Кіріспе
Ежелгі өркениеттердегі технологиялық жетістіктер, ежелгі замандағы инженерлік саланың дамуының нәтижесі болды. Ежелгі өркениеттер өркендеген кезеңде, ежелгі технологияның дамуы, осы инженерлік жетістіктердің арқасында мүмкін болды. Технологиядағы осы жетістіктер, қоғамды жаңа өмір салтына және басқару жүйесіне бейімдеуге ықпал етті. Бұл мақалада орта ғасырға дейінгі тарихи кезеңдегі технологияның дамуы мен бірнеше инженерлік ғылымдардың жетістіктері қарастырылады. Орта ғасыр б.з. 476 жылы Батыс Рим империясының құлауымен, 6 ғасырда Юстиниан I-нің қайтысымен, 7 ғасырда Исламның пайда болуымен немесе 8 ғасырда Шарлеманнің билікке келуімен басталды. Орта ғасырлық қоғамдарда дамыған технологиялар туралы толық ақпарат алу үшін «Орта ғасырлық технология» және «Орта ғасырлық Исламдағы өнертабыстар» бөлімдеріне жүгініңіз.
During the growth of the ancient civilizations, ancient technology was the result from advances in engineering in ancient times. These advances in the history of technology stimulated societies to adopt new ways of living and governance. This article includes the advances in technology and the development of several engineering sciences in historic times before the Middle Ages, which began after the fall of the Western Roman Empire in AD 476, the death of Justinian I in the 6th century, the coming of Islam in the 7th century, or the rise of Charlemagne in the 8th century. For technologies developed in medieval societies, see Medieval technology and Inventions in medieval Islam.
Африка
Африкадағы технология тарихы адамзаттың пайда болуымен бірге басталады, адамдар пайда болған деп саналатын Африка аймақтарында гоминидтердің алғашқы құралдарды қолдану дәлелдеріне дейін созылады. Африканың қазіргі Нигер мемлекетінің Айр таулары аймағында темір өңдеудің алғашқы технологиясы пайда болды, сондай-ақ Египет, Нубия және Солтүстік Африкада әлемдегі ең көне ескерткіштер, пирамидалар мен мұнаралар салынды. Нубия және ежелгі Куш аймақтарында Египетке қарағанда гәлсүйді кварциттен және кірпіштен салынған құрылыстар көбірек дамыды. Шығыс Африканың Свахили жағалауының бір бөлігінде Танзанияның хая халқы жоғары температуралы доменді пештерді пайдаланып әлемдегі ең көне көміртекті болатты жасады.
Месопотамия
Месопотамиялықтар әлемдегі қола дәуіріне алғаш кіргендердің бірі болды. Бастапқыда мыс, қола, алтын, кейін темір қолданды. Бұл өте қымбат металдардың жүздеген килограммары сарайларды безендірді. Мыс, қола және темір қару-жарақ, сондай-ақ семсер, қысқа қанжар, найза және соқа сияқты түрлі қарулар жасауға пайдаланылды. Месопотамиялықтардың ең маңызды жетістігі – шумерлердің жазуды ойлап табуы болды. Жазудың пайда болуымен Хаммурапи кодексі деп аталатын алғашқы заңдар мен Гилгамеш эпосы сияқты алғашқы маңызды әдеби шығармалар пайда болды. Месопотамияда алты классикалық қарапайым машинаның бірнешеуі ойлап табылды. Месопотамиялықтар дөңгелектің авторы деп есептеледі. Дөңгелек және ось механизмі алғаш рет біздің заманымыздан бұрынғы V мыңжылдықта Месопотамияда (қазіргі Ирак) құмырашының дөңгелегімен пайда болды. Бұл біздің заманымыздан бұрынғы 4 мыңжылдықтың басында Месопотамияда дөңгелекті көлік құралын ойлап табуға әкелді. Ұр қаласының Эанна ауданындағы саз тақташалардағы дөңгелекті арбалардың бейнелері б.з.д. 3700-3500 жылдар аралығында жасалған. Иілгіш құрылғыда су көтеруге қолданылған, алғашқы кран машинасы Месопотамияда б.з.д. 3000 жылдары пайда болды, кейін ежелгі Мысыр технологиясында б.з.д. 2000 жылдары қолданылды. Шкивтерге ең ерте дәлелдер Месопотамияға, б.з.д. 2 мыңжылдықтың басына дейін жетеді. Бұранда, қарапайым машиналардың соңғысы, алғаш рет Месопотамияда неоассириялық кезеңде (б.з.д. 911-609) пайда болды. Месопотамиялықтар 60-тық сандық жүйені қолданды, негізі 60-қа тең (біз 10-дық жүйені қолданамыз). Олар уақытты 60-қа бөліп, 60 секундтық минут пен 60 минуттық сағатты енгізді, оларды біз бүгінге дейін пайдаланамиз. Олар шеңберді 360 градусқа бөлді. Олар математикадан, соның ішінде қосу, алу, көбейту, бөлу, квадраттық және кубтық теңдеулер, бөлшектер туралы кең білімге ие болды. Бұл жазбаларды жүргізуде де, ірі құрылыс жобаларында да маңызды болды. Месопотамиялықтар тіктөртбұрыштар, шеңберлер және үшбұрыштар сияқты геометриялық пішіндердің периметрін және ауданын есептеу үшін формулалар жасады. Кейбір мәліметтер бойынша, олар Пифагор теоремасын Пифагор оны жазып алғанға дейін білген. Олар тіпті шеңбердің периметрін есептеу кезінде пи санын тапқан болуы мүмкін. Бабыл астрономиясы жұлдыздардың, планеталардың және Айдың қозғалысын қадағалай алды. Математиканың жетістіктері планеталардың қозғалысын болжауға мүмкіндік берді. Ай фазаларын зерттеу арқылы месопотамиялықтар алғашқы күнтізбені жасады. Ол 12 айлық айдан тұрды және еврей және грек күнтіздерінің алдын бақты. Бабыл медицинасы логика мен медициналық тарихты пайдаланып, түрлі кремдер мен таблеткалармен ауруларды диагностикалау және емдеуге қол жеткізді. Месопотамиялықтардың екі түрі медицина болды: сиқырлы және физикалық, және олар көбінесе бір науқасқа екі әдісті де қолданды. Месопотамиялықтар көптеген технологиялық жаңалықтар жасады. Олар алғашқы болып қыш ыдыстар жасау үшін тоқыма тоқымасын қолданды, егістікке су жеткізу үшін суару жүйесін пайдаланды, мыс (кейін темір) металлдан берік құралдар мен қару-жарақ жасады, жүннен мата тоқу үшін тоқыма станоктарын қолданды. Джерван су құбыры (б.з.д. 688 ж.) тас аркалармен салынған және су өткізбейтін бетонмен қапталған. Месопотамия аймағында, қазіргі Иракта дамыған технологиялар туралы толық ақпарат алу үшін, ежелгі Персия империясының дамуы үшін төмендегі Персияға, ал ортағасырлық исламдағы өнертабыстар мен арабтардың ауыл шаруашылығы революциясы туралы мақалаларға ортағасырлық ислам халифаттарының дамуы үшін қараңыз.
Мысыр
Мысырлықтар құрылыс процестерін жеңілдету үшін пандус сияқты көптеген қарапайым машиналарды ойлап тапты және қолданды. Олар алғашқылардың бірі болып, отты пайдаланып ірі масштабта алтын өндіруді жүзеге асырды, ал ең алғашқы танымал карта – Турин папирусы Нубиядағы осындай кен орнының жоспарын көрсетеді. Мысырлықтар қазіргі заманғы құралдар пайда болғанға дейін ғасырлар бұрын пирамидаларды салған. Тарихшылар мен археологтар мысырлық пирамидалардың құрылысында барлық машиналардың негізі саналатын «Алты қарапайым машина» деп аталатын үш машина қолданылғанын анықтады. Бұл машиналар – еңіс жазықтық, кене және рычаг, олардың көмегімен ежелгі мысырлықтар шамамен 3,5 тонна салмақтағы миллиондаған әк тас блоктарын өз орнына қойып, 147 метр биіктігі бар Гизаның Ұлы пирамидасы сияқты құрылыстарды жасады. Мысырлық папирустан жасалған қағаз және керамика жаппай өндіріліп, Жерорта теңізі аймағына экспортталды. Дегенмен, дөңгелек шетелдік жаулап алушылар арбаны енгізгенге дейін пайда болған жоқ. Олар кемелер мен маяктар сияқты Жерорта теңізі технологиясын дамытты. Ежелгі мысырлықтар қолданған алғашқы құрылыс әдістері негізінен саз, құм, балшық және басқа минералдардан жасалған кірпіштерді пайдаланды. Бұл құрылыстар су тасқынын бақылау және суару үшін, әсіресе Нил дельтасында маңызды болды. Бұрандалы сорғы – ең көне оң ығысулы сорғы. Архимед бұрандасы немесе су бұрандасы деп те аталатын бұрандалы сорғы туралы алғашқы жазбалар б.з.д. 3 ғасырға дейін ежелгі Мысырға қатысты. Нилден су көтеру үшін қолданылған мысырлық бұрандасы цилиндрдің айналасына оралған құбырлардан тұрды; құрылғы толығымен айналғанда, су спиральді құбыр ішінде жоғары көтеріледі. Мысырдан шыққан бұрандалы сорғының кейінгі нұсқасында қатты ағаш цилиндрдің сыртынан спиральді ойық жасалып, содан кейін цилиндр ойықтар арасындағы беттерді тығыз жабатын тақталармен немесе металл жақтарымен жабылды. Инд өзені аңғарындағы қалаларда жабық арықтар, қоғамдық моншалар және астық сақтау қоймаларының алғашқы мысалдары кездеседі. Такшашила университеті ежелгі әлемдегі маңызды білім орталығы болды. Бұл қала бүкіл Азиядан келген ғалымдар үшін білім беру орталығы болды. Грек, парсы және қытай студенттерінің көптегені Каутилья, Панини, Живака және Вишну Шарма сияқты ұлы ғалымдармен оқыды. Ежелгі Үндістанның медицина жүйесі – Аюрведа – Үндістан тарихындағы маңызды кезең болды. Ол негізінен дәрі ретінде шөптерді қолданады. Оның бастауы Атхарваведаның пайда болуына дейін жетеді. Сушрутаның б.з.д. 400 жылы жазылған Сушрута Самхитасы көздің катарактасын, пластикалық хирургияны және т.б. жасау туралы егжей-тегжейлі мәліметтерді қамтиды. Ежелгі Үндістан теңіз саяхаты технологиясының дамуында да алдыңғы қатарда болды – Мохенджо-Дародан табылған панельде желкенді кеме бейнеленген. Кеме жасау туралы мәліметтер Юкти Кальпа Таруда жанды түрде сипатталған, бұл кеме жасау туралы ежелгі үнділік мәтін. (Юкти Кальпа Тару профессор Ауфрехттың «Санскрит қолжазбаларының каталогы» еңбегінде аударылып, жарияланған). «Васту Шастра» деп аталатын Үндістанның құрылыс және сәулет өнері материалдарды инженерлік тұрғысынан, гидрологиялық және санитариялық жағынан терең түсінуді көрсетеді. Ежелгі Үндістан мәдениеті бояу өсімдіктерін, соның ішінде индиго мен қызыл бояуды өсіруде де алғашқы болып табылды. Көптеген бояулар өнер мен мүсін өнерінде қолданылды. Парфюмерияны қолдану химия, әсіресе дистилляция және тазарту процестері туралы білімді көрсетеді.
Қытай
Қытайдағы ғылым мен технология тарихы ғылым, технология, математика және астрономия салаларында маңызды жетістіктерге куә болды. Кометалар, күн тұтылулар және жарықшақтар (суперновалар) алғаш рет Қытайда байқалған. Сондай-ақ, дәстүрлі қытай медицинасы, иглемен емдеу (акупунктура) және шөптік ем қолданылған. Қытайдың төрт ұлы өнертабысы – компас, ұнтақ, қағаз жасау және баспа – Еуропаға орта ғасырдың соңында ғана белгілі болған маңызды технологиялық жетістіктердің қатарына жатады. Шотландиялық зерттеуші Джозеф Нидхэмнің сөзіне сәйкес, қытайлықтар көптеген алғашқы жаңалықтар мен өнертабыстарды жасаған. Қытайдың маңызды технологиялық үлесіне ертедегі сейсмографтар, тұспалдақтар, қағаз, екі бағытты поршеньді сорғы, құйма темір, темір жырғыш, көп түтік тұқым себу машинасы, аспалы көпір, отын ретінде табиғи газ, магниттік компас, үш өлшемді карта, перне, садақ, оңтүстікке бағытталған күйме және ұнтақ кіреді. Джозеф Нидхэмнің зерттеулеріне сәйкес, орта ғасырлық Қытайдағы тағы бір жаңалық – қалыпты басып шығару және жылжымалы шрифт, фосфоресцентті бояу және кескіш станок. Қатты отынмен жұмыс істейтін ракета Қытайда 1150 жылы, қара ұнтақтан (ракетаның отыны болған) шамамен 200 жыл кейін ойлап табылды. Батыста зерттеулер дәуірі басталған кезеңде, Мин әулетінің императорлары да кемелер жіберді, олардың кейбіреулері Африкаға жетті. Бірақ бұл жобалар қаржыландырылмады, соның салдарынан іздеу және даму тоқтатылды. 1521 жылы Фердинанд Магелланның кемелері Брунейге жеткенде, қытай инженерлерімен бекітілген және жартастықтан қорғалған бай қаланы кездестірді. Антонио Пигафетта Брунейдің технологиясының көп бөлігі сол кездегі Батыс технологиясымен тең екенін атап өтті. Брунейде Магелланның кемелеріне қарағанда көп зеңбірек болды, ал қытай саудагерлері Бруней сарайына Еуропада сирек кездесетін көзілдірік пен фарфор сатты.
Парсы империясы
Қанат – суландыруға қолданылатын су басқару жүйесі, Персияның Ахеменидтер кезеңінен бұрын Иранда пайда болған. Ең көне және ең ірі қанат Иранның Гонабад қаласында орналасқан. 2700 жыл өткен соң да ол әлі күнге дейін 40 мыңға жуық адамды ауыз сумен және егіс суымен қамтамасыз етеді. Су доңғалақтары мен су диірмендеріне қатысты ең ерте деректер ежелгі Таяу Шығыста б.з.д. 4 ғасырда, атап айтқанда Персия империясында 350 жылға дейін, Месопотамия (Ирак) және Персия (Иран) аймақтарында кездеседі. Су күшін осылай қолдану – бұлшық ет күшіне (желкеннен басқа) тәуелді болмайтын, адамның ойлап тапқан алғашқы қозғаушы күш болды. 7-шы ғасырда Ауғанстандағы парсылар алғашқы қолданысқа жарамды жел диірмендерін жасады. Ислам Персиясында дамыған ортағасырлық технологиялар туралы "Ортағасырлық исламдағы өнертабыстар және Арабтардың ауыл шаруашылығындағы революциясы" деген мақаладан көруге болады.
Мезоамерика және Анд аймағы
Жүк таситын жануарлардың жетіспеуі және көбінесе таулы немесе батпақты жерлерде өмір сүргендіктен, Американың ежелгі өркениеттері дөңгелекті көлік құралдарын немесе жануарлар күшіне байланысты механиканы дамытпады. Дегенмен, олар жер үсті және жер асты су құбырларын, жер сілкінісіне төзімді қалауларды, жасанды көлдерді, бөгеттерді, «фонтандарды», қысыммен суды, жолдарды және күрделі террасаларды қоса алғанда, жоғары деңгейдегі инженерлік шешімдерді жасады. Сонымен қатар, Перуде алтын өңдеу ерте дәуірде (2000 ж.б.д.) басталды, кейін мыс, қалайы, қорғасын және қола пайдаланылды. Металлургия орта ғасырларға дейін Мезоамерикаға таралмаса да, ол мұнда және Анд тауларында күрделі қорытпаларды және алтын жалатуды жасау үшін қолданылды. Американың жергілікті халқы табиғи заттардың химиялық қасиеттерін және олардың пайдалылығын терең түсінді, нәтижесінде әлемдегі көптеген алғашқы дәрілік препараттар мен жеуге жарамды егістер, сондай-ақ маңызды жабысқыштар, бояулар, талшықтар, сылақтар және басқа да пайдалы заттар осы өркениеттердің өнімдері болды. Бәлкім, ең танымал мезоамерикалық өнертабыс – резеңке, ол резеңке ленталар, резеңке байлаулар, доптар, шприцтер, «жаңбырлық жамылғылар», аяқ киімдер және ыдыстар мен құтыларды су өткізбейтін етіп оқшаулау үшін қолданылды.
Эллиндік Жерорта теңізі
Жерорта теңізі тарихының эллиндік кезеңі б.з.д. 4 ғасырда Александрдың жаулап алуларымен басталды, бұл Балқан, Левант және Египетті қоса алғанда, Шығыс Жерорта теңізі аймағындағы грек және Таяу Шығыс мәдениеттерінің синтезін білдіретін эллиндік өркениеттің пайда болуына әкелді. Птолемейлік Египет өзінің зияткерлік орталығы ретінде және грек тілі франка болғандықтан, эллиндік өркениетке грек, египеттік, еврей, парсы және финикиялық ғалымдар мен инженерлер кірді, олар грек тілінде жазды. Эллиндік технология б.з.д. 4 ғасырдан бастап Рим дәуіріне дейін және оның ішінде маңызды прогреске қол жеткізді. Ежелгі гректерге жатқызылатын кейбір өнертабыстар: қола құю техникалары, су органы (гидраулис) және торсиондық қоршау машинасы. Бұл өнертабыстардың көптегені эллиндік кезеңнің соңында пайда болды, көбінесе соғыста қару-жарақ пен тактиканы жақсарту қажеттілігінен шабыттанды. Шығыс Жерорта теңізінің эллиндік инженерлері көптеген өнертабыстарға және қолданыстағы технологияны жетілдіруге жауапты болды. Архимед бірнеше машина ойлап тапты. Эллиндік инженерлер ғылыми зерттеулерді жаңа технологияларды әзірлеумен жиі біріктірді. Эллиндік инженерлердің өнертабыстарына баллиста, поршеньді сорғы, және Антикитера механизмі сияқты примитивті аналогтық компьютерлер кіреді. Эллиндік сәулетшілер күмбездер салды және алтын қатынасты және оның геометриямен және сәулетпен байланысын зерттеген алғашқылар болды. Эллиндік жаңалықтарға торсиондық катапульттар, пневматикалық катапульттар, арбалеттер, рутвейлер, орган, пернетақта механизмі, дифференциалдық берілістер, душ, құрғақ доктар, сүңгуір қоңыраулары, спидометр және астролабалар жатады. Сәулетте эллиндік инженерлер Фарос сияқты монументальды маяктарды салған және орталық жылу жүйелерін ойлап тапқан. Евпалин туннелі – екі жағынан ғылыми тәсілмен қазылған ең алғашқы туннель. Эллиндік инженерлер Ктесибий және Византиялық Филон сияқты автоматты есіктер және басқа да тапқыр құрылғылар сияқты автоматтарды жасады. Гректердің технологиялық трактаттары кейінгі Византия, араб және латын ғалымдарымен мұқият зерттелді және дамытылды, сондай-ақ бұл өркениеттердегі одан әрі технологиялық прогреске негіз болды.
Рим империясы
Рим империясы б.з.б. 1 ғасыр мен б.з. 1 ғасыр аралығында Италиядан бүкіл Жерорта теңізі аймағына дейін кеңейді. Италиядан тыс ең дамыған және экономикалық жағынан өнімді провинциялар Балқандағы Шығыс Рим провинциялары, Кіші Азия, Египет және Левант болды, әсіресе Римдік Египет Италиядан тыс ең бай Рим провинциясы болды. Рим технологиясы Рим өркениетін қолдады және Рим саудасының және Рим әскерінің шамамен мың жылға созылған кеңейуіне мүмкіндік берді. Рим империясы өз заманы үшін жоғары технологияға ие болды. Еуропадағы Рим технологиясының біраз бөлігі ежелгі антикалық және ерте орта ғасырлардағы дүрбелең кезеңдерде жоғалған болуы мүмкін. Римдіктердің азаматтық инженерия, құрылыс материалдары, көлік технологиясы және механикалық орақ сияқты кейбір өнертабыстар сияқты көптеген салалардағы технологиялық жетістіктері 19 ғасырға дейін теңдесі жоқ болды. Римдіктер қарқынды және күрделі ауыл шаруашылығын дамытты, темір өңдеудің қолданыстағы технологиясын кеңейтті, жеке меншік құқығын қамтамасыз ететін заңдар жасады, озық тас қалау технологиясын жетілдірді, озық жол құрылысын (19 ғасырда ғана асып түседі) дамытты, сондай-ақ әскери инженерия, азаматтық инженерия, иіру және тоқу салаларында және Галл орағы сияқты Рим экономикасының көптеген секторларында өнімділікті арттыруға көмектесетін бірнеше машиналар жасады. Олар сумен қамтамасыз етуді, суаруды, сумен жұмыс істейтін диірмендерді және кен өндіруді тек ауыз су үшін ғана емес, сонымен қатар суару үшін де пайдаланып, сумен қамтамасыз етуді дамытты. Олар терең жер асты шахталарында суды ағызу дөңгелектерін кеңінен қолданды, олардың бірі кері су дөңгелегі болды. Олар металл кендерін іздеу үшін және табылған кезде оларды жер астынан алу үшін "hushing" деп аталатын әдісті алғаш рет қолданды. Рим инженерлері өз империясында триумф аркаларын, амфитеатрларды, су құбырларын, қоғамдық моншаларды, шынайы аркалы көпірлерді, порттарды, бөгеттерді, күмбездерді және қасқаларды өте үлкен масштабта салды. Римдіктердің маңызды өнертабыстары кітап (кодекс), шыны үрлеу және бетон. Рим вулканикалық түбекте орналасқандықтан, құмда кристалды түйірлер болғандықтан, римдіктер жасаған бетон ерекше берік болды. Олардың кейбір ғимараттары 2000 жыл бойы сақталып, бүгінгі күнге дейін жетті. Римдіктер гректерден есік құлыптарының құрылымын, сынықтар мен бұрандаларды да алған. Гректерден Римге жалғасқан жаңашылдық пен мәдениеттің көптеген аспектілері сияқты, олардың шығу тегі туралы шекара уақыт өте келе бұрмаланған. Бұл механизмдер сол дәуір үшін өте күрделі және ұқыпты жасалған. Рим өркениетінің қалалық деңгейі заманауи стандарттарға сай жоғары болды. Рим империясының көптеген қалаларында 100 000-нан астам тұрғын болды, ал астанасы Рим ежелгі заманның ең үлкен мегаполисі болды. Рим қалалық өмірінің ерекшеліктері - көп қабатты тұрғын үйлер (insulae), көшелерді мозаикамен қалау, қоғамдық дәретханалар, шыны терезелер, еден мен қабырғаларды жылыту. Римдіктер гидравликаны жақсы түсінді және фонтандар мен су құбырларын, әсіресе су құбырларын салған, олар олардың өркениетінің белгісі болды. Олар су күшін су диірмендерін, кейде сериялы түрде, мысалы, Францияның оңтүстігіндегі Барбегалда табылған және Римдегі Яникулумда күдіктелген су диірмендерін пайдаланды. Римдегі кейбір моншалар әлі күнге дейін сақталған. Римдіктер орта ғасырларда жоғалған көптеген технологияларды дамытты, олар тек 19 және 20 ғасырларда толыққанды қайта ашылды. Олар өздерінің жетістіктерін сипаттаған мәтіндерді қалдырды, әсіресе Плиний Үлкен, Фронтин және Витрувий. Римдіктердің басқа да аз танымал жаңалықтарына цемент, қайық диірмендері, аркалы бөгеттер және ықтимал, су тасқыны диірмендері жатады. Римдік Египетте Александриялық Герон бумен жұмыс істейтін эолипилді ойлап тапты, механикалық және пневматикалық жүйелер туралы білімін көрсетті. Сонымен қатар ол желмен жұмыс істейтін механикалық құрылғыны - жел дөңгелегін алғаш рет сынақтан өткізді. Ол сондай-ақ автоматты сату автоматтарын сипаттады. Алайда оның өнертабыстары негізінен практикалық машиналар емес, ойыншықтар болды.