В чем-то древние римляне были хороши, а в чем-то нет. В плане абстрактных наук и литературы они всегда были в тени своих греческих соседей. Их поэзия никогда не достигала прежних высот, их философия стоицизма и эпикуреизма была заимствована, и любой, кто когда-либо использовал римские цифры, знает, насколько сложной была эта система даже для простой арифметики.
Если вы хотели, чтобы кто-то объяснил геометрию, вы просили грека. Если вы хотели, чтобы кто-то построил вам наплавной мост, канализационную сеть или оружие, способное стрелять пылающими шарами из гравия и смолы на 300 ярдов (274 метра), вы звали римлянина. Столько, сколько греки дали нам, блестящие архитектурные, организационные и инженерные подвиги Рима, которые выделяют их среди древних народов. Несмотря на то, что их познания в математике были рудиментарными, они конструировали модели, экспериментировали и строили настолько прочно, насколько это было возможно, чтобы компенсировать свою неспособность рассчитать нагрузку и вес. Результатом стал ряд зданий и архитектурных достижений, которые простираются от моста Лимира в Турции до стены Адриана в Соединенном Королевстве.
С таким количеством блестящих примеров, многие из которых до сих пор в отличном состоянии, трудно не усвоить несколько советов о том, как строить долговечные конструкции.
Прочитайте 10 самых крутых инженерных подвигов Рима.
10: Купол
В современном мире мы воспринимаем внутреннее пространство как должное, но так не должно быть. Наши огромные сводчатые арки, огромные атриумы (слово латинское, кстати), полые стальные и стеклянные небоскребы, даже простая гимназия средней школы - все эти сооружения были немыслимы в древнем мире.
До того, как римляне усовершенствовали купольное строительство, даже лучшим архитекторам приходилось сталкиваться с проблемой тяжелой каменной кровли, вынуждавшей их загромождать этажи храмов и общественных зданий колоннами и несущими стенами. Даже величайшие архитектурные достижения до римской архитектуры - Парфенон и Пирамиды - были гораздо более впечатляющими снаружи. Внутри были темные замкнутые пространства.
Римские купола, напротив, были просторными, открытыми и впервые в истории создавали реальное ощущение внутреннего пространства. Основанная на осознании того, что принципы арки могут быть повернуты в трех измерениях для создания формы, обладающей такой же несущей способностью, но еще большей площадью, купольная технология была в основном связана с доступностью бетона, еще одним римским нововведением, которое мы рассмотрим. обсудить далее в этой статье. Это вещество заливали в формы на деревянных подмостках, оставляя после себя твердую, прочную оболочку купола.
9: Осадная война
Как и многие технологии, римские осадные орудия в основном были разработаны греками, а затем усовершенствованы римлянами. Ballistae, по сути, гигантские арбалеты, которые могли стрелять большими камнями во время осады, в основном были переработаны из захваченного греческого оружия. Используя петли из скрученных сухожилий животных в качестве энергии, баллисты работали почти как пружины в гигантских мышеловках - когда сухожилия были туго намотаны, а затем позволяли отщелкиваться, они могли запускать снаряды на расстояние до 500 сотен ярдов (457 метров). Поскольку это оружие было легким и точным, его также можно было оснастить дротиками или большими стрелами и использовать для уничтожения членов противостоящих армий (как противопехотное оружие). Баллисты также использовались для поражения небольших зданий во время осады.
Римляне также изобрели свои собственные осадные машины, называемыеонагры (названные в честь дикого осла и его мощного удара), чтобы швырять более крупные камни. Хотя они также использовали упругие сухожилия животных, онагры были гораздо более мощными мини-катапультами, которые запускали пращу или ведро, наполненное либо круглыми камнями, либо горючими глиняными шариками. Хотя они были гораздо менее точными, чем баллисты, они также были более мощными, что делало их идеальными для разрушения стен и поджогов во время осады.
8: Бетон
Что касается инноваций в области строительных материалов, трудно превзойти жидкую породу, которая легче и прочнее обычного камня. Сегодня бетон настолько прочно вошёл в нашу повседневную жизнь, что легко забыть, насколько он революционен.
Римский бетон представлял собой особую смесь щебня, извести, песка и пуццолана, вулканического пепла. Мало того, что смесь можно было залить в любую форму, для которой вы могли построить деревянную форму, она была намного, намного прочнее, чем любая из ее составных частей. Хотя первоначально он использовался римскими архитекторами для создания прочных оснований для алтарей, начиная со 2 века до н. C., римляне начали экспериментировать с бетоном, чтобы получить больше автономных форм. Их самое известное бетонное сооружение, Пантеон, по прошествии более двух тысяч лет до сих пор остается самым большим неармированным бетонным сооружением в мире.
Как мы упоминали ранее, это был значительный шаг вперед по сравнению со старыми этрусскими и греческимипрямоугольными стилями архитектуры, которые везде требовали тяжелых стен и колонн. Более того, бетон как строительный материал был дешевым и пожаробезопасным. Он также мог устанавливаться под водой и был достаточно гибким, чтобы выдержать землетрясения, от которых страдает вулканический Италийский полуостров.
7: Дороги
Невозможно упомянуть римскую инженерию, не упомянув о дорогах, которые были настолько хорошо построены, что многие из них используются до сих пор. Сравнивать наши собственные асфальтированные дороги с древнеримской дорогой - все равно, что сравнивать дешевые часы со швейцарской версией. Они были прочными, точными и долговечными.
Лучшие римские дороги строились в несколько этапов. Сначала рабочие вырыли землю примерно на 3 фута (0,9 метра) в том месте, где должна была проходить запланированная дорога. Затем на дно траншеи укладывали широкие и тяжелые каменные блоки, а затем покрывали слоем земли или гравия, чтобы обеспечить дренаж. Наконец, верхний слой был вымощен каменными плитами с выпуклостью в центре для стока воды. В целом римские дороги были толщиной около 3 футов (0,9 метра) и чрезвычайно устойчивы к разрушительному действию времени.
В типичной римской манере инженеры Империи настаивали на использовании в первую очередь прямых линий для своих дорог и стремились преодолевать препятствия, а не строить вокруг них. Если был лес, то его рубили. Если был холм, они прокладывали через него туннель. Если было болото, его осушали. Недостаток, конечно, такого типа строительства дорог заключается в том, что требуется огромное количество рабочей силы, но рабочей силы (в виде тысяч рабов) у древних римлян всегда было в избытке. К 200 году нашей эры через Римскую империю пересекало более 53 000 миль (85 295 километров) крупных автомагистралей.
6: Канализация
Великие канализационные коллекторы Римской империи являются одной из странностей римской инженерии в том смысле, что они изначально не были построены для того, чтобы быть коллекторами - какими бы огромными и сложными они ни были, они были не так уж и велики. придуманы, как будто они просто произошли. Cloaca Maxima (или «Самая большая канализация», если вы хотите перевести это напрямую) изначально был просто каналом, построенным для осушения некоторых местных болот. Раскопки начались около 600 г. до н.э., и в течение следующих 700 сотен лет добавлялось все больше и больше водных путей. Поскольку всякий раз, когда это считалось необходимым, было прорыто больше каналов, трудно сказать, когда Клоака Максима перестала быть дренажной канавой и превратилась в настоящую канализацию. Первоначально примитивной, Cloaca Maxima распространялась, как сорняк, по мере своего роста пуская свои корни все глубже и глубже в город.
К сожалению, из-за того, что Клоака Максима впадала прямо в Тибр, река полностью заполнилась человеческими экскрементами. Это, конечно, не идеальная ситуация, но с их акведуками римлянам не нужно было использовать Тибр для питья или мытья. У них даже была богиня, которая охраняла их систему - Клоацина, Венера Канализационной.
Возможно, самым важным и блестящим нововведением римской канализационной системы является тот факт, что она была (в конечном счете) покрыта, чтобы предотвратить болезни, запахи и неприятные явления. Любая цивилизация может вырыть канаву, чтобы сходить в ванную, но для контроля и обслуживания канализационной системы требуется немалая инженерия, настолько сложная, что Плиний Старший даже объявил ее более грандиозной, чем пирамиды, как памятник человеческим достижениям.
5: Полы с подогревом
Эффективный контроль температуры в любом здании - одна из самых сложных инженерных задач, с которыми приходилось сталкиваться человечеству, но римляне решили ее - или, по крайней мере, почти решили. Используя идею, которую мы все еще используем по сей день в виде излучающего теплого пола,гипокаусты представляли собой наборы полых глиняных колонн, расположенных через каждые несколько футов под фальшполом, через которые проходил горячий воздух и пар. выкачивается из печи в другой комнате.
В отличие от других, менее продвинутых методов обогрева, гипокаусты ловко решили две проблемы, которые всегда были связаны с отоплением в древнем мире - дым и огонь. Огонь был единственным доступным источником тепла, но он также имел неприятный побочный эффект в виде сжигания зданий время от времени, а дым от пламени в помещении может быть смертельным в замкнутом пространстве. Однако, поскольку пол был поднят в гипокаусте, горячий воздух из печи фактически никогда не соприкасался с самой комнатой. Вместо того, чтобы поступать в комнату, нагретый воздух подавался через полые плитки в стенах. Когда он выходил из здания, глиняные плитки поглощали тепло, оставляя комнату наполненной паром, а римские пальцы - теплыми.
4: Акведук
Наряду с дорогами, акведуки являются еще одним чудом инженерной мысли, которым наиболее известны римляне. Дело в том, что акведуки длинные. Очень долго. Одна из трудностей полива большого города заключается в том, что, как только город достигает определенного размера, вы действительно не можете получить чистую воду где-либо рядом с ним. И хотя Рим стоит на Тибре, сама река была загрязнена еще одним римским инженерным достижением - их канализационной системой.
Чтобы решить эту проблему, римские инженеры построилиакведуки - сети подземных труб, надземных водопроводов и элегантных мостов, предназначенных для направления воды в город из окружающей среды. сельская местность. Когда-то в Риме вода из акведуков собиралась в цистерны, а затем распределялась по фонтанам и общественным баням, которые так горячо любили римляне.
Как и их дороги, система римских акведуков была невероятно длинной и сложной. Хотя первый акведук, построенный около 300 г. до н.э., имел длину всего 11 миль, к концу третьего века н.э. Рим был снабжен одиннадцатью акведуками общей протяженностью более 250 миль.
3: Сила воды
Витрувий, крестный отец римской инженерии, описывает несколько технологий, которые римляне использовали для гидроэнергетики. Сочетая греческие технологии, такие как зубчатая передача и водяное колесо, римляне смогли разработать передовые лесопилки, мельницы и турбины.
Колесо с недоливом, еще одно римское изобретение, вращалось под действием силы текущей (а не падающей) воды, что позволяло строить плавучие водяные колеса для измельчения запасов зерна. Это пригодилось во время осады Рима в 537 г. н.э., когда обороняющийся полководец Велизарий решил проблему готской осады, лишившей запасы продовольствия, построив на Тибре несколько плавучих мельниц, чтобы снабжать население хлебом.
Как ни странно, археологические данные свидетельствуют о том, что, хотя римляне обладали механическими знаниями, необходимыми для создания всех видов устройств с водным приводом, они делали это очень редко, предпочитая вместо этого дешевый и широко доступный рабский труд. Тем не менее, их водяная мельница в Барбегале (на территории современной Франции) была одним из крупнейших промышленных комплексов древнего мира до промышленной революции с 16 водяными колесами для перемалывания муки для окружающих общин.
2: Сегментарная арка
Как и почти все инженерные подвиги, которые мы перечислили, римляне не изобрели арку, но они, безусловно, усовершенствовали ее. Арки существовали почти две тысячи лет до того, как ими завладели римляне. Что римские инженеры поняли (как оказалось, весьма блестяще), так это то, что арки не обязательно должны быть непрерывными; то есть им не нужно перекрывать пробел за один раз. Вместо того, чтобы пытаться преодолеть промежутки одним большим прыжком, их можно разбить на несколько более мелких частей. Превращать арку в идеальный полукруг не было необходимости, если под каждой секцией были распорки. Вот тут-то и появиласьсегментарная дуга.
Эта новая форма арочного строительства имела два явных преимущества. Во-первых, поскольку арки могут повторяться, а не иметь один участок через проем, потенциальное расстояние для пролета моста может увеличиваться в геометрической прогрессии. Во-вторых, поскольку требовалось меньше материала, сегментные арочные мосты были более восприимчивы к потоку воды под ними. Вместо того, чтобы нагнетать воду через одно маленькое отверстие, вода под сегментированными мостами может свободно течь, что снижает как опасность затопления, так и степень износа опор.
1: Понтонные мосты
Римская инженерия была в основном синонимом военной инженерии. Те дороги, которыми они так славятся, были построены не столько для повседневного использования (хотя для этого они, конечно, были полезны), сколько для быстрой переброски легионов в сельскую местность, попадания в проблемные места и выхода обратно.. Спроектированные римлянамипонтонные мосты, построенные в основном во время войны для шока и страха быстрых набегов, служили той же цели и были специальностью Юлия Цезаря. В 55 г. до н.э. он построил понтонный мост длиной около 437 ярдов (400 метров) для пересечения реки Рейн, которая, как традиционно считалось германскими племенами, находится вне досягаемости римской власти.
Мост Цезаря через Рейн был удачным по нескольким причинам. Общеизвестно, что построить мост, не отводя реку, очень сложно, тем более в военных условиях, где строительство должно постоянно охраняться, поэтому инженерам приходилось работать быстро. Вместо того, чтобы вести балки прямо в реку, инженеры вбили бревна в дно реки под углом против течения, придав фундаменту дополнительную прочность. Защитные сваи также были забиты вверх по течению, чтобы поймать или замедлить любые потенциально опасные бревна, которые могут плыть по реке. Наконец, балки соединили вместе, а поверх них построили деревянный мост. В общей сложности строительство заняло всего десять дней, использовалось исключительно местное пиломатериалы и послало твердый сигнал местным племенам о могуществе Рима: если Цезарь хочет перейти Рейн, он может это сделать.
Есть также, возможно, апокрифическая история о понтонном мосту Калигулы (да, того самого Калигулы), построенном через море между Байями и Пуццуоли, протяженностью примерно 2,5 мили (4 километра). Предположительно, Калигула заказал мост, потому что прорицатель предсказал, что у него примерно такие же шансы стать императором, как и у пересечения залива Байи на лошади. Калигула никогда не проявлял сдержанности, он якобы воспринял это как вызов, связал цепь лодок, засыпал их грязью и отправился на прогулку.