bờ biển Phénicie từ triều đại thứ I (khoảng năm 3000 Tr.CN). Ở triều đại thứ V, có nhiều hình vẽ miêu tả những chiếc thuyền một, buồm chở hàng từ Syrie. Những tải trọng rất lớn thì được chuyên chở bằng sà lan đặc biệt.
Việc vận chuyển những chiếc cột có mũ hình lá cọ xếp trên xe trượt được miêu tả trong các tranh vẽ trên bức tường phía Nam con đường vào miếu thờ Ounas (khoảng 2356 - 2323 Tr. CN). Còn việc vận chuyển các tháp đài Hatshepsut (khoảng 1503 - 1482 Tr.CN) được vẽ trên hàng hiên phía Nam của bậc thềm dưới ngôi đền thờ vị Hoàng hậu Hatshepsut tại Deir - el - Bahari: hai tháp dài được xếp nối đuôi nhau và chằng néo bằng dây thừng, một cái chĩa đầu về phía đuôi sà lan, một cái chĩa đầu về phía mũi sà lan. Cả một hạm thuyền gồm 27 chiếc kéo chiếc sà lan này, cùng đi còn có một thuyền chỉ đường.
Vận chuyển pho tượng khổng lồ nặng gần 800 tấn ở phía Bắc của ngôi Đền Memnon là Amenhotpe con trai Hapou, một kiến trúc sư thiên tài. Ông đã chỉ đạo việc xây dựng Đền Louxor và miếu thờ Amenophis III tại Thebès. Khoảng năm 1350 Tr. CN, đã cho đóng một chiếc thuyền đặc biệt mà ông đặt tên là “Thuyền tám” có lẽ muốn ám chỉ rằng kích thước của nó lớn gấp tám lần một chiếc sà lan thông thường. Tuy nhiên, một vấn đề kỹ thuật hóc búa đặt ra là chuyển pho tượng đá khổng lồ đó xuống thuyền rồi lại bốc lên bờ tại Thebès. Ta biết rằng, khi vận chuyển các tháp đài, người Ai Cập Cổ đại đã phải xây dựng những mặt nghiêng để kéo trượt trên đó những khối đá khổng lồ kia xuống một kênh được đào riêng để nối mỏ đá với Sông Nil. Một phương pháp tương tự như vậy, có lẽ đã được dùng để vận chuyển pho tượng khổng lồ Memnon. Sà lan được chất những khối gạch đá làm đồ dẫn và nằm chờ ở đáy kênh. Sau đó tháp đài hoặc pho tượng được nằm ngang trên một xe trượt; rồi người ta hất bỏ đồ dẫn và sà lan sẽ dần dần nổi lên mặt nước và được các thuyền kéo đi.
Trên những quãng đường ngắn, có thể kéo được một tải trọng khoảng 60 tấn. Nó được miêu tả trong bức tranh nổi tiếng thể hiện việc vận chuyển pho tượng khổng lồ của quan tỉnh trưởng Djehutihotpe bằng xe trượt trong lăng vị quan này tại El-Bersha.
Pho tượng bằng thạch cao tuyết, theo những điều ghi trong bi ký, nó cao 13 cubít (1cubit khoảng 50cm) và có lẽ cũng nặng gần 60 tấn. Nó được đặt trên một pho tượng bằng gỗ và chằng néo bằng dây thừng, được 72 1người xếp thành bốn hàng kéo đi. Tay cầm một bình nước, một người thợ đứng trên bàn chân pho tượng rót nước xuống phía trước để xe dễ trượt trên nền đất sét.
Đối với các tháp đài, có lẽ là sau khi định hướng bằng dây thừng thật chắc, người ta kéo chúng trượt trên một mặt dốc xây bằng gạch sống và cát về phía một cái hố hình chữ nhật đổ đầy cát. Trong khi tháp đài ở thế hơi nghiêng, còn được giữ bằng các sợi đây thừng, và lúc đó người ta bắt đầu vợi cát khỏi hố hoặc cho cát chảy qua các khe hở trong thành hố. Song, khi dựng thẳng đứng tháp đài trên chân đế bằng những thao tác hết sức thận trọng, các cạnh của nó có nguy cơ bị hư hỏng. Và nguy cơ lớn nhất là khối lượng khổng lồ của nó lắc lư trên bệ làm cho tượng không được đặt đúng chỗ, các cạnh của chân tượng không song song với các cạnh của bệ. Một chuyện rủi ro như vậy có lẽ xảy ra với tháp đài Tuthmosis III tại Karnak tuy rằng độ lệch rất nhỏ và khó nhận thấy.
Tuy nhiên, phi thường nhất là những kỳ công đạt được trong việc xây dựng những công trình khổng lồ. Ngay dưới triều đại thứ II (khoảng 2770 - 2649Tr.CN), các kiến trúc sư Ai Cập đã biết đến kỹ thuật xây vòm và đã dùng đến kỹ thuật ấy trong cấu trúc thượng tầng của các lăng và có lẽ cả trong việc xây cất các nhà ở mà ngày nay không còn lưu lại được một ngôi nào. Cũng dưới triều đại đó, đá ốp ngày càng được dùng nhiều trong các công trình xây gạch và những khối đá mài nhẵn đã bắt đầu được dùng. Song, sự cách tân lớn nhất diễn ra dưới triều Vua Djoser (khoảng 2630- 2611 Tr. CN) vào đầu triều đại thứ III tại Saqquara với công trình độ sộ đầu tiên bằng đá ốp là Kim Tự Tháp bậc, xây trong khoảng 30 năm. Khi phân tích các giai đoạn khác nhau trong quá trình xây dựng, người ta thấy rằng các kiến trúc sư Ai Cập sau có một thế hệ đã làm chủ được loại vật liệu xây dựng mới đó.
Trong giai đoạn đầu của việc xây dựng Mastaba bậc đầu tiên của người Ai Cập đã sử dụng đá y như thể là loại gạch thông thường. Các tảng đá, đẽo như những viên gạch lớn, được xếp thành những lớp nằm ngang và gắn chặt với nhau bằng vữa đất sét thô. Một kỹ thuật khác xuất hiện trong giai đoạn thứ hai, giai đoạn chuyển từ Mastaba bậc sang Kim Tự Tháp bậc. Khối lượng vật liệu ở đây lớn hơn rất nhiều: đá ốp bây giờ nặng mỗi tảng nửa tấn. Đá được xếp thành từng lớp có mặt đáy nghiêng về phía tâm của công trình thành một góc 18 độ khiến cho mặt ngoài của nó đã có sẵn góc nghiêng 72 độ mà Kim Tự Tháp mở rộng sẽ có trong giai đoạn cuối cùng.
Việc dùng những khối đá lớn và xếp đá nghiêng, rõ ràng là những sáng kiến thiên tài cho phép giảm bớt rất nhiều thời gian xây dựng và giảm bớt công việc đẽo đá vì không cần phải đẽo vát mặt ngoài của đá ốp và đồng thời dễ dàng đạt được góc nghiêng muốn có.
Kỹ thuật này được sử dụng mãi cho đến khi Kim Tự Tháp đạt tới hình dáng cuối cùng của nó dưới triều đại kế tiếp. Góc nghiêng hẹp hơn (từ 45 độ đến 54 độ) của Kim Tự Tháp ở thời kỳ này là điều kiện thuận lợi cho việc xếp đá thành lớp nằm ngang và vì vậy cần phải đẽo vát mặt ngoài của đá ốp. Việc xây dựng một Kim Tự Tháp đặt Nhà nước trước những vấn đề tổ chức và những khó khăn to lớn về kỹ thuật. Việc tổ chức một số rất đông các loại thợ, việc khảo sát các mỏ đá và khai thác đá, việc vận chuyển thường xuyên các tảng đá đến công trường và cất giữ chúng; việc đào tạo thợ đẽo đá, thợ xây, các chuyên viên vận chuyển, kiến trúc sư và đốc công, đó là những thành tích nói lên tài tổ chức tuyệt vời của chính quyền Ai Cập Cổ đại.
Từ Kim Tự Tháp bậc Djoser tới kỳ quan Thể giới là Kim Tự Tháp lớn ở Gizah (khoảng 2550 Tr. CN), có thể nói rằng có những bước tiến rất lớn về trình độ nhận thức. Ngoài ra, còn cho thấy kỹ thuật và hình học, các công trinh chôn cất ở Ai Cập Cổ đại bao giờ cũng được định hướng một cách hết sức chính xác. Ở Kim Tự Tháp bậc hướng đó còn bị sai lệch trung bình là 3 độ. Còn ở Kim Tự Tháp Khéops, độ sai lệch chỉ còn 3 phút 6 giây. Trên một địa hình đã được san bằng trước, sự định hướng hoàn hảo đạt được bằng cách quan sát các vì sao Bắc cực từ một điểm cố định tại góc phía Bắc của Kim Tự Tháp tương lai. Những dụng cụ được dùng trong việc quan sát này là chiếc Merkhel, một thanh ngang có dây dọi và chiếc bay, một que gỗ có khe ngắm ở phía trên. Các vị trí của một ngôi sao phương Bắc khi mọc và khi lặn được ghi trên một vòng cung. Để xác định phương Bắc “thực”, người Ai Cập chia độ góc tạo bởi hai đường kẻ nối liền vị trí của người quan sát với vị trí cũ một ngôi Sao Bắc cực khi mọc và khi lặn. Khi đã xác định được phương Bắc này rồi, một sợi dây mảnh nối các điểm cố định theo phương Bắc Nam tạo thành một trong những cạnh của Kim Tự Tháp. Người ta dùng thước để xác định chiều dài muốn có và dùng một số cung tròn để vẽ góc vuông. Nếu như định lý Pythagore về mối quan hệ giữa các cạnh của một tam giác lúc bấy giờ chưa được nêu lên thì ít ra nó cũng đã được áp dụng trong thực tiễn.
Với trình độ ngày nay, chúng ta cũng phải khâm phục trước sự chính xác cao của các góc vuông trong Kim Tự Tháp Khéops, chỉ sai lệch trung bình có 2 phút 48 giây, cũng như việc đặt bốn góc trên cùng một mặt phẳng chỉ sai lệch rất nhỏ là 2,1 cm. Việc này hẳn phải được thực hiện bằng một thước có hình dáng như một êke gỗ lớn, có một sợi dây dọi treo giữa hai tay bằng thau và cắt nhau bằng một góc vuông; giữa hai tay này là một thanh ngang có khía một vạch mốc ở giữa và sợi dây dọi sẽ đi qua vạch mốc ấy khi thước nivô được đặt ở trên một mặt phẳng hoàn toàn nằm ngang. Mọi giả thuyết khác, như giả thuyết nói rằng, tháp nước cho ngập một cái hồ nhân tạo xung quanh Kim Tự Tháp, đều phải bị loại trừ.
Không có tài liệu cổ xưa nào miêu tả những phương pháp xây dựng. Điều mà Hérodote kể lại về vấn đề này là căn cứ vào những tài liệu do những người cùng thời cung cấp cho ông. Thế nhưng, 2000 năm sau ngày xây dựng các Kim Tự Tháp, những người đó cũng chẳng biết gì hơn chúng ta về vấn đề ấy. Gần các Kim Tự Tháp Maidum và Dahshur ngày nay, ta còn có thể nhận ra những vết tích của những đường dốc đã được dùng vào việc vận chuyển vặt liệu đá. Giả thuyết cho rằng người ta chỉ dùng mỗi một đường dốc thẳng góc với một trong các mặt của Kim Tự Tháp để vận chuyển và xếp các tảng đá cho đến tận đỉnh tháp, giả thuyết ấy ngày nay cũng đã bị loại bỏ. Nếu làm như vậy thì đối với Kim Tự Tháp Khéops, đường dốc đó phải dài 3,3 km và sẽ có khối lượng lớn gấp 3,5 lần khối lượng của bản thân công trình. Việc dùng một đường dốc chạy xoáy trôn ốc chung quanh Kim Tự Tháp cũng là điều khó có thể hình dung về mặt kỹ thuật vì nó sẽ che mất bốn mặt và bốn cạnh của Kim Tự Tháp, khiến cho không thể kiểm tra được các góc và độ dốc của các mặt Kim Tự Tháp.
Giải pháp có nhiều khả năng đúng hơn là: ban đầu một loạt đường dốc nhỏ được xây chung quanh Kim Tự Tháp để kéo các tảng đá lên tới độ cao 25 đến 30m. Đến giai đoạn đó thì đã đặt xong được 50% khối lượng vật liệu. Sau đó, người ta xây một đường dốc bên lớn hơn có cạnh tỳ vào một trong các mặt của Kim Tự Tháp để vận chuyển đá lên đến độ cao gần đỉnh tháp. Đường dốc như vậy sẽ tiết kiệm được một nửa khối lượng so với một đường dốc đứng độc lập, đồng thời lại vững chắc hơn. Trong trường hợp Kim Tự Tháp Khéops cao 146,6m chẳng hạn, xây tới độ cao 100m là đã đặt xong được 96% khối lượng công trình. Việc xây 20 đến 30m cuối cùng có lẽ phải dùng đến phương pháp xây bậc. Còn tảng đá làm đỉnh tháp thì chỉ có thể đặt được vào đúng vị trí của nó bằng một giàn giáo thích hợp; điều đó chứng tỏ người Ai Cập Cổ đại, có lẽ cũng đã biết đến ròng rọc cho dù không có tài liệu nào mô tả công cụ đó còn lại đến ngày nay. Việc sử dụng những cần bẩy đơn giản hơn và xe kéo đã có tài liệu chứng thực. Những bức tranh miêu tả công trình dẫn thuỷ tháp điền có vẽ cái Chadouf, một loại cầu treo điều khiển bằng tay. Công cụ đó rất có thể đã được sử dụng để đưa vật liệu xây dựng lên cao. Điều đáng chú ý là những cuộc chinh phục khoa học, kỹ thuật và nghệ thuật vĩ đại nhất không những của văn minh Ai Cập mà của cả lịch sử loài người, từ việc tìm ra chữ viết đến những tiến bộ trong y học, rõ ràng điều ấy đã diễn ra trong thiên niên kỷ III TR.CN. Trong nhiều Thế kỷ sau, con người chỉ mở rộng thêm các tri thức và hoàn thiện những kỹ thuật đã giành được trong thời kỳ đó. Phải chờ đến sự xuất hiện của các nhà tư tưởng Hy Lạp Thế kỷ VII và VI Tr.CN mới có những phát triển khác mở rộng thêm chân trời của khoa học và kỹ thuật.
RAINER STADELMANN
