Техника: от древности до наших дней
Шрифт:
В Египте построен корабль, на борту которого размещались 3000 гребцов, отряд воинов численностью в 2000 человек.
280 г. до н. э. Началось сооружение Храма муз в Александрии. В его создании приняли участие лучшие ученые и выдающиеся древнегреческие механик и изобретатели Ктесибий, Филон Византийский, Герон Александрийский и др.
Грек Аполлоний из Перге (ок.262–190 до н. э.) занимающийся изучением конических сечений, ввел такие понятия, как эллипс, парабола, гипербола. Ученый изобрел также прибор для измерения углов в вертикальной плоскости (астролябия).
Грек Эрастофен из Кирены, библиотекарь в Александрии, создал научную географию. Он вычислил длину земного меридиана довольно простым способом. Сиена
В Греции Гермоген, автор трактата о пропорциях, возводит храм Диониса на Теосе и храм Артемиды Левкофриены в Магнесии на реке Меандр. Этот храм Артемиды (31? 58 метров) покоился высоком основании из 7 ступеней (в классическом храме их только три). Он был окружен двумя рядами колонн.
Грек Аристарх Самосский определил размеры Солнца и Луны и расстояние до них от Земли. Прославился тем, что остаивал теорию неподвижности Солнца и вращения Земли вокруг него. Его считают первым предшественником Коперника, несмотря на то, что он предусматривал для Земли и Луны и других планет круговые орбиты — греческая философия рассматривает окружность как единственную совершенную кривую.
В Египте распространяется метод набивки тканей. В тот же период подобная техника набивки тканей известна была и в Индии.
Изготовляются металлические зеркала из полированной бронзы. В следующем столетии зеркала делают из стекла. На обратной стороне стекло покрывают непрозрачным веществом.
В своих сочинениях грек Филон Византийский описывает различные механизмы и приспособления, используемые в военных целях, а также пневматические и гидравлические устройства. Он описывает педальные механизмы, педальные колеса, которые в последующие столетия использовались как силовой привод. Филон упоминает также о своеобразном устройстве, состоящем из системы рычагов и удерживающем предметы в вертикальном или горизонтальном равновесии. Позже это устройство стали называть карданной подвеской по имени итальянского ученого Д. Кардано (1501–1576), который занимался теорией рычагов и весов.
Применяются водоподъемные колеса, приводимые в движение не только мускульной силой человека, но и с помощью животных, запряженных в примитивную упряжку. Движение на ось колеса передавалось с помощью зубчатой передачи.
При изготовлении вин и масел используются винтовые прессы, сменившие рычажные прессы.
В Китае значительно усовершенствована сбруя в конской упряжке. Усилие животного теперь передается не от шеи, а от груди, что позволило использовать его силу значительно эффективнее. Внедряется хомут, заменивший ярмо. В Европе эти усовершенствования становятся известными лишь в конце следующего тысячелетия.
Строятся длинные водопроводы. По трубам, сделанным из бронзы, вода течет под сильным давлением или подается с возвышающихся над данной местностью резервуаров. Сооружаются артезианские колодцы.
Появляются первые тяжелые плуги, которые не только разрыхляют почву, но и перевертывают ее верхний слой. В Европе плуг подобной формы стал распространяться позже и стал основным орудием в сельскохозяйственных работах.
На западной части Балканского полуострова в Иллирии впервые конструируется водяное колесо. В следующем столетии водяные колеса появятся в Малой Азии, о чем свидетельствует римский архитектор Марк Витрувий (2-я половина I в. до н. э.). В Древнем мире водяные колеса еще не имели широкого распространения. Только в период феодализма они становятся универсальным двигателем, а в век промышленной революции — основным источником энергии, пока не появился паровой двигатель. Первые водяные колеса были горизонтальными, но в I в. до н. э. известны и вертикальные водяные колеса, причем такой же формы, что была известна позже.
Около 1038 г. А. Бируни измерена плотность различных веществ.
В 70-х годах I века до нашей эры, согласно Плинию Старшему, появились первые жилые дома, облицованные мрамором.
В Индии часто применялся метод сооружения цельнокаменных храмов. Искусство сооружения таких храмов, вероятно, восходит к опыту выдалбливания пещер. Одним из ранних пещерных храмов является храм в Карли. Он изваян как скульптура. В длину, идущую в глубь скалы он имеет 38 метров, в ширину — более 30 метров. Храм разделен по кругу двумя рядами колонн, замыкающихся в торце здания. Потолок над главным пролетом (более 7 м) высечен в виде подковообразной арки. Сложные капители и абаки колонн, скульптурные группы людей на слонах над каждой колонной зрительно создают впечатление, будто все собрано из отдельных элементов.
Сформировалась конструкция деревянной стропильной фермы, которая с тех пор стала активно применяться в строительстве.
Столяры начинают применять рубанок.
В Риме один из египетских обелисков, вывезенных в качестве военного трофея, был размещен императором Августом (63 г. до н. э. — 14 г. до н. э) на Марсовом поле и служил в качестве солнечных часов указателем времени.
Герон Александрийский был выдающимся техником и строителем. Он оставил своеобразное руководство по производству строительных работ с помощью элементарных устройств: лебедок, рычагов, блоков, а также более сложных механизмов. В своей работе Герон Александрийский освещал многие области механики, описывал различные насосы, метательные военные машины, подъемные краны с педальным приводом, пневматические автоматы-игрушки, измеритель расстояния с зубчатой передачей, разновидность теодолита и др. Известно его описание устройства типа примитивной паровой турбины и ветряной мельницы. Эти механизмы он применил в игрушках. Только в следующем тысячелетии ветряные мельницы становятся действенным механизмом, а паровые турбины только через две тысячи лет превратились в главный источник движущей силы.
Для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное некоторые греческие механики использовали кулачки. В широком масштабе в различных конструкциях использование кулачков началось только в Средние века.
В Риме для строительства применяют бетон. Изобретение бетона является значительным вкладом в развитие техники. Однако в последующий период бетон потерял свою значимость и был забыт. Через две тысячи лет о нем вспомнили вновь.
Технические усовершенствования римляне заимствовали у греков и других народов. Однако в некоторых отраслях они сумели повысить уровень производства за счет внедрения новой организации труда. Например, на римских шахтах в Испании золото добывали почти 60 тысяч рабов, ежегодно добывая около 7 т золота. Протяженность сети шоссейных дорог, построенной римлянами, составила 150 тыс. км, а длина некоторых водопроводов — 130 км. Имелись фильтрационные установки, сооружались подвесные акведуки. Некоторые жилые помещения отапливались горячим воздухом. В Риме появляются застекленные окна.
Высокий уровень техники и производства наблюдается у кельтов в металлургии и некоторых других ремеслах. Ими освоен метод получения стали. Возникают металлургические цехи. На территории чешских земель впервые пахали колесным плугом с небольшим симметричным железным лемехом. Кельты изобрели также первую жнейку, приводимую в движение с помощью быков.
В Сирии выдувают стекло.
Герон Александрийский известный, как изобретатель различных автоматов, написал труд «Механика», состоящий из трех книг и представляющий собой развитие кинематографического направления статики. Герон изобрел так называемый геронов шар, из которого водная струя выбрасывается посредством сжатого воздуха, и паровой шар, который приводился в движение паром, выходившем через вставленные в него две трубки.