Những thông tin lưu trữ từ khoảng thời gian Tử Cấm Thành được xây dựng vào năm 1406 cho thấy, các công nhân đã kéo các khối đá nặng trên 100 tấn từ một mỏ đá cách xa 43 dặm (gần 70 km) đến địa điểm xây dựng Tử Cấm Thành. Họ sử dụng mạng lưới những con đường do con người làm ra.

Tuy nhiên, 600 năm sau, các kỹ sư đã nghiên cứu và phát hiện ra một hệ thống gồm các giếng nước và các "đường băng" được dùng để những khối đá khổng lồ này trượt và dễ dàng di chuyển, hiệu quả hơn bất kỳ biện pháp di chuyển nào khác (vào thời đó).


Các kỹ sư đã nghiên cứu hiệu quả của phương pháp di chuyển các khối đá của công nhân ngày xưa. Họ tính toán rằng nếu không sử dụng nước ấm (ảnh trên) thì sẽ phải cần đến 338 người đàn ông để kéo một khối đá nặng 123 tấn đi trong 10 mét (phía trên). Nhưng sử dụng nước ấm để bôi trơn các đường băng, chỉ cần 46 người đàn ông để di chuyển khối đá này (ảnh dưới) với cùng quãng đường đó.

Các chuyên gia đến từ hai trường đại học ở Bắc Kinh và Đại học Princeton ở Mỹ tin rằng vào ngày đó, cứ mỗi khoảng cách 500 mét, các công nhân lại đào một giếng nhỏ dọc theo các con đường tự làm để lấy nước, sau đó họ rót nước đó để tạo thành đường băng trong mùa đông, cũng như làm trơn các con đường. Người ta tin rằng các nhóm công nhân đã tự mình kéo những tảng đá khổng lồ này.

Các kỹ sư đã tính toán mức độ ma sát mà các phương pháp di chuyển đá khác nhau sẽ tạo ra, bao gồm cả việc sử dụng con lăn – thứ mà người ta tin là đã được sử dụng trong các phương pháp di chuyển đá ngày xưa. Các tính toán của họ cho thấy phương pháp trượt đá qua băng và dùng nước để bôi trơn đường là cách làm hiệu quả nhất.

Nhóm các kỹ sư nghiên cứu nói rằng, mùa đông ở Bắc Kinh cách đây 600 năm đủ lạnh để khiến các con đường đóng băng, nhưng lại lạnh đến mức nếu chỉ có băng sẽ không đủ sức bôi trơn lớp nước phía dưới các xe trượt bằng gỗ được dùng để chở đá và bề mặt của các con đường băng. Tuy nhiên, họ tin rằng con người ngày xưa đã rót một lượng nước ấm trên băng đủ để băng vẫn lỏng và giúp họ trượt xe dễ dàng hơn.


Những công nhân Trung Quốc thế kỷ 15 đã có cách làm tuyệt vời để di chuyển những khối đá khổng lồ trong công trình xây dựng Tử Cấm Thành nổi tiếng của Trung Quốc. các kỹ sư đã nghiên cứu và phát hiện ra một hệ thống gồm các giếng nước và các con đường băng được dùng để những khối đá khổng lồ này trượt và dễ dàng di chuyển, hiệu quả hơn bất kỳ biện pháp di chuyển nào khác thời đó.

Các kỹ sư cũng đã tính toán rằng nếu không dùng nước ấm, phải có 338 người mới kéo nổi một tảng đá nặng 123 tấn đi khoảng 10 mét. Tuy nhiên, nếu dùng nước ấm để bôi trơn đường băng, chỉ cần đến 46 người để kéo khối đá nặng tương đương di chuyển trong 10 mét.

Trọng lượng và kích thước của đá dùng trong các phép tính toán ở trên xuất phát từ một tài liệu được viết từ năm 1557, sau khi dự án kiến trúc khổng lồ này kết thúc. Theo tài liệu này, các công nhân ngày xưa đã vận chuyển đá đi trong 43 dặm (gần 70km).

Các kỹ sư ngày nay tin rằng, việc kéo các xe trượt trên đường băng được bôi trơn bằng nước là một phương pháp hiệu quả hơn so với việc lăn đá trên các con lăn.

Trong nghiên cứu đã được xuất bản trên báo Proceedings của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, các nhà nghiên cứu cho biết hệ số ma sát khi sử dụng con lăn dọc trên đường là 0,2 - 0,4, trong khi sử dụng phương pháp dùng nước và đường băng, hệ số ma sát giảm xuống chỉ còn 0,02.

Các chuyên gia cũng nói, trượt xe trượt dễ dàng hơn sử dụng con lăn vì xe trượt dễ tạo ra đường băng trơn tru hơn. Theo các kỹ sư, ngày đó, các loại xe có bánh (thô sơ) không thể chịu nổi sức nặng của những tảng đá lớn. Ngoài ra, con người và những con đường băng cũng đáng tin cậy hơn so với xe kéo và những con la, đặc biệt khi các kiến trúc sư của Tử Cấm Thành luôn lo lắng cho sự an toàn của những khối đá đắt tiền.


Các kỹ sư nghiên cứu nói rằng mùa đông ở Bắc Kinh cách đây 600 năm đủ lạnh để khiến các con đường đóng băng, nhưng lại lạnh đến mức nếu chỉ có băng sẽ không đủ sức bôi trơn. Tuy nhiên, họ tin rằng con người ngày xưa đã rót một lượng nước ấm trên băng để giúp họ trượt đá dễ dàng hơn.

Tử Cấm Thành được xây dựng từ năm 1406 đến 1420

Tử Cấm Thành là hoàng cung của Trung Quốc từ thời nhà Minh đến cuối thời nhà Thanh. Tử Cấm Thành ở trung tâm Bắc Kinh, Trung Quốc và hiện là Viện Bảo tàng Hoàng cung. Trong thời gian gần 500 năm, Tử Cấm Thành là nhà của các hoàng đế và các thành phần hoàng thân quốc thích. Được xây dựng từ năm 1406 đến 1420, công trình này bao gồm 980 tòa nhà và có tổng diện tích lên tới 720.000 mét vuông.

Tử Cấm Thành nằm ở Kinh Thành (Imperial City) trong Triều đại Nguyên-Mông, nhưng khi thành lập triều đại nhà Minh, Hoàng đế đã dời đô từ Bắc Kinh ở phía Bắc lên Nam Ninh ở phía Nam và ra lệnh đốt cháy các cung điện của nhà Nguyên.

Khi Chu Lệ trở thành Hoàng đế Vĩnh Lạc, ông đã chuyển đô về Bắc Kinh và bắt đầu công trình xây dựng Tử Cấm Thành vào năm 1406. Công trình xây dựng này kéo dài 14 năm và cần đến hơn 1 triệu công nhân.

Vật liệu sử dụng bao gồm toàn bộ các loại gỗ quý Nam Mộc (Phoebe Zhennan) trong các khu rừng rậm phía tây nam Trung Quốc, và một khối lượng lớn đá cẩm thạch lấy từ các mỏ đá gần Bắc Kinh. Các tòa lâu đài đều được lát bằng "gạch vàng".