Техника и технологии в античных государствах
Общее. Античностью или античной цивилизацией называют период истории с XII в. до н.э. по 476 г. н.э. В основном под античной цивилизацией понимаются Древняя Греция и Рим. Особенностью античной цивилизации было широчайшее применение рабского труда, что создавало условия для развития науки, искусства и общественной жизни, зато тормозило развитие технических приспособлений и устройств. Дешевая рабочая сила рабов заменяла большинство механизмов и провоцировала застой в технике. Фактически только одна отрасль развивалась и совершенствовалась – военная техника. В течение все античной цивилизации война была непременным явлением жизни античного общества. Войны велись постоянно: ради захвата добычи, новых территорий, а главное – рабов, основы производства Древней Греции и Древнего Рима.
Древняя Греция стала преемницей ранних культур, поэтому многое из технических достижений и изобретений было заимствованно из Египта, Малой Азии. Античная цивилизация существовала в условиях классического рабства, когда раб был основным работником, превращенным в говорящее орудие труда.
Набор машин античности ограничен: водоподъемные механизмы; деревянное водоподъемное колесо, которое вращается с помощью рабов; водоотливное приспособление с «архимедовым винтом», вращаемое рабом. Подъемные машины триспасты применялись в строительстве. Античная цивилизация знала водяную мельницу, но она не получила распространения. Основой античной «энергетики» являлась мускульная сила рабов и тягловая сила животных, с их использованием приводилась в действие механизация Древней Греции и Рима: жернова мельниц и масличных прессов, водоподъемные колеса, колеса для подъема тяжестей и т.д. Исключение составляли военные машины.
Рабский труд и незаинтересованность подневольных работников в результатах труда препятствовали внедрению новых технологий. В таких условиях возможность применения совершенных орудий труда и достижений в области агрономических наук исключалась.
Некоторый прогресс происходил там, где нельзя было применить рабов или возникала потребность в более качественных технологиях. Среди примеров: изобретение и использование муфельных печей, стрижку овец, гончарные горны, обрушение породы и подъемные ручные вороты в горном деле и т.д.
Определенный прогресс отмечается в области литья из меди, бронзы и медных сплавов. При отливке больших статуй был изобретен способ полого литья по восковым моделям. Среди примечательных достижений античности – статуя бога Гелиоса на острове Родос, «Колосс Родосский» III в. до н.э., вошедшая в список семи чудес света. Его высота достигала около 35-38 м.
Античные мастера смогли разработать и на практике применить множество новаций, обоснованных и вычисленных с помощью научных познаний. Для примера достаточно вспомнить сооружения из списка семи чудес света: Александрийский маяк, храм Артемиды в городе Эфес. А водопровод на острове Самос проходил через горный массив, вода текла по километровому искусственному тоннелю, прорубленному сквозь толщу скалы.
Греки создали основные принципы классической архитектуры. Это создание архитектурных ордеров (ионический, дорический, коринфский), как особой организации соотношения несущих и несомых частей здания в балочно-стоечной конструкции. Римляне предпочитали коринфский, тосканский и композитный ордера. Другими достижениями греков было формирование архитектурных стилей, строительство сооружений без связующего материала, новые виды общественных зданий – театр, стадион, ипподром, библиотека, гимнасий, маяк и т.д. Новым словом в градостроительстве было использование регулярной планировки (шахматной), разработанной Гипподамом Милетским.
Ордерная система позволяла придать особую выразительность различным элементам здания. Так сложился единый общегреческий тип храмового здания в форме прямоугольной постройки, со всех сторон обнесенной колоннами. Примером дорической постройки был храм Аполлона в Коринфе, а ионической – храм Артемиды в Эфесе. Знаменитый афинский Парфенон сочетал дорический и ионический стили.
Оригинальным зданием был Александрийский маяк на о. Фарос. Он представлял собой трехступенчатую башню высотой 120 м, внутри которой был спиральный пандус, по которому наверх завозили на ослах горючие материалы. На вершине находился фонарь, где с наступлением темноты разжигался огонь.
Римляне вошли в историю как выдающиеся строители. Основные римские новшества в строительном деле: широкое применение бетона, обожженного кирпича, известкового раствора и сводчатых перекрытий. Вершиной камнетесного дела было сооружение арки и полуциркульного свода из клинчатых каменных блоков, уложенных насухо. В III в. до н.э. в строительной технике римлян было сделано важное открытие – применение пуццоланового раствора, изготовлявшегося из измельченной породы вулканического происхождения. На этом растворе изготовлялся римский бетон. Римляне научились использовать опалубку и строить бетонные сооружения, а в качестве наполнителя использовать щебень. Во II в. н.э. в Риме был построен Пантеон, «Храм всех богов», с литым бетонным куполом диаметром 43 м, он считался самым крупным в мире. Это сооружение стало образцом для архитекторов Нового времени.
Римляне заимствовали многие достижения у своих предшественников-этрусков. Этруски считались отличными металлургами, строителями, мореходами. В число таких приобретений вошли основные виды сооружений, создавших славу римским строителям. Римляне развили идеи этрусков и достигли в них максимальных успехов. Это акведуки и дороги, клоаки и триумфальные арки, форумы и амфитеатры, ирригация болотистой местности, каноны в архитектуре и скульптурном портрете.
Главенствующий принцип целесообразности, практичность и утилитарность отчетливо проявлялись в римской архитектуре. Этрусские традиции в архитектуре и изобретение бетона позволяли римлянам перейти от простых балочных перекрытий к аркам, сводам и куполам. Бурное строительство городов Римского государства, мощный приток и скопление населения в них, густая застройка улиц – все это вынудило городские власти ввести новые принципы градостроительства и позаботиться об элементарных удобствах и развлечениях обитателей Рима. К ним относятся амфитеатры, цирки, стадионы, термы (общественные бани), дворцы императоров и знати. В Риме строили многоквартирные дома – инсулы, которые могли достигать высотой 3-6 и даже 8 этажей.
Для обеспечения водой Рима было построено 11 акведуков-водопроводов, длина некоторых из них достигала 70 км. Ряд арок давал возможность строить многоярусные аркады, внутри которых находились трубы, подающие воду в город. Одним из наиболее оригинальных творений римлян в области общественных зданий были термы – римские бани, которыми пользовались не только с целью гигиены, но и для отдыха, общения. Особенностью терм были керамические трубы для обогревания стен и полов.
Римляне широко использовали цемент и бетон. Из бетона был сооружен фундамент Колизея, крепости, мосты, акведуки, портовые молы, дороги. Колизей стал одним из самых грандиозных сооружений. Здание, предназначенное для гладиаторских боев и травли животных, представляло собой эллипс окружностью 524 м. Стены Колизея имела высоту 50 м и состояли из трех ярусов.
Римские дороги вызывали восхищение у современников и последующих поколений. При их строительстве применялся бетон в сочетании с многоуровневой структурой дорожного полотна. Кроме дорог римляне знамениты своими мостами, среди которых выделяется мост через Дунай, построенный Аполлодором. Знаменитым ученым и инженером римского времени был Витрувий, I в. до н.э. Он написал «Десять книг об архитектуре» ‑ труд о строительстве и различных машинах; в этом труде содержится первое описание водяной мельницы.
Среди технических изобретений Древней Греции можно назвать новшества, которые либо опережали свое время, либо не несли практического значения в условиях рабовладения. Хотя многие из них применяются до сих пор. Такими изобретениями были автоматы Герона Александрийского. Разработанные им модели использовали силу водяного пара или сжатого воздуха. Аэропил (геронов паровой шар) является прототипом современной паровой машины. Использовать это изобретение в античной цивилизации было невозможно, поэтому и оно и многие аналогичные оставались просто игрушками. Некоторые творения Герона оказались применимы, например, автомат для продажи товаров, полезным изобретением Герона стал годометр (измеритель пути).
Ремесло и наука состоят в тесной связи, что заметно в появлении прибора, отмеряющего время. В античности были распространены солнечные часы, водяные, песочные. Античные мастера научились делать дорожные солнечные часы, а водяные получили приспособление для выполнения роли будильника.
Достижения Архимеда связаны с нуждами практики. Они использовались в машинной технике того времени, при создании блоков и лебедок, зубчатых передач, ирригационных и военных машин. Архимедом сделаны многочисленные изобретения: архимедов винт - устройство для подъема воды на более высокий уровень; различные системы рычагов, блоков и винтов для поднятия тяжестей.
Техника для войны. Древний мир немыслим без войны. Для ведения войны требовались все более сложные машины. Если говорить о прогрессе технике, то речь пойдет об артиллерии. Среди авторов древней артиллерии наиболее важными являются механики Филон и Герон.
Военными машинами, устроенными по типу лука, были самострелы (аналог арбалета), которые назывались гастрафет. На этой основе были созданы первые образцы более крупных метательных машин ‑ катапульты. Они носят различные названия: оксибел (орудие для метания стрел или катапульта) или литобол (орудие для метания каменных ядер или баллиста). Еще более совершенные орудия были придуманы Филоном: халкотон, в котором для натягивания лука использовалась упругость кованых бронзовых пружин; полибол, основанный на использовании упругости при кручении, мог перезаряжаться сам.
Кроме метательных машин, военная техника включала разнообразные приспособления для штурма городов и разрушения крепостных укреплений: осадные башни, тараны, буравы, подвижные галереи, механизированные штурмовые лестницы, подъемные мосты. Для осады крепостей греческий механик Деметрий Полиоркет изобрел большое количество осадных сооружений. Среди них были укрытия от метательных снарядов – черепахи для земляных работ, черепахи с таранами. Значительным сооружением была гелепола – движущаяся башня пирамидальной формы высотой до 35 м на восьми больших колесах.
Греки были морской цивилизацией, главенство их на море обычно связывают с изобретением нового типа боевого корабля – триеры. Большая скорость и маневренность позволяли триере эффективно использовать свое главное оружие – таран, который пробивал днище кораблей противника. Триера позволила грекам завоевать господство на Средиземном море и овладеть морской торговлей. Появление баллисты изменило тактику не только сухопутных битв, но и морских. Если раньше главным оружием триеры был таран, то теперь стали строить корабли с башнями, на которые устанавливали баллисты.
Военным изобретением иного характера стала македонская фаланга. Начиная с отца Александра Македонского, его воины имели длинные копья (до 6 м) и строились плотными рядами, создавая частокол стальных наконечников. Новое построение и тактика привели к великим завоеваниям македонских царей, а с точки зрения истории – к началу новой эпохи эллинизма.
Новый центр античной цивилизации, Древний Рим, начал активную военную экспансию, постоянно модернизируя оружие, тактику, военные приспособления. В итоге, римляне создали лучшую армию Древнего Мира, что породило волну завоеваний и появление «Римского мира» или Римской империи.
Итого:
В этот период появилось много важных изобретений и открытий, которые применялись в строительстве, мореходстве и быту. Они не носили революционного характера, однако способствовали постепенному развитию материальной и технической мысли человечества. Основные технические достижения античности были сосредоточены на орудиях войны, но и в мирных целях, особенно в сельском хозяйстве было сделано немало открытий.
Достижения античной материальной культуры стали основой технического развития Западной Европы в эпоху средневековья и последующие периоды.