سازه‌های ضد زلزله و بتُن زنده؛ معماری هوشمند ۲هزار سال پیش!

بر فراز تپه آکروپولیس در آتن، پارتنون نه به‌عنوان یک ساختمان، که به‌مثابه یک اثر هنری مهندسی‌شده برای تعامل با چشم انسان خودنمایی می‌کند.

شاید ایکتینوس و کالیکراتس، معماران این بنا، درک عمیقی از روان‌شناسی بصری و اپتیک داشتند، زیرا می‌دانستند که کمال هندسی مطلق، در چشم انسان بی‌نقص به نظر نمی‌رسد. به همین دلیل، تقریباً هیچ خط راست یا زاویه قائمه‌ای در این بنای عظیم به کار نبردند تا توهم کمال را بیافرینند.

حتی تزئینات داخل گنبد هم صرفاً جنبه زیبایی نداشتند. برای مثال ۱۴۰ فرورفتگی صندوقچه‌مانند (Coffering) حجم قابل‌توجهی از بتن را حذف می‌کنند و عملاً گنبد را سبک‌تر می‌سازند، بدون آنکه به پایداری‌اش آسیبی وارد شود.

اما جالب‌ترین راز بتن رومی، اخیراً توسط دانشمندان فاش شده است: قابلیت خودترمیمی. تحقیقات جدید مؤسساتی مانند MIT نشان می‌دهد که وجود تکه‌های کوچک و سفید آهک در بتن، که قبلاً به اختلاط ضعیف مصالح نسبت داده می‌شد، در واقع یک تصمیم مهندسی حساب‌شده است.

هرم بزرگ جیزه، آرامگاه فرعون خوفو، فراتر از یک مقبره سلطنتی، قدرت عجیب و فوق‌العاده بالای سازماندهی، لجستیک و دانش نجومی مصریان باستان را در حدود ۴۵۰۰ سال پیش به ما یادآوری می‌کند.

برخلاف روایت‌ها رایج، شواهد باستان‌شناسی از «روستای کارگران جیزه» نشان می‌دهد که این هرم توسط نیروی کاری ماهر، سازمان‌یافته و تحت حمایت دولت ساخته شده است، نه بردگان. حدود ۲۰ تا ۳۰ هزار کارگر، شامل سنگ‌تراشان، مهندسان و تیم‌های پشتیبانی عظیم (نانوایان، پزشکان و مدیران)، در شهری که به همین منظور ساخته شده بود، زندگی می‌کردند.

سنگ‌ها با ابزارهای مسی و ضربه‌زدن با سنگ‌های سخت‌تر از دل صخره جدا می‌شدند، سپس روی سورتمه‌های چوبی قرار می‌گرفتند. مصریان برای کاهش اصطکاک، شن مقابل سورتمه را مرطوب می‌کردند، تا کشیدن بلوک‌های چندتنی با نیروی انسانی ممکن شود؛ یک ترفند ساده، اما در مقیاسی بسیار بزرگ.

ولی شاید دقیق‌ترین جنبه این سازه، نه در وزن سنگ‌ها، بلکه در چیدمان کیهانی آن باشد: هرم خوفو با انحرافی کمتر از سه دقیقه قوسی (تقریباً ۰.۰۵ درجه) با محور شمال–جنوب زمین هم‌تراز است؛ دقتی که برخی از بناهای مدرن هم به‌سختی به آن می‌رسند.

مصریان این خط شمال حقیقی را با رصدهای نجومی دقیق به دست آورده بودند. یک نظریه می‌گوید آن‌ها روز اعتدال پاییزی، سایهٔ یک شاخص عمودی را ثبت و با آن جهت شرقی–غربی را تعریف می‌کردند؛ نظریه‌ای دیگر به مشاهده هم‌زمان دو ستاره در نزدیک قطب شمال آسمانی اشاره می‌کند، لحظه‌ای که دو ستاره در یک راستای عمودی قرار می‌گرفتند، «شمال حقیقی» مشخص می‌شد.

در هر دو حالت، نتیجه یکسان است: نجوم در مصر باستان فقط مجموعه‌ای از باورهای اسطوره‌ای نبود، بلکه به‌صورت مستقیم در پیشرفته‌ترین پروژه‌های مهندسی به‌کار گرفته می‌شد.

در ارتفاعات سرگیجه‌آور کوه‌های آند، شهر اینکایی ماچو پیچو، نمونه‌ای بی‌نظیر از معماری‌ای به شمار می‌رود که نه در تقابل با طبیعت، بلکه در هماهنگی کامل با آن ساخته شده است. نبوغ اینکاها در تکنیک بنایی سنگین بدون ملات (ashlar masonry) متجلی می‌شود:

سنگ‌های گرانیتی عظیم با چنان دقتی برش خورده و در کنار هم قرار می‌گرفتند که بدون نیاز به هیچ‌گونه ملاتی، کاملاً به یکدیگر قفل می‌شدند؛ درزها آن‌قدر محکم‌اند که تیغه چاقو نیز از میانشان عبور نمی‌کند.

علاوه بر این، سیستم گسترده تراس‌های کشاورزی که مانند پله‌هایی عظیم از دامنه‌های کوه بالا می‌روند، دو هدف را دنبال می‌کردند: ایجاد زمین‌های قابل‌کشت و مهم‌تر از آن، تثبیت دامنه کوه. این تراس‌ها با لایه‌های مهندسی‌شده از شن و مواد دیگر هم زهکشی مناسب داشتند و هم از فرسایش خاک و رانش زمین در فصل باران‌های شدید جلوگیری می‌کردند. در واقع، این ساختارها؛ دیوارهای حائلی بودند که خودِ شهر بر روی آن‌ها بنا شده بود.

اینکاها همچنین سیستم مدیریت آب پیچیده‌ای را طراحی کردند که آب را از یک چشمه طبیعی جمع‌آوری و از طریق شبکه‌ای به‌هم‌پیوسته از کانال‌های سنگی و ۱۶ فواره، در سراسر شهر توزیع می‌کرد.

به همین دلیل ماچو پیچو نه فقط شهری در ارتفاعات، بلکه یک نمونه‌ی دیرینه‌ای از طراحی شهری پایدار است: اثباتی بر اینکه یک تمدن می‌تواند حتی بدون ابزار آهنی و چرخ، راه‌حل‌هایی مهندسی خلق کند که به‌جای جنگ با طبیعت، با منطق آن همراه باشد.

اما هنر واقعی، شبکه پنهانی از کانال‌ها و لوله‌های سفالی بود که آب چشمه‌هایی مثل عین موسی را از کیلومترها دورتر به مرکز شهر می‌رساند. نبَطی‌ها با درک دقیقی از هیدرولیک، شیب لوله‌ها را طوری تنظیم می‌کردند که جریان آب، پایدار و با کانال باز باقی بماند. این امر مانع از فشار بالایی می‌شد که ممکن بود به لوله‌های سرامیکی آسیب برساند.

فانوس اسکندریه (فاروس)، یکی از عجایب هفت‌گانه جهان باستان، نه‌تنها یک راهنمای دریانوردی، بلکه نماد برتری فناورانه، قدرت اقتصادی و سلطه فرهنگی دودمان بطلمیوسی در مصر بود. این سازه که در قرن سوم پیش از میلاد ساخته شد، به‌عنوان یک ابزار تبلیغاتی دولتی عمل می‌کرد که عظمت یک سلسله جدید را به نمایش می‌گذاشت.

برخلاف تصویر مشهور روی کارت‌پستال‌ها، این مجسمه با پاهای باز بر دهانه بندر نایستاده بود. بررسی‌های مهندسی نشان می‌دهد که با فناوری آن دوران، چنین وضعیتی عملاً غیرممکن بود و مجسمه تحت وزن خود فرومی‌ریخت. روایت معتبرتر این است که غول رودس بر روی سکویی در یک طرف بندر قرار داشت.

کتیبه‌های خود سنحاریب پادشاه آشوری، به‌تفصیل ساخت یک کاخ باشکوه و باغی پلکانی را توصیف می‌کنند که او آن را «شگفتی برای همه مردمان» می‌نامد. همچنین در کاوش‌های نینوا، سیستم گسترده‌ای از قنات‌ها و کانال‌هایی کشف شده که آب را از کوهستان‌های دور به شهر می‌رسانده‌اند؛ درست همان چیزی که یک باغ سرسبز پلکانی در منطقه‌ای خشک نیاز داشت.