تکنولوژی‌های باستانی‌ای که جلوتر از زمان خود بودند

فرادید: ما مایلیم نوآوری تکنولوژیکی را به عنوان یک فرآیند تدریجی، ثابت و نسبتا خطی در نظر بگیریم. با این حال، لزوماً اینطور نیست. کاوش‌های باستان‌شناسی در سراسر جهان نشان می‌دهند که هر چند وقت یک‌بار، تمدن‌های باستانی اختراعاتی داشتند که دهه‌ها، اگر نگوییم قرن‌ها، جلوتر از زمان خود بودند. 

تصور اشتباه دیگر این است که تمدن‌های باستانی به طور تصادفی به این فناوری‌ها دست یافتند یا اینکه توسط نابغه‌هایی طراحی شدند که نماینده عصر و زمان خود نبودند. اگرچه بسیاری از مخترعانی که در این مقاله ذکر می‌کنیم نابغه محسوب می‌شدند، نمی‌توان و نباید آن‌ها را از محیط اطرافشان جدا کرد. کار آن‌ها نابهنگام نبوده، بلکه گواهی بوده بر نبوغ و پتانسیل علمی تمدن‌های مربوطه. 

آتش یونانی: شعله‌هایی که خاموش نمی‌شوند

تصویر یک شعله‌افکن قابل‌حمل حاوی آتش یونانی 

سال ۶۷۴ وقتی ناوگان خلافت اموی تلاش کرد شهر بیزانسی قسطنطنیه را محاصره کند، کشتی‌هایش در آتش سوخت. در آغاز آن‌ها نگران نشدند. معمولاً در جنگ‌های دریایی از آتش استفاده میشد و به راحتی با پارچه، خاک یا آب خاموش میشد. اما این آتش سوزی معمولی نبود. پس از مشتعل شدن، نمیشد آن را خاموش کرد و پس از سوختن کل ناوگان، حتی خود دریا نیز به آتش کشیده شد. 

خلافت اموی به دست یک اختراع نظامی جدید به نام آتش یونانی، آتش رومی، آتش مایع یا آتش دریا و بسیاری نام‌های دیگر شکست خورده بود. هیچ دستور العملی از ساخت آن بجا نمانده است، اما مورخان حدس می‌زنند احتمالاً حاوی نفت، گوگرد یا باروت بوده است. از این سه، نفت محتمل‌ترین است، زیرا باروت تا قرن چهاردهم در آسیای صغیر به آسانی در دسترس نبود و گوگرد فاقد قدرت مخرب توصیف‌شده توسط ناظران بود. 

با این حال، چیزی که آتش یونانی را خارق‌العاده می‌کند، شیمی خود آتش نیست، بلکه طراحی پمپ فشاری است که بیزانسی‌ها از آن برای پرتاب آتش به سمت دشمن استفاده می‌کردند. همانطور که جان هالدون مورخ بریتانیایی در مقاله‌ای به نام «بازبینی آتش یونانی» استدلال کرده است، محققان تلاش می‌کنند دقیقا پمپی مشابه همان پمپ تاریخی را بازسازی کنند که می‌توانست محتویاتش را به اندازه‌ای پرتاب کند که در طول نبردهای دریایی مفید واقع شود، جایی که دهها کشتی دشمن وجود داشت یا این کشتی‌ها صدها متر از یکدیگر فاصله داشتند. 

مکانیسم آنتی‌کیترا: یک ساعت کیهانی قبل از کوپرنیک

بقایای مکانیسم آنتی‌کیترا در موزه ملی باستان‌شناسی آتن

مکانیسم آنتی‌کیترا در سواحل آنتی‌کیترا، یک جزیره کوچک یونانی بین کیترا و کرت، در سال ۱۹۰۱ کشف شد، زمانی که غواصانِ در جستجوی اسفنج‌های دریایی به طور تصادفی به انباشتی از لاشه‌های غرق‌شده از دوران باستان کلاسیک برخورد کردند. این اختراع ناقص و در وضعیتی نامناسب بود، اما به نظر می‌رسید متشکل از حدود ۳۷ چرخ‌دنده برنزی باشد که درون یک جعبه چوبی ذخیره شده‌اند. 

محققان در آغاز حدس زدند مکانیسم آنتی‌کیترا که بیش از ۲۲۰۰ سال قدمت دارد، به عنوان یک کامپیوتر باستانی کاربرد داشته است. این فرضیه بسیار غیرمحتمل انگاشته میشد، اما با مطالعات دقیق‌تر در دهه ۱۹۷۰ دوباره تأیید شد. اکنون محققان معتقدند این مکانیسم یک جهان‌نما بوده است: مدلی از منظومه شمسی که زمان آسمانی را محاسبه و ردیابی می‌کند. 

سی‌تی‌اسکن، پیچیدگی گیج‌کننده این اختراع را نشان می‌دهد. محققانی که سال ۲۰۲۱ تلاش کردند مکانیسم آنتی‌کیترا را تکرار کنند، از آن به عنوان آفرینش یک نابغه، ترکیب چرخه‌های نجوم بابلی، ریاضیات آکادمی افلاطون و نظریه‌های نجومی یونان باستان یاد کرده‌اند. این وسیله می‌تواند طول دایره‌البروج ماه و خورشید، نمودهای ماه، مراحل سینودیک سیارات، روزهای حذف‌شده از تقویم ماتونیک و چرخه المپیاد را محاسبه کند. 

فولاد دمشقی: شمشیرهایی که کند نمی‌شوند

فولاد دمشق به خاطر الگوی روان یا آبدارش مشهور بود

شمشیرهای فولادی دمشق در قرن نهم در خاورمیانه به وجود آمدند و به دلیل ظاهر، همچنین دوام خود شهرت داشتند و چندین برابر قوی‌تر و تیزتر از شمشیرهای غربی مورد استفاده در جنگ‌های صلیبی بودند. نام آن‌ها که از کلمه عربی «آب» گرفته شده است، نه تنها به شهر سوریه که از آنجا آمده، بلکه به الگوی درخشانی که سطح آن‌ها را زینت بخشیده هم اشاره دارد. این الگو طی یک فرآیند آهنگری منحصربه‌فرد ایجاد شد که در آن، قالب‌های کوچک فولاد ووتز که از هند، سریلانکا یا ایران تهیه میشد با ذغال ذوب شده و با سرعتی فوق‌العاده آهسته سرد میشد. 

تقاضا برای فولاد دمشق قرن‌ها تداوم داشت، اما به تدریج کاهش یافت چون سلاح گرم در درگیری‌های مسلحانه جایگزین شمشیر شد. سال ۱۸۵۰، اسرار فرآیند تولید آن گم شد. 

علاقه به این شمشیرها توسط سی. اس. اسمیت، متخصص ذوب فلزات که در پروژه منهتن کار می‌کرد، احیا شد. متأسفانه، فولاد دمشق را هرگز نمی‌توان به طور واقعی تکرار کرد چون فولاد ووتز دیگر در دسترس نیست. با این حال، از دهه ۱۹۶۰، محققان تلاش کرده‌اند تکنیک‌های آهنگری جدیدی توسعه دهند که نتایج مشابهی داشته باشد. این تلاش هنوز به نتیجه نرسیده است. یک مطالعه در سال ۲۰۱۸ ادعا کرد افزودن سطوح کوچکی از عناصر تشکیل‌دهنده کاربید مانند وانادیوم مشکل‌گشا است. 

هوفِنگ دیدونگ یی: نخستین لرزه‌نگار جهان

ماکتی از هوفنگ دیدونگ یی

هوفنگ دیدونگ یی که تقریبا ۲۰۰۰ سال پیش ساخته شد، نخستین لرزه‌نگار جهان است. خاستگاه آن چین است، کشوری که از زمانی که ساکنانش به یاد دارند، با زلزله دست و پنجه نرم کرده است. خالق آن ژانگ هِنگ، ستاره‌شناس، نقشه‌کش، ریاضیدان، شاعر، نقاش و مخترع برجسته‌ای بود که از سال ۷۸ تا ۱۳۹ پس از میلاد، زمان سلسله هان می‌زیست. 

طراحی هوفنگ دیدونگ یی به یک اندازه زیبا و کاربردی است. مکانیسم آن شامل یک گلدان مسی بزرگ و تزئین‌شده می‌شود. این گلدان دارای هشت برجستگی لوله‌ای بوده و شکلی شبیه سر اژدها داشته است. زیر سر هر اژدها یک وزغ مسی با دهانی بزرگ و باز قرار داشته است. 

یک مطالعه در سال ۲۰۰۹ از تایوان درباره این اختراع توضیح می‌دهد: «لرزه‌نگار ژانگ به عنوان یک اختراع برجسته مورد احترام است چون نه تنها می‌تواند وقوع زلزله بلکه جهت منشأ آن را هم نشان دهد.» در منابع اولیه در مورد نحوه عملکرد واقعی لرزه‌نگار چیزی گفته نشده، اما محققان معتقدند ارتعاشات سبب چرخش آونگ درون گلدان شده و باعث می‌شود یک توپ کوچک از سر اژدها رها شده و به داخل دهان وزغ مربوطه‌اش بیفتد که جهت حرکت را نشان می‌دهد. 

بتن رومی: سیمانی که ترک نمی‌خورد

از بتن رومی برای ساخت گنبد غیرمسلح پانتئون استفاده شد

بسیاری از پروژه‌های معماری روم باستان بدون بتن رومی امکان‌پذیر نبودند. بتن رومی که به آن opus caementicium می‌گویند، مخلوطی از سیمان با چسبندگی هیدرولیکی متشکل از خاکستر آتشفشانی و آهک بود که به قول پلینی بزرگ، تکه‌های سنگ را به یک «توده سنگی منفرد» تبدیل می‌کرد و آن‌ها را «در برابر امواج، نفوذناپذیر و هر روز قوی‌تر می‌کرد.» 

نخستین اشاره به بتن رومی به ۲۵ سال قبل از میلاد بازمی‌گردد و مربوط به دست‌نوشته‌ای با عنوان «ده کتاب در باب معماری» است که توسط معمار و مهندس، ویترویوس نوشته شده است. او به سازندگان توصیه می‌کند از خاکستر آتشفشانی شهر Pozzuoli در ناپل استفاده کنند که در لاتین pozzolana یا pulvis puteolanus نامیده می‌شود. پوزولانا باید با نسبت ۳:۱ یا ۲:۱ با آهک مخلوط شود، اگر ساختمان زیر آب باشد. 

زمانی که ویتروویوس این کتاب را نوشت، بتن رومی هنوز یک چیز جدید بود و زیاد از آن استفاده نمیشد. اما سال ۶۴ بعد از میلاد همه چیز تغییر کرد، یعنی زمانی که آتش‌سوزی دوسوم پایتخت امپراتوری را نابود کرد. وقتی بازماندگان شروع به بازسازی کردند، آیین‌نامه ساختمانی Nero خواستار زیربنای قوی‌تر شد. روی‌آوردن به بتن رومی که به گفته پلینی ترک نمی‌خورد، زمینه‌ساز ساخت پروژه‌های مهم معماری مانند پانتئون، قدیمی‌ترین و بزرگترین گنبد جهان شد. 

باتری بغداد برای تسکین درد

اشیائی که در کنار هم به عنوان «باطری بغداد» شناخته می‌شوند؛ دستگاهی باستانی که تصور می‌شود توانایی تولید برق داشته

باستان‌شناسان از اصطلاح «باتری بغداد» برای اشاره به گلدان سرامیکی، لوله مسی و میله آهنی استفاده می‌کنند، سه شئ‌ای که در عراق نزدیک محلی که زمانی پایتخت امپراتوری اشکانی و ساسانی بعدی بود، پیدا شد. آن‌ها معتقدند این سه شیء متمایز زمانی برای سرهم کردن یک دستگاه واحد با هم جفت و جور می‌شدند. هدف از این اختراع این دستگاه که به نظر می‌رسد توانایی تولید برق داشته، همچنان نامشخص است. 

ویلهلم کونیگ، مدیر دپارتمان آثار باستانی عراق، همان سازمانی که کارمندانش برای نخستین بار باتری را پیدا کردند، این نظریه را مطرح کرد که از آن به عنوان یک سلول گالوانیکی برای آبکاری اجسام استفاده میشده است. این نظریه، اگرچه پس از انتشار اولیه به طور گسترده پذیرفته شد، درست نیست چون تا به حال هیچ جسم آبکاری‌شده‌ای از همان دوره زمانی و منطقه‌ای کشف نشده است. 

سال ۱۹۹۳، پل کیسر از دانشگاه آلبرتا در ادمونتون، فرضیه متفاوت و قابل‌قبول‌تری را مطرح کرد. استدلال او این بود که این باتری به عنوان یک سلول گالوانیکی عمل نمی‌کند، بلکه یک مسکن موضعی است که می‌تواند درد را از طریق انتقال بار الکتریکی تسکین دهد. در انجام این کار، میشد ماهی برقی را جایگزین کرد که در جوامع یونانی-رومی گاهی برای درمان سردرد، نقرس و سایر بیماری‌ها از آن استفاده میشد.