Римский подъемный кран
Римский подъемный кран — это система блоков, использующая для подъема тяжестей силу рабов. Самый большой такой кран, называвшийся полиспаст, имел впечатляющую грузоподъемность. С его помощью 53-тонные блоки, из которых собрана колонна Траяна в Риме, были подняты на высоту 34 м. Движущей силой, протаскивавшей веревку через блоки, были ступальные колеса, внутри которых двигались рабы.
Пантеон
Римский Пантеон был самым крупным купольным сооружением в мире на протяжении более 1300 лет. В наши дни у него крупнейший неармированный монолитный бетонный купол.
Здание, которое стоит сегодня, было построено около 125 г. по приказу императора Адриана. Бетон, использовавшийся при строительстве Пантеона, состоял из пуццолана (смесь вулканического пепла, туфа и пемзы), извести и небольшого количества воды. Бетон — римское изобретение. Греки, скорее всего, использовали известковые растворы, но именно римлянам принадлежит идея соединить раствор с наполнителем — кусками пород. Пока эта смесь влажная, ей можно придать любую форму, но после высыхания она становится прочной, как камень.
Инженеры уменьшили вес купола Пантеона, используя по мере приближения к центру купола все более легкие наполнители. Бетон у основания купола включает тяжелый базальт, а в верхней части — легкую пемзу. В верхнюю часть купола были встроены пустые глиняные кувшины, чтобы еще больше облегчить конструкцию. Купол состоит из круговых ступеней, которые сужаются кверху. Нижние ступени более толстые, по мере приближения к окулюсу (отверстию в центре купола) они становятся тоньше.
Пантеон — одно из самых впечатляющих и хорошо сохранившихся зданий Древнего Рима. Ротонда — массивное здание с куполом — имеет 43,3 м в диаметре и 43,3 м в высоту (причем половина высоты приходится на вертикальные стены). Купол представляет собой идеальную полусферу с окулюсом (круглым отверстием в центре крыши) диаметром 8,8 м. Через «глаз» Пантеона видно небо над головой
Бетон
Придуманный римлянами бетон — универсальный строительный материал. Его изготовляют из наполнителя (песка или камней), скрепленного жидким цементом. Цемент делается из силикатных минералов, которые реагируют с водой и воздухом, затвердевая при высыхании и скрепляя частицы наполнителя.
Бумага
В документах за 105 г. сказано, что Цай Лунь, чиновник Императорского двора, сообщил китайскому императору об изобретении бумаги.
Фактически изобретение, скорее всего, произошло на 200 лет раньше. Фрагменты бумаги, найденные в развалинах Дуньхуан северо-западной китайской провинции Ганьсу, датируются временем правления императора У-ди, т. е. между 140 и 86 гг. до н. э. Вероятно, поначалу бумагу изготавливали, размачивая отходы конопли в воде. Их промывали, снова замачивали и разбивали деревянной колотушкой в кашицу. Получившуюся смесь наливали на сито из грубо сплетенной ткани, натянутой на бамбуковый каркас. На сите образовывался тонкий слой этой кашицы, которую затем оставляли высыхать. В результате получался лист бумаги. Цай Лунь сообщал, что он сделал бумагу, используя кору тутового дерева, отходы конопли, старые тряпки и рыболовные сети.
Это китайское издание буддийской Алмазной сутры, датируемое 886 г., — самая ранняя книга, напечатанная на бумаге. Слова и картинки были вырезаны на бруске, который затем покрывался краской и прижимался к бумаге
Порох
Китайские алхимики, открывшие порох, на самом деле искали способ продлить жизнь. На протяжении веков нитрат калия, или селитра, был частым ингредиентом эликсиров, предназначенных для увеличения продолжительности жизни.
Около 850 г. неизвестный ученый-любитель решил добавить в свою смесь серу и уголь и получил в буквальном смысле взрывное сочетание. По словам современника, «пошел дым и полыхнуло пламя, так что руки и лица были сожжены, и даже весь дом, где они работали, сгорел».
Впервые порох применили в военном деле в зажигательных стрелах, к которым привязывали порох, завернутый в бумагу или бамбук, и поджигали фитиль. Позже были разработаны огневые копья — примитивные огнеметы, а также первые ракеты, напоминающие современные фейерверки. Китай сохранил свою монополию на порох вплоть до XIII в., но в конце концов секрет распространился по арабскому миру, а оттуда попал в Европу, где был с энтузиазмом подхвачен. К 1350 г. английская и французская армии стояли друг против друга, уже вооруженные пушками.
Долгое время открытие пороха ошибочно приписывалось Бертольду Шварцу — легендарному немецкому алхимику XIV в. «Шварц» по-немецки означает «черный», и на протяжении многих веков порох был известен как «черный порошок»
Компас
Компас впервые появился в Китае примерно в IV в. до н. э., но в то время он не использовался как навигационный прибор. Китайцы называли компасы «указателем юга» и использовали для гаданий и чтобы ориентировать свои дома для благоприятного течения жизни.
В этих ранних компасах стрелка делалась из минерала магнетита — природного магнита, названного в честь региона Магнесия в Греции, который был важным центром производства железа. Самое древнее упоминание свойств магнетита относится к 600 г. до н. э., когда греческий философ Фалес заметил, что он притягивает железо.
В китайских рукописях 1040 г. есть упоминания о плавающей по воде «железной рыбе», которая указывает на юг. Также китайцы обнаружили, что железная игла намагничивается, если потереть ее о магнит, и после этого способна указывать на юг.
Китайский гадательный компас использовался для того, чтобы определить наиболее благоприятное место для постройки зданий в соответствии с традиционными верованиями. Его ложкообразный магнит может свободно вращаться по полированной пластине
Указатель пути
Первое упоминание о магнитном компасе в Европе было сделано в Амальфи, Италия, в начале XIV в. Но до сих пор остается открытым вопрос, попал ли компас в Европу по торговым путям из Китая или был открыт европейцами самостоятельно. Как бы то ни было, вскоре он стал невероятно важным прибором для растущих морских держав — Португалии, Англии и Испании. Также компас способствовал росту итальянских городов-государств в XIV в. До этого моряки, как правило, плавали вдоль берегов, оставаясь в пределах видимости земли, и неохотно рисковали выходить в открытое море. Теперь, когда корабли были оснащены приборами, позволяющими в любое время определить свое положение, стала быстро развиваться средиземноморская, а затем и мировая торговля.
Уильям Гильберт
Книга Уильяма Гильберта «De Magnete» («О магнитах», 1600 г.) содержала отчет о его исследованиях магнетизма и вскоре стала основным трудом по этому вопросу. Он первым начал использовать термины «электрическое притяжение», «электрическая сила», «магнитный полюс». На основании опытов Гильберт пришел к выводу, что компас указывает направление на север и юг, потому что сама Земля является магнитом.
Галеон
До XV в. большинство кораблей строилось похожими на судна викингов, с прочными корпусами и одной мачтой. Потом появились корабли более быстрые и крупные, самыми совершенными из которых стали галеоны.
Корабль, построенный в подражание ладьям викингов, называется когг. Он достаточно устойчив в бурном море, но маленький и медленный. В XV в. испанские судостроители придумали карраку. В отличие от обшивки когга, выполнявшейся внакрой, у карраки была гладкая обшивка корпуса, выполненная из уложенных встык досок. Кроме того, у кар-раки была установлена дополнительная мачта с парусами. Карраки были еще медленными и громоздкими, поэтому португальцы усовершенствовали ее конструкцию, создав каравеллы обтекаемой формы, на которых использовали треугольные латинские паруса. Эти корабли, оснащенные компасами, могли уходить далеко от Европы, в том числе в Америку. Увеличился риск сражений, поэтому стали строить большие корабли, способные перевозить больше груза и оружия. Эти массивные военные судна назывались галеонами (исп. «большие корабли»). Как и триремы в Древней Греции, галеоны были главной боевой единицей на море и оставались ею до появления броненосцев в XIX в.
На галеоне, как и на более ранних кораблях, имелись надстройки или приподнятые палубы на носу и корме, дававшие морякам преимущество во время сражений. В 1570 г. английский кораблестроитель Джон Хокинс понял, что передняя надстройка тормозит движение корабля по ветру, поэтому разработал обтекаемую конструкцию с меньшей надстройкой над носовой частью
Руль
С XIV в. все новые корабли были оснащены рулем. Руль придумали еще за тысячу лет до этого, однако большинство кораблей в те годы управлялось веслом, закрепленным на правом борту (поэтому его стали называть «штирборт», т. е. «управляющий» борт). Чтобы не сломать весло, корабль подходил к причалу левом бортом, который стал называться причальным.
Великая китайская стена
Великая Китайская стена, или «Стена длиной в 10 000 ли», несомненно, является одним из инженерных чудес света и одним из крупнейших когда-либо осуществлявшихся строительных проектов.
Строившаяся в течение 2000 лет Великая Китайская стена тянется через весь Северный Китай и на самом деле состоит из множества стен. Около VII в. до н. э. в царстве Чу начались работы по строительству Квадратной стены — укрепления на севере столичной провинции. С VI по IV в. до н. э. другие государства строили свои оборонительные сооружения. Например, царство Ци построило на границе протяженную стену из земли и камня, заканчивающуюся у Желтого моря, в которую вписались горные террасы и уже существующие речные дамбы, а также построенные до этого укрепления. Чтобы защититься от нападения с севера и юга, царство Янь построило две оборонительные стены — Северную стену и стену Ишуй. Северная стена была последним участком Великой стены, возведенным в период Воюющих царств.