几千年来,有无数令人惊叹的发明和古老技术,让我们对过去人们所拥有的知识和智慧感到敬畏。它们是随着新的强大文明的出现并主宰古代世界而在工程和创新方面取得令人难以置信的进步的结果。
这些创新的发明极为卓越,堪与今天的技术相匹敌,令后世对其感到无比的敬佩。
01
亚历山大的古代蒸汽机
海伦·亚历山大(Heron Alexandrinus)是公元1世纪希腊的数学家和工程师,被称为首个蒸汽机发明者。
他的蒸汽动力装置以风神艾俄洛斯的名字命名。艾俄洛斯由一个球体组成,球体的位置可以绕其轴旋转。彼此相对的喷嘴会排出蒸汽,两个喷嘴会产生组合推力,从而产生扭矩,导致球体绕其轴线旋转。旋转力使球体加速,直到牵引力和空气的阻力使其达到稳定的旋转速度。
公元1世纪的古代蒸汽机模型
蒸汽是通过球体下方的沸水产生的——锅炉通过一对管道连接到旋转球体,同时充当球体的枢轴。该机器的复制品可以在每平方英寸 1.8 磅的极低压力下以每分钟 1,500 转的速度旋转。这个非凡的装置被遗忘了,也从未被正确使用过。
02
亚述尼姆鲁德透镜
尼姆鲁德透镜是世界上最令人惊叹的古代发明,它是一块具有3000年历史的水晶。1850年在伊拉克的尼姆鲁德亚述宫殿遗址中出土。
这块透镜由天然水晶制成,形状略呈椭圆形。粗磨(可能是在宝石轮上),它的焦点距平面约 11 厘米,焦距约 12 厘米。 相当于一个3倍的放大镜(与另一个镜头组合,可以实现更大的放大倍数)。
亚述尼姆鲁德透镜
自发现以来,它的用途就一直处于争论之中,有的人认为它被用作放大镜,而另一些人则坚持认为它是被用于聚焦阳光来生火。
著名的意大利教授乔瓦尼·佩蒂纳托(Giovanni Pettinato)提出,古代亚述人将这个镜头用作望远镜的一部分,这可以解释亚述人为何对天文学如此了解。
传统的观点认为,望远镜是在1608年被发明的,伽利略是第一个用它来仰望星空,研究宇宙的人。但伽利略本人认为,早有古人在他之前就已经使用望远镜了。
03
最古老的苏格兰日历
苏格兰在 2004 年发掘的一处古代遗址上进行的研究表明,其中包含一个距今约 10,000 年的复杂日历系统,这是世界上迄今为止发现的最古老的日历。
该遗址位于阿伯丁郡克拉斯的沃伦菲尔德 ,包含一排 50 米长的12个坑,由石器时代的英国人建造,公元前 8000 年左右(中石器时代早期)到公元前 4000 年左右(中石器时代早期)被使用。
石器时代苏格兰的历法系统
这些凹坑代表一年中的月份以及月相。它们采用复杂的弧形设计,每个农历月份被分为三个大约十天的周——代表盈月、满月和亏月。它可以观测仲冬日出,以便每年重新校准农历 ,使其与太阳年保持一致。整个弧线代表一整年,也可能反映月亮在天空中的运动。
04
比现代混凝土更耐用的罗马混凝土
科学家们研究了过去 2000 年淹没在地中海之下的罗马混凝土的成分,发现它在耐用性方面优于现代混凝土。他们还得出结论,它对环境的破坏也较小。
罗马人通过混合石灰和火山岩来制造混凝土。对于水下结构,石灰和火山灰与海水的结合立即引发化学反应,其中石灰将分子纳入其结构中,并与灰发生反应,将整个混合物粘合在一起。
古罗马混凝土
罗马混凝土产生的化合物与现代水泥显著不同,现代水泥是一种极其稳定的粘合剂。此外,古代混凝土含有理想的托勃莫来石结构,比现代混凝土具有更高的强度和耐用性。
还发现了罗马古代混凝土中的其他矿物质,这些矿物质显示出高性能混凝土的潜在应用,包括封装危险废物。在 20 世纪中叶,混凝土结构的设计使用寿命为 50 年,然而,罗马港口在水下化学侵蚀和波浪作用下幸存了 2000 年。
05
2000年前的镀金图层
2000年前的工匠使用一种古老的技术将金属薄膜应用于雕像或其他物品,而这种图层丝毫不逊色于今天用于生产电子产品的镀膜标准。
古老的镀金薄膜
镀金和镀银用于在珠宝、雕像和护身符等表面物品上镀上一层薄薄的金或银。从技术角度来看,2000年前古代镀金者所取得的成就是使金属涂层变得非常薄、附着力强且均匀,从而节省了昂贵的金属并提高了其耐用性,丝毫不逊色于今天所能达到的水平。
古代工匠在对化学物理过程了解甚少的情况下,开发了多种技术,包括使用汞作为胶水将金属薄膜涂在物体上,创造了令人惊叹的效果。
06
地动仪
时至今日,人类在探测、记录和测量地震等方面取得了长足的进步,但依然无法准确地预测地震。但2000年前,东汉张衡发明了地动仪,可以远距离精准地检测地震。
地动仪复原模型
地动仪的形状像一个酒樽,四周有八个龙头,龙头对着东、南、西、北、东南、西南、东北、西北八个方向。龙嘴是活动的,各自都衔着一颗小铜球,每一个龙头下面,有一个张大了嘴的铜蛤蟆,仪器的内部中央有一根铜质“悬垂摆”,柱旁有八条通道,称为“八道,何方地震,则何处铜球落下。
07
神话中的日光石
北欧神话描述了一种用于航海的神奇宝石,当太阳隐藏在云层后,甚至在黎明前或日落后,它都可以指出太阳的位置。现在看来这个神话可能是真的。
2013 年 3 月,在一艘沉没于海峡群岛的伊丽莎白时代船只残骸中发现了一种独特的方解石晶体,其特性与传说中的维京日光石一致,并且该晶体碎片确实可以充当非常精确的导航设备。
电影中的日光石
日光石背后的原理依赖于其不寻常的特性,即使被云或雾遮挡,也会产生阳光的双折射。通过在人眼前面转动晶体直到两个阴影的暗度相等,就可以非常确定太阳的位置。
08
巴格达电池
巴格达电池,也称为帕提亚电池,是一个封装了铜圆柱体的陶罐。一根铁棒悬挂在圆柱体的中心,但不接触圆柱体。铜圆筒和铁棒都用沥青塞固定到位。
这是是在 1936 年对巴格达附近的古村 Khujut Rabu 进行挖掘时发现的。这个村庄有大约 2000 年的历史,建于帕提亚时期(公元前 250 年至公元 224 年)。
巴格达电池
尽管尚不清楚这种装置的确切用途,但“巴格达电池”这个名称来自于 1938 年建立的一种流行理论。进行发掘的德国考古学家威廉·柯尼格 (Wilhelm Konig) 检查了电池并得出结论,该设备是一种古老的电池。
第二次世界大战后,在皮茨菲尔德通用电气高压实验室工作的美国人威拉德·格雷(Willard Gray)制作了复制品,并在其中填充电解质,发现这些设备可以产生 2 伏的电力。但如果它真的是电池,它是用来干嘛的?那个时代难道需要供电吗?
09
1600年前的罗马纳米高脚杯
莱库格斯杯因其描绘了色雷斯国王莱库格斯而闻名,它是一个有 1,600 年历史的翠绿色罗马圣杯,其颜色会根据光线的方向而变化。科学家们一直无法弄清楚为什么杯子在从正面照射时呈玉绿色,而从后面照片变成了血红色。
罗马酒杯,现藏于大英博物馆
这个谜团终于在 1990 年被解开,当时英国的研究人员在显微镜下仔细观察破碎的碎片,发现罗马工匠竟然运用了纳米技术!他们将金银的颗粒研磨至小至 50 纳米,这个直径小于一粒食盐的千分之一,然后注入玻璃中。当受到光照射时,金属会发生振动,从而根据观察者的位置改变颜色,这项工作实在是太精确了,绝非偶然为之。
10
古代安提凯西拉装置
安提基西拉装置于 1900 年在希腊安提基西拉岛附近打捞一艘60米沉的船只时被发现。它是一种金属装置,由复杂的齿轮组合组成,其历史可以追溯到公元前 2 世纪。
安提基西拉装置是古代世界发现的最令人惊奇的发明和机械装置之一。这是是数学天文学的计算工具,结合了巴比伦天文学和希腊几何学的周期。也是第一个已知的将科学理论预测机械化并可以自动计算的设备。
安提凯西拉装置
该设备甚至包括一个表盘,用于指示每年将举办哪场希腊运动会,而奥运会每四年举办一次。30 个齿轮中只有一个小齿轮仍然是个谜,希望进一步的研究能够解开这个谜题的最后一块。