記録によれば、15世紀の中国では、紫禁城を建設するために労働者が採石場から43マイル離れた人工の道を通って100トン以上の石材を運んだという。
労働者たちは水を得るために半キロメートルごとに井戸を掘り、その水を注ぎ、厳冬期に氷の道を作りました。そして、自ら石を運びました。それから600年後、新たな研究によって、それがどのように行われていたのかが明らかになりました。
北京の2つの大学と米国プリンストン大学のエンジニアたちは、この作業の詳細について疑問を抱きました。現代のエンジニアリングチームは、古代の輸送手段として広く使われていた丸太ローラーを含む、様々な運搬方法がどれほどの摩擦を生み出したかを計算しました。その結果、氷の上を滑走することは良い選択だったことが示され、作業員たちは潤滑剤として橇の前に水を注いでいた可能性が高いと研究者たちは述べています。
研究チームは、当時の北京の冬の気温記録は、氷路を維持するのに十分な寒さだったと計算した。実際、摩擦だけでは木製そりの底と氷路の表面の間に良好な潤滑層を形成できないほど寒かった。しかし、路面に水を注ぐと数分間は液体のままでいられる程度には暖かかった。
研究者らは、当時の車輪付き車両は95トンを超える重量のものを運ぶことはできなかっただろうと計算した。
現代の技術者たちは、水を加えることで大きな違いが生じただろうと計算しました。水がなければ、123トンの石を運ぶのに338人の人手が必要だったでしょう。当時の文献によると、1557年に紫禁城まで43マイル（約70キロメートル）以上運んだとされる、長さ31フィート（約9.5メートル）の石の重さです。しかし、水があれば、わずか46人の人力で岩を運ぶことができます。
水で潤滑された氷の上をソリで滑らせる方が、丸太の上を転がすよりも効率的かもしれません。地面を転がる丸太の摩擦係数は0.2～0.4です。レールがあれば、この値は0.02～0.04に低下します。水と氷の滑りの摩擦係数は約0.02です。全体として、天候が良ければ、丸太を扱うよりもソリで滑らせる方が簡単かもしれません。滑らかな氷の道を作る方が、滑らかな木の板の道を作るよりも簡単だからです、と研究者たちは書いています。また、丸太ローラーで荷物を転がすよりも、氷の上で荷物を回転させる方が簡単です。
では、なぜこれらすべてを大きな車輪付きの荷車に積み、ラバに引かせたのでしょうか？研究者たちは、当時の車輪付きの乗り物は95トン以上の重量を運ぶことは不可能だと計算しました。さらに、氷の道と人力はラバの荷車よりも頼りになり、故宮の建築家たちは大きな石材の安全確保に気を配っていたと研究者たちは記しています。石材を引いていた農民たちも同じように感じていたのでしょうか。
研究チームは本日、その研究成果を米国科学アカデミー紀要に発表した。
