6 cách các kỹ sư La Mã đã đi trước thời đại của họ
Các kỹ sư La Mã cổ đại đã có thể xây dựng nhiều loại công trình đáng chú ý khác nhau, tồn tại bất chấp thử thách của thời gian. Ở nhiều nơi trên thế giới, chúng ta vẫn có thể chiêm ngưỡng và thán phục kiến thức đáng kinh ngạc của họ về kỹ thuật và công nghệ. Điều này cho chúng ta thấy rằng các kỹ sư La Mã cổ đại có sự hiểu biết tuyệt vời về cách xây dựng một loạt các tòa nhà – cộng với các hệ thống dẫn nước nổi tiếng – mà chúng ta vẫn còn cảm thấy kinh ngạc ngày nay.
Tuy nhiên, để hiểu được phạm vi kỹ năng và công nghệ sẵn có của các kỹ sư La Mã, cần phải nhận ra rằng họ đã học hỏi và nghiên cứu sự khéo léo cũng như kỹ năng của những kỹ sư đi trước để có thể tìm cách cải thiện các kỹ năng và phát minh trong quá khứ. Để làm được như vậy, cũng giống như các kỹ sư ngày nay, người La Mã cổ đại phải tìm và phát triển các phương tiện phức tạp hơn và xem bằng cách nào họ có thể khám phá ra những vật liệu mới cần thiết trong lĩnh vực mà ngày nay chúng ta gọi là kỹ thuật dân dụng.
La bàn bằng đồng của kỹ sư La Mã. (Mary Harrsch / CC BY NC SA 2.0)
Với những khám phá mới của mình, họ cũng phải tìm ra những kỹ thuật mới, thứ sẽ thay đổi hoàn toàn cách thức xây dựng các tòa nhà và cây cầu cũng như hàng loạt thiết bị cần thiết cho quân đội và hải quân của Đế chế La Mã. Những kỹ năng, kỹ thuật như vậy cho ra đời các loại máy móc mới, giống như việc phát triển sức mạnh của nước như một phương loại năng lượng. Những thứ đơn giản như vậy mà chúng ta vẫn đang tận dụng ngày nay, như hệ thống ống nước và nước sinh hoạt, sẽ là một lợi thế to lớn đối với người dân La Mã. Làm sao con người ngày nay tồn tại được nếu không có những thứ này?
Thông qua những thay đổi này, những kỹ sư La Mã cổ đại đó sẽ thấy công việc của họ được đền đáp xứng đáng, vì ngày càng có nhiều sự thịnh vượng và giàu có hơn. Ngoài ra, kỹ năng và kỹ thuật của họ sẽ trực tiếp cải thiện cuộc sống của tất cả công dân La Mã và cho các quốc gia buôn bán với La Mã thấy rằng kiến thức này đã mang lại cho họ quyền lực lớn hơn.
Những con đường La Mã giúp giao thông và thương mại
Một trong những cải tiến lớn đối với xã hội cổ đại là việc xây dựng những con đường được quan tâm và được xây dựng tốt. Phần lớn các con đường được làm bằng đá mài, nhưng cũng có những con đường bê tông. Kỹ năng xây dựng dân dụng với việc xây dựng những con đường này cũng dẫn đến nền thương mại lớn hơn trong Đế chế La Mã và cho phép các thương nhân vươn xa hơn và mở rộng giao thương. Vào thời La Mã cổ đại, những con đường này được coi là quan trọng đến mức có khoảng 29 con đường được làm để đến và đi từ thành phố vĩnh cửu.
Một con đường La Mã cổ đại. (Alex / Adobe Stock)
Các kỹ sư La Mã cổ đại đã tạo ra những đường dẫn nước tuyệt vời
Tất cả chúng ta đều biết rằng nếu muốn tồn tại, điều cần thiết là tất cả chúng ta phải được tiếp cận với nước. Trước khi người La Mã xây dựng hệ thống dẫn nước của riêng họ, những công trình kiến trúc này đã tồn tại ở những nơi khác ở phương Đông, ví dụ như Aqua Appia nổi tiếng được cho là được xây dựng vào khoảng năm 310 trước Công nguyên. Tuy nhiên, chúng ta có thể cảm ơn các kỹ sư La Mã cổ đại vì những phát kiến mới của họ, giúp họ xây dựng các công trình lớn hơn một cách nhanh chóng hơn.
Điều này đòi hỏi sự tham gia của nhiều thợ thủ công lành nghề khác nhau, từ thợ xây đá đến thợ mộc và thợ kim hoàn. Tất cả họ đến với nhau để xây dựng các cầu dẫn nước ở xa các thành phố nơi mọi người sinh sống. Điều này cũng có nghĩa là kỹ năng của kỹ sư phải điều chỉnh và tiến hành cùng với những người thợ thủ công đó, vì các ống dẫn nước sử dụng sức mạnh của trọng lực, không giống như ngày nay chúng ta sử dụng máy bơm.
Aqueduct Pont du Gard (đường ống dẫn nước) – Provence Pháp. (Nikolai Sorokin / Adobe Stock)
Nhưng việc xây dựng các công trình như vậy cũng có nghĩa là các kỹ sư phải lập kế hoạch bảo trì liên tục và giữ cho chúng không có các mảnh vụn, nếu không sẽ tích tụ và làm chậm việc cung cấp nước sạch và an toàn. Giữa các cấu trúc lớn như vậy, các kỹ sư La Mã cổ đại đã xây dựng một mạng lưới để nước có thể được chuyển sang hệ thống khác nếu có nhu cầu phát sinh.
Đấu trường La Mã – bằng chứng sống cho khả năng kỹ thuật của người La Mã
Đấu trường La Mã là một trong những công trình kiến trúc tuyệt vời nhất của La Mã cổ đại mà chúng ta vẫn còn được chiêm ngưỡng ngày nay. Chức năng chính của nó là cung cấp giải trí, giống như các sân vận động to lớn khác. Nó đã chứng kiến các cuộc đấu của các đấu sĩ, các vở kịch, và thậm chí là các trận giả giữa các con tàu khi đấu trường bị ngập nước. Sự kiện cuối cùng này là một kỳ công đáng kinh ngạc khác của kỹ thuật – không chỉ cho phép nước chảy vào đấu trường mà còn có hệ thống thoát nước.
Đấu trường La Mã được xây dựng bằng đá và được cho là có thể dễ dàng chứa khoảng 50.000 khán giả. Nó là một kỳ công đáng kinh ngạc trong các công trình xây dựng, cho thấy các kỹ sư tạo nên nó có hiểu biết sâu sắc về các mái vòm cũng như sức mạnh của vật liệu và độ bền của công trình bằng đá. Nó được ước tính có chiều dài khoảng 620 feet (188,98 mét) và rộng khoảng 515 feet (156,97 mét), với chiều cao gần 158 feet (48,16 mét).
Đấu trường La Mã là một trong những ví dụ nổi tiếng nhất về kỹ thuật vĩ đại của La Mã. (phant / Adobe Stock)
Tuy có dấu hiệu đổ nát ở một số chỗ, nhưng điều này không được cho là do tay nghề của những người thợ thủ công cổ đại. Sự xuống cấp của Đấu trường La Mã là do thời gian chứ không phải do tay nghề tồi hay những sai sót trong tính toán của các kỹ sư La Mã cổ đại đã xây dựng nó.
Bê tông linh hoạt là một tiến bộ lớn
Các nhà xây dựng của La Mã cổ đại đã tạo ra một thứ chắc hẳn là một trong những khám phá lớn nhất bằng việc phát minh ra bê tông. Khám phá này đã thay đổi thế giới. Vào thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên, họ phát hiện ra rằng việc cho nước vào bụi từ núi lửa, cộng với các thành phần khác như các bộ phận nhỏ của gạch và đá, cùng với vôi, đã tạo ra sự thay đổi trong cấu trúc hóa học, tạo ra loại vữa hoàn hảo.
Đây là một cuộc cách mạng về vật liệu xây dựng. Họ cũng phát hiện ra điều này có hiệu quả đối với các nhà xây dựng La Mã làm việc với nước và thậm chí cả các công trình xây dựng dưới nước, như ở các bên cầu tàu tại các bến cảng và các thành phố được xây dựng dọc theo các bờ biển. Một công dụng khác của bê tông La Mã là chống thấm tất cả các bể chứa, được gọi là Pozzolana.
Vào khoảng thế kỷ thứ 2 trước Công nguyên, các kỹ sư và thợ xây dựng La Mã đã thành thạo nghệ thuật xây dựng những cây cầu đá lớn và tráng lệ; ví dụ Pons Aemilius ở thành phố Rome. Lúc đầu, những tảng đá lớn được giữ với nhau bằng một loạt kẹp sắt chèn vào đá, nhưng việc phát hiện ra bê tông đã thay đổi cách họ có thể xây dựng những công trình lớn như vậy.
Pons Aemilius. (duke2015 / Adobe Stock)
Bây giờ họ có thể xây dựng móng từ bê tông siêu bền và sử dụng đá cho phần mặt tiền. Các kỹ sư La Mã là một trong những người đầu tiên hiểu đầy đủ rằng khi nói đến mái vòm trong xây cầu, họ có thể sử dụng các hình dạng khác nhau của đá; chúng được gọi là Voussoirs. Điều này tạo ra các vòm chắc chắn sẽ phân phối trọng lượng một cách hiệu quả. Những mái vòm như vậy vẫn có thể được tìm thấy ở châu Âu ngày nay, thể hiện kỹ năng đáng kinh ngạc của những người xây dựng và kỹ sư cũng như sức mạnh của vật liệu để tạo ra thứ có thể chịu đựng thời tiết qua hàng thế kỷ.
Sự mở rộng liên tục của Đế chế La Mã sẽ đòi hỏi các nhà xây dựng và kỹ sư cổ đại phải xây dựng một loạt các tòa nhà, công trình và đường xá từ những vật liệu vừa chắc chắn vừa bền. Như các kỹ sư dân dụng và các công ty xây dựng ngày nay, người La Mã cổ đại hẳn cũng đã hiểu khoa học và nghiên cứu cách thức hoạt động của các vật liệu khác nhau.
Những nhà xây dựng và kỹ sư La Mã cổ đại này ấn tượng hơn cả về cách họ quản lý cả độ bền và sức mạnh để tạo ra những cấu trúc vẫn khiến chúng ta trầm trồ ngày nay. Ngoài ra, việc khám phá ra bê tông đã giúp họ không chỉ xây dựng các tòa nhà lớn và mái vòm lớn mà còn cả những sân vận động mái vòm rất lớn.
Hệ thống dẫn nước La Mã của Robbie Peterson (Tác giả cung cấp)
Điều này cho phép họ tạo ra nhiều không gian hơn bên trong các công trình. Chúng ta có thể tìm thấy những ví dụ trong các tòa nhà như đền thờ, nhĩ thất và nhà hát. Có một số cây cầu lớn bằng đá La Mã vẫn còn tồn tại cho đến ngày nay – một ví dụ tuyệt đẹp đã được xây dựng để tôn vinh Hoàng đế La Mã Trajan.
Công trình này được xây dựng với các mái vòm ghép lại với nhau, và những người xây dựng đã sử dụng cả đá và bê tông để xây dựng. Nó băng qua sông Danube và có chiều dài khoảng 3725 feet (1135,38 mét), chiều rộng gần 50 feet (15,24 mét), cao khoảng 18,29 mét trên mặt nước, và hai lâu đài (trại quân sự) được xây dựng ở mỗi đầu. Kỳ tích kỹ thuật ấn tượng này bắt đầu vào khoảng năm 105 sau Công nguyên, khi quân đội La Mã đang chiến đấu ở Dacia, vì vậy Trajan yêu cầu xây cây cầu này để cung cấp và duy trì viện trợ trong chiến tranh.
Đường hầm chứng minh kỹ năng trắc địa và hình học cổ đại
Việc tạo ra các đường hầm là một trong nhiều dự án kỹ thuật mà người La Mã phải nghĩ ra để cung cấp nước đến các ống dẫn nước. Đó là một thành tựu đáng kể về kỹ thuật và xây dựng khi người La Mã đào hầm xuyên qua những ngọn đồi và, nếu cần, thậm chí cả những ngọn núi. Phương pháp tương tự như hệ thống mà họ sử dụng để xây dựng các đường thẳng cho những con đường: họ đặt ra một số cột ở những khoảng không gian nhất định và điều này tạo ra những đường thẳng. Đáng chú ý hơn nữa, trong khi đào hầm, họ còn xây dựng các trục thẳng đứng mang lại không khí trong lành cho những người lao động chân tay.
Người La Mã đã điều tra xem người Ba Tư xây dựng các đường hầm của họ như thế nào. Bằng cách hiểu rõ công việc của họ, các kỹ sư La Mã có thể đảm bảo các trục thẳng đứng luôn phù hợp với các đường hầm. Cũng giống như trong nhiều hoạt động ngày nay, khi gặp phải tình trạng đào hầm xuyên qua một sườn núi, các nhà xây dựng La Mã đã sử dụng một phương pháp gọi là đào ngược, đặt các đội công nhân xây dựng đào về phía nhau từ hai phía đối diện của đồi hoặc núi. Để các kỹ sư và nhà xây dựng La Mã có thể hoàn thành những dự án như vậy, họ phải có kiến thức chi tiết về hình học và trắc địa.
Đường hầm lớn của La Mã trên núi Salviano. (Claudio Parente / CC BY SA 4.0)
Để đối phó với tảng đá cứng gặp phải khi đào hầm, một trong những kỹ thuật được sử dụng là áp dụng nhiệt (lửa) lên bề mặt đá, sau đó dập tắt nhanh ngọn lửa bằng nước lạnh – điều này khiến đá bị nứt. Công việc này được thực hiện bởi công nhân và nô lệ La Mã và có thể mất một thời gian rất dài. Một ví dụ về đào hầm là khi Hoàng đế Claudius rút cạn hồ Fucine vào năm 41 sau Công nguyên. Người ta ước tính đã có khoảng hàng nghìn công nhân và thợ xây dựng và mất gần 12 năm để hoàn thành.
Các loại vũ khí của người La Mã đã khiến việc chinh phục kẻ thù trở nên dễ dàng hơn
Qua nhiều thế kỷ, người La Mã cổ đại đã có thể chế tạo một loạt vũ khí rất đáng gờm thông qua kiến thức của các kỹ sư và thợ thủ công. Bằng những kỹ năng, kiến thức làm việc với các loại vật liệu khác nhau và kiến thức về luyện kim, quân đội La Mã và các đối tác hải quân có thể sử dụng một số vũ khí tốt nhất vào thời điểm đó trong lịch sử. Việc tiếp cận với nhiều loại vũ khí này cho phép các quân đoàn La Mã và các hạm đội đế quốc không chỉ chinh phục kẻ thù của họ mà còn mở rộng Đế chế La Mã.
Một ví dụ về vũ khí là một thành tựu đáng kinh ngạc của công nghệ là “Ballista” (máy bắn tên). Ban đầu được sử dụng bởi người Hy Lạp, các kỹ sư La Mã đã cải thiện đáng kể chức năng và tính linh hoạt của nó bằng cách thay đổi một số thành phần kim loại. Điều này không chỉ làm tăng tầm bắn của nó mà còn làm cho nó nhẹ hơn và dễ quản lý hơn nhiều đối với các đội súng của quân đội Lê dương, Pháp. Có một số mẫu khác nhau của loại vũ khí này và các mẫu lớn hơn có tầm bắn khoảng 450 mét.
Một vũ khí tuyệt vời khác trong kho vũ khí của quân đoàn là Onager. Vũ khí này có thể phóng các vật thể hoặc đường đạn nặng hơn so với người anh em hnhỏ hơn của nó là Ballista. Nó được chế tạo đơn giản hơn và do đó các phi hành đoàn dễ dàng vận hành loại vũ khí này hơn. Người ta đã tính toán từ cú xoay rằng cánh tay nó có thể phóng ra một viên đá nặng khoảng 55 lbs. (25 kg) có thể gây sát thương và phá hủy các công sự của đối phương. Bởi vì nó là một vũ khí lớn và nặng, nó sẽ được lắp ráp trên chiến trường bởi các kỹ sư La Mã.
The Catapult ’(1868) của Edward Poynter.
Chúng ta phải nhớ rằng Đế chế La Mã cũng được xây dựng dựa trên sức mạnh hải quân và những người đóng tàu hàng hải – dẫn đến hai căn cứ chính tại Misene và tại Ravennate. Chúng ta vẫn có thể thấy công nghệ hàng hải này bằng cách đến thăm Bảo tàng Hải quân La Mã Cổ đại bên Hồ Diana gần Rome.
Tác giả: John S. Richardson
Nguồn: https://www.ancient-origins.net/artifacts-ancient-technology/roman-engineer-0014380