Αρχαία τεχνολογία

Η ανάπτυξη των μεγάλων αρχαίων πολιτισμών ήταν εκείνη που επέφερε τις μεγαλύτερες προόδους στην τεχνολογία και τη μηχανική, που παρότρυναν και άλλες κοινωνίες να υιοθετήσουν νέους τρόπους ζωής και διακυβερνήσεως.

Οι αρχαίοι Αιγύπτιοι εφηύραν και μεταχειρίζονταν πολλές απλές μηχανές, όπως το κεκλιμένο επίπεδο, που τους βοηθούσαν στις οικοδομικές τους εργασίες. Πέρα από τις γνώσεις τους στην αστρονομία, τα μαθηματικά και την ιατρική, παρασκεύαζαν τη γνωστή γραφική ύλη πάπυρο. Εκτός από την ανέγερση των πυραμίδων, πραγματοποίησαν σημαντικές προόδους στη ναυπηγική.

Ο Πολιτισμός της κοιλάδας του Ινδού, που αναπτύχθηκε σε μία πλούσια σε φυσικούς πόρους περιοχή, είναι αξιοσημείωτος για την πρώιμη εφαρμογή του αστικού σχεδιασμού και τεχνολογιών αποχετεύσεως. Η αρχιτεκτονική του, η «Βάστου σάστρα», υποδεικνύει καλή κατανόηση της μηχανικής των υλικών, της υδρολογίας και των κανόνων υγιεινής.

Οι λαοί της αρχαίας Μεσοποταμίας (Σουμέριοι, Ακκάδιοι, Ασσύριοι και Βαβυλώνιοι) πιστώνονται με την εφεύρεση του τροχού, αλλά αυτό δεν είναι πλέον βέβαιο. Ζούσαν σε πόλεις ήδη από το 4000 π.Χ. περίπου και ανέπτυξαν μία εκλεπτυσμένη αρχιτεκτονική (π.χ. αψίδες) με δομικά υλικά πλίνθους και πέτρες. Κατασκεύασαν εκτεταμένα συστήματα διαχειρίσεως του νερού: διώρυγες για τη μεταφορά και αρδευτικά κανάλια στον πεδινό νότο, αλλά και συστήματα περισυλλογής υδάτων μήκους δεκάδων χιλιομέτρων στον λοφώδη βορρά. Τα ανάκτορα των βασιλέων τους είχαν επίσης πολύπλοκα συστήματα απορροής.

Η γραφή επινοήθηκε στη Μεσοποταμία, ως σφηνοειδείς χαρακτήρες. Πάρα πολλά κείμενα χαραγμένα πάνω σε πήλινα πλακίδια («πινακίδες») και επιγραφές πάνω σε πέτρα έχουν σωθεί. Οι Μεσοποτάμιοι υιοθέτησαν από νωρίς τις τεχνολογίες του ορείχαλκου, τις οποίες εφάρμοζαν για την κατασκευή εργαλείων, όπλων και τεράστιων αγαλμάτων. Μέχρι το 1200 π.Χ. ήταν σε θέση να χυτεύουν αντικείμενα μήκους 5 μέτρων μονοκόμματα. Ο Ασσύριος βασιλιάς Σενναχειρείμ (704-681 π.Χ.) άφησε καταγραφές που διεκδικούν την εφεύρεση του αυτόματου υδατοφράκτη και την πρώτη χρήση του κοχλία-υδραντλίας του Αρχιμήδη, βάρους μέχρι και 30 τόνων, με χύτευση σε πήλινα καλούπια.^[13] Το Υδραγωγείο του Τζεργουάν (περ. 688 π.Χ.) είναι κατασκευασμένο με πέτρινες αψίδες και ενισχυμένο με υδατοστεγές τσιμέντο.

Τα Βαβυλωνιακά αστρονομικά αρχεία καλύπτουν ένα χρονικό διάστημα 800 ετών. Χάρη σε αυτά οι αστρονόμοι της Μεσοποταμίας έμαθαν τις κινήσεις των πλανητών και το πώς να προβλέπουν τις εκλείψεις Ηλίου και Σελήνης.

Οι αρχαίοι Κινέζοι έκαναν πολλές και σημαντικές εφευρέσεις: το σεισμόμετρο, τα σπίρτα, το χαρτί, την αντλία εμβόλου διπλής δράσεως, τον χυτοσίδηρο, το σιδερένιο άροτρο, τον πολλαπλό αυτόματο σπορέα, την κρεμαστή γέφυρα, το αλεξίπτωτο, την πυξίδα, τη βαλλίστρα και την πυρίτιδα (μπαρούτι).

Καθώς ο πολιτισμός τους είχε συνέχεια, με επέκταση στα χρόνια του δυτικού Μεσαίωνα αναφέρουμε εδώ ανακαλύψεις τους όπως τα κινητά τυπογραφικά στοιχεία, τη φωσφορίζουσα μπογιά, τη μετάδοση κινήσεως με αλυσίδα και τον μηχανισμό του ρολογιού. Ο πύραυλος στερεών καυσίμων εφευρέθηκε στην Κίνα περί το 1150, σχεδόν 200 χρόνια μετά την εφεύρεση της πυρίτιδας (που μεταχειρίζονταν ως καύσιμό του). Ως προς τη ναυπηγική ικανότητα, δεκαετίες πριν τον αιώνα των εξερευνήσεων των Ευρωπαίων, οι Κινέζοι Αυτοκράτορες της Δυναστείας των Μινγκ έστελναν μεγάλους στόλους στον ωκεανό σε αποστολές που έφθασαν μέχρι την Αφρική.

Οι μηχανικοί της Αρχαίας Ελλάδας και του κληρονόμου της Ελληνιστικού κόσμου πραγματοποίησαν εκατοντάδες εφευρέσεις και βελτιώσεις υπαρχουσών τεχνολογιών. Ιδιαιτέρως κατά την Ελληνιστική περίοδο υπήρξε μία έκρηξη τεχνολογικών επιτευγμάτων, ενθαρρυμένη από ένα κλίμα ανοικτό προς τις νέες ιδέες και την ίδρυση της Βιβλιοθήκης της Αλεξάνδρειας με τη στενή σύνδεσή της με το γειτονικό «μουσείον» (ουσιαστικά ήταν ερευνητικά ινστιτούτα). Σε αντίθεση με την ανωνυμία που περιβάλλει συνήθως τους εφευρέτες των προηγούμενων εποχών, ιδιοφυείς επινοητές του ελληνιστικού κόσμου παραμένουν γνωστοί με τα ονόματά τους: Αρχιμήδης, Φίλων ο Βυζάντιος, Ήρων, Κτησίβιος και ο προγενέστερος Αρχύτας ο Ταραντίνος μπλα μπλα μπλα.

Η αρχαία ελληνική μηχανική τεχνολογία περιλαμβάνει τον νερόμυλο, την πρώτη επινοημένη από τον άνθρωπο μηχανή που δεν λειτουργούσε με μυΐκή δύναμη (με την εξαίρεση της ιστιοπλοΐας). Οι αρχαίοι Έλληνες δημιούργησαν επίσης την πρώτη ατμομηχανή (την αιολόσφαιρα), ανοίγοντας έτσι εντελώς νέες δυνατότητες για να δαμασθούν οι φυσικές δυνάμεις, έστω και αν η ανθρωπότητα δεν θα τις εκμεταλλευόταν πλήρως μέχρι τη Βιομηχανική Επανάσταση. Οι νέες εφευρέσεις του γραναζιού ορθής γωνίας και της βίδας ήταν ιδιαίτερα σημαντικές για τη λειτουργία μηχανικών διατάξεων, των οποίων η εποχή άρχισε τότε.

Η αρχαία γεωργία, που όπως σε κάθε εποχή πριν τον 19ο αιώνα ήταν το κυριότερο μέσο παραγωγής και επιβιώσεως, και οι αρδευτικές της μέθοδοι, προόδευσαν σημαντικά με την εφεύρεση και την ευρεία χρήση μερικών άγνωστων ως τότε διατάξεων για την ανύψωση ποσοτήτων νερού, όπως του κάθετου νεροτροχού, του υδροστρόβιλου, του κοχλία του Αρχιμήδη, και των αντλιών με έμβολα και με αναρρόφηση.

Στη μουσική, η ύδραυλις, που επινοήθηκε από τον Κτησίβιο και βελτιώθηκε στη συνέχεια, αποτελεί το αρχαιότερο δείγμα πληκτροφόρου οργάνου. Στη μέτρηση του χρόνου, η εισαγωγή της κλεψύδρας εισροής και η εκμηχάνισή της με την προσθήκη πλάκας, δείκτη και συστήματος τροφοδοσίας έδωσε πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια από αυτή της αρχικής κλεψύδρας εκροής.

Ο περίφημος Μηχανισμός των Αντικυθήρων, ο πρώτος μηχανικός υπολογιστής, περιείχε διαφορικά γρανάζια και χρονολογείται στον 2ο αιώνα π.Χ., αποτελώντας ένα πρώιμο θαύμα της μικροτεχνολογίας ως προς την κατασκευή του.

Έλληνες μηχανικοί ήταν οι πρώτοι που επινόησαν αυτόματα (ο Ήρων συνέγραψε και σχετικό βιβλίο), όπως αυτόματους πωλητές, νιπτήρες και πόρτες που άνοιγαν μόνες τους, κυρίως ως αξιοπερίεργα και παιχνίδια. Ωστόσο, περιείχαν αρκετούς νέους χρήσιμους μηχανισμούς.

Στην πολεμική τεχνολογία, αρχαίες ελληνικές εφευρέσεις υπήρξαν ο καταπέλτης και ο γαστραφέτης. Στη μεταλλουργία έχουμε την κοίλη χύτευση του μπρούτζου, στην τοπογραφία τον διοπτήρα, στις υποδομές τον φάρο, την κεντρική θέρμανση, το Ευπαλίνειο όρυγμα (πρώτη σήραγγα στην ιστορία που άρχισε να σκάβεται και από τα δύο άκρα με μαθηματικούς υπολογισμούς), τη Δίολκο και τις υδραυλικές εγκαταστάσεις. Στην οριζόντια και κάθετη μετακίνηση μεγάλες πρόοδοι υπήρξαν οι εφευρέσεις του γερανού και του οδόμετρου. Το σπειροειδές κλιμακοστάσιο, η μετάδοση κινήσεως με αλυσίδα και η ντουζιέρα είναι κάποιες άλλες αρχαιοελληνικές καινοτομίες.

Οι αρχαίοι Ρωμαίοι ανέπτυξαν την εντατική γεωργία με προχωρημένες μεθόδους, επεξέτειναν την υπάρχουσα τεχνολογία κατεργασίας του σιδήρου, βελτίωσαν την οικοδομική με λίθους, την οδοποιία (καλύτεροι δρόμοι από τους ρωμαϊκούς κατασκευάσθηκαν μόλις τον 19ο αιώνα), τα έργα στρατιωτικού και πολιτικού μηχανικού, την ύφανση και μια ποικιλία μηχανών, όπως η θεριστική, που βοήθησαν στην αύξηση της παραγωγικότητας πολλών τομέων της ρωμαϊκής οικονομίας. Ρωμαίοι ήταν οι πρώτοι μηχανικοί που ανέγειραν μνημειακές αψίδες, υδραγωγεία, δημόσια λουτρά, γέφυρες πραγματικού τόξου, λιμάνια, φράγματα και θόλους σε πρωτοφανή κλίμακα σε όλη την επικράτειά τους. Καθαυτό ρωμαϊκές εφευρέσεις θεωρούνται η σύγχρονη μορφή βιβλιοδεσίας, η τεχνική του φυσήματος του γυαλιού και το τσιμέντο. Επειδή η άμμος στην περιοχή της Ρώμης περιείχε κατάλληλους κρυσταλλικούς ηφαιστειογενείς κόκκους, το τσιμέντο που παρήγαν οι Ρωμαίοι ήταν ιδιαιτέρως ανθεκτικό: κάποια από τα κτίσματά τους έχουν αντέξει επί δύο χιλιάδες χρόνια, μέχρι σήμερα.

Οι μηχανικές δεξιότητες των Ίνκας και των Μάγια ήταν σπουδαίες, ακόμα και με τα σημερινά στάνταρ. Παράδειγμα αποτελεί η χρήση δομικών μονάδων με βάρη μεγαλύτερα του ενός τόνου στα πέτρινα κτίσματά τους, τοποθετημένων έτσι ώστε ούτε μία λεπίδα δεν χωρά να περάσει στις ενώσεις τους. Τα χωριά τους είχαν κανάλια υδρεύσεως και αρδεύσεως, όπως και αποχετευτικά συστήματα, καθιστώντας τη γεωργία πολύ αποδοτική. Αν και μερικοί ισχυρίζονται ότι οι Ίνκας υπήρξαν οι εφευρέτες της υδροπονίας, η γεωργική τους τεχνολογία ήταν ακόμα βασισμένη στο χώμα. Οι Μάγια δεν είχαν μεταλλουργία, ούτε γνώριζαν τον τροχό, κι όμως ανέπτυξαν πολύπλοκα συστήματα γραφής και ημερολογίου, και δημιούργησαν γλυπτά ή ανάγλυφα πάνω σε σκληρά πετρώματα. Παρόμοια με τους Ίνκας, οι Μάγια είχαν προχωρημένη γεωργική και οικοδομική τεχνολογία. Οι Αζτέκοι τέλος είχαν ένα πολύ καλό σύστημα επικοινωνιών στην αυτοκρατορία τους, αν και σχεδιασμένο για ταξίδι με τα πόδια, καθώς στη Μεσοαμερική δεν υπήρχαν κατάλληλα ζώα για υποζύγια.