Đo sông Nile hàng năm dâng nước từ tháng 6 đến tháng 9 tràn ngập hai bên bờ mênh mông nước và phù sa cho nên nảy sinh nhu cầu đo đạc ruộng đất và làm thuỷ lợi. Khoa hình học cổ Ai Cập ra đời. Sau này Thalès (Talét), nhà hình học La Mã cũng học tập và kế thừa thành tựu này. Đó là công thức bình phương cạnh huyền bằng tổng bình phương 2 cạnh trong một tam giác vuông.
Trong sách toán thuộc thời Trung vương quốc (khoảng năm 2000 – 1800 trước Công nguyên) đã diễn đạt đầy đủ hệ số đếm cơ số 10. Và cuối cùng người Ai Cập vẽ một hình người đưa hai tay lên trời tỏ ý sợ hãi để biểu thị số 1.000.000.
Tri thức đại số họ cũng đạt đến trình độ cao như giải phương trình bậc nhất, trong hình học họ không những biết tam giác, tứ giác mà còn biết số pi (pi = 3,1416), thể tích bán cầu.
Người Ai Cập dùng các đơn vị ngón tay, gang tay, bàn chân, khuỷu tay làm đơn vị đo chiều dài. Đặc sắc hơn cả là hình người vẽ trong khung chia thành nhiều ô vuông, xác định kích thước các bộ phận thân thể con người.
Về thiên vãn học, người Ai Cập đã nhận thức được sao Bắc Đẩu, sao Thiên Lang… sớm hơn những dân tộc khác. Làm lịch 365 ngày, mỗi năm 12 tháng, mỗi tháng 30 ngày, cộng thêm 5 ngày lễ cuối năm. Ngay từ thời ấy, khi đặt xác chết của các Pharaoh, các nhà thiên văn đã hướng mắt của các thi thể nhìn lên sao Bắc cực. Đến nay trải qua hơn 3.000 năm, người ta thấy sai số không hơn 1 độ vài phút. Điều đó chứng tỏ trình độ quan trắc thiên văn của người Ai Cập cổ rất tiến bộ.
Y học cũng rất phát triển. Sách thuốc thuộc vương triều Thoutmosis Đệ tam (khoảng năm 1500 – 1450 trước Công nguyên) nói về nhiều cách chữa bệnh. Thành tựu quan trọng nhất là thuật ướp xác.
Ngoài ra, sau này người ta rất phục người Ai Cập cổ về cách tính toán, vận chuyển của họ dựa trên sông Nile và hệ thông đường thuỷ. Điều này được diễn tả trên các tranh vẽ ở bức tường phía Nam đường vào miếu thờ Ounas.
Việc vận chuyển các tháp đài Hatshepsut được vẽ trên hàng hiên phía Nam của bậc thềm dưới ngôi đền thờ hoàng hậu Hatshepsut tại Dier-el-Bahari: hai tháp đài 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.
Vấn đề kỹ thuật hóc búa đặt ra là việc chuyển pho tượng đá khổng lồ xuống thuyền rồi lại bốc lên bờ thế nào. Khi vận chuyển các tháp đài, người Ai Cập cổ đại đã phải xây những mặt nghiêng để kéo lê những khói đá khổng lồ kia xuống tận kênh được đào riêng để nối mỏ đá với sông Nile. Một phương pháp tương tự như vậy có lẽ đã được dùng để vận chuyển pho tượng khổng lồ Memnòn. Sà lan được chất những khôi gạch đá làm đồ dẫn và nằm chờ ở đáy kênh. Sau đó tháp đài hoặc pho tượng đưực đặt 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.
Trong một bức tranh nổi tiếng, hoạ sĩ thể hiện việc vận chuyển pho tượng khổng lồ của quan Tỉnh trưởng Djehutihotpe bằng xe trượt trong lăng vị quan này tại El-ber-sha. Pho tượng bằng thạch cao tuyết, cao 13 cubít (1 cubít khoảng 50cm) và có lẽ nặng gần 60 tấn, được đặt trên một pho tượng bằng gỗ chằng néo bằng dây thừng, và được 172 người xếp thành bốn hàng kéo đi. Tay cầm một bình nước, một người thự đứng trên bàn chân pho tượng rót nưởc xuống phía trước để xe dễ trượt trên nền đất sét.
Đối với các tháp đài, có lẽ sau khi định hướng bằng dây chằng 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 dây thừng, người ta bắt đầu vớt cát khỏi hố hoặc cho cát chạy qua các khe hở trong thành hồ.
Phi thường nhất là những kỳ công trong việc xây dựng công trình khổng lồ. Ngay dưới triều đại thứ 11, các kiến trúc sư Ai Cập đã biết đến kỹ thuật xây vòm và áp dụng kỹ thuật ấy trong cấu trúc thượng tầng của các lăng. Sự cách tân lớn nhất diễn ra dưới triều vua Djoser (khoảng năm 2630 – 2611 trước Công nguyên; vào đầu triều đại thứ III tại Saqqarah với công trình đồ sộ đầu tiên bằng đá ốp là kim tự tháp bậc, xây trong khoảng 30 năm.
Bài viết liên quan:
Giai đoạn đầu, các tảng đá được 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° khiến cho mặt ngoài của nó đã có sẵn góc nghiêng 72° 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 óp 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 – 54°) 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 ra những vấn đề tổ chức và những khó khăn to lớn về kỹ thuật. Việc tổ chức một số rất đông các loại thợ, khảo sát. Các mỏ đá và khai thác đá, vận chuyển thường xuyên các tảng đá đến công trường và cất giữ chúng, đào tạo thợ đẽo đá, thợ xây, các chuyên viên vận chuyển, kiến trúc sư và đốc công thể hiện tài tổ chức tuyệt vời của chính quyền Ai Cập cổ đại.
Từ kim tự tháp bậc Djoser tới kỳ quan thế giới là kim tự tháp lớn ở Giza đã có những bước tiến rất lớn về trình độ nhận thức.
Kim tự tháp Kheops, 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 hướng Bắc “thực”, người Ai Cập chia độ góc tạo bởi hai đường kẻ nối liền vị trí của người quan sát với vị trí của 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 tháp để xác định chiều dài và dùng một số cung tròn để vẽ góc vuông.
Có nhiều khả năng ban đầu một loạt đường dốc nhỏ được xây chung quanh kim tự tháp để kéo các tảng đá lên đốn độ cao 25 – 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 Kheops cao 146,6m chẳng hạn, xây tới độ cao 100m là đã đặt xong được 96% khối lượng công trình. Việc xây 20 – 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. 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 nhập điền có vẽ cái Chadouf, một loại cần treo điều khiển bằng tay. Công cụ đó rất có thể đã được sử dụng để đưa vật liệu xây dựng lên cao.
Một điều đặc biệt khiến hậu thế ngạc nhiên là người Ai Cập đã biết chế hương liệu từ thảo mộc, phương pháp ép dầu, cách sử dụng các hoá chất tự nhiên như Na2CO3, các chất màu khoáng vật như son, ôxi sắt, minium Pb3O4, cancozit,…
Người Ai Cập cổ cũng đã có nhiều tiến bộ trong ngành dược học, họ đã biết dùng các loại thảo mộc để làm thuốc, biết chế thuốc cao, dầu thơm trang sức. Nhiều tài liệu về thảo mộc, phương pháp ép dầu, cách sử dụng các hoá chất tự nhiên cho thấy người Ai Cập cổ đã biết đến các phương pháp lọc, bay hơi, lên men… Các kim loại như vàng, bạc, đồng, sắt cũng được biết đến từ rất sớm.
Đồ gốm và thuỷ tinh cũng thấy xuất hiện ở Ai Cập. Đồ sành xuất hiện vào thiên niên kỷ thứ II trước Công nguyên. Đồ sành ở Ai Cập cổ cấu tạo từ đất sét, sa thạch, thạch anh và có thành phần khác với đồ sành thông thường ngày nay. Người Ai Cập cổ đã biết cách tráng men lên sành, trong thành phần của men có chứa xút, pôtát hay silicát canxi với một số chất phụ gia để tạo màu.
Như vậy có thể nói, nền văn minh Ai Cập, văn minh sông Nile dù đã lụi tàn nhưng nó không hề bị quên lãng bởi loài người luôn tự hào khi nhớ về nó như một dấu ấn đáng tự hào của một thời đã qua.
Lịch sử các nền văn minh – Hoàng Lê Minh,
