罗马人教给我们的10个很酷的工程技巧

在现代社会，我们认为室内空间是理所当然的，但我们不应该这样做。我们巨大的拱形拱门，巨大的中庭(顺便说一句，这是一个拉丁词)，中空的钢和玻璃摩天大楼甚至是一个简单的高中体育馆——所有这些建筑在古代都是不可想象的。

在罗马人完善圆顶建筑之前，即使是最好的建筑师也不得不处理沉重的石头屋顶的问题，这迫使他们在庙宇和公共建筑的地板上安装柱子和承重墙。即使是罗马建筑之前最伟大的建筑成就，帕台农神庙和金字塔——从外表上看要令人印象深刻得多。在里面，它们是黑暗而狭窄的空间。

相比之下，罗马圆顶宽敞、开放，在历史上第一次创造了真正意义上的室内空间。由于意识到拱的原理可以旋转到三维空间，从而创造出具有相同支撑力但面积更大的形状，圆顶技术主要是由于混凝土的可用性，这是我们将在本文后面讨论的另一项罗马创新。这种物质被倒入木脚手架上的模具中，留下了坚硬而坚固的圆顶外壳。

和许多科技一样，罗马的攻城武器主要由希腊人开发，然后由罗马人完善。Ballistae本质上是巨大的弩可以在围攻中发射大石头的武器，大多是由缴获的希腊武器设计的。弹炮使用扭曲的动物肌腱作为动力，其工作原理几乎就像巨型捕鼠器中的弹簧一样——当肌腱被紧紧缠绕，然后让其弹回时，它们可以将弹丸发射到500码(457米)外。由于重量轻、精度高，这种武器也可以装上标枪或大箭，用来射杀对方军队的成员(作为杀伤武器)。在围城期间，弹道炮也被用来瞄准小型建筑物。

罗马人还发明了他们自己的攻城机器弩炮(得名于野驴和它强有力的踢腿)来投掷更大的石头。虽然他们也使用有弹性的动物肌肉，但onager是更强大的迷你发射机它发射了一个弹弓或一个装满圆石头或可燃粘土球的桶。虽然它们的精度远不如弹道炮，但威力也更大，使它们成为在围攻中炸毁墙壁和纵火的完美工具。

就建筑材料的创新而言，比普通石头更轻、更坚固的液态岩石是很难被击败的。今天，混凝土是我们日常生活的一部分，很容易忘记它是多么具有革命性。18新利最新登入

罗马混凝土是碎石、石灰、沙子和火山灰的特殊混合物火山灰．这种混合物不仅可以被浇铸成任何形状，而且它比任何组成部分都要坚固得多。虽然它最初是被罗马建筑师用来形成坚固的祭坛底座，但从公元前2世纪开始，罗马人开始试验混凝土来制造更多的独立形式。他们最著名的混凝土建筑是万神殿在2000多年后，它仍然是世界上最大的无钢筋混凝土结构。

正如我们之前提到的，这是对古伊特鲁里亚语和希腊语的重大改进矩形建筑风格，到处都需要厚重的墙壁和柱子。更好的是，混凝土作为建筑材料既便宜又防火。它还可以放置在水下，并具有足够的灵活性，可以在水下生存地震困扰着意大利半岛的火山

提到罗马的工程，就不可能不提到道路，这些道路建造得非常好，其中许多至今仍在使用。比较我们自己的沥青高速公路与古罗马公路的对比就像廉价手表与瑞士手表的对比。它们坚固，精确，经久耐用。

罗马最好的道路是分几个阶段建造的。首先，工人们在规划道路的地形下挖了大约3英尺(0.9米)。接下来，又宽又重的石块被放置在沟底，然后在上面盖上一层泥土或砾石，以便排水。最后，在顶层铺上石板，在中心有一个凸起，以便水流出。一般来说，罗马的道路厚度约为3英尺(0.9米)，能够抵抗时间的破坏。

在典型的罗马风格中，帝国的工程师坚持主要使用直线道路，并倾向于通过障碍物，而不是围绕它们建造。如果有森林，他们就砍。如果有座山，他们就挖隧道穿过去。如果有沼泽在美国，他们把水抽干了。当然，这种类型的道路建设的缺点是需要大量的人力，但人力(以数千名奴隶的形式)是古罗马人一直拥有的东西。到公元200年，罗马帝国有超过53,000英里(85295公里)的主要公路纵横交错[来源:Kleiner］．

伟大的下水道是罗马工程的一个奇怪之处，因为它们一开始就不是为了下水道而建造的——尽管它们巨大而复杂，它们并不是被发明出来的，而是碰巧出现的。的泄殖腔最大值(或者是最大的下水道，如果你想直接翻译的话)最初只是一个用来排水当地沼泽的通道。公元前600年左右开始挖掘，在接下来的700年里，越来越多的水道被添加进来。因为只要有必要，就会挖更多的沟渠，所以很难判断何时泄殖腔马克西马不再是排水沟，而是成为了真正的下水道。虽然最初很原始，但泄殖腔马克西马像杂草一样蔓延开来，随着它的生长，它的根越来越深地伸向城市。

不幸的是，因为马克西马泄殖腔直接流入台伯河，这条河被人类的排泄物淹没了。这当然不是一个理想的情况，但有了他们的引水渠，罗马人就不需要使用台伯河来饮用或洗涤了。他们甚至有一位女神来监督他们的系统——克洛阿希纳，下水道的维纳斯。

也许罗马下水道系统最重要和最杰出的创新是它(最终)被覆盖，减少了疾病、气味和令人不快的景象。任何文明都可以挖一条沟渠去厕所，但需要一些令人印象深刻的工程来监控和维护一个如此复杂的下水道系统，以至于老普林尼甚至宣称它比古代的下水道系统更惊人金字塔作为人类成就的纪念碑。

有效地控制任何建筑物的温度都是人类必须处理的最困难的工程任务之一，但罗马人解决了这个问题，或者至少几乎解决了。采用了一种我们至今仍在使用的辐射热地板的方法，热坑在抬高的地板下每隔几英尺就有几组空心的粘土柱，热空气和蒸汽从另一个房间的熔炉中泵出。

不像其他的，不那么先进加热方法在美国，地下火山巧妙地解决了古代世界一直与供暖有关的两个问题——烟和火。火是唯一可用的热源，但它也有不幸的副作用，有时会烧毁建筑物，室内火焰产生的烟雾在封闭的空间里是致命的。18新利最新登入然而，由于地板被抬高了，热空气从炉从来没有真正接触过房间本身。热空气不是进入室内，而是通过墙上的空心瓦片输送进来。当它散发出去时，粘土瓦片吸收了热量，使房间本身充满蒸汽，罗马人的脚趾像烤面包一样温暖。

除了道路，引水渠是罗马人最著名的另一项工程奇迹。引水渠的特点是它们很长。真的很长。为大城市供水的困难之一是，一旦城市达到一定规模，你就真的无法从附近的任何地方获得干净的水。虽然罗马坐落在台伯河上，但这条河本身却被罗马的另一项工程成就污染了，那就是他们的下水道系统。

为了解决这个问题，罗马工程师建造了输水管道——地下管道网络、地上水系布局优美桥梁这些工程都是为了将周围乡村的水引入城市。一旦进入罗马，水渠里的水被收集到水池里，然后分配到罗马人非常喜爱的喷泉和公共浴室。

就像他们的道路一样，罗马人的引水渠系统非常漫长和复杂。虽然第一条引水渠建于公元前300年左右，只有11英里长，但到公元3世纪末，罗马已经有了11条引水渠，总长超过250英里。

维特鲁威，罗马工程教父，描述了罗马人使用的几项技术水的力量．结合希腊的齿轮和水车等技术，罗马人能够发展出先进的锯木厂、面粉厂和涡轮机。

另一项罗马发明是下冲轮，它在水流(而不是落水)的力下旋转，这使得建造浮动水轮来研磨粮食成为可能。这在公元537年的罗马围城战中派上了用场，当时守军将军贝利萨留(Belisarius)在台伯河上建造了几座浮动磨坊，以保证民众的面包供应，从而解决了哥特围攻切断食物供应的问题。

奇怪的是,考古有证据表明，尽管罗马人拥有制造各种水力设备所必需的机械专业知识，但他们很少这样做，而是更喜欢廉价且随处可见的奴隶劳动力。尽管如此，他们在巴贝加尔(Barbegal，在现在的法国)的水磨坊是工业革命前古代世界最大的工业园区之一，有16个水车为周围的社区磨面粉。

就像我们列出的几乎所有工程壮举一样，罗马人并没有发明拱门，但他们确实完善了它。在罗马人掌握拱门之前，拱门已经存在了近两千年。罗马工程师们意识到(事实证明，这是非常聪明的)拱门不需要连续;也就是说，他们不需要一次跨越一个间隙。它们可以被分解成几个更小的部分，而不是试图一次跨越鸿沟。只要每个部分下面都有支柱，就没有必要把拱门变成完美的半圆形。这就是节段拱走了进来。

这种新的拱形建筑形式有两个明显的优点。首先，因为拱形可以重复，而不是在一个缝隙中只有一次伸展，桥梁跨度的潜在距离可以成倍增加。其次，由于所需的材料较少，节段拱桥更易于承受桥下的水流。而不是强迫水通过一个单一的小开口，水下分割桥梁可以自由流动，减少两者的危险洪水以及支架的磨损程度。

罗马的工程基本上等同于军事工程。那些闻名于世的道路并不是为了日常使用而建造的(尽管它们当然是有用的)，而是为了让军团快速进入农村，遇到麻烦的地方，然后再出来。Roman-designed浮筒的桥梁它主要是在战争期间建造的，目的是为了快速突袭时的震慑尤利乌斯•凯撒的．公元前55年，他建造了一个浮筒桥全长约437码(400米)的莱茵河，传统上，日耳曼部落认为莱茵河是罗马势力无法触及的安全地带。

凯撒的莱茵河大桥设计巧妙有几个原因。众所周知，建造一座不改道的桥梁是非常困难的，在军事环境中更是如此，因为施工过程中必须时刻有人看守，所以工程师们必须快速工作。工程师们没有直接将横梁插入河中，而是以与水流成一定角度的角度将木材塞进河底，使地基具有额外的强度。他们还在上游安装了保护桩，以捕捉或减缓任何可能顺河漂流的具有潜在破坏性的原木。最后，把横梁捆在一起，在上面搭了一座木桥。总的来说，建造只花了十天时间，全部使用当地的木材，并向当地部落传达了罗马强大的坚定信息:如果凯撒想横渡莱茵河，他可以做到。

还有一个可能是杜信的故事，卡里古拉(对，就是那个卡里古拉)浮桥建在Baiae和Puzzuoli之间的海上，大约2.5英里(4公里)长。据说，卡里古拉之所以下令建造这座桥，是因为一位预言家曾预言，他成为皇帝的机会，与他乘坐帆船穿越拜厄湾的机会大致相同马．据说，卡里古拉从来不是一个克制的人，他把这当成了一种挑战，把一串小船绑在一起，在上面盖上泥土，然后去兜风。