А также благодаря умениям римских техников и инженеров. Следует отметить, что значительная часть римских научных и технических новшеств и достижений была создана еще древнегреческой культурой в эллинистический период (конец IV-II вв. до н. э.).
В римское время не появилось выдающихся изобретений в области сельского хозяйства, обработки металлов, изготовления керамики и тканей, подобных тем, что были созданы в эпоху неолита и в бронзовом веке цивилизациями Египта и Ближнего Востока, однако римляне смогли развить и усовершенствовать известные им технологии. Греческое культурное пространство восточного Средиземноморья дало римским инженерам знания основ математических, естественных и прочих наук, которые позволили им коренным образом улучшить производство энергии, агротехнику, горное дело и металлообработку, изготовление стекла, керамики и тканей, транспортное дело, судостроение, инфраструктуру, строительное дело, массовое производство товаров, связь и торговлю.
Основы математики
Хотя уже в римское время были известны позиционные системы счисления , являвшиеся более совершенными и напоминавшие современную десятичную систему, консервативные римляне предпочитали пользоваться традиционной системой счета , в которой числа записывались как последовательности повторяющихся букв.
Для практических вычислений (в частности, основных арифметических действий) римская система счисления не подходила. С этой целью использовалась счётная доска (абак), с помощью которой обозначались единицы, десятки, сотни и прочие разряды чисел. Таким образом, не только инженеры и техники, но и коммерсанты, ремесленники и рыночные торговцы имели возможность легко производить элементарные вычисления.
Для повседневных (например, торговых) вычислений римляне создали переносной вариант абака из бронзы, который легко помещался в сумке и позволял с помощью небольших камешков (лат. calculi ) производить не только основные арифметические действия, но и вычисления с дробями. В принципе, абак можно было использовать в рамках любой системы счисления. Особый успех римлян заключался в стандартизации необозримого числа возможных дробей, которые могли найти применение в мире торговли - унция была приведена к единому значению.
В римском мире для монет, мер и весов использовалась двенадцатеричная система , которая первоначально появилась в Египте и Вавилоне, была распространена по всему Средиземноморью и достигла Рима благодаря финикийским купцам и греческим колонистам Южной Италии. Наряду с измерением веса в унциях для этой системы были характерны также дроби с знаменателем 12, что упрощало действия с дробями. В качестве «промежуточной памяти» при умножении или делении больших чисел часто служили загибающие фаланги пальцев рабы, которые таким образом служили своим хозяевам подручным средством для фиксации чисел.
В то время как коммерсанты, ремесленники и техники производили вычисления с помощью унций, в некоторых областях были обычными более точные меры веса. Например, в сфере точной механики и при прокладке труб использовался палец (лат. digitus ), составлявший 1/16 фута.
В других областях римляне также демонстрировали интерес прежде всего к практическому применению математических знаний: так, они знали приближенное значение π 22 7 ≈ 3,142 857 {\displaystyle {\tfrac {22}{7}}\approx 3{,}142857} и использовали его помимо прочего для вычисления сечений труб. Римские землемеры, невзирая на простую конструкцию их приборов, могли определять углы, подъемы и наклоны.
Источники энергии
Реконструкция водяной мельницы по Витрувию
В Римской империи существовало пять источников энергии: мускульная сила людей, животных, энергия воды (со времен Августа), топливо (дерево и древесный уголь) и энергия ветра. Последняя применялась лишь в мореплавании, вероятно, потому что быстро меняющееся направление ветра считалось препятствием для создания механизмов. В производстве не использовалась и энергия пара, теоретически известная ещё с эллинистических времён . Низкий уровень механизации римской экономики не позволял рассматривать освоение новых источников энергии и замену ручного труда машинным в качестве возможного шага к повышению производительности.
Многие механизмы приводились в движение физической силой человека - например, гончарные круги или строительные краны, часто перемещавшие тяжелые грузы с помощью ходовых колёс. Правда, торговые суда были оснащены парусами для использования ветра, но военные корабли, которые должны были маневрировать независимо от ветра, наряду с грузовыми судами и лодками приводились в движение командой гребцов. Транспортировку грузов в римских городах также производили в основном носильщики. Из-за обилия узких переулков наиболее предпочтительным средством передвижения для состоятельных граждан был паланкин .
Как и по всему Средиземноморью, в Римском государстве использовалась тягловая и подъемная сила животных - прежде всего быков, ослов и мулов, - которые применялись в сельском хозяйстве и в качестве транспорта. Использование лошадей поначалу ограничивалось военной сферой и скачками, однако со временем увеличилась и их роль в транспорте.
Благодаря так называемой «помпейской мельнице», которая впервые использовала принцип вращательного движения, удалось заменить утомительный и монотонный труд людей применением ослов и лошадей. Часто с этой целью использовались старые и обессилевшие животные.
Римские источники отражают использование гидравлической энергии для подачи воды с помощью колёс, а также её применение в водяных мельницах . Витрувий описывает водяные колёса, приводимые в движение течением реки ; они представляли собой несложный механизм, в котором ведущее колесо служило одновременно и подливным . Водяные мельницы были менее экономичными - чтобы передавать жернову энергию вращения, требовался соответствующий механизм с зубчатыми колёсами.
В Риме было возведено множество водяных мельниц, располагавшихся на склоне холма Яникул , близ Тибра , и получавших воду из акведука . В поздней Римской империи вблизи от Арелата (Галлия) появился похожий комплекс с восемью водяными мельницами на крутом склоне. Здесь постоянный приток воды также обеспечивался акведуком. Источники эпохи Меровингов позволяют сделать вывод, что водяные мельницы часто использовались в Галлии времен поздней античности. Палладий рекомендовал землевладельцам строительство таких мельниц, чтобы иметь возможность молоть зерно без применения мускульной силы людей и животных .
Сложнее обстояло дело с освещением помещений. Был только один способ усилить слабый свет ламп - увеличить количество источников света, поэтому римляне использовали стоячие и висячие лампы, подсвечники, а также многочисленные масляные лампады. На юге Римской империи для освещения широко использовалось оливковое масло , которое частично ввозилось и в северные провинции. Простые глиняные лампы, производившиеся массово, были доступны каждому; наряду с ними изготовлялись и бронзовые лампы. В глиняных лампах было боковое отверстие для фитиля, а масло можно было подливать через отверстие в крышке. Масло обычно горело без дыма и могло давать свет сколь угодно долго (при условии, что его своевременно подливали). Традиционными были потребляющие больше масла лампы с автоматическим подливом.
Менее практичные свечи обычно изготавливались из свернутой в рулон ткани, пропитанной воском или жиром, и быстрее сгорали. Для их закрепления использовались канделябры с шипами. Свечи применялись прежде всего на севере, где не росли дающие масло оливковые деревья .
Сельское хозяйство
Все без исключения античные общества являлись аграрными (кроме кочевых): подавляющее большинство населения составляли жители сельской местности, а сельское хозяйство было главной ветвью экономики. Богатство состоятельных римлян заключалось прежде всего в земельных владениях, дававших высокие доходы. Таким образом, большая часть налоговых поступлений Римской империи исходила из сельских регионов.
Значительная часть сельского населения Рима трудилась в основном для удовлетворения собственных потребностей. Натуральное хозяйство крестьян центральной Италии начало меняться только с ростом населения и развитием городов. В менее населённых регионах без развитых транспортных путей оно осталось прежним.
Снабжение крупных городов (например, Рима, насчитывавшего в I веке н. э. уже 800 000 жителей) можно было обеспечить только приспособлением структуры отраслей к реальным условиям, в ходе которого имения, лежащие близ города и на торговых путях, начинали удовлетворять растущий спрос путём переориентирования производства на рынок. Очень часто это было связано со специализацией на конкретных продуктах, таких как вино или оливковое масло (которое впоследствии стало использоваться и для освещения). Здесь появляются зачатки разделения труда в сельском хозяйстве: основная масса сельскохозяйственных работ выполнялась рабами, а дополнительная потребность в рабочей силе в период сбора урожая возмещалась за счет найма свободных мелких крестьян и батраков. В дополнение к этому был необходим импорт продуктов из других частей империи, обеспечивавший потребности Рима в зерне, масле и вине.
В отличие от мелких крестьян, сохранявших старые способы работы и инструменты, в крупных имениях существовала принципиальная потребность в инновациях - как в усовершенствовании уже известных инструментов, так и в абсолютно новой технике. Однако на практике землевладельцы уделяли мало внимания техническим новинкам. Их познания в сельском хозяйстве часто были сравнительно малы; дошедшие до нас труды римских агрономов также содержат довольно мало сведений о сельскохозяйственных орудиях. В частности,
Интерес ко всему, что связано с Римской Империей, всегда высок. Это античное государство смогло объединить в себе тысячи людей и народностей, на протяжении веков держа под контролем все Средиземноморье. Великие ученые и мудрые философы, непобедимые полководцы и железные легионы, легендарные политики и непревзойденные ораторы, искусные зодчие и опытные инженеры, честь и слава, триумф и лавровый венок — все это Вечный Город.
Падение Римской Империи в 468 году, без преувеличения, на долгое время повергло Европу в хаос и отбросило развитие человечества на сотни лет назад. Многие технологии, использовавшиеся в эпоху империи, были забыты на долгие годы.
Конечно, у римлян не было компьютеров и летательных аппаратов. Но людям пришлось идти века или даже тысячелетия, чтобы в некоторых отраслях вновь достичь того уровня, который однажды уже был достигнут.
Количество и качество потерянных или забытых технологий и последовавший за этим провал в развитии цивилизации настолько поражает, что начинаешь задумываться о том, как бы сложилась история, если бы Рим устоял. Возможно, мы бы жили в намного более технологичном и развитом мире. Но, как говорится, история не знает сослагательного наклонения, и нам остается лишь удивляться умению римлян и фантазировать, каких высот успел бы достичь человек, если бы все его открытия вовремя и эффективно использовались и не забывались.
Стекло
Хотя технология изготовления стекла была известна человеку еще с древнейших времен (самые старые стеклянные украшения, найденные на раскопках в Египте, датируются 5 тысячелетием до н.э.), именно ромеи смогли развить изготовление стеклянной утвари до небывало высокого уровня. Римские мастера научились выдувать стеклянные предметы, придавая им желаемые формы, делать прозрачные стекла и мозаику.
Портландская ваза — одно из выдающихся произведений античных стеклодувов, которое сохранилось до наших дней
После распада Римской Империи количество и качество изготавливаемого в Европе стекла резко упало. Местные стеклодувы могли изготавливать только самые элементарные предметы. Лишь только византийские мастера сохранили и передавали из поколения в поколение тайны стекольного дела. Прошли сотни лет, прежде чем мастерство изготовления стекла не возродилось неподалеку от Венеции в 13 веке.
Дороги и мосты
Главной целью всех дорог в Римской Империи являлась быстрая переброска войск на далекие расстояния, а так же контроль территорий. На втором месте по важности стояла почтовая служба, а затем торговля. Обычно дороги прокладывались от одного поселения к другому, однако крупные дороги (по-современному магистрали) могли соединяться между собой дорогами поменьше (по-современному проселочными).
Перед закладыванием нового пути инженеры тщательно проверяли все параметры и затем рабочие очищали путь от деревьев и растений и подводили материал для строительства (. Заранее отмечались требующие расширения сложные места дороги, где едущие навстречу караваны могли столкнуться друг с другом. Примечательно, что римские дороги обладали выпуклой формой, позволяя дождевой воде стекать к краям в специально вырытые углубления.
Через реки прокладывались каменные мосты или реже деревянные моста, на развилках устанавливались указатели, а через каждые 15 километров путешественника ждала станция с ночлегом и сменными лошадьми. Удивительно, но в горных районах можно встретить даже туннели в породе, сделанные римскими мастерами для беспрепятственного продолжения дороги.
Каменный мост в испанской Алькантаре (провинция Касерес) — один из шедевров античной инженерии. Построен в начале 2 века нашей эры при императоре Траяне
Чтобы лучше понять систему римских дорог, достаточно вспомнить поговорку «Все дороги ведут в Рим». Действительно, так называемый «нулевой километр» для всех дорог империи начинался в Вечном городе. А любой путешественник мог добраться до столицы из любого места следуя простому правилу: на встретившейся развилке выбирать самую широкую дорогу.
Бетон
В Древнем Риме бетон заливался в полости несущих конструкций. Именно благодаря широкому использованию бетона многие римские постройки сохранились до наших дней. А еще римляне массово использовали комбинацию бетона и металлических усилений, добиваясь большой устойчивости зданий, так что они могли без проблем выдерживают сильное землетрясение.
При строительстве римского Колизея широко использовался бетон в качестве скрепляющего средства. Как видно, римские инженеры знали свое дело — величайший памятник античной архитектуры простоял почти 2000 лет
После падения Римской Империи в 5 веке нашей эры технологии изготовления бетона были утеряны. Заново открыть для себя изготовление бетона европейцы смогли только через тысячу лет.
ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ…
подписывайтесь на наш T
Римская цивилизация оставила за собой огромный вклад в историю, несмотря на то, что в большинстве случаев была в тени соседей из Греции. Римляне заимствовали многие науки, а счет с использованием римских цифр и вовсе был малоприятен. Тем не менее, существует как минимум 10 технологий созданных в Риме, но используемых поныне.
В древности считалось, что для того, чтобы познать азы геометрии или философии, предпочтительно обращаться к греку. Если же необходимо построить мост, канализацию или мощное оружие, то лучше обратиться к римлянину. Действительно, непревзойденные технологические достижения выделяют эту цивилизацию среди прочих представителей своего времени. Результатом римских изобретений стал тот факт, что многие технологии используются и по сей день по всей планете. Мы расскажем о десяти наиболее известных.
10. Купол
То, что сейчас воспринимается, как должное: арки, атриумы, стеклянные стены и потолки, было немыслимо в древнем мире: прежде, чем римлянам удалось создать технологию усовершенствования зданий, самые лучшие архитекторы того времени подолгу мучались с каменными крышами. Все архитектурные произведения, созданные до расцвета римской цивилизации, такие, как пирамиды, выгляди снаружи намного более впечатляющими, чем были внутри-они представляли собой темные помещения с ограниченным пространством. Первыми в итории именно римляне сумели создать огромные открытые внутренние пространства благодаря осознанию того факта, что арку можно было вращать в трех измерениях. А для создания мощной надежной силы, позволяющей удерживать такие сооружения, было необходимо особое вещество, которым стал бетон - достижение римлян. В данном рейтинге мы еще вернемся к этому достижению цивилизации
9.Вооружение
Как и большинство технологий того времени, осадное оружие первыми создали греки, но было усовершенствовано римлянами. Благодаря захваченным образцам греческого оружия, мир увидел баллисты - арбалеты гигантского размера, легкие и точные. Использование баллист было широко направлено как против пехоты, в то время, как на их основе были созданы «двигатели осады» - мощные и маневренные мини-катапульты, которые хоть и были не такими прицельными, как баллисты, но наносили огромный урон, что позволяло успешно использовать их для осады
8. Бетон
Жидкий камень, он же бетон - одно из величайших достижений римлян. В наше время бетон является повсеместно используемым при строительстве самого разного масштаба. Античный бетон состоял из смеси вулканического пепла, пуццолана, щебня, извести и песка. Бетон позволял производить заливку любой формы, и был необычайно прочным. Изначально, римские архитекторы использовали его для отливки оснований алтарей, однако в более поздние времена проводились самые различные эксперименты с этим материалом, результатом которых стало появление таких чудес, как Пантеон - крупнейшее в мире неармированное сооружение из бетона и поныне возрастом в 2000 лет
7. Дороги
Повествуя о достижениях римской цивилизации нельзя умолчать о таком изобретении, как дороги, которые создавались настолько хорошо, что многие из них до сих пор годятся для использования. Конечно, было бы некорректно сравнивать римские дороги с современными асфальтовыми шоссе, но они действительно были прочными, и создавались на века в несколько этапов. В начале рыли огромный котлован глубиной около метра, затем на дно траншеи устанавливали широкие каменные блоки, после чего оставшееся место заполняли толстым слоем гравия. Самый верхний слой укладывали специальными плитами с выпуклостями, по которым могла стекать вода. Как известно, инженеры империи настаивали на создании исключительно прямых дорог, требовавших огромных ресурсов для очистки местности, через которую эти дороги проходили. Однако, к 200 году до нашей эры, империя римлян имела в своем активе 85000 километров дорог
6. Канализация
Монументальные коллекторы римлян стали одним из самых знаковых творений при том, что изначально строились совсем для другой цели. Первоначально «Клоака Максима» («Крупнейшая канализация» при дословном переводе), создавалась для слива части воды из местных болот. Начиная с 600 года до нашей эры и в последующие сотни лет было добавлено множество водных путей. На данный момент сложно точно определить, в какой момент клоака стала полноценной канализацией, однако по мере роста городов канализация стала проникать в них глубже и глубже, со временем полностью охватив их. Основным достижением канализации был факт неприметности и избавления общества от большинства инфекционных болезней, а Плиний старший заявил, что римская канализация является намного более сложным архитектурным сооружением, нежели египетские пирамиды
5.Пол с подогревом
Создание оптимальной температуры - сложнейшая инженерная задача, которая требует мощного научного потенциала даже в наше время, что говорить про древние времена. Однако, римляне справились с этой задачей. Они впервые применили идею, которая до сих пор используется при строительстве теплых полов - он представлял собой сооружение из глиняных полых колонн, которые встраивались под основание пола, и решал сразу несколько проблем: проблему огня и проблему дыма. Огонь в то время был основным источником тепла, однако здания имели свойства гореть, а выделяющийся при этом дым нес собой огромную опасность удушения. В римской системе подогрева пол был приподнят, что позволяло горячему воздуху из печи никогда не вступать в контакт с комнатой: он проходил через полые плитки, а на выходе из здания поглощался глиняными черепицами, что позволяло достичь необходимого эффекта
4. Акведук
Как и дороги, акведуки феноменальной длины стали визитной карточкой и настоящим инженерным чудом в жизни римлян. Одним из ограничений роста древних городов была невозможность добраться из любой его точки до питьевой воды, и эта проблема была решена. Ведь, хоть Рим и располагался на реке Тибр, она была чрезмерно загрязнена другим изобретением зодчества: канализацией. Римские акведуки представляли собой сложную систему, имеющую протяженность в более чем 400 километров, и поставляющую в город чистую питьевую воду
3. Гидроэнергия
Римляне сумели объединить воедино греческие технологии и собственное инженерное мастерство, которое позволило создать первые в мире мельницы, турбины и лесопилки на энергии воды. Также, римляне создали первое в мире колесо-перевертыш, впоследствии получившее широкое распространение во всем мире. Примечателен тот факт, что несмотря на обилие инженерных идей, в большей части империи продолжал использоваться доступный и дешевый ручной труд
2.Арка из сегментов
Хотя такое изобретение, как арка не принадлежит рукам римлян, они нашли возможность его усовершенствования. Инженерам римлян удалось постичь, что для придания конструкции прочности, арка не должна состоять из одного сегмента, когда ее можно разбить на множество мелких деталей. Это позволило создавать намного более мощные и надежные мосты
1. Понтонные мосты
Огромное количество римских дорог подразумевало под собой возможность быстрого перемещения армий, а созданный в 55 году до нашей эры Юлием Цезарем понтонный мост длиной более 400 метров позволил римлянам молниеносно пересечь Рейн, в котором древние племена немцев видели надежную защиту от вторжения. Мост через Рейн оказался чрезвычайно умным творением, ведь соорудить мост через реку, не нарушая течения - очень непростая задача, тем более в условиях военной обстановки. Инженеры работали быстро и качественно: сваи были собраны вместе в течение десяти дней, после чего был собран мост
История не всегда справедлива. Мы приучены возносить древнегреческую культуру, римской же отводим второстепенную роль. Римская поэзия не была так возвышена, как греческая, философия эллинов задавала тон древнему миру. Учиться у греков было нормой для знати Древнего Рима.
Если вы хотите, чтобы вам объяснили геометрию, то лучше всего было бы обратиться к греку, если же вам нужно построить наплавной мост, канализационную сеть или соорудить оружие, которое стреляет пылающими шарами из гравия и смолы на расстояние до 274 метров, то вам следовало бы взять на помощь римлянина. Изобретения Рима и по сей день служат в современном мире.
Блестящие архитектурные, организационные и технические подвиги римлян выделяют их, также как и греков, среди древних народов. Несмотря на то, что их знания математики были рудиментарными, они сооружали модели, экспериментировали, и строили настолько крепко, насколько это было возможно на тот момент. В результате, их труды мы можем лицезреть и по сей день: они простираются от моста Лимура (Limyra) в Турции до стены Адриана (Hadrian’s Wall) в Шотландии. Ниже представлены самые значительные достижения древних римлян.
1. Понтонные мосты
Римские инженерные технологии часто называют синонимом военных технологий. Всемирно известные дороги не были построены для ежедневного их использования простыми жителями, они были сооружены для того, чтобы легионы быстро добирались до места назначения и также быстро уходили оттуда. Разработанные римлянами понтонные мосты, построенные в основном в период военного времени, служили той же цели, и были детищем Юлия Цезаря. В 55 году до н.э. он построил понтонный мост, длина которого была около 400 метров, чтобы пересечь реку Рейн, которую традиционно немецкие племена считали своей защитой от римского вторжения.
Мост Цезаря через Рейн был крайне умным сооружением. Строительство моста через реку, при этом, не нарушая течения самой реки, это очень сложное мероприятие, тем более в военной обстановке, где сутки напролет стройка должна охраняться, а инженеры должны работать очень быстро и качественно. Инженеры установили опоры на дне реки под углом против течения, тем самым придав мосту дополнительную прочность. Также были установлены защитные сваи, которые ликвидировали потенциальную угрозу, которая могла плыть по реке. В итоге, все сваи были собраны вместе, и на их вершинах был построен деревянный мост. В общей сложности строительство заняло всего десять дней, при этом использовались только пиломатериалы. Таким образом, в местных племенах быстро распространилась информация о всеобъемлющей власти Рима: если Цезарь захотел пересечь Рейн, он это сделал.
Возможно, такая же апокрифическая история сопровождает и понтонный мост Калигулы, построенный через море между Байи и Пузуоли (Baiae and Puzzuoli), длиною примерно в 4 км. Предположительно, Калигула соорудил этот мост после того, как услышал от одного прорицателя, что у него есть примерно такой же шанс стать императором, как и возможность пересечь залив Байи на лошади. Калигула воспринял это как вызов, и соорудил этот самый мост.
2. Сегментная арка
Как и почти во всех вышеперечисленных инженерных подвигах, римляне не принимали участие в изобретении арки, однако, они уверены, что усовершенствовали ее. Арки и арочные мосты существовали уже почти две тысячи лет, когда римляне взялись за них. Римские инженеры поняли, что арки не должны быть непрерывными, то есть они не должны охватывать заданный промежуток "за один прием”. Вместо того, чтобы пересекать пространство за один скачок, они могут быть разбиты на несколько, более мелких деталей. Таким образом и появились сегментные арки.
У новой формы арки были два явных преимущества. Во-первых, потенциальное пространство пролетного моста могло быть увеличено в геометрической прогрессии. Во-вторых, поскольку на их изготовление требовалось меньше материала, сегментные арочные мосты были более податливыми при прохождении воды под ними. Вместо того, чтобы заставить воду протекать через одно маленькое отверстие, вода под сегментированными мостами текла свободно, тем самым снижая опасность наводнения и скорость износа опор.
3. Гидроэнергия
Витрувий, крестный отец римской инженерии, описывает несколько технологий, с помощью которых римляне использовали воду. Объединив греческие технологии, такие как зубчатые створки и водяное колесо, римляне смогли разработать свои передовые лесопилки, мельницы и турбины.
Колесо-перевертыш, другое римское изобретение, вращалось под действием текущей, а не падающей воды, что сделало возможным создание плавающих водяных колес, используемых для помола зерна. Это очень пригодилось во время осады Рима в 537 году н.э. когда генерал Велизарий решил проблему осады, отрезав поставки продовольствия за счет строительства нескольких плавающих мельниц на Тибре, что, тем самым, обеспечивало людей хлебом.
Странно, но археологические данные свидетельствуют о том, что римляне обладали всеми необходимыми знаниями для создания различного рода водных устройств, но они применяли их крайне редко, предпочитая вместо этого дешевый и широко доступный рабский труд. Тем не менее, их водяная мельница была одним из крупнейших промышленных комплексов в древнем мире до промышленной революции. Мельница состояла из 16 водяных колес, которые мололи муку для соседних общин.
4. Акведук
Наряду с дорогами, акведуки стали другим чудом инженерной мысли римлян. Смысл акведуков в том, что они очень длинные, на самом деле очень длинные.
Одна из трудностей снабжения водой большого города является то, что когда город дорастает до определенных размеров, вы не можете из любой его точки получить доступ к чистой воде. И хотя Рим расположен на Тибре, эта река была очень загрязнена другим римским инженерным достижением, канализацией.
Чтобы решить данную проблему, римские инженеры построили акведуки – сеть подземных труб, надземных линий воды и мосты, разработанные с той целью, чтобы доставлять воду в город и окрестности.
Также как и дороги, римские акведуки представляли собой очень сложную систему. Хотя первый акведук, построенный примерно в 300 году до н.э., был протяженностью всего лишь 11 километров, к концу третьего века н.э. в Риме существовало 11 акведуков, общей протяженностью в 250 миль.
5. Полы с подогревом
Эффективный контроль уровня температуры – это одна из самых сложных инженерных задач, с которыми люди имеют дело, но римлянам удалось ее решить, или, по крайней мере, почти решить.
Используя идею, которая по сей день применяется в технологии теплых полов, гипокауст представлял собой набор полых глиняных колонн, находившихся под полом, через которые горячий воздух и пар перекачивался из расположенной отдельно печи в другие комнаты.
В отличие от других, менее прогрессивных методов отопления, гипокауст аккуратно решал сразу две проблемы, которые всегда были связаны с системами отопления в древнем мире – дым и огонь. Огонь был единственным источником тепла, однако, время от времени здания загорались, и образующийся дым в замкнутом пространстве часто играл роковую роль.
Однако, поскольку в системе гипокауста пол был приподнят, горячий воздух от печи никогда не вступал в контакт с самой комнатой.
Вместо того, чтобы "находится” в комнате, нагретый воздух проходил через полые плитки в стенах. На выходе из здания, глиняные черепицы поглощали теплый воздух, в результате чего в помещение было тепло.
6. Канализация
Огромные коллекторы Римской империи являются одним из самых странных творений римлян, поскольку они были изначально построены вовсе не для того, чтобы служить канализационными системами. Клоака Максима (или Крупнейшая Канализация, если перевести дословно) была первоначально построена для того, чтобы сливать некоторую часть вод местных болот. Строительство "клоаки” началось в 600 году до н.э. и в последующие сотни лет добавлялось все больше и больше водных путей. Так как регулярно продолжали рыться каналы, то трудно сказать, когда именно клоака Максима перестала быть дренажной канавой и стала надлежащей канализацией. Будучи изначально очень примитивной системой, Клоака Максима распространилась как сорняк, растягивая свои корни все глубже и глубже в город, по мере его роста.
К сожалению, Клоака Максима имела выход прямо в Тибр, поэтому река быстро заполнилась отходами жизнедеятельности человека. Тем не менее, римлянам не приходилось использовать воду Тибра для питья или мытья. Стоит отметить, что у них даже была специальная богиня, которая следила за работой этой системы – Клоакина.
Возможно, самым важным достижением римской канализационной системы был тот факт, что она была спрятана от людских глаз, не давала распространяться никаким болезням, инфекциям, запахам и неприятным достопримечательностям. Любая цивилизация может вырыть канаву для того, чтобы справлять естественные нужды, однако, для построения и обслуживания такой грандиозной канализационной системы, необходимо было наличие серьезных инженерных умов. Система была настолько сложна в устройстве, что Плиний Старший объявил ее более грандиозным человеческим сооружением, чем строение пирамид.
Невозможно, рассказывая о достижениях римской инженерии, не говорить о дорогах, которые были настолько хорошо построены, что многие из них еще вполне пригодны для использования даже сегодня. Сравнивать наши сегодняшние асфальтовые шоссе с древнеримскими дорогами все равно, что сравнивать дешевые часы со швейцарскими. Они были сильными, прочными и построены так, чтобы служить веками.
Лучшие римские дороги строились в несколько этапов. Для начала рабочие вырывали котлован, около метра глубиной на местности, где планировалось соорудить дорогу. Далее, широкие и тяжелые каменные блоки устанавливались на дно траншеи, оставшееся пространство покрывалось слоем грязи и гравия. Наконец, верхний слой был вымощен плитами с выпуклостями в центре для того, чтобы могла стекать вода. В общем, римские дороги были чрезвычайно устойчивыми к действию времени.
Согласно типичной римской моде, инженеры империи настаивали на создании и использовании прямых дорог, то есть на их проложении через любые препятствия, а не в обход им. Если на пути был лес, они вырубали его, если была гора, они сооружали туннель через нее, если болото, они высушивали его. Недостатком этого типа дорожного строительства, конечно, было огромное количество людских ресурсов, необходимых для работы, но рабочая сила (в виде тысяч рабов), – это было то, чем древние римляне владели в избытке. К 200 году до н.э. римская империя насчитывала около 85295 километров магистралей.
Что касается инноваций в области строительства, то жидкий камень, который легче и прочнее обычного камня, – это величайшее творение римлян. Сегодня бетон является неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, поэтому легко позабыть о том, насколько революционным когда-то было его изобретение.
Римский бетон представлял собой смесь щебня, извести, песка, пуццолана и вулканического пепла. Его можно было заливать в любую форму для построения того или иного сооружения, он был также очень крепким. Хотя первоначально он использовался римскими архитекторами для построения мощных оснований для алтарей, начиная со 2 века до н.э. римляне начали экспериментировать с бетоном для того, чтобы сооружать автономные формы. Их самая известная бетонная конструкция, Пантеон, до сих пор является крупнейшим неармированным бетонным сооружением в мире, стоящим уже более двух тысяч лет.
Как уже упоминалось ранее, это было значительное улучшение старого этрусского и греческого прямоугольного архитектурного стилей, которые требовали расположения по всему периметру любого здания колонн и тяжелых стен. Более того, бетон, как строительный материал был дешевым и пожаробезопасным. Он был также достаточно гибким, поскольку смог пережить многочисленные землетрясения, которые то и дело посещали вулканический итальянский полуостров.
Как и многие технологии, римское осадное оружие было изначально разработано греками, а позднее усовершенствовано римлянами. Баллист, по существу гигантский арбалет, который мог во время осады стрелять крупными камнями, был сконструирован из попавшего в руки римлян греческого оружия.
Используя сухожилия животных, баллисты работали как пружины в гигантских мышеловках, таким образом, они могли отбрасывать снаряды на расстояние до 457 метров. Поскольку оружие было легким и точным, его оснащали копьями и стрелами, тем самым оно использовалось в качестве противопехотного. Баллисты также применялись для осады небольших зданий.
Римляне изобрели свои собственные "двигатели осады”, названные дикими ослами из-за мощного удара, наносимого диким ослом. Хотя в своей работе они также использовали сухожилия животных, "дикие ослы” были гораздо более мощными мини-катапультами, которые стреляли огненными шарами и целыми ведрами крупных камней. При этом, они были менее точными по сравнению с баллистами, но зато более мощными, что делало их идеальным оружием для подрыва стен и поджогов во время осад.
Внутреннее пространство современного мира мы принимаем как нечто само собой разумеющееся, однако, не стоит этого делать. Наши огромные сводчатые арки, большие атриумы, стеклянные стены, потолки и многое другое – все это было немыслимо в древнем мире.
Прежде, чем римляне усовершенствовали купола зданий, даже самым лучшим архитекторам тех времен приходилось долго мучиться с созданием каменных крыш. Даже величайшие архитектурные достижения, созданные до появления римской архитектуры, такие, как, к примеру, Парфенон и пирамиды, выглядели более впечатляюще снаружи, чем внутри. Внутри они были темными, и представляли собой ограниченное пространство.
Римские купола, напротив, были просторными, открытыми и создавали реальное ощущение внутреннего пространства. Впервые в истории. Исходя из понимания того, что принципы арки можно было вращать в трех измерениях, чтобы создать форму, которая обладает такой же крепкой поддерживающей силой, но "действует” на большей площади, технология куполостроения стала доступной в основном благодаря бетону.
(1) Опус квадратум, одна из старейших технологий, применялась с древних времен и характеризовалась рядами равномерных, прямоугольных камней, укладываемых в линию.
(2) Опус инцертум, технология облицовки внешних фасадов опус цементициум, с неравномерной укладкой туфовых блоков, вставляемых в бетонное ядро как клинья.
(3) Опус квази ретикулатум, технология, при которой тесаные камни (ашлары) размещались более равномерно, в 1 веке до н. э. эта технология развилась в опус ретикулатум (4), при которой размещение камней стало полностью равномерным.
(5) Опус виттатум, технология внешней отделки, появившаяся в 1 веке, характеризующаяся рядами выложенных по горизонтали кирпичей.
Наиболее распространенной системой кладки вплоть до конца республиканского периода была так называемая кладка опус квадратум. Хотя подобная кладка была довольно прочной и стойкой, она имела серьезные ограничения при облицовке больших площадей, которые приходилось строить из дерева с использованием фермы или простой консоли.
Одной из проблем, побудивших римских инженеров разрабатывать более сложные технологические решения, были недорогая плитка Cersanit (http://remforyou.ru/cersanit-rossiya.html) и высокие здания (перенаселенный Рим требовал более рационального использования площадей). Метод опус цементициум широко используется римлянами и по сей день. Этот метод позволял строить монументальные, комплексные сооружения, такие как акведуки, театры, термы и т. п. Заливка крыш зданий могла осуществляться прямо на месте, что позволяло создавать величественные своды (как в Пантеоне). Первым зданием, построенным из бетона, был портик Эмилия, расположенный в новом деловом районе у подножия Авентина. Бетон представлял собой очень плотную, прочную смесь из осколков туфа, камней терракоты или гравия, залитых раствором. Для упрочнения и защиты бетона его облицовывали с двух сторон, таким образом бетон оставался внутри и скреплялся с кладкой, составляя комбинированный комплекс работ. Когда прошло время простой кладки опус квадратум, ей на смену пришли другие виды кладок, такие как опус инцертум, при которой небольшие блоки туфа беспорядочно укладывали на обе поверхности; опус квази ретикулатум - с более равномерным размещением блоков; опус ретикулатум, при которой внешняя поверхность имела равномерный, приятный вид за счет аккуратного размещения четырехсторонних конической формы блоков, вставленных глубоко в бетонное ядро; опус микс-тум, позволявшая строить стены более экономично, так как решетчатые связки заменялись кирпичными; опус ла-терициум или тестациум, которая поначалу (1 век до н. э.) использовалась для особенно сырых районов. Последняя технология кладки получила признание и в конечном итоге заменила все другие, начиная со времени правления Антонина Пия и Марка Аврелия.
Кирпичные заводы работали в Риме довольно интенсивно, они также производили плитку для пола (http://remforyou.ru/) для специфических сооружений, таких как термы и акведуки. Заводы также поставляли кровельную черепицу и желобчатую черепицу для крыш, свежепрессованные кирпичи для уличных настилов, для типичных кладок «на ребро» и «в елку» (опус спикатум).
Проблема настилов решалась с помощью различных технологий, в зависимости от назначения. Например, улицы могли мостить булыжниками или большими каменными плитами, добавляя для прочности слои песка или гальки. Плавательные бассейны или хранилища воды облицовывали смесью бетона и необожженного кирпича, известной как опус сигнинум, что делало стены водонепроницаемыми.
Можно сказать, что жизнеспособность римских строительных технологий кроется в способности находить совершенно новые решения проблем, использовать старые технологии, недорогую керамическую плитку (http://remforyou.ru/) и приспосабливать их для решения насущных проблем, пока не будут найдены новые решения.
Даже сегодня мы восхищаемся великолепием римских сооружений, когда рассматриваем остатки памятников, которые оставили нам римские архитекторы имперского периода в виде величественных зданий, акведуков, терм, фортификаций, вилл и храмов.
