《大众科学》新系列《建造者》带您走进施工现场，揭示那些成就历史上最伟大建筑工程的个体。
看一块印加砖，你会注意到它几乎没有任何传统意义上的砖块特征。没有直角，没有规整的边角。它也不是长方形，而是梯形：一面比另一面更宽、更扁。再看一块。然后另一块。再一块。没有两块完全相同，每一块都是它最初形状的、多边形的复制品。
这些看似随意堆砌的石块，像15世纪的《俄罗斯方块》游戏一样严丝合缝地叠在一起，经受住了500年来的自然和人为灾难。作为前哥伦布时期帝国标志性的建筑风格，这些石块标志着印加人沿着南美洲脊梁骨、绵延2500英里的扩张。这场扩张只用了几十年，由一位名叫帕查库蒂（印第安克丘亚语，“国王”）的九代萨帕·印加人推动。他最令人印象深刻的建筑项目是马丘比丘，这是一座有200栋建筑、依山而建的夏日度假胜地，供统治者及其大家庭使用。但这座世界奇迹只是帕查库蒂精心记录其遗产——以及那些至今仍在帮助我们建造更具韧性城市——的建筑理念之一，他是一块一块地建造起来的。
帕查库蒂于1438年出生，原名库西·尤潘基，他并没有计划自己的权力崛起。当敌人查恩卡族入侵时，他的父亲，当时的国王，以及他的哥哥，未来的统治者，都撤退了。库西·尤潘基不得不独自保卫印加人肥沃的秘鲁山谷。像美洲狮一样形状的王城库斯科，位于两条分叉河流之间一个神圣的地点，查恩卡人想要将这个享有盛誉的地方据为己有。
当查恩卡人向黄金覆盖的太阳神庙（部分是堡垒，部分是神庙）进发时，库西·尤潘基率领他的士兵进行了一场殊死搏斗，以至于战士们脚下的石头仿佛也升起来与他们并肩作战——故事是这样说的。战后，胜利的印加人将他们的领袖重新命名为帕查库蒂，意为“大地撼动者”。在他的哥哥最终被谋杀和父亲去世后，帕查库蒂登上王位，成为库斯科的唯一国王。
他对这个小小的山谷并不满足，于是他开始征服安第斯山脉的大片地区，将土地编织成不断扩张的印加帝国的广阔拼布，在其巅峰时期，帝国从北部的厄瓜多尔基多一直延伸到智利南部塔卡的长长海岸线。印加人在多样的自然生态系统中修建道路，建造城市，从比两极还要干燥的阿塔卡马沙漠，到库斯科的雨林，再到马丘比丘的洪泛区。他们建造的一切，都旨在持久，这得益于帕查库蒂的士兵、工程师和石头。
**在殖民库斯科以外的土地时**，帕查库蒂利用建筑“在景观上留下他们的印记”，洛杉矶加州大学艺术史学家、美洲土著艺术和建筑专家**斯特拉·奈尔（Stella Nair）**说道。由于没有文字，他利用建筑给每一个被征服的村庄打上自己的烙印，提醒潜在的敌人他的力量。“印加人是一个非常小的群体，在100年内，他们征服了南美洲的西部边缘，”奈尔说。“你必须传达你存在于此的观念。”
他们石工的标志是梯形，这种形状赋予了结构非凡的强度。没有现代土方工程机械深入基岩挖地基，也没有先进的冶金技术来增强强度，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承受地震和其他灾害。从单个石块到整个建筑，每个构件底部都比顶部宽，这形成了更坚固的地基。大多数建筑都是单层建筑：建筑越矮胖，越有可能保持稳固。这也是为什么大多数建筑商都避开砂浆：砂浆将砖块粘合在一起，但在地震事件中，一点粘合剂毫无意义。这些巧妙的策略防止了地震损坏，而地震是太平洋构造火环上的一个紧迫问题。
印加建筑的组装出奇地简单。有了多边形石头，就没有必要追求单独完美的立方体。“当你加工石头时，你最脆弱的部分是你的边角，”奈尔说。“如果你试图制作一块长方形的砖块[然后你打碎了一个边角]，你就毁了你的砖块。”相反，一位领班会指导一群石匠将每块新石头的斜面与前一块石头的斜面相匹配。
印加人雕刻石头的 방식模糊了自然与人造的界限。“当他们雕刻石头时，他们会保留足够的表层，以表明其原始形状，”奈尔说。专家认为，这既归因于该文化对景观的敬畏，也归因于他们希望扭曲时间与历史，以显示印加人统治的时间比实际更长。如今，许多土著居民继续以他们祖先的风格建造。这既是对伟大遗产的致敬，也是出于需要：许多后裔——现代秘鲁人——生活贫困，他们的家园由当地石头和自制土坯（西班牙语，“泥砖”）建造而成。
该地区的建筑商继续用精心编织的芦苇屋顶覆盖他们坚固的建筑，尽管它们比他们祖先的要薄得多。根据奈尔的说法，茅草覆盖了建筑的三分之二。有些屋顶是双坡屋顶，有相对的斜坡，而有些是四坡屋顶，四面都向下倾斜。每一个都像一件三维纺织品，通过巧妙的打结（印加人没有钉子）固定在建筑上。
设计也遵循深刻的哲学或精神原则。建筑商根据建筑朝向自然世界来选择场地。“印加人非常注重在哪里可以看到神圣的景观，”奈尔说。山峰、奔腾的泉水和精神上重要的河流不仅是绝佳的景观，而且是决定整个建筑群甚至整个城市形状的要素。
**帕查库蒂选择马丘比丘的地点**，为他的家人和随从建造一个占地广阔的夏日度假胜地，这其中包含了深思熟虑。它坐落在印加文化发源地圣谷，俯瞰着乌鲁班巴河，该河灌溉着一直延伸到库斯科的农田。但选择这个特殊地点给他的建筑师带来了新的挑战。除了常规的地震活动外，安第斯山脉还不断有融水流淌——它从冰川起源地向下倾泻，沿途引发山体滑坡。马丘比丘的雨季大约持续一年中的一半，降雨量是美国大陆年平均降雨量的两倍。“如果你想在一个稳定的地貌上建造，那真是太糟糕了，”奈尔说。但该地点的神圣性，加上它在夏季提供的温和气候，足以让帕查库蒂决心投入这个危险的项目。
为了应对，印加人严格勘测了潜在的建筑地点，并开发了稳定技术。马丘比丘的结构稳定性来自于一系列700个梯田，这些梯田至今仍符合当代挡土墙的岩土工程标准。它们就像一组堆叠的花盆，在水从山上冲下时将其截住。坚固的屏障阻止了土壤侵蚀，将泥土困在里面。这些结构也为种植玉米、南瓜和豆类等农作物提供了平坦的可耕地——这些都是养活国王1200名随从必不可少的。水仍然流入建筑群的中心，因此工程师在皇家城市的墙壁上建造了130个排水孔。
但防止洪水只是建筑师的目标之一。住宅围绕饮用水井聚集。在山顶附近，靠近一条奔腾的泉水，工程师挖了一条运河，储存淡水，然后通过“喷泉阶梯”向下输送。土木工程师**肯·赖特（Ken Wright）**在接受《新星》（Nova）采访时表示，帕查库蒂的宫殿位于最上面的水井处，因此接收到最新鲜的水。公共自来水从那里流下，始终与排水系统分开。该系统每分钟可处理25加仑的水，以适应泉水的高峰流量——赖特估计，印加人在开始建造之前，可能用了一整年的研发阶段来计算这一点。
正是这种周密的规划和严谨的技术，让帕查库蒂和他的子民无论在帝国的哪个角落都能茁壮成长。这就是为什么建筑师、工程师和爱好者至今仍然崇敬印加人的设计。我们在使用的词语中可以看到他们的影响：2010年，欧洲阿尔卑斯山区的气象学家将一种测量山区降雨量的方法命名为“综合现况综合分析”（Integrated Nowcasting through Comprehensive Analysis），简称INCA。
我们思考的方式也越来越多地受到他们的影响。随着安第斯沙漠许多地区干旱加剧，气候变化给该地区带来了更恶劣的天气，研究人员正在重新审视印加人的储水实践，以寻求如何在这个荒凉的未来中生存的启示。在帕查库蒂旅程开始的地方——当代的库斯科，考古学家正在帮助当地人修复蓄水梯田，这些梯田即使在盛夏依然保持湿润。较小的印加策略也有效。通过将砾石重新引入土壤，农民可以在不影响生长的情况下防止山体滑坡。通过转向本地作物，这些作物已经适应了地区气候，他们可以确保比不太耐寒的进口品种更好的收成。
尽管有着悠久而受人尊敬的历史，安第斯山脉的土著居民——这个古老文明的直系后裔——却被忽视了。他们被新建机场、不断发展的连锁酒店以及旅游业的其他隐藏成本所取代。许多人生活贫困。奈尔说，在许多拥有有线电视和YouTube的西方人中，关于马丘比丘外星人起源的奇怪理论比建造这些帝国强大象征的真正印加男女更受欢迎。帕查库蒂的遗产可能铭刻在石头上，但互联网上流传的阴谋论却威胁要抹去他。
