Древнеримская технология представляет собой совокупность приемов, навыков, методов, процессов и инженерных практик, которые поддерживали римскую цивилизацию и сделали возможным расширение экономики и военного потенциала Древнего Рима (753 г. до н.э. – 476 г. н.э.).
Римская империя была одной из самых технологически развитых цивилизаций древности, некоторые из наиболее передовых концепций и изобретений были забыты в бурные эпохи поздней античности и раннего средневековья . Постепенно некоторые технологические достижения римлян были заново открыты и/или улучшены в Средние века и начале Нового времени ; некоторые из них были в таких областях, как гражданское строительство, строительные материалы, транспортные технологии, а некоторые изобретения, такие как механическая жатка , не были улучшены до 19 века. Римляне достигли высокого уровня технологий во многом потому, что они заимствовали технологии у греков , этрусков , кельтов и других.
Имея ограниченные источники энергии, римлянам удалось построить впечатляющие сооружения, некоторые из которых сохранились и по сей день. Долговечность римских сооружений, таких как дороги, плотины и здания, объясняется строительными методами и методами, которые они использовали в своих строительных проектах. Рим и его окрестности содержали различные типы вулканических материалов, с которыми римляне экспериментировали при создании строительных материалов, в частности, цемента и раствора. [1] Наряду с бетоном римляне использовали камень, дерево и мрамор в качестве строительных материалов. Они использовали эти материалы для строительства объектов гражданского строительства для своих городов и транспортных устройств для сухопутных и морских путешествий.
Война была неотъемлемой частью римского общества и культуры. Военные использовались не только для территориального приобретения и обороны, но и как инструмент для гражданских администраторов, чтобы помочь в укомплектовании провинциальных правительств и содействии в строительных проектах. [2] Римляне переняли, улучшили и разработали военные технологии для пехоты, кавалерии и осадных орудий для сухопутных и морских условий.
Помимо военной инженерии, римляне также внесли значительный вклад в медицинские технологии . [3]
Самыми доступными источниками энергии для древних были человеческая и животная сила. Механические устройства были разработаны для помощи в манипулировании объектами, которые превосходили человеческую силу - одним из таких устройств был ворот , который использовал канаты и блоки для манипулирования объектами. Устройство приводилось в действие несколькими людьми, толкающими или тянущими за ручные шипы, прикрепленные к цилиндру.
Человеческая сила также была фактором движения кораблей, особенно военных. Хотя паруса, приводимые в движение ветром, были доминирующей формой энергии в водном транспорте , гребля часто использовалась военными судами во время боевых сражений. [4]
Основным применением животной силы была транспортировка. Несколько видов животных использовались для различных задач. Будучи сильными и дешевыми в содержании, волы использовались для ведения сельского хозяйства и перевозки больших масс товаров. Если требовалась скорость, использовались лошади. Основной средой, требующей скорости, было поле боя, причем лошади использовались в кавалерии и разведывательных отрядах. Для перевозки пассажиров или легких грузов обычно использовались ослы или мулы, поскольку они были быстрее волов и дешевле лошадей в плане корма. Помимо использования в качестве средства передвижения, животные также использовались для работы роторных мельниц. За пределами суши была обнаружена схема судна, приводимого в движение животными. Работа, известная как Anonymous De rebus bellicis, описывает судно, приводимое в движение волами. В ней волы прикреплены к ротору, движущемуся по кругу на полу палубы, вращающему два гребных колеса, по одному с каждой стороны судна. Вероятность того, что такой корабль когда-либо был построен, невелика из-за непрактичности управления животными на плавсредстве. [4]
Энергия из воды вырабатывалась с помощью водяного колеса . Водяное колесо имело две общие конструкции: нижнее и верхнее. Нижнее водяное колесо вырабатывало энергию за счет естественного потока проточной воды, толкающего погруженные лопасти колеса. Верхнее водяное колесо вырабатывало энергию за счет потока воды по его ковшам сверху. Обычно это достигалось путем строительства акведука над колесом. Хотя можно сделать верхнее водяное колесо на 70 процентов более эффективным, чем нижнее, нижнее колесо, как правило, было предпочтительным водяным колесом. Причина в том, что экономические затраты на строительство акведука были слишком высоки по сравнению с умеренной выгодой от того, что водяное колесо вращалось быстрее. Основной целью водяных колес было вырабатывать энергию для фрезерных работ и поднимать воду выше естественной высоты системы. Существуют также доказательства того, что водяные колеса использовались для питания работы пил, хотя сохранилось лишь скудное описание таких устройств. [4]
Энергия ветра использовалась в работе судов с помощью парусов. Ветряные мельницы, по-видимому, не были созданы в древние времена. [4]
Римляне использовали Солнце как пассивный источник солнечного тепла для зданий, таких как бани. Термы строились с большими окнами, выходящими на юго-запад, где Солнце находится в самое жаркое время дня. [5]
Генерация энергии с помощью пара оставалась теоретической в римском мире. Герон Александрийский опубликовал схемы парового устройства, вращавшего шар на оси. Устройство использовало тепло из котла, чтобы проталкивать пар через систему труб к шару. Устройство производило около 1500 оборотов в минуту, но никогда не было бы практичным в промышленных масштабах, поскольку рабочая сила, необходимая для эксплуатации, топлива и поддержания тепла устройства, стоила бы слишком дорого. [4]
Римская технология в значительной степени основывалась на системе ремесел. Технические навыки и знания содержались в определенной профессии, например, каменщики. В этом смысле знания обычно передавались от мастера-торговца к ученику-торговцу. Поскольку существует лишь несколько источников, из которых можно черпать техническую информацию, предполагается, что торговцы держали свои знания в секрете. Витрувий , Плиний Старший и Фронтин — одни из немногих писателей, которые опубликовали техническую информацию о римской технологии. [5] Существовал корпус руководств по базовой математике и науке, таких как многочисленные книги Архимеда , Ктесибия , Герона (он же Герон Александрийский) , Евклида и так далее. Не все руководства, которые были доступны римлянам, сохранились, как показывают утраченные работы .
Римляне создавали огнестойкую древесину, покрывая ее квасцами . [ 6]
Идеально было добывать камни из карьеров, которые были расположены как можно ближе к месту строительства, чтобы сократить расходы на транспортировку. Каменные блоки формировались в карьерах путем пробивки отверстий в ряды на желаемой длине и ширине. Затем в отверстия забивались деревянные клинья. Затем отверстия заполнялись водой, чтобы клинья разбухали с достаточной силой, чтобы вырезать каменный блок из земли. Были найдены блоки размером 23 ярда на 14 футов на 15 футов, весом около 1000 тонн. Есть свидетельства того, что пилы были разработаны для резки камня в имперскую эпоху. Первоначально римляне использовали пилы, приводимые в действие рукой, чтобы резать камень, но позже разработали камнерезные пилы, приводимые в действие водой. [6]
Соотношение смеси римских известковых растворов зависело от того, где был добыт песок для смеси. Для песка, собранного в реке или море, соотношение смеси было следующим: две части песка, одна часть извести и одна часть измельченных ракушек. Для песка, собранного дальше от побережья, соотношение было следующим: три части песка и одна часть извести. Известь для растворов готовилась в известковых печах, которые представляли собой подземные ямы, предназначенные для защиты от ветра. [6]
Другой тип римского раствора известен как пуццолановый раствор. Пуццолан — это вулканическое глинистое вещество, находящееся в Неаполе и его окрестностях. Соотношение смеси для цемента составляло две части пуццолана и одну часть известкового раствора. Благодаря своему составу пуццолановый цемент мог формироваться в воде и, как было обнаружено, был таким же твердым, как и естественная формирующаяся горная порода. [6]
Краны использовались для строительных работ и, возможно, для загрузки и разгрузки судов в портах, хотя для последнего использования, согласно «современному уровню знаний», все еще нет никаких доказательств. [7] Большинство кранов были способны поднимать около 6–7 тонн груза, и, согласно рельефу, изображенному на колонне Траяна, работали с помощью гусеничного колеса .
Римляне проектировали Пантеон, думая о концепциях красоты, симметрии и совершенства. Римляне включили эти математические концепции в свои проекты общественных работ. Например, концепция совершенных чисел использовалась в проекте Пантеона, встраивая 28 сундуков в купол. Совершенное число — это число, множители которого складываются сами с собой. Так, число 28 считается совершенным числом, потому что его множители 1, 2, 4, 7 и 14 в сумме дают 28. Совершенные числа встречаются крайне редко, и для каждого количества цифр существует только одно число (одно для однозначных, двузначных, трехзначных, четырехзначных и т. д.). Воплощение математических концепций красоты, симметрии и совершенства в структуру передает техническую сложность римских инженеров. [8]
Римский бетон был необходим для проектирования Пантеона. Раствор, используемый при строительстве купола, состоит из смеси извести и вулканического порошка, известного как пуццолана. Бетон подходит для использования при возведении толстых стен, поскольку он не требует полного высыхания для затвердевания. [9]
Строительство Пантеона было масштабным начинанием, требующим большого количества ресурсов и человеко-часов. Делейн оценивает общее количество рабочей силы, необходимой для строительства Пантеона, примерно в 400 000 человеко-дней. [10]
Хотя собор Святой Софии был построен после падения Западной империи, его строительство включало строительные материалы и методы, характерные для Древнего Рима. Здание было построено с использованием пуццоланового раствора. Доказательством использования этого вещества является провисание арок конструкции во время строительства, поскольку отличительной чертой пуццоланового раствора является большое количество времени, необходимое для его затвердевания. Инженерам пришлось удалить декоративные стены, чтобы дать раствору затвердеть. [11]
Пуццолановый раствор, используемый при строительстве собора Святой Софии, не содержит вулканического пепла, а вместо этого измельченную кирпичную пыль. Состав материалов, используемых в пуццолановом растворе, приводит к повышению прочности на разрыв. Раствор, состоящий в основном из извести, имеет прочность на разрыв примерно 30 фунтов на квадратный дюйм, тогда как пуццолановый раствор с использованием измельченной кирпичной пыли имеет прочность на разрыв 500 фунтов на квадратный дюйм. Преимущество использования пуццоланового раствора при строительстве собора Святой Софии заключается в повышении прочности швов. Швы из раствора, используемые в конструкции, шире, чем можно было бы ожидать в типичной конструкции из кирпича и раствора. Факт широких швов из раствора говорит о том, что проектировщики собора Святой Софии знали о высокой прочности раствора на разрыв и соответствующим образом ее учли. [11]
Римляне построили многочисленные акведуки для подачи воды. Сам город Рим снабжался одиннадцатью акведуками из известняка, которые снабжали город более чем 1 миллионом кубических метров воды каждый день, что достаточно для 3,5 миллионов человек даже в наше время, [12] и общей длиной 350 километров (220 миль). [13]
Вода внутри акведуков зависела полностью от силы тяжести. Поднятые каменные каналы, по которым текла вода, были слегка наклонными. Вода поступала прямо из горных источников. После прохождения акведука вода собиралась в баки и подавалась по трубам в фонтаны, туалеты и т. д. [14]
Главными акведуками Древнего Рима были Аква Клавдия и Аква Марция . [15] Большинство акведуков были построены под поверхностью, и только небольшие участки над землей поддерживались арками. [16] Самый длинный римский акведук, длиной 178 километров (111 миль), традиционно считался тем, который снабжал город Карфаген . Сложная система, построенная для снабжения Константинополя, имела самый дальний источник снабжения, расположенный на расстоянии более 120 км по извилистому маршруту длиной более 336 км. [17]
Римские акведуки были построены с исключительно малыми допусками и по технологическому стандарту, который не был достигнут до наших дней. Работая исключительно за счет силы тяжести , они очень эффективно транспортировали очень большие объемы воды. Иногда, когда приходилось пересекать впадины глубиной более 50 метров, использовались перевернутые сифоны, чтобы заставить воду подниматься вверх. [16] Акведук также поставлял воду для колес-переходников в Барбегале в Римской Галлии , комплексе водяных мельниц, провозглашенном «наибольшей известной концентрацией механической энергии в древнем мире». [18]
Однако римские акведуки вызывают в памяти образы воды, проходящей большие расстояния по арочным мостам; только 5 процентов воды, транспортируемой по системам акведуков, проходило по мостам. Римские инженеры работали над тем, чтобы сделать маршруты акведуков максимально практичными. На практике это означало проектирование акведуков, которые текли по уровню земли или ниже уровня поверхности, поскольку они были более экономически эффективными, чем строительство мостов, учитывая, что стоимость строительства и обслуживания мостов была выше, чем у поверхностных и подземных возвышений. Акведуки часто нуждались в ремонте и годами простаивали. Кража воды из акведуков была частой проблемой, что приводило к трудностям в оценке количества воды, протекающей по каналам. [19] Чтобы предотвратить эрозию каналов акведуков, использовалась штукатурка, известная как opus signinum. [5] Штукатурка включала измельченную терракоту в типичной римской смеси раствора из пуццолановой породы и извести. [20]
Римляне построили плотины для сбора воды, такие как плотины Субиако , две из которых питали Анио Новус , один из крупнейших акведуков Рима . Они построили 72 плотины только в одной стране, Испании , и многие другие известны по всей Империи, некоторые из которых все еще используются. В одном месте, Монтефурадо в Галисии , они, по-видимому, построили плотину через реку Силь, чтобы обнажить россыпные месторождения золота в русле реки. Место находится недалеко от впечатляющего римского золотого рудника Лас-Медулас . Известно несколько земляных плотин из Британии , включая хорошо сохранившийся пример из римского Ланчестера, Лонговициум , где он, возможно, использовался в промышленном кузнечном деле или плавке , судя по кучам шлака, найденным на этом месте в северной Англии. Резервуары для хранения воды также распространены вдоль систем акведуков, и многочисленные примеры известны только из одного места, золотых рудников в Долаукоти на западе Уэльса . Каменные плотины были распространены в Северной Африке и обеспечивали надежное водоснабжение из вади за многими поселениями.
Римляне строили плотины для хранения воды для орошения. Они понимали, что водосбросы были необходимы для предотвращения эрозии земляных берегов. В Египте римляне переняли у набатеев технологию водоснабжения, известную как орошение вади . Вади были технологией, разработанной для сбора больших объемов воды, образующейся во время сезонных наводнений, и хранения ее для вегетационного периода. Римляне успешно развили эту технологию далее для более крупных масштабов. [19]
Римляне не изобретали водопровод или туалеты, а вместо этого заимствовали систему утилизации отходов у своих соседей, в частности минойцев. [21] Система утилизации отходов не была новым изобретением, а существовала с 3100 г. до н. э., когда она была создана в долине реки Инд [22] Римские общественные бани , или термы, выполняли гигиенические, социальные и культурные функции. Бани содержали три основных помещения для купания. Раздевшись в аподитериуме или раздевалке, римляне отправлялись в тепидарий или теплую комнату. В умеренном сухом тепле тепидария некоторые выполняли разминочные упражнения и растягивались, в то время как другие натирались маслом сами или заставляли рабов натирать их маслом. Главной целью тепидария было способствовать потоотделению для подготовки к следующей комнате, кальдариуму или горячей комнате. Кальдарий, в отличие от тепидария, был чрезвычайно влажным и горячим. Температура в кальдариуме могла достигать 40 градусов по Цельсию (104 градуса по Фаренгейту). Во многих из них были паровые бани и фонтан с холодной водой, известный как лабрум . Последняя комната была фригидариумом или холодной комнатой, в которой предлагалась холодная ванна для охлаждения после кальдариума. У римлян также были туалеты со смывом .
Сдерживание тепла в помещениях было важным в работе бань, чтобы избежать простуды посетителей. Чтобы двери не оставались открытыми, дверные стойки устанавливались под наклоном, чтобы двери автоматически закрывались. Другим методом повышения эффективности использования тепла было использование деревянных скамеек вместо камня, так как дерево проводит меньше тепла. [23]
Римляне в первую очередь строили дороги для своих военных. Их экономическое значение, вероятно, также было значительным, хотя движение повозок часто запрещалось на дорогах, чтобы сохранить их военную ценность. В общей сложности было построено более 400 000 километров (250 000 миль) дорог, 80 500 километров (50 000 миль) из которых были вымощены камнем. [24]
Правительство регулярно размещало вдоль дорог промежуточные станции, предоставляющие прохладительные напитки. Также поддерживалась отдельная система сменных станций для официальных и частных курьеров. Это позволяло посылке проходить максимум 800 километров (500 миль) за 24 часа, используя эстафету лошадей.
Дороги строились путем рытья котлована по всей длине предполагаемого маршрута, часто до коренной породы . Сначала котлован заполнялся камнями, гравием или песком, а затем слоем бетона. Наконец, они были вымощены полигональными каменными плитами. Римские дороги считаются самыми передовыми дорогами, построенными до начала 19 века. Мосты строились через водные пути. Дороги были устойчивы к наводнениям и другим экологическим опасностям. После падения Римской империи дороги все еще были пригодны для использования и использовались более 1000 лет.
Большинство римских городов имели форму квадрата. Было 4 главных дороги, ведущих к центру города, или форуму. Они образовывали форму креста, и каждая точка на краю креста была воротами в город. С этими главными дорогами соединялись меньшие дороги, улицы, где жили люди.
Римские мосты строились из камня и/или бетона и использовали арку . Построенный в 142 г. до н. э., Pons Aemilius , позже названный Ponte Rotto (сломанный мост), является старейшим римским каменным мостом в Риме, Италия. Самым большим римским мостом был мост Траяна через нижний Дунай, построенный Аполлодором Дамасским , который на протяжении более тысячелетия оставался самым длинным мостом, когда-либо построенным как по общей длине, так и по длине пролета. Большую часть времени они находились на высоте не менее 60 футов (18 м) над водоемом.
Римские повозки имели много назначений и были разных форм. Грузовые повозки использовались для перевозки товаров. Бочковые повозки использовались для перевозки жидкостей. Повозки имели большие цилиндрические бочки, уложенные горизонтально, их верх был обращен вперед. Для перевозки строительных материалов, таких как песок или грунт, римляне использовали повозки с высокими стенками. Также использовались повозки общественного транспорта, некоторые из которых были спроектированы со спальными местами для шести человек. [25]
Римляне разработали рельсовую грузовую систему для перевозки тяжелых грузов. Рельсы состояли из канавок, врезанных в существующие каменные дороги. Тележки, используемые в такой системе, имели большие блочные оси и деревянные колеса с металлическими кожухами. [25]
Тележки также содержали тормоза, упругие подвески и подшипники. Упругие подвесные системы использовали кожаные ремни, прикрепленные к бронзовым опорам, чтобы подвешивать повозку над осями. Система помогала создать более плавную езду, уменьшая вибрацию. Римляне переняли подшипники, разработанные кельтами. Подшипники уменьшали вращательное трение, используя грязь для смазки каменных колец. [25]
Римляне также широко использовали акведуки в своих обширных горнодобывающих операциях по всей империи, некоторые участки, такие как Лас-Медулас на северо-западе Испании, имели по крайней мере 7 основных каналов, входящих в шахту. Другие участки, такие как Долаукоти на юге Уэльса, питались по крайней мере пятью литами , все из которых вели к резервуарам и бакам или цистернам высоко над нынешним карьером. Вода использовалась для гидравлической добычи , где потоки или волны воды высвобождались на склоне холма, сначала для того, чтобы обнаружить любую золотоносную руду, а затем для обработки самой руды. Обломки горных пород можно было смыть с помощью затухания , а вода также использовалась для тушения пожаров, созданных для разрушения твердой породы и жил, метод, известный как поджигание .
Россыпные месторождения золота можно было разрабатывать и извлекать золото без необходимости дробления руды. Промывочные столы были установлены под резервуарами для сбора золотой пыли и любых присутствующих самородков. Жильное золото требовало дробления, и они, вероятно, использовали дробильные или штамповочные мельницы, работающие на водяных колесах, чтобы измельчать твердую руду перед промывкой. Большое количество воды также требовалось при глубокой добыче для удаления отходов и питания примитивных машин, а также для промывки измельченной руды. Плиний Старший дает подробное описание добычи золота в книге xxxiii своей Naturalis Historia , большая часть которого была подтверждена археологией . То, что они использовали водяные мельницы в больших масштабах в других местах, подтверждается мельницами в Барбегале на юге Франции и на Яникуле в Риме .
Военные технологии римлян варьировались от личного снаряжения и вооружения до смертоносных осадных машин.
Пилум (копье): Римское тяжелое копье было любимым оружием легионеров и весило приблизительно пять фунтов/2,25 килограмма. [26] Инновационный дротик был разработан для использования только один раз и уничтожался при первом использовании. Эта способность не позволяла противнику повторно использовать копья. Все солдаты носили две версии этого оружия: основное копье и резервное. Твердый брусок дерева в середине оружия обеспечивал легионерам защиту рук при ношении устройства. По словам Полибия , у историков есть записи о том, «как римляне бросали свои копья, а затем атаковали мечами». [27] Эта тактика, по-видимому, была обычной практикой среди римской пехоты.
Хотя тяжелые, сложные доспехи были не редкостью ( катафракты ), римляне усовершенствовали относительно легкие, полные доспехи для туловища из сегментированных пластин ( lorica segmentata ). Эти сегментированные доспехи обеспечивали хорошую защиту жизненно важных зон, но не покрывали столько тела, как lorica hamata или кольчуга. lorica segmentata обеспечивала лучшую защиту, но пластинчатые полосы были дорогими и сложными в производстве и ремонте в полевых условиях. Как правило, кольчуга была дешевле, проще в производстве и обслуживании, была универсальной и более удобной для ношения; таким образом, она оставалась основной формой доспехов даже во времена использования lorica segmentata .
Testudo — тактический военный маневр, изначально применявшийся в Риме. Тактика была реализована путем поднятия щитов отрядами для защиты от вражеских снарядов, сыпавшихся на них. Стратегия работала только в том случае, если каждый член testudo защищал своего товарища. Обычно использовавшаяся во время осадных сражений, «абсолютная дисциплина и синхронизация, необходимые для формирования Testudo», была свидетельством способностей легионеров. [28] Testudo, что на латыни означает «черепаха», «не было нормой, а скорее принималось в определенных ситуациях для борьбы с определенными угрозами на поле боя». [28] Греческая фаланга и другие римские формирования были источником вдохновения для этого маневра.
Римское кавалерийское седло имело четыре рога [1] и, как полагают, было скопировано с кельтских .
Римские осадные машины, такие как баллисты , скорпионы и онагры, не были уникальными, но римляне, вероятно, были первыми, кто поставил баллисты на повозки для лучшей мобильности в походах. На поле боя, как полагают, они использовались для уничтожения вражеских лидеров. Есть один рассказ об использовании артиллерии в бою от Тацита, Истории III,23:
Вступив в бой, они отбросили врага, но были отброшены сами, так как вителлийцы сосредоточили свою артиллерию на возвышенной дороге, чтобы иметь свободную и открытую местность для стрельбы; их предыдущие выстрелы были рассеяны и поражали деревья, не причиняя вреда врагу. Огромная баллиста, принадлежавшая Пятнадцатому легиону, начала наносить большой вред линии флавианцев огромными камнями, которые она метала; и это вызвало бы обширные разрушения, если бы не великолепная храбрость двух солдат, которые, взяв несколько щитов у убитых и таким образом замаскировавшись, перерезали веревки и пружины машины . [29]
В дополнение к инновациям в сухопутной войне, римляне также разработали corvus (абордажное устройство) — подвижный мост, который мог прикрепляться к вражескому кораблю и позволять римлянам высаживаться на вражеское судно. Разработанный во время Первой Пунической войны, он позволил им применить свой опыт сухопутной войны на море. [29]
Хотя основные артиллерийские изобретения были, в частности, основаны греками, Рим увидел возможность в способности улучшить эту дальнобойную артиллерию. Крупные артиллерийские орудия, такие как карробаллисты и онагры, бомбардировали вражеские линии, прежде чем пехота начинала полноценную наземную атаку. Манубаллиста «часто описывается как самая совершенная двухплечая торсионная машина, используемая римской армией». [28] Оружие часто выглядит как установленный арбалет, способный стрелять снарядами. Аналогично, онагр, «названный в честь дикого осла из-за его «удара», был более крупным оружием, способным метать большие снаряды в стены или форты. [28] Оба были очень эффективными военными машинами и использовались римской армией.
Гелеполис был транспортным средством, используемым для осады городов. У транспортного средства были деревянные стены, чтобы защищать солдат, пока их перевозили к стенам противника. Достигнув стен, солдаты высаживались на вершине 15-метровой конструкции и спускались на валы противника. Чтобы быть эффективным в бою, гелеполис был спроектирован как самоходный. Самоходные транспортные средства работали с использованием двух типов двигателей: внутреннего двигателя, приводимого в действие людьми, или двигателя противовеса, приводимого в действие силой тяжести. Двигатель, приводимый в действие человеком, использовал систему канатов, соединявших оси с кабестаном. Было подсчитано, что для вращения кабестана потребовалось бы не менее 30 человек, чтобы превзойти силу, необходимую для перемещения транспортного средства. Возможно, вместо одного кабестана использовались два, что сократило количество людей, необходимых на один кабестан, до 16, в общей сложности для приведения в действие гелеполиса их было 32. Двигатель противовеса, приводимый в действие силой тяжести, использовал систему канатов и шкивов для приведения транспортного средства в движение. Канаты были обмотаны вокруг осей, протянуты через систему шкивов, которая соединяла их с противовесом, висящим наверху транспортного средства. Противовесы были сделаны из свинца или ведра, наполненного водой. Свинцовый противовес был заключен в трубу, заполненную семенами, чтобы контролировать его падение. Противовес в виде ведра с водой опорожнялся, когда он достигал дна транспортного средства, поднимался обратно наверх и заполнялся водой с помощью возвратно-поступательного водяного насоса, так что движение снова могло быть достигнуто. Было подсчитано, что для перемещения гелеполиса массой 40000 кг требовался противовес массой 1000 кг. [25]
Первоначально зажигательное оружие, заимствованное у греков в 7 веке н. э., греческий огонь «является одним из немногих изобретений, ужасающая эффективность которого была отмечена» [28] многими источниками. Римские новаторы сделали это и без того смертоносное оружие еще более смертоносным. Его природу часто описывают как «предшественника напалма». [28] Военные стратеги часто использовали это оружие во время морских сражений, а ингредиенты для его изготовления «оставались тщательно охраняемой военной тайной». [28] Несмотря на это, разрушения, причиненные греческим огнем в бою, неоспоримы.
Мобильность для военной силы была важнейшим ключом к успеху. Хотя это не было римским изобретением, поскольку были случаи, когда «древние китайцы и персы использовали плавучий механизм», [28] римские полководцы использовали это новшество с большим успехом в кампаниях. Кроме того, инженеры усовершенствовали скорость, с которой строились эти мосты. Лидеры заставали врасплох вражеские отряды с большим успехом, быстро пересекая в противном случае опасные водоемы. Легкие суда «организовывались и связывались вместе с помощью досок, гвоздей и тросов». [28] Плоты чаще использовались вместо строительства новых импровизированных мостов, что позволяло быстро строить и демонтировать. [30] Целесообразное и ценное новшество понтонного моста также приписывало его успех превосходным способностям римских инженеров.
Хотя в древнем мире практиковались различные уровни медицины, [31] римляне создали или стали пионерами многих инновационных операций и инструментов, которые используются и сегодня, например, кровоостанавливающие жгуты и артериальные хирургические зажимы. [32] Рим также был ответственен за создание первого подразделения полевой хирургии, шаг, который в сочетании с их вкладом в медицину сделал римскую армию силой, с которой приходилось считаться. [32] Они также использовали элементарную версию антисептической хирургии за годы до того, как ее использование стало популярным в 19 веке, и имели очень способных врачей. [32]
Технологии | Комментарий |
---|---|
Абак, римский | Портативный. |
Квасцы | Производство квасцов (KAl(SO 4 ) 2 .12H 2 O) из алунита (KAl 3 (SO 4 ) 2 . (OH) 6 ) археологически подтверждено на острове Лесбос. [33] Это место было заброшено в VII веке, но датируется по крайней мере II веком нашей эры. |
Амфитеатр | См., например, Колизей . |
Многоквартирный дом | См., например, Insula . |
Акведук , настоящая арка | Пон-дю-Гар , Сеговия и т. д. |
Арка , монументальная | |
Баня, монументальная общественная ( Thermae ) | См. например Термы Диоклетиана. |
Книга ( Кодекс ) | Впервые упоминается Марциалом в I веке н. э. Имела много преимуществ перед свитком. |
Латунь | Римляне достаточно хорошо разбирались в цинке , чтобы чеканить латунные монеты; см. сестерций . |
Мост, настоящая арка | См., например, Римский мост Шавиш или мост Севера . |
Мост, сегментарная арка | Известно, что более дюжины римских мостов имеют сегментные (=плоские) арки. Ярким примером был мост Траяна через Дунай, менее известный сохранившийся мост Лимира в Ликии |
Мост, стрельчатая арка | Построенный в ранневизантийскую эпоху , самый ранний известный мост со стрельчатой аркой — это мост Карамагара, датируемый V или VI в. н. э. [34] |
Верблюжья упряжь | Использование верблюдов в плугах зафиксировано в Северной Африке в III веке н.э. [35] |
Камеи | Вероятно, это эллинистическое новшество, например, кубок Птолемеев, но впоследствии перенятое императорами, например, Геммой Августеей , Геммой Клавдией и т. д. |
Чугун | Недавно археологически обнаружен в Валь Габбиа в северной Ломбардии с V и VI веков нашей эры. [36] Это технически интересное новшество, по-видимому, имело мало экономического влияния. Но археологи могли не распознать отличительный шлак, поэтому дата и место этого новшества могут быть пересмотрены. |
Цемент | сорт пуццолана |
Рукоятка кривошипа | Римская железная рукоятка была раскопана в Аугусте Раурике , Швейцария. Часть длиной 82,5 см с рукояткой длиной 15 см пока не имеет неизвестного назначения и датируется не позднее 250 г. н.э. [37] |
Кривошип и шатун | Найдены на нескольких лесопилках с водяным приводом, датируемых концом III ( лесопилка в Иераполе ) и VI вв. н.э. (в Эфесе и Герасе соответственно ). [38] |
Кран, гусеничный | |
Плотина, Арка [39] | В настоящее время лучше всего засвидетельствовано для плотины в Глануме , Франция, датируемой ок. 20 г. до н. э. [40] Сооружение полностью исчезло. Его существование засвидетельствовано по вырезам в скале с обеих сторон, чтобы закрепить стену плотины, которая была 14,7 метров в высоту, 3,9 м толщиной у основания, сужаясь до 2,96 м наверху. Самое раннее описание действия арки в таких типах плотин Прокопием около 560 г. н. э., плотина Дара [41] |
Плотина, Арк-гравитационная | Примерами могут служить изогнутые плотины в Орюкая, [42] Чавдархисар , обе в Турции (и 2-й век) [42] , плотина Кассерин в Тунисе [43] и плотина Пюи Форададо в Испании (2-й–3-й век) [44] |
Плотина, Мост | Банди-Кайсар, построенный римскими военнопленными в Шустаре, Персия, в III веке н. э. [45], представлял собой плотину, совмещенную с арочным мостом, многофункциональное гидравлическое сооружение, которое впоследствии распространилось по всему Ирану. [46] |
Плотина, контрфорс | Засвидетельствовано в ряде римских плотин в Испании, [44] например, в плотине Консуэгра длиной 600 м. |
Плотина, многоарочный контрфорс | Плотина Эспаррагалехо , Испания (I в. н.э.), самая ранняя известная [47] |
Зубные пломбы | Впервые упоминается Корнелием Цельсом в I веке нашей эры. [48] |
Купол , монументальный | См., например, Пантеон . |
Флос Салис | Продукт испарения соли из прудов Dunaliella salina [49], используемый в парфюмерной промышленности (Pliny Nat. Hist. 31,90 ). |
Насос для подачи силы, используемый в пожарной машине | См. изображение направленной насадки |
Выдувание стекла | Это привело к ряду инноваций в использовании стекла. Оконное стекло засвидетельствовано в Помпеях в 79 г. н. э. Во II веке н. э. [50] были введены подвесные стеклянные масляные лампы. Они использовали плавающие фитили и, уменьшая самозатенение, давали больше люменов в направлении вниз. Чашки-клетки (см. фотографию) предположительно были масляными лампами. |
Дихроичное стекло, как в кубке Ликурга . [2] Обратите внимание, что этот материал свидетельствует о неизвестной ранее химии (или ином способе?) для создания наночастиц золота и серебра. | |
Стеклянные зеркала ( Плиний Старший, «Естественная история», 33,130) | |
Холодные парниковые парники | ( Плиний Старший , Naturalis Historia 19.64; Колумелла, Ag. 11.3.52) |
Гидравлида | Водяной орган. Позже также пневматический орган. |
Замалчивание | Описано Плинием Старшим и подтверждено в Долаукоти и Лас-Медуласе. |
Гидравлическая добыча | Описано Плинием Старшим и подтверждено в Долаукоти и Лас-Медуласе. |
Ареометр | Упоминается в письме Синезия |
Гипокауст | Система напольного и настенного отопления. Описана Витрувием |
Нож многофункциональный | [3] |
Маяки | Наиболее сохранившиеся образцы находятся в Дуврском замке и в Башне Геркулеса в Ла-Корунье. |
Кожа, Дубленая | Консервация шкур растительными дубильными веществами была изобретением доримских времен, но не той древности, которую когда-то предполагали. (Тавинг был гораздо более древним.) Римляне были ответственны за распространение этой технологии в областях, где она была ранее неизвестна, таких как Британия и Каср Ибрим на Ниле. В обоих местах эта технология была утеряна, когда римляне ушли. [51] |
Миллс | М. Дж. Т. Льюис приводит убедительные доказательства того, что вертикальные дробильные машины с водяным приводом появились к середине I в. н. э. для валяния , шелушения зерна (Плиний, Nat. Hist. 18,97 ) и дробления руды (археологические свидетельства на золотых рудниках Долаукоти и в Испании). |
Зерновая мельница, роторная. Согласно Морицу (стр. 57), роторные зерновые мельницы не были известны древним грекам, но датируются периодом до 160 г. до н. э. В отличие от возвратно-поступательных мельниц, роторные мельницы можно было легко приспособить к животной или водной силе. Льюис (1997) утверждает, что роторная зерновая мельница датируется V в. до н. э. в западном Средиземноморье. Роторные мельницы, приводимые в движение животными и водой, появились в III в. до н. э. | |
Лесопилка, приводимая в действие водой. Зарегистрирована в 370 году н. э. Засвидетельствована в поэме Авзония «Мозелла». Перевод [4]: « Рувер быстро посылает жернова, чтобы перемолоть зерно, И пронзает пронзительные лезвия пил через гладкие мраморные блоки ». Недавние археологические свидетельства из Фригии, Анатолия, теперь отодвигают дату на 3 век н. э. и подтверждают использование рукоятки на лесопилке. [52] | |
Корабельная мельница (хотя она была небольшой, общепринятым термином является «корабельная мельница», а не лодочная мельница, вероятно, потому, что всегда была палуба и, как правило, закрытая надстройка, чтобы мука не подвергалась воздействию сырости), где водяные колеса прикреплялись к лодкам , впервые упоминается в Риме в 547 г. н. э. в «Готских войнах » Прокопия Кесарийского ( 1.19.8–29), когда там был осажден Велисавр . | |
Основы парового двигателя | К концу III в. н. э. римским инженерам были известны все основные элементы для создания парового двигателя: сила пара (в эолипиле Герона ) , кривошипно-шатунный механизм (в лесопилке в Иераполе ), цилиндр и поршень (в металлических силовых насосах), обратные клапаны (в водяных насосах) и зубчатая передача (в водяных мельницах и часах) [53] |
Водяная мельница . Улучшения более ранних моделей. Для самого большого известного мельничного комплекса см. Барбегал | |
Позолота ртути | как в « Лошадях Сан-Марко» |
Газета, элементарная | См. Acta Diurna . |
Одометр | |
Колесные лодки | In de Rebus Bellicis (возможно, только на бумаге). |
Олово | Упоминается Плинием Старшим ( Naturalis Historia 34, 160–1). Сохранившиеся образцы в основном романо-британские 3-го и 4-го веков, например, [5] и [6]. Римский пьютер имел широкий диапазон пропорций олова, но преобладали пропорции 50%, 75% и 95% (Beagrie 1989). |
Озеро удовольствий | Искусственный водоем, весьма необычный тем, что он предназначался скорее для рекреационных, чем для утилитарных целей, был создан в Субиако , Италия, для императора Нерона (54–68 гг. н. э.). Плотина оставалась самой высокой в Римской империи (50 м), [54] и в мире до ее разрушения в 1305 г. [55] |
Плуг | |
с железным лезвием (гораздо более древнее нововведение (например, Библия; 1 Царств 13, 20–1), которое стало гораздо более распространенным в римский период) | |
колесный ( Плиний Старший Naturalis Historia 18. 171–3) (Более важен для Средних веков, чем для нашей эпохи.) | |
Керамика, полированная | т.е. самосская посуда |
Жнец | Ранняя уборочная машина: валлус ( Плиний Старший , Naturalis Historia 18,296, Палладий 7.2.2–4 [7]) |
Паруса, продольное вооружение | Введение косого вооружения: 1) латинского паруса, 2) шпритского паруса , последний уже засвидетельствован во II веке до н. э. в северной части Эгейского моря [56] Примечание: нет никаких свидетельств какой-либо комбинации косого вооружения с прямыми парусами на одном и том же римском судне. |
Паруса, латинские | Изображения показывают латинские паруса в Средиземноморье уже во II веке нашей эры. Применялись как четырехугольные, так и треугольные типы. [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [ 65] [66] |
Подшипники качения | Археологические находки на кораблях озера Неми [67] |
Руль, установленный на корме | Посмотрите на изображение, на котором изображено нечто очень похожее на ахтерштевень. |
Колбаса, ферментированная сухая (вероятно) | См . салями . |
Винтовой пресс | Нововведение, появившееся примерно в середине I века н.э. [68] |
Канализация | См. например Cloaca Maxima |
Мыло твердое (натриевое) | Впервые упомянуто Галеном (ранее — калием, мыло — кельтским). |
Винтовая лестница | Хотя первые упоминания о винтовых лестницах относятся к V в. до н. э. в греческом Селинунте , они получили более широкое распространение только после их использования в колонне Траяна и колонне Марка Аврелия . |
Стенография , система | См. Тироновские заметки . |
Карта улиц, ранняя | См. Forma Urbis Romae (мраморный план Севера), резной мраморный план каждой архитектурной особенности Древнего Рима. [69] |
Солнечные часы, переносные | См. Феодосий Вифинский |
Хирургические инструменты , разные | |
Зубные имплантаты, железо | Из археологических свидетельств в Галлии [70] |
Тропа для буксировки | например, рядом с Дунаем, см. «дорогу» на мосту Траяна |
Туннели | Раскопано с обоих концов одновременно. Самый длинный известный сток — 5,6 км (3,5 мили) озера Фучино |
Транспортные средства одноколесные | Засвидетельствовано единственным латинским словом в IV веке н. э. в Scriptores Historiae Augustae Heliogabalus 29. Поскольку это вымысел, доказательства датируются временем его написания. |
Деревянный шпон | Плиний Нац. История 16. 231–2 |
{{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{citation}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )