Основные вехи развития технической и научной мысли античности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Технические изобретения древней Греции и Рима

2. Развитие естественных наук в Античности

Заключение

Список использованных источников и литературы

Введение

изобретение наука древний греция

Среди древних культурных народов эллины появились так поздно, что большинство технических изобретений, которыми они пользовались на войне и в мирной жизни, было уже давно сделано и повсюду распространено. Давно уже охотничьи племена изобрели копье и стрелы, давно земледелец научился делать плуг и телегу, давно мореходы, грабя и торгуя, бороздили море, а эллины еще не выходили на историческую арену. Однако, выйдя на свет со своими техническими достижениями, эллины с лихвой восполнили свое долгое отсутствие.

Евполин, Фабриций, Герон, Архимед и другие ученые-изобретатели той эпохи внесли весомый вклад в развитие, создание той или иной технической новинки. Основные технические достижения античности были сосредоточены не только на орудиях войны, но и в мирных целях. В строительстве, медицине и сельском хозяйстве было сделано немало открытий, но невозможно выделить главные технические и научные достижения того времени. Кроме того, многие ученые современности утверждают, что эти достижения нельзя назвать техническими, что античная техника - это детство, скорее, младенчество современных технологий. Однако неизвестно с какими технологиями имели бы мы дело, не будь античная техника настолько развита. Например, римский водопровод представлял собой сложное гидротехническое сооружение, его остатками пользуются и в наше время. Античная металлургия дала толчок развитию металлургического дела во всей Европе, техника сельского хозяйства не претерпела сильных изменений и по сей день, особенно в технически малоразвитых странах. Бесспорно, примитивные паровая машина, телеграф, античные часы выглядят сейчас смешно, но сама идея этих разработок великолепна и могла прийти в голову только технически одаренному человеку. В целом греческая и римская культуры представляли собой интересную и богатую культурную систему древнего мира. В которой постепенно появляются черты, ставшие впоследствии основой межнациональной европейской культуры нового времени.

Технический комплекс общества на этой, как и на предыдущей, стадии относился к ремесленной ступени производства. Он характеризовался преимущественным применением ручных железных орудий, а в военной технике - железного оружия, что хорошо отражено в очерке Виргинского и Хотеенкова. Большие и сложные технические устройства делались из дерева. Продолжали широко применяться также орудия из бронзы или иных медных сплавов, это видно из книг «Эллинистическая техника» Толстого и «История техники» Заворыкина.

У римских авторов встречаются и первые определения машины, еще очень далекие от нынешнего. «Машина, - писал выдающийся архитектор и механик Витрувий, - есть деревянное, во всех своих частях связанное приспособление, представляющее большие преимущества для поднятия грузов; она действует искусственным путем, при помощи вращательного движения». В его книге «Об архитектуре» описываются ручные вороты и разнообразные ступенчатые колеса. О двойственном использовании железа хорошо сказал римский ученый Плиний Старший (I в. н. э.): «При помощи железа мы пашем землю, сажаем деревья. Строим дома, обтесываем камни.… Но железо в то же самое время служит для войны. Для убийства, для разбоя». Если говорить об общих особенностях римской науки I-II вв., то можно отметить ее большую направленность на достижение практических результатов, применение научных знаний для решения хозяйственных социальных и политических задач. И если в осмыслении глубинных проблем мироздания природы и общества наука I-II вв. вряд ли превзошла достижения великих ученых классической Греции и титанов науки Пифагора, Демокрита, Аристотеля, Эвклида, Эратосфена и других, то в применении результатов научного исследования к решениям непосредственных жизненных задач она ушла далеко вперед. В связи с этим среди различных направлений научного исследования получили преобладание ее прикладные ветви, особенно агрономия и медицина, астрономия и астрология, архитектура и география. Практическая направленность римской науки этого времени лучше всего отразилась в первой античной энциклопедии Плиния Старшего (I в. н. э.) «Естественная история». В своей работе я рассматриваю период с VII в. до н. э. по V в. н. э. Цель работы показать, что это было временем наивысшего подъема античного способа производства, военного искусства, технической мысли. В первой части работы я рассказал, как постепенно совершенствуется обработка металлов, ткачество, производство гончарных изделий. Развитие ремесел и торговли приводит к образованию городов, сооружение общественных зданий, дорог - все это вызывает развитие строительного дела. Так же особенно бурно развивается военная техника, способствовавшая ведению войн. А торговые отношения и военные походы требуют улучшения способов передвижения, как по суше, так и по воде. Задача второй главы показать, что без использования научных данных невозможно было решать многообразные проблемы функционирования такого сложного общества и высокой культуры которые сформировались сначала в древней Греции, а затем и в период ранней Римской империи. Благоприятными факторами для развития науки были не только настоятельная необходимость в решении растущих общественных потребностей, но и возможности использования огромных материальных людских и интеллектуальных ресурсов. Римляне восприняли, накопленный прежними поколениями ученых, опыт, и, прежде всего эпохи эллинизма, и дали новый толчок развития научной мысли.

Данная работа состоит из введения, двух глав, заключения, приложения и списка источников и литературы. В первой главе описаны технические изобретения, которые появились в период древней Греции и раннего Рима, их применение в мирной жизни и во время войн, их усовершенствование и развитие. Во второй главе рассказывается об открытиях в области географии, медицины, физики, математике и других науках того периода, о великих ученых их сделавших, их трудах и школах.

1. Технические изобретения древней Греции и Рима

Говоря о развитии техники сельского хозяйства, которое в то время продолжало оставаться основной отраслью материального производства, следует упомянуть, прежде всего, об усовершенствовании земледельческих орудий.

Греческие земледельцы пахали с помощью пары волов или мулов. Лошадей не применяли для вспашки. Пахотное орудие - аротрон, или рало, делалось из цельного куска дерева или могло состоять из нескольких частей, изготовленных из разных пород деревьев. Рало имело полоза, параллельные поверхности почвы, и снабжалось железным наконечником - наральником лопатообразной формы с загнутыми боковинами. Рало имело рукоятки, отдельные от дышла.

Наряду с ралом у греков в V в. до н.э. появился уже примитивный плуг. Пахарь с помощью упряжки волов, тянувших этот плуг, переворачивал землю, чтобы, солнце прогрело ее глубинную часть и выжгло корни сорняков.

Для обработки почвы пользовались и железными мотыгами. Известны широкие мотыги с заостренными концами, мотыги-однозубцы типа кирки и двузубые для прокапывания и рыхления почвы. Применяли также сапку, трезубые вилы и борону. Созревший урожай жали железными серпами, по форме напоминавшими современные. Молотьба осуществлялась с помощью скота. Вывеянное зерно хранили в зернохранилищах, стены которых обмазывали глиной и обжигали, чтобы обезопасить зерно от грызунов.

Зерно перетирали в муку с помощью зернотерок и мельниц. Примитивные мельницы состояли из двух жерновов прямоугольной формы. Верхняя поверхность нижнего жернова имела желобки. Верхний жернов имел конусовидное углубление для засыпки зерна и сквозное отверстие, через которое зерно попадало на поверхность нижнего жернова. Тяжелый верхний жернов приводился в движение с помощью рычага. Прямоугольные жернова двигались только взад и вперед. Были и мельницы с круглыми жерновами, которые вращались вокруг укрепленного в центре стержня. Наряду с вышеупомянутыми зернотерками и мельницами примерно с IV в. до н.э. в Греции стали применяться мукомольные поставы, где верхний жернов вращался животными - ослами, мулами, лошадьми, а также нередко рабами.

Примерно к III в. до н.э. относится начало применения простейших водяных мукомольных мельниц. По-видимому, это были мельницы мутовчатого типа с горизонтально расположенным водяным колесом, снабженным изогнутыми лопатками. Раньше всего такие мельницы распространились в Греции и Малой Азии.

Греки были хорошо знакомы с садовой агротехникой, например, знали секреты пересадки молодых деревьев (размер ямы, расстояние между растениями и т.д.), делали прививки.

Садоводство и виноградарство требовали очень больших усилий. Несмотря на это под садовые культуры в III и I вв. до н.э. в хозяйстве отводилась большая часть земли, значительно превосходящая по своим размерам пахотное поле.

Выращенный виноград давили на небольших давильнях-тарапанах, представлявших собой плоские каменные плиты круглой или прямоугольной формы, с высокими бортиками или с желобком по краю и со сливом, через который выжатый сок стекал в специальный сосуд. Сооружались и более сложные винодельни, с одной или двумя цементированными площадками, на которых виноград давили ногами, а затем вторично давили мезгу (остатки выжатого винограда) в мешке, положенном в корыто, под прессом, либо тут же на площадке с применением специального каменного рычажного пресса. Сок с давильных площадок через специальные сливы поступал в большие глиняные сосуды или в специальные, вырытые рядом с площадкой и оцементированные, цистерны.

Вино греки хранили в лифосах - глиняных бочках емкостью в несколько сотен литров. При транспортировке использовали амфоры - двуручные сосуды емкостью чуть более 10 л.

У римлян господствовала двухпольная система земледелия, но уже начало применяться трехполье с соответствующим севооборотом. Так, Плиний Старший предлагал после ячменя сеять просо, затем репу, а потом опять ячмень или пшеницу, или же сеять два раза хлебные культуры, а на третий год бобы. Особенно много уделялось внимания удобрению полей. Римляне расклассифицировали их по значению, составили нормы вывоза навоза и других удобрений. Была разработана система хранения навоза в зацементированных ямах, где сохранялась влага. В качестве зеленых удобрений использовали бобовые, которые запахивали не скашивая. Для удобрений использовали золу, компост. Римляне прекрасно понимали, что только систематическое удобрение земли позволяет получать устойчивее урожаи. Ими обычно практиковалась двукратная, а для жирных почв - и трехкратная вспашка. Ее глубина зависела от качества почвы. В Италии она доходила обычно до 22 см. Для жатвы кроме обычных железных серпов применялись крупные серповидные орудия с отогнутыми концами.

Судя по сообщениям Плиния Старшего, в I в. н.э. в крупных поместьях Галлии появились уже и механические приспособления для жатвы. Труда жнецов заменила примитивная жнейка. Она представляла собой расширяющийся кверху ящик на двухколесной оси. Передняя стенка ящика была ниже остальных. Вдоль ее края были укреплены железные зубцы, загнутые кверху. Вол, впряженный в короткие оглобли сзади жнейки, толкал ее вперед по ниве. Спелые колосья захватывались зубцами жнейки, отрывались и ссыпались в ящик.

На току зерно обмолачивали цепами. Для молотьбы использовались трибулы - приспособления из нескольких обитых досок, у которых на одной стороне укреплялись острореберные камни. Сверху на трибулы клали груз и волочили их по току, выбивая из колосьев зерно.

Для получения муки пользовались усовершенствованными ручными мельницами. Нижний неподвижный жернов имел конусовидную форму, а надевавшийся на него верхний расширялся книзу и кверху в виде воронки, в которую сыпали зерно. Для приведения в движение таких мельниц обычно использовали ослов. Римлянам была известна и водяная мельница. Так, Витрувий описывает большое лопатчатое колесо, которое приводилось в движение водой с помощью двух поставленных под углом зубчатых колес. Это колесо вращало жернова.

Как и греки, римляне придавали большое значение садоводству и виноградарству. Римские виноградари знали более 400 сортов винограда, прекрасно умели его культивировать и получать новые сорта. Известны были и различные способы размножения виноградной лозы: отводками, черенками и прививками.

Поспевший виноград давили ногами или рычажным прессом, представлявшим собой горизонтальный деревянный брус длинной 6-9 м, один конец которого закреплялся в щели вертикальной деревянной стойки, а другой притягивался книзу с помощью груза.

В I в до н.э. для получения виноградного сока стали использовать усовершенствованный давильный пресс. Тяжелый и громоздкий горизонтальный ворот с рычагами заменили винтом. В нем давящий горизонтальный брус был соединен с вертикальным стержнем, имевшим винтовую нарезку.

Животноводство в Греции и Риме существовало с незапамятных времен. В Греции, например, весь домашний скот, разделялся на три группы, что нашло свое выражение в специализации пастухов: буколой пас быков и коров, пойменес - овец, а эполой - коз.

Как отмечалось выше, основной тягловой силой в античных государствах были волы. Отбирая трехлетних бычков, их холостили и специально откармливали. Так описывает отбор и обучение рабочего скота в Древнем Риме поэт Вергилий:

Если кто-либо, пленен олимпийской победною ветвью,

Станет коней разводить иль волов для плуга, пусть ищет

Маток прежде всего. Наружность у лучшей коровы

Грозная; и голова должна быть огромной, и шея -

Мощной…

Прежде всего, выжигают тавро с названием рода.

Обозначают, каких на племя оставить желают

И для святых алтарей, каких - перепахивать землю

Иль на целинной земле крутые отваливать глыбы.

Весь остальной молодняк на лугах пасется со стадом.

Тех, кого приучить к полевым захочешь работам,

Сызмала ты упражняй, настойчиво их приручая,

Нрав доколь у юнцов податлив и возраст подвижен.

Прежде из тонких лозин оплетенный круг им на шею

Вешай. Потом, когда их свободная шея привыкнет

К рабству, им надевай хомуты из веревок, попарно

Соединяй, и ходить приучай одинаковым шагом.

Пусть до срока они лишь порожние тянут повозки

И оставляют следы лишь на самой поверхности пыльной,

Пусть лишь потом заскрипит под грузом тяжелым телега

С буковой осью, таща вдобавок и медное дышло.

В античном мире особо следили за чистотой на скотном дворе, предупреждая заболевания животных. Заболевших животных отделяли и помещали в специально отгороженные стойла.

Большое значение в сельском хозяйстве римлян играло птицеводство. В I в. н.э. была выведена новая порода кур, полученная путем скрещивания крупных греческих петухов с местной курицей.

В античных хозяйствах занимались разведением рыбы в прудах и бассейнах. Рыбу, предназначенную для длительного хранения, для отдаленных областей или на вывоз в другие страны, чистили и солили в специальных чанах емкостью около 20 м³, которые вкапывали в землю и обмазывали изнутри раствором цемента.

Развитие античных государств сопровождалось совершенствованием горного дела и металлургии. Кроме железа и меди в производстве и в быту применялись свинец, олово, серебро, золото и различные сплавы. Соответствующие руды доставлялись из рудников, разработка которых, наряду с добычей драгоценных металлов, превращается в одну из весьма важных отраслей производства.

Добыча железной руды велась обычно открытым способом. Серебряную руду добывали глубоко под землей. Для добывания руды копали узкую шахту, углубляя ее до рудоносного пласта. От шахты по направлению пласта рыли узкие штреки. В римских рудниках Испании штреки делались несколько шире греческих, чаще применялись деревянные крепления. Вентиляции в шахтах не было. Рабочее место освещалось глиняными светильниками. Вся работа велась вручную с помощью железного кайла и заступа, применяли также клин и молот. В римских владениях на серебряных рудниках Испании и Северной Африки наряду с традиционными орудиями откачки воды использовались архимедовы винты. Водоотливной винт вращали один или два раба, которые, держась руками за горизонтальный брус, переступали на лопасти винта. Такой механизм подземные потоки, осушая проходы для выборки породы. Помимо архимедова винта использовались и другие водоподъемные устройства. Так, в римских рудниках у Рио Тинто обнаружены в подземных камерах остатки восьми пар водочерпальных колес, приводившихся в движение мускульной силой и поднимавших воду на высоту 30 м. Диаметр таких водочерпальных колес составлял 4,5 - 5 м.

С VI - V вв. до н.э. в Греции, в очень глубоких шахтах, начинают применять ручные вороты для подъема руды в бадьях. Как уже отмечалось, с этого же времени для размола руды использовали мельницы. Нижний жернов мельницы имел форму конуса, в верхней части его была вделана железная ось. На этой оси с помощью деревянной рамы вращался верхний жернов с воронкообразными углублениями снизу и сверху. Верхний жернов вращали ходившие по кругу 4 - 5 рабов, а иногда осел.

У металлургов Римской империи при выплавке железа в высоких горах с сильным дутьем получался чугун. «Железо, - говорит Плиний, - при плавлении делается жидким и после этого ломается подобно губке». Полученный таким способом чугун выбрасывался как ненужные отходы производства.

Значительное развитие получила выделка стали. Ряд районов Греции и Малой Азии получил известность (с VI - V вв. до н.э.) своими сортами стали. Во времена Александр Македонского синопскую сталь предпочитали употреблять для выделки плотницких инструментов, лаконийскую сталь - для напильников, сверл, лидийскую - для мечей и т.д.

В Риме производство стали претерпело дальнейшее усовершенствование. Лучшая римская сталь содержала больше углерода, чем греческие сорта. Впрочем, производство стали еще не обособилось в отдельную отрасль металлургии.

Значительные успехи достигнуты были в области литья (прежде всего художественного) из меди, бронзы и других медных сплавов. Из них изготовляли статуи, посуду, другие бытовые предметы, а также воинские доспехи и панцири. Металл плавили в плавильных печах, топливом служил древесный уголь, огонь непрерывно раздувался мехами. Расплавленную массу металла выпускали через специальное отверстие, заполняя подготовленные литейные формы, сделанные из глины или камня.

Первоначально все литые изделия делались сплошными. Примерно с VII - VI вв. до н.э. в античном мире при отливке больших статуй и иных крупных изделий был изобретен способ полого литья по восковым моделям.

В качестве замечательного примера бронзового литья следует сказать о сооружении гигантской статуи бога Солнца на острове Родосе в III в до н.э. Над этим Колоссом Родосским, позднее причисленным к семи чудесам древнего мира, скульптор-литейщик Харет трудился 12 лет. Высота сооружения составляла 35 м. На берегу родосской гавани Харет установил на массивном пьедестале три каменных столба, скрепленных железом. Столбы служили основой для железного каркаса статуи. Постепенно, ярус за ярусом монтировали по частям бронзовый покров статуи, укрепляя его на каркасе.

В сооружении Колосса Родосского принимали участие не менее сотни свободных искусных мастеров - литейщиков, кузнецов, каменщиков, плотников, а также сотни рабов - землекопов и строителей. К сожалению, это замечательное творение простояло менее 60 лет. Во время землетрясения в 220 г. до н.э. ноги статуи переломились, и Колосс рухнул.

Широкое распространение в Греции получила рельефная обработка металлических изделий - торевтика. Мастера-торевты изготовляли бронзовые зеркала, парадную посуду, украшения на оружии, различную художественную утварь. При изготовлении рельефных украшений прибегали к чеканке, тиснению, гравировке, резьбе, а также художественному литью в формах. В качестве инструментов торевты применяли всевозможные чеканы, металлические и каменные матрицы, резцы, гравиры, рашпили и другие инструменты.

В античную эпоху получило большое распространение производство бытовых и художественных изделий из глины, стекла, дерева и других материалов. Художественная керамика изготовлялась во многих средиземноморских странах.

Применялся как ручной. Так и ножной гончарный круг. При изготовлении мелких сосудов мастер рукой подкручивал деревянный диск. Формовка крупных сосудов требовала участия подмастерья, вращавшего гончарный круг.

После изготовления глиняного сосуда его украшали разнообразным орнаментом и изображениями - как рисованными, так и вылепленными, рельефными. Для отделки ваз применялся, в частности, знаменитый черный лак с металлическим отливом, секрет изготовления которого до сих пор не раскрыт, а также разнообразные виды глазури. Рельефные фигуры и орнаменты изготовлялись вначале мастерами преимущественно вручную. В дальнейшем их все чаще стали выдавливать на поверхности сосудов при помощи специальных матриц и штампов из обожженной плотной глины, дерева или металла. Таким образом, в эллинистический период имели место зачатки стандартизации производства художественной керамики. Причем одними и теми же матрицами и штампами нередко пользовались мастерские, расположенные в разных районах Средиземноморья.

В Древней Греции широкое развитие получило производство черепицы, что было связано с ростом городов и расширением жилищного строительства. Во многих греческих городах существовали эргастерии, производившие черепицу. Черепица изготовлялась двух типов. Для основной плоскости крыши изготовлялась черепица прямоугольной формы с приподнятыми продольными краями. Длина каждой такой черепицы была 60-90 см. и более, а масса - 15-20 кг. При их изготовлении употребляли большие деревянные формы. Узкие черепицы формировались на глиняных болванках полуцилиндрической удлиненной формы.

Римляне помимо черепицы стали производить кирпич, керамические трубы для обогревания стен, полов и др. После просушки сформованных изделий производился их обжиг в специальных гончарных печах. Размеры печей были различны, но конструкция и оборудование одинаковы. Гончарная печь имела два отделения: нижнее - толочное и верхнее, служившее обжигательной камерой. Горячий воздух попадал в обжигательную камеру через небольшие узкие отверстия (продухи) в полу верхней камеры. Устройство гончарных обжигательных печей на протяжении всей истории античной цивилизации по существу не изменялось. Усовершенствования касались лишь мощности печей: они были связаны с выпуском массовой продукции и допускали более высокий обжиг керамики.

Что касается изготовления стеклянных изделий, то в Греции с VI в. до н.э. существовало производство лишь небольших сосудов из разноцветного полупрозрачного стекла.

Действительные сдвиги в развитии стеклоделия связаны с римской эпохой, и, прежде всего, с открытием стеклодувной техники. Одни исследователи относят это нововведение к I в. до н.э., другие - к I в. н.э. и считают его родиной Сирию. Так или иначе, но именно там была изобретена выдувная трубка. Ее применение открыло новые возможности массового изготовления относительно дешевой продукции. Сирийцы перенесли производство дутого стекла в Рим, и оттуда это искусство распространилось по всем провинциям империи.

Большим спросом пользовались изделия из мозаичного стекла. Стеклодувная техника позволила значительно усовершенствовать изготовление мозаичных сосудов. В Риме славились «мурринские» мозаичные вазы, изготовленные особенно искусно. Широко практиковались резьба, шлифовка и гравировка по стеклу. Стеклянные сосуды декорировались сплошными узорами по поверхности, украшались накладными нитями из стекла различного цвета, напайками из темного стекла. Практиковалась выделка золоченых стеклянных изделий.

Для изготовления оконных стекол употребляли деревянные формы. Их предварительно смачивали водой и затем выливали стеклянную массу, растягивая ее щипцами до краев. При такой технологии размер оконного стекла обычно не превышал 30 - 40 см. Однако, как показали раскопки в Помпеях, выделывались и стеклянные листы размером 1,0 х 0,70 м., толщиной около 1 см.

Известные изменения произошли в технике производства тканей. В Греции был известен вертикальный ткацкий станок. Греческий ткацкий станок состоял из двух стояков и горизонтального валика, укрепленного в верхней части станка. На валике укреплялись нити основы, концы которых оттягивались вниз подвешенными к ним грузилами. В средней части станка имелись два горизонтальных бруска для поперечного отвода нитей основы и прохождения утка с поперечной нитью. В эллинистическое время произошел значительный сдвиг в области ткачества: выросло производство дорогих многоцветных, златотканых ковровых изделий. О технике и технологии изготовления сукна дают подробные сведения росписи стен помпейских домов.

Для удаления жира из шерсти, сукно замачивали в моче в чанах-ступах и засыпали особой глиной, впитывающей жир. Затем ткань топтали в чанах ногами и били на особых столах вальками, после чего ее тщательно промывали водой и сушили. Следующая операция была связана с ворсованием ткани, для чего использовалась шкурка ежа или растения типа чертополоха Белые ткани окуривали серой, натягивая их на каркас полусферической формы. После окуривания ткань натирали специальной глиной, придававшей крепость и блеск изделию, а для окончательной отделки сложенные куски сукна клали под пресс. Пресс состоял из вертикально поставленной деревянной рамы, в центре которой укреплялся один или два деревянных винта. Винты вращались с помощью сквозного стержня, надавливая на горизонтальные доски, между которыми зажималась ткань. В результате получалась такая высококачественная шерстяная ткань, о которой в шутливом тоне писал римский историк Марциал:

Шерсти крученой тройной патавянки туники носят:

Добрую плотную ткань может пила распилить.

Замечательно отраслью художественного ремесла и вместе с тем изобразительного искусства была греческая хрисэлефантинская техника, т.е. создание скульптур из слоновой кости и золота. Самыми выдающимися творениями этого рода были статуи Афины в Парфеноне и статуя Зевса Олимпийского, относимая к числу семи чудес света. Обе они были созданы великим греческим скульптором Фидием (V в. до н.э.). Статуя Зевса, сидевшего на троне, имела в высоту около 17 м. На правой руке Зевса стояла небольшая статуя богини победы Ники. Тела Зевса и Ники были смонтированы из кусков слоновой кости с таким искусством, что швы между ними нельзя было рассмотреть. Одеяния, венцы и украшения сделаны были из золота.

Одной из наиболее развитых отраслей материального производства было строительное дело, достигшее особенного размаха в Древней Греции и Риме. В период возникновения и расцвета античной цивилизации ремесло каменотесов стало одной из главных отраслей. Строительный камень добывался поблизости от места стройки. Выемка камня обычно производилась в открытых карьерах. Мрамор добывали как открытым способом, так и в штольнях. При добыче строительного камня использовали железное кайло, зубило, лом, деревянные клинья и кувалду. Для выемки известняка и песчаника применялись пила и топор. Для более твердых пород пользовались пилами без зубьев, подсыпая во время пиления песок. Первичная обработка камня велась рядом с каменоломней, окончательная - на месте стройки при подгонке строительных изделий.

Особенностью мастерства греческих каменотесов явилось сооружение высоких колонн насухо, т.е. без применения строительного раствора. Колонна собиралась из не полностью обработанных частей, имевших выступы для подъема на канатах. Перед укладкой один на другой поверхности барабанов выравнивали. В центре каждого барабана делали углубление, куда вставляли деревянный шип, соединявший оба барабана. Плотной подгонки каменотесы добивались путем вращения барабанов вокруг оси.

Насухо из каменных блоков строили также и стены. Для лучшей подгонки поверхностей их средняя часть углублялась, затем выравнивалась остальная плоскость. Горизонтальные ряды блоков скреплялись железными скобами, залитыми свинцом.

Вершиной каменотесного дела было сооружение арки и полуциркульного свода из клинчатых каменных блоков, уложенных насухо. Такие конструкции требовали тщательной обработки камня, соблюдения необходимых размеров и форм. При выкладке арки или арочного свода пользовались временным деревянным каркасом, на который укладывали клинчатые блоки, начиная с двух нижних, опорных и кончая одним - верхним, замковым, который удерживал всю сложную конструкцию свода.

В конце IV в. до н.э. из греческих поселений на юге Италии получило быстрое распространение употребление известкового раствора. В III в. до н.э. в строительной технике римлян было сделано очень важное открытие - применение пуццоланового раствора, изготовлявшегося из измельченной породы вулканического происхождения. Вскоре на этом растворе стал изготовляться римский бетон. Мелкий каменный щебень, битый кирпич чередовался ровными слоями с цементным раствором, образуя несокрушимую бетонную кладку - «opus coementicius», не уступавшую по прочности каменным блокам. Для того чтобы щебень и цементный раствор не растекались и сохраняли необходимую форму, сооружалась временная деревянная обшивка - опалубка. После того как бетон застывал, опалубка снималась или передвигалась дальше. Из бетона, а также традиционных строительных материалов возводились разнообразные здания, акведуки, а также транспортные сооружения: мосты, дороги и т.д. Для облицовки употребляли известняк, туф, керамические плитки и т.д. Широко применялась штукатурка из извести и гипса. Кровля домов крылась мраморными плитами или черепицей.

При строительстве пользовались в основном ручными орудиями: коленчатыми и простыми рычагами для установки каменных плит, молотками для забивки скоб, лопатками для накладывания раствора и дощечками с рукояткой для его выравнивания. Проверочный инструмент состоял из циркуля, уровня, отвеса, наугольника, рейки и шнура. Был также известен уровень в виде открытого желобка, наполненного доверху водой.

Для плотничьих и столярных работ по оборудованию зданий употребляли топоры, молотки, пилы, рубанки, долота, тесла. Доски распиливали лучковой пилой. Применялись также и двуручная пила. Употреблялись ручные сверла и дрели, которые приводили в движение тетивой лука. Для скрепления отдельных деревянных частей применялись железные гвозди.

Как уже отмечалось, при строительстве применялись и сложные механизмы для подъема тяжестей. Витрувий описывает несколько типов таких «машин», именуемых в зависимости от количества применяемых блоков триспастами, пентаспастами, полиспастами, т.е. трех-, пяти- или многоблочными устройствами. Механизмы приводились в движение мускульной силой рабов, посредством простых канатных тяг, вертикальных и горизонтальных воротов или ступальных колес. Использовались и наклонные плоскости. Так, например, при сооружении Колосса Родосского применялись наклонные земляные насыпи с деревянным настилом.

В античном мире большое внимание придавали регулярной планировке городов. Основой ее была правильная прямоугольная сеть прямых улиц равной ширины, которые образовывали одинаковые по форме и размерам кварталы. Каждый жилой квартал включал несколько домов, располагавшихся в два ряда. Стены наружных фасадов домов были глухими. Окна большей частью имелись на втором этаже, но не во всех домах.

Для греческих городов был характерен высокий уровень благоустройства и комфорта. Улицы городов были широкими и вымощенными каменными плитами. Большое внимание уделялось борьбе с сыростью, свободному доступу воздуха и солнца, озеленению, хорошему водоснабжению. Водопроводы, иногда с искусственным напором, питали общественные водоразборные водоемы, куда вода поступала по керамическим и свинцовым трубам. К созданию хорошего водоснабжения приложили руки и греческие инженеры. Водопроводный туннель длиной в 1 км был сооружен в середине VI в. до н.э. на острове Самосе. Строитель этого туннеля Евполин начал работу одновременно с двух концов, и обе партии строителей, прорубавшие скалу, встретились под землей. Изобретение античного механика-самоучки Ктесибия, жившего в III в. до н.э., было использовано при сооружении водопровода эллинистического времени в Пергаме. Состоявший из свинцовых труб водопровод был проложен через глубокую долину, причем разница уровней воды была более 130 м. Устройство было основано на применении действия сифона. Ктесибием был также изобретен пожарный насос. Санитарное состояние городских площадей, улиц, дворов обеспечивалось хорошо организованной системой водостоков, обложенных канем и перекрытых плитами; существовала и канализация.

Городские дома имели ванные комнаты. Ванны в виде каменных или терракотовых кресел были углублены в землю. Дома имели канализацию и водопровод, трубы последнего были из обожженной глины. Специального отопления в домах не было. В холодную погоду комнаты согревались переносными глиняными сосудами с двумя ручками, в которых находился раскаленный древесный уголь. В комнатах для мытья было духовное отопление, горячий воздух из топки проходил под полом по трубам.

Большое значение различного рода утилитарным инженерным сооружениям придавали римские строители и архитекторы. В римских городах было прекрасно налаженное водоснабжение. Ранние римские каменные акведуки сооружались с IV в. до н.э. Как и греческие, они были построены под землей. Со II в. до н.э. начали строить подземные акведуки на массивных аркадах. Акведук, построенный в 140 г. до н.э. на арочных опорах из тесаного камня, высотой местами до 15 м, подавал воду за 91 км. Ко II в. н.э. в Риме действовало 11 водопроводов, дававших в день 1,5 млн. м³ воды, или от 600 до 900 л. на человека. Монументально построенные акведуки на массивных арочных конструкциях дополнялись водонапорными башнями, общественными фонтанами и обширной сетью подземных свинцовых и керамических труб. Фронтин, глава ведомства римского водоснабжения, в своем труде «Водопроводы города Рима» (I в. н.э.) отмечал, что во главе ведомства стояли инженеры-гидравлики, именовавшиеся «архитекторами». К IV в. относится реконструкция в Риме древней системы открытых сточных каналов (клоака максима).

Одним из активных потребителей воды в Риме являлись специально оборудованные сооружения для купания - термы, которые, в соответствии с правилами гигиены римлян и потребностями комфорта, имелись при домах состоятельных людей и при императорских дворцах. Для удовлетворения бытовых потребностей населения городов строились общественные термы. В них имелись мужские и женские отделения. Между ними находилась котельная. Раздевалка для мужчин, перекрытая полуциркульным сводом, имела ниши, куда клалась одежда. Во дворе был большой открытый бассейн для купания, к нему примыкали залы для гимнастических упражнений. Начало широкого строительства терм относится к концу I в. до н.э. - началу I в. н.э.

Единственным крупным зданием античного Рима, которое сохранилось до нашего времени не в руинах, является знаменитый Пантеон. Сооружение этого «храма всех богов» со всеми реконструкциями и перестройками относится к I в. до н.э. - II в. н.э. Пантеон представляет собой массивное крупное сооружение, увенчанное куполом, который снаружи кажется плоским, а внутри занимает половину высоты храма. Диаметр внутри храма 43,5 м., высота 42,7 м. Внутри здания внизу расположены семь больших ниш, углубленных в толщу стены, с выступающими барельефам, огромный свод, покрытый бронзовыми вызолоченными мостками, завершен большим световым отверстием. В центре устроен сток для дождевой воды, которая попадает в храм через световое отверстие в куполе. Окон в храме нет. Здание обладает такой хорошей естественной вентиляцией, что в нем не ощущается сырости даже в дождливое зимнее время. Пантеон обладает прекрасной акустикой. Одновременно в зале могут находиться более двух тысяч человек.

Рост населения Рима привел к строительству уже в III в. до н.э. жилых домов в три этажа. Из-за дороговизны земельных участков домовладельцы стремились повысить этажность сдаваемого в наем дома. Многоэтажных и многоквартирных домов - инсул к концу I в. н.э. насчитывалось свыше 46.6 тыс. В них было 4, 5, а то и более этажей. Потолки высотой более 3 м. имели сводчатую форму, но строились и плоские деревянные потолки на верхних этажах. В каждый этаж с улицы вела своя каменная лестница, на каждом этаже были окна, обращенные на улицу. На улицу были обращены также балконы и портики перед лавками на первом этаже.

Многоэтажные инсулы строились плохо, часто из кирпича-сырца, с деревянными прокладками, которые часто обваливались. Римский поэт-сатирик Ювенал, сам живший в инсуле, писал:

… Мы населяем столицу

Всю среди тонких подпор,

Которыми держит обвалы

Домоправитель, прикрыв зияние

трещин давнишних.

Нам предлагают спокойно спать

в нависших руинах.

Жизнь в инсулах, особенно на верхних этажах, где селилась беднота, не отличалась большим комфортом. Там не было кухонь, водопровода, санузлов, отопления. Окна, как правило, закрывались деревянными ставнями с прорезями для света, стекло считалось роскошью.

Важной отраслью строительного дела этой эпохи было создание искусственных путей сообщения.

О сооружении дорог в Греции сведения почти отсутствуют. Вместе с тем же у Гомера упоминаются мощеные дороги, а раскопки в Трое и Кноссе подтверждают их существование. Дороги имели в основе каменные блоки, скрепленные между собой гипсом и залитые сверху слоем глины. Поверх глины укладывали каменную плиту. Посередине пролегал тракт для повозок, а по обе стороны - тропинки для пешеходов. На сырых и болотистых почвах устраивали земляные насыпи, на крутых склонах гор вырубали ступени. Однако приведенный пример скорее исключение, чем правило. В классический период истории Греции развитие дорожной сети ограничивалось прокладыванием новых трасс и выдалбливанием колеи для колесного транспорта. Дороги были узкие до такой степени, что двум повозкам было трудно разъехаться. Те немногие дороги, которые прокладывались и благоустраивались в Греции, имели скорее культовое, чем хозяйственное значение: такова священная дорога из Афин в Элевсин, из Афин через Фивы в Дельфы и т.д.

Наивысшего развития искусство дорожного строительства рабовладельческого общества достигает в Римском государстве. Искусство это имело там разнообразные истоки. Римляне использовали опыт этрусков, греков, карфагенян. К тому времени, как Рим объединил под своим владычеством Италию и перешел к дальнейшей экспансии (IV в. до н.э.), строительство шоссейных дорог, не говоря уже о грунтовых, приобрело широкий размах. По мере роста Римской империи энергично строились новые дороги во всех завоеванных областях. Старые грунтовые дороги переделывались в шоссейные. В расцвете своего могущества Римская империя имела 90 тыс.км. шоссейных дорог (в том числе 14 тыс. км на Апеннинском полуострове), не считая грунтовых и балластированных щебнем. С последними протяженность дорог достигала 300 тыс.км. Для обозначения расстояния на дорогах римляне через каждые 1000 шагов (или через 1485 м) устанавливали каменные столбы или просто большие камни - миллиарии. Миллиарии содержали сведения о введении дороги в эксплуатацию, а также имена тех, чьими стараниями она сооружалась. В I в. до н.э. по приказу императора Августа на римском Форуме был установлен золотой миллиарий, символизирующий центр Римской империи и исходную точку всех римских дорог. В общей сложности из Рима расходилось не менее 23 дорог («все дороги ведут в Рим»).

Велики были в Римской империи успехи в мостостроении. В VI в. до н.э. строились примитивные деревянные мосты на деревянных сваях. Такую конструкцию имели мосты через Тибр. В 56 г. н.э. такой мост построил Юлий Цезарь через Рейн. Понтонные мосты широко применялись римлянами в военных экспедициях. Чтобы повысить прочность и надежность мостов, их начали строить на каменных опорах. Надо сказать, что сооружение мостов на каменных столбах практиковали и греки еще в крито-микенский период. От этрусков римляне заимствовали секреты строительства арочных каменных мостов, значительно усовершенствовав их. На мощные опоры римляне укладывали каменные и цементные блоки, толщина которых достигала 12 м. На таких опорах сооружались сводчатые арки из каменных блоков, которые скреплялись железными скобами, стыки заливались жидким оловом. Ширина верхней части таких мостов была от 3 до 19 м. и была ограждена балюстрадами. По бокам мостов для пешеходов были сделаны специальные тротуары. Середина моста использовалась колесным транспортом. О мастерстве римских инженеров и строителей свидетельствуют сохранившееся до сих пор мост Фабриция и мост Цестия.

Развитие морской торговли в Греции явилось условием создания торговых гаваней, защищенных молами и волнорезами. В больших приморских центрах строились обширные склады для хранения товаров, верфи и доки для строительства кораблей и их ремонта. Такие гавани были сооружены в Пирее, Сиракузах, на острове Делос и т.д. Предпринимались попытки строительства каналов. Так, на западном побережье Балканского полуострова был углублен пролив между островом Левкадой и материком. С VI в. до н.э. предпринимались попытки перекопать Истинийский перешеек, но этот проект остался неосуществленным. Через перешеек был проложен каменный волок из Эгейского моря в Коринфский залив.

Во времена Римской империи на Апеннинском полуострове было проведено немало судоходных каналов, некоторые из них являлись в то же время и осушительными. Римляне много занимались благоустройством портов. Строились бетонные и каменные молы и иные сооружения, в том числе сигнальные башни-маяки. Одним из крупных морских сооружений римской эпохи явился построенный в I в. н.э. неподалеку от Рима в Остии, в устье Тибра, порт. Его строили 12 лет. В порту были сооружены мол, в виде двух огромных изогнутых защитных стенок, надежно отгораживающих порт от морских бурь, и пристань. Бухта соединялась с Тибром широким и глубоким каналом, способным пропускать морские суда. Сооружение канала решило проблему регулирования паводков в реке. Между волнорезами был насыпан искусственный остров, где поставили маяк. Фундаментом острова послужил специально затопленный в этом месте громадный корабль. В начале III в. н.э. в порту был простроен огромный шестиугольный бассейн для стоянки судов, увеличивший площадь гавани вдвое.

Крупнейший маяк античной эпохи был сооружен не римлянами, а правительством эллинистического Египта в III в. до н.э. Речь идет о знаменитом маяке, построенном на острове Фарос в александрийской гавани архитектором Состратом Книдским при царе Птолемее Соторе.

Фаросский маяк представлял собой монументальную трехэтажную башню высотой около 130 м. Длина каждой стены первого этаж превышала 30 м. Третий этаж - фонарь - имел круглую форму. На его куполе стояла бронзовая статуя Посейдона. Свет маяка был издалека виден мореходам. Маяк одновременно служил крепостью, где находился большой гарнизон и военный наблюдательный пункт. Фаросский маяк, подобно Колоссу Родосскому, считался одним из семи чудес света. О нем сложили много легенд. Говорили, например, будто бы башня была увенчана статуями-автоматами в виде человеческих фигур, одна из которых якобы указывала рукой в море и издавала предостерегающий крик, когда к гавани по морю или по суше приближались враги.

С VII в. до н.э. греки начали строить палубные суда с командой из 50 гребцов - пентеконтеры, и корабли с двумя рядами весел - диеры. Трехрядные суда - триеры, у которых гребцы сидели на трех ярусах, появились в VI в. до н.э. Длина триеры составляла 40-50 м. при ширине 5-7 м. Изобретателем триеры считается Аминокл из Коринфа. Греческие торговые корабли были плоскодонными, имели широкий корпус с поднимающимся носом и кормой. Помимо весел грузовые суда имели от одной до трех мачт, каждая из которых несла по одному четырехугольному парусу. Для плавания против ветра греческие моряки использовали дополнительный треугольный парус. Грузовые корабли, короче и шире военных, имели более глубокую осадку. Грузоподъемность их обычно не превышала 100-150 т. Однако античные авторы упоминают и о кораблях большей грузоподъемности. Материалом для постройки судов служили сосна, лиственница, пихта и иные породы хвойных деревьев, изредка дуб.

Римские торговые корабли, так же как и греческие, были парусными, и только в редких случаях в качестве движителя употребляли весла. Вместе с тем конструкция судов подвергалась усовершенствованию. Улучшенное, построенное на киле со шпангоутами торговое судно способствовало расширению и укреплению хозяйственной мощи Рима. На судах применялась обшивка вгладь: отдельные доски не перекрывались, а располагались вплотную одна к другой. Их крепили медными, железными или терновыми гвоздями и конопатили паклей и воском. Управление судна состояло из рулевых весел на корме. В передней части судна, на палубе, сооружалась надстройка для защиты от непогоды. Усовершенствовался и такелаж. Мачта удерживалась вантами, сплетенными в веревочные лестницы. Суда разделялись на ряд категорий - в зависимости от размеров, тонна, формы и функций. Обычно на мачте торгового судна был один прямоугольный или трапециевидный парус и треугольный парус на наклонной рее на носу корабля. Такие суда имели обычно 25-30 м в длину и 8-10 м в ширину при грузоподъемности до 180 т. Груз укладывался в трюм или на палубе корабля.

Для перевозки и передвижения по суше в античные времена существовали различные типы дорожных повозок. Охос представлял у греков дорожный экипаж, охема служила для перевозки поклажи. Повозки в Греции имели достаточно высокие и прочные колеса. В качестве тягловой силы в повозки греки запрягали лошадей, мулов и ослов.

Римляне для поездок использовали двух- и четырехколесные повозки. Для небольших путешествий пользовались легкой двуколкой - цизиумом или биротой. Пользовались также эсседой - легкой колесницей, открытой спереди и запряженной парой лошадей. Наиболее популярными среди двухколесных дорожных экипажей был карпентум - повозка италийского происхождения, в которую впрягали двух или четырех коней или мулов. Этот экипаж был рассчитан и на длительные поездки, для чего на случай дождя был предусмотрен задергивающийся поверху полог. Среди четырехколесных повозок была широко распространена рэда - большая вместительная повозка, которую тащила пара или четверка коней или мулов; в ней могли разместиться 7-8 человек. Рэда использовалась для далеких переездов, перевозки багажа, почты и т.д. Многие четырехколесные повозки отличались элегантной отделкой. Самой роскошной была каррука - открытая дорожная карета с высоким кузовом, легкая и быстрая, прекрасно отделанная снаружи и удобная внутри. В этой повозке можно было не только прекрасно отдохнуть, но и выспаться.

Бурное строительство городов Римского государства, мощный приток и скопление населения в них, густая застройка улиц - все это вынудило городские власти ввести правила уличного движения. Цезарь установил муниципальный закон, согласно которому любой колесный транспорт мог появляться на улицах города только по прошествии 10 часов от восхода солнца. Запрет не распространялся только на те повозки, на которых либо доставляли строительные материалы для общественных работ, либо вывозили мусор. Подводы, прибывшие в город до восхода солнца, должны были после разгрузки отправляться назад.

Основным средством передачи сообщений оставалась посылка пеших и конных гонцов. Однако такого рода почта не позволяла установить регулярную связь между людьми. Использовалась также и голубиная почта. Наряду с этим в античную эпоху практиковалась и передача известий посредством сигнальных огней - ранняя предшественница оптического телеграфа. Уже Гомер упоминает об огненных сигналах, которые зажигали ночью жители осажденных городов. Изобретателем огненных сигналов считается Паламед. Эта примитивная телеграфия была налажена у персов. С этой целью на определенных расстояниях на возвышенных местах устанавливались площадки для разведения костров. На площадках зажигались костры или факелы, и весть быстро передавалась от одного сигнального пункта к другому. Однако с помощью такого телеграфа можно было передать лишь заранее условленно сообщение. Во II в. до н.э. ученый Полибий дал описание оптического телеграфа, изобретенного александрийскими механиками Клеоксеном и Демоклетом и усовершенствованного им самим. Согласно проекту на каждой сигнальной площадке устанавливались две башни с зубцами. Между зубцами - 5 промежутков, где зажигались огни. Греческий алфавит делился на 5 групп по 5 букв. Каждая буква обозначалась двумя номерами - группы и места буквы внутри группы. Количество костров или факелов на первой башне обозначало номер группы, на второй номер буквы. Телеграф Полибия мог работать только ночью.

Имеются также сведения об использовании римлянами в III в. до н.э. телеграфа балками, которые поднимались или опускались на башнях. Изобретение состояло в том, что при помощи нескольких балок, устанавливаемых на высокой мачте в разных положениях, предавались депеши.

Особенно заметные успехи сделала в античных рабовладельческих государствах военная техника. Основными видам вооружения в античном мире оставались многообразные типы холодного оружия: мечи, кинжалы, секиры, копья, дротики, топоры и т.д. и лук со стрелами. Уже в IX - VII вв. до н.э. в связи с возникновением греческих полисов и необходимостью их защиты стало создаваться ополчение. К военной службе привлекались зажиточные граждане, способные приобрести дорогое тяжелое вооружение. Доспехи греческого тяжеловооруженного воина - гоплита состояли из шлема, щита, панциря и поножей, двух копий и меча. Шлем, панцирь и поножи изготовлялись из бронзы индивидуально для каждого воина. Щиты имели круглую или овальную форму и состояли из деревянной рамы, обтянутой кожей. Снаружи кожа была окована листовой бронзой. Копья имели длину до 2 м. Вооружение гоплита довершал обоюдоострый сравнительно короткий железный меч, который был годен для нанесения колющего и рубящего удара. Формой военного строя ополчения стала фаланга - сомкнутый строй пехотинцев глубиной обычно в восемь рядов. При Филиппе II Македонском (н.э IV в. до.) в фаланге стали применять более глубокое построение - в среднем 16 рядов. В связи с этим воины стали вооружаться саррисами - копьями длиной от 5 до 7 м. Фаланга обладала мощным лобовым ударом, но не отличалась мобильностью и была уязвима с флангов и тыла.