古代の技術

古代文明の成長過程において、古代の技術は古代の工学の進歩の結果でした。技術史におけるこれらの進歩は、社会に新しい生活様式や統治方法を採用するよう刺激を与えました。

この記事には、西暦476年の西ローマ帝国の崩壊、[1] [2] 6世紀のユスティニアヌス1世の死後、^{[ 3]} 7世紀の^{イスラム教}の到来、 [ ^{4] 8世紀の}カール大帝の台頭後に始まった中世以前の歴史的時代における技術の進歩といくつかの工学科学の発展が含まれています。^{[5]中世社会で開発された技術については、}中世の技術と中世イスラムの発明を参照してください。

アフリカの技術の歴史は人類の始まりにまで遡り、人類が進化したと考えられているアフリカの地域で、ヒト科の祖先が道具を使用した最初の証拠にまで遡ります。アフリカでは、現在のニジェールにあるアイル山脈地域で最古の製鉄技術のいくつかが登場し、エジプト、ヌビア、北アフリカでは世界最古の記念碑、ピラミッド、塔がいくつか建てられました。ヌビアと古代クシュでは、釉薬をかけた珪岩とレンガ造りの建物がエジプトよりも大規模に発達していました。東アフリカのスワヒリ海岸の一部では、タンザニアのハヤ族が高温高炉を使って世界最古の炭素鋼の創造を見ました。

メソポタミア人は、世界で最初に青銅器時代に入った人々の 1 つです。初期には銅、青銅、金が使用され、後には鉄が使用されました。宮殿は、これらの非常に高価な金属数百キログラムで飾られました。また、銅、青銅、鉄は、鎧だけでなく、剣、短剣、槍、メイスなどのさまざまな武器にも使用されました。

おそらく、メソポタミア人が成し遂げた最も重要な進歩は、シュメール人による文字の発明でしょう。文字の発明により、ハンムラビ法典と呼ばれる最初の記録された法律や、ギルガメシュ叙事詩と呼ばれる最初の主要な文学作品が生まれました。

6つの古典的な単純機械のうちのいくつかはメソポタミアで発明されました。^{[6]メソポタミア人は}車輪の発明者とされています。車輪と車軸の機構は、紀元前5千年紀にメソポタミア（現在のイラク）で発明されたろくろで初めて登場しました。 ^[7]これにより、紀元前4千年紀初期にメソポタミアで車輪付き車両が発明されました。ウルクのエアンナ地区の粘土板絵文字に描かれた車輪付きワゴンの描写は、紀元前3700年から3500年の間にさかのぼります。^[8]てこは、紀元前3000年頃にメソポタミアで登場した最初のクレーン機械であるシャドーフ揚水装置で使用されました。 ^[9]その後、紀元前2000年頃に古代エジプトの技術に使用されました。 ^[10]滑車に関する最も古い証拠は、紀元前2千年紀初期のメソポタミアにまで遡ります。^[11]

最後に発明された単純な機械であるスクリュー[12]は、新^{アッシリア}時代（紀元前911-609年）のメソポタミアで初めて登場しました。 ^{[11]アッシリア学者の}ステファニー・ダリーによると、最古のポンプはスクリューポンプであり、紀元前7世紀にアッシリアの王センナケリブがバビロンとニネベの空中庭園の給水システムに初めて使用しました。ただし、この帰属は歴史家のジョン・ピーター・オルソンによって異議を唱えられています。^{[13] [14]}

メソポタミア人は、 60を基数とする60進法（私たちが10を基数とするのと同じ）を使用していました。彼らは時間を60秒ごとに分割し、1時間を60分としていましたが、これは今日でも使用されています。彼らはまた、円を360度に分割しました。彼らは、加算、減算、乗算、除算、2次方程式と3次方程式、分数など、数学に関する幅広い知識を持っていました。これは、記録を追跡するだけでなく、大規模な建築プロジェクトでも重要でした。メソポタミア人は、長方形、円、三角形など、さまざまな幾何学的形状の円周と面積を計算する公式を持っていました。いくつかの証拠は、ピタゴラスがそれを書き留めるずっと前から、彼らがピタゴラスの定理を知っていたことを示唆しています。彼らは、円の円周を計算する際に円周率の数値を発見した可能性もあります。

バビロニアの天文学は、星、惑星、月の動きを追跡することができました。高度な数学を応用して、いくつかの惑星の動きを予測しました。月の満ち欠けを研究することで、メソポタミア人は最初の暦を作成しました。それは 12 の太陰月を持ち、ユダヤ暦とギリシャ暦の両方の前身となりました。

バビロニア医学は論理と記録された病歴を用いて、様々なクリームや錠剤で病気を診断し治療することができた。メソポタミア人は魔法と物理的な2種類の医療行為を行っており、同じ患者に両方の方法を使用することがよくあった。^[15]

メソポタミア人は多くの技術的発見をしました。彼らはろくろを使ってより良い陶器を作った最初の人々であり、灌漑を利用して作物に水を送り、青銅（後に鉄）を使って丈夫な道具や武器を作り、織機を使って羊毛から布を織りました。

ジェルワン水道橋（紀元前688年頃）は石のアーチで作られ、防水コンクリートで裏打ちされています。^[16]

現在のイラクとして知られるメソポタミア地域で開発された後の技術については、古代ペルシャ帝国下での発展については下記のペルシャを、中世イスラムのカリフ制下での発展については中世イスラムの発明とアラブ農業革命の記事を参照してください。

エジプト人は、建設作業を支援するための傾斜路など、多くの単純な機械を発明し、使用しました。彼らは、火をつけて大規模な採掘を行い、金を採掘した最初の人々のうちの1人であり、最初に認識された地図であるトリノのパピルスには、ヌビアのそのような鉱山の計画図が示されています。

エジプト人は現代の道具が発明される何世紀も前にピラミッドを建造したことで知られている。歴史家や考古学者は、エジプトのピラミッドが、すべての機械の基礎となっている6つの単純機械と呼ばれる機械のうち3つを使って建造されたという証拠を発見した。これらの機械とは、傾斜面、くさび、てこであり、これらによって古代エジプト人は、それぞれ約3.5トン（7,000ポンド）の重さがある何百万もの石灰岩のブロックを所定の位置に移動し、高さ481フィート（147メートル）のギザの大ピラミッドのような建造物を造ることができた。^[17]

パピルスから作られたエジプトの紙と陶器は大量生産され、地中海沿岸全域に輸出された。しかし、車輪は外国の侵略者が戦車を持ち込むまで到着しなかった。彼らは船や灯台を含む地中海の海洋技術を開発した。古代エジプト人が使用した初期の建築技術は、主に粘土、砂、シルト、その他の鉱物でできたレンガを使用していた。これらの建造物は、特にナイル川デルタ沿いの洪水制御と灌漑に不可欠であったと思われる。^[18]

スクリューポンプは最も古い容積式ポンプである。^{[19]スクリューポンプ（}ウォータースクリューまたはアルキメデスのスクリューとも呼ばれる）の最初の記録は、紀元前3世紀以前の古代エジプトにまで遡る。 ^{[19] [20]}ナイル川から水を汲み上げるために使用されたエジプトのスクリューは、円筒の周りに巻かれたチューブで構成されており、ユニット全体が回転すると、水はらせん状のチューブ内の高い位置まで汲み上げられる。エジプトの後期のスクリューポンプの設計では、堅い木製の円筒の外側にらせん状の溝が切られ、溝の間の表面を金属の板またはシートでしっかりと覆っていた。^[19]スクリューポンプは後にエジプトからギリシャに導入された。^[19]

プトレマイオス朝エジプトとローマ帝国エジプトの後期の技術については、それぞれ「古代ギリシャの技術」と「ローマの技術」を参照してください。中世アラビア帝国エジプトの後期の技術については、「中世イスラムの発明」と「アラブの農業革命」を参照してください。

インド亜大陸の科学技術の歴史は、世界最古の文明にまで遡ります。インダス文明では、その住民が数学、水路測量、計測学、冶金学、天文学、医学、外科、土木工学、下水の収集と処理を行っていた証拠が見つかります。

インダス文明は、資源の豊富な地域（現在のパキスタンとインド北西部）に位置し、都市計画、衛生技術、配管の早期導入で知られています。^[21]インダス文明の都市には、閉鎖された側溝、公衆浴場、共同の穀倉の最初の例がいくつか見られます。

タクシャシラ大学は古代世界の重要な学問の拠点であり、アジア各地からの学者たちの教育の中心地でした。多くのギリシャ人、ペルシャ人、中国人の学生が、カウティリヤ、パニーニ、ジーヴァカ、ヴィシュヌ・シャルマ などの偉大な学者のもとでここで学びました。

インドの古代医学体系であるアーユルヴェーダは、インドの歴史において重要なマイルストーンでした。アーユルヴェーダでは主にハーブを薬として使用します。その起源はアタルヴァヴェーダの起源にまで遡ることができます。スシュルタによるスシュルタ・サンヒター（紀元前400年）には、白内障手術や整形手術などの実施に関する詳細が記載されています。

古代インドは航海技術の最先端でもありました。モヘンジョダロで発見された板には帆船が描かれています。船の建造については、造船に関する古代インドの文献「ユクティ カルパ タル」に鮮明に描写されています。(「ユクティ カルパ タル」はアウフレヒト教授によって翻訳され、 「サンスクリット写本目録」として出版されました。)

「ヴァーストゥ・シャーストラ」と呼ばれるインドの建築と建設は、材料工学、水文学、衛生に関する徹底した理解を示唆しています。古代インド文化は、藍や辰砂などの植物を栽培し、植物染料の使用においても先駆的でした。染料の多くは、芸術や彫刻に使用されました。香水の使用は、化学、特に蒸留と精製のプロセス に関する知識を示しています。

中国の科学技術の歴史は、科学、技術、数学、天文学の著しい進歩を示しています。彗星、日食、超新星の最初の観測は中国で行われました。^[要出典]伝統的な中国医学、鍼治療、漢方薬も実践されていました。中国の4 大発明である羅針盤、火薬、製紙、印刷は、最も重要な技術的進歩の一部であり、中世末期までにヨーロッパでのみ知られていました。

スコットランドの研究者ジョセフ・ニーダムによると、中国人は多くの最初の発見と開発を成し遂げた。中国からの主要な技術的貢献には、初期の地震探知機、マッチ、紙、ダブルアクションピストンポンプ、鋳鉄、鉄製の鋤、多管式種まき機、吊り橋、燃料としての天然ガス、磁気コンパス、立体地図、プロペラ、クロスボウ、南を指す戦車、火薬などがある。ジョセフ・ニーダムの研究によると、中世のその他の中国の発見と発明には、木版印刷と活版印刷、蓄光塗料、糸車などがある。

固体燃料ロケットは、黒色火薬（ロケットの燃料として使用）の発明からほぼ200年後の西暦1150年頃に中国で発明された。西洋で大航海時代が起こっていたのと同時期に、明朝の中国皇帝も船を派遣し、そのいくつかはアフリカに到達した。しかし、事業にはそれ以上の資金援助がなく、それ以上の探検と開発は中止された。フェルディナンド・マゼランの船が1521年にブルネイに到着したとき、彼らは中国人技術者によって要塞化され、防波堤で守られた裕福な都市を発見した。アントニオ・ピガフェッタは、ブルネイの技術の多くは当時の西洋の技術に匹敵すると指摘した。また、ブルネイにはマゼランの船よりも多くの大砲があり、ブルネイの宮廷にいた中国人商人はヨーロッパでは珍しい 眼鏡や磁器を売っていた。

灌漑用水管理システムであるカナートは、ペルシャのアケメネス朝時代以前にイランで始まった。最も古く、最大のカナートとして知られるのはイランのゴナバード市にあり、2,700年経った今でも約4万人に飲料水と農業用水を供給している。^[22]カナートは、農業と人口増加のために地下水源から砂漠地帯に水を運ぶように設計された。水を集める場所は、その価値が認識され、機能し続けることを保証するためにゾーンで囲まれている。カナートシステムが長期間スムーズに稼働することを保証するために、この水に依存する農地も保護されている。^[23]

ヤフチャールは古代ペルシャの冷蔵構造物で、現代のイランの暑い夏に氷や時には食料を保管するために使用されました。この構造物は、広大な地下貯蔵エリアと地上の大きなドームで構成されています。風よけとカナートのシステムにより、夏の間中涼しく保たれ、その構造は最適な隔離のために特別に設計されました。これは、壁が水を通さず耐熱性になるように、その厚さと独特の構成によって可能になりました。^[24]

風を捕らえる装置もペルシャの古代史において重要な役割を果たした。これらの古代の構造物は高速の風を制御して建物を自然に冷却するのに役立ち、 ^[25]ヤズドは暑く乾燥した気候で居住可能であるため、実際に必要とされていた。

ユタ州の大学の研究者、クリス・ソルバーグ氏とジュリー・リッチ氏によると、風捕り器は3,300年前のエジプトですでに見られていたが、実際にはイランで生まれたものだという。

水車と水車の最も古い証拠は、紀元前4世紀の古代近東、 ^[26]具体的には紀元前350年以前のペルシャ帝国、メソポタミア（イラク）とペルシャ（イラン）の地域にまで遡ります。^[27]この水力の先駆的な使用は、帆を除いて筋力に頼らない人類が考案した最初の動力となりました。

西暦 7 世紀、アフガニスタンのペルシャ人が最初の実用的な風車を開発しました。イスラム教ペルシャで開発された中世後の技術については、「中世イスラムの発明とアラブの農業革命」を参照してください。

古代ペルシャ人は、特に軍事目的で高度な採掘技術も開発しました。包囲戦の際には、トンネルを掘って城壁を崩し、要塞を弱めて都市に侵入しました。記録に残るある事例では、ペルシャ人はこれらの作戦中にビチューメンと硫黄を使用して有毒ガスを発生させました。これらの物質に火をつけると、防衛軍を無力化する有毒ガスが発生し、化学戦争の最も初期の例の 1 つとなりました。この戦術の証拠として、ガスにさらされたと考えられる、城壁の近くで約 20 人のローマ兵の遺体が発見されました。^[28]

バグダッド電池は2000年前の遺物で、古代ペルシャに起源を持つと考えられている。粘土製の壺に銅の円筒と鉄の棒が入っている。酸性の液体を注ぐと、この装置は小さな電気を発生させることができる。その正確な機能については議論が続いているが、多くの学者は、金などの金属で物体をコーティングする技術である電気メッキに使用されたのではないかと示唆している。この遺物は、ペルシャ人が現代の電気の発見よりずっと前から電気化学プロセスについてある程度理解していたことを示唆している。^[28]

アメリカ大陸の古代文明は、荷役に適した動物を持たず、車輪付きの交通手段が利用できないほど山がちだったり沼地がちだったりする地域に住んでいたため、車輪付きの交通手段や動物の力を使った機械工学を発達させなかった。しかし、地上および地下の水道、耐震性のある石積み、人工湖、堤防、「噴水」、加圧水、^[29]道路、複雑な段丘など、高度な工学技術を生み出した。同様に、ペルーでは早くから金の加工が始まり (紀元前 2000 年)、^[30]やがて銅、錫、鉛、青銅が使われるようになった。^[31]冶金学は中世までメソアメリカに広まらなかったが、この地域やアンデス山脈では精巧な合金や金メッキに利用された。ネイティブアメリカンは、天然物質の化学的性質や有用性について複雑な理解を深め、その結果、世界の初期の医薬品や食用作物の大部分、多くの重要な接着剤、塗料、繊維、石膏、その他の有用な品々がこれらの文明の産物となった。^[要出典]おそらく最もよく知られているメソアメリカの発明はゴムであり、ゴムバンド、ゴム結束具、ボール、注射器、「レインコート」、ブーツ、容器やフラスコの防水断熱材の作成に使用されました。

地中海史におけるヘレニズム時代は、紀元前4世紀にアレクサンドロス大王の征服によって始まり、バルカン半島、レバント、エジプトを含む東地中海地域でギリシャと近東の文化が融合したヘレニズム文明が出現した。^[32]プトレマイオス朝エジプトを知的中心地とし、ギリシャ語を共通語としたヘレニズム文明には、ギリシャ語で著述したギリシャ人、エジプト人、ユダヤ人、ペルシャ人、フェニキア人の学者や技術者が含まれていた。^[33]

ヘレニズム時代の技術は紀元前 4 世紀から大きく進歩し、ローマ時代まで続きました。古代ギリシャ人の発明とされるものとしては、青銅鋳造技術、水力オルガン(ハイドロリス)、ねじり攻城兵器などがあります。これらの発明の多くはヘレニズム時代後期に起こり、戦争における武器や戦術を改善する必要性から生まれたものが多かったです。

東地中海のヘレニズム時代の技術者は、数多くの発明と既存技術の改良に携わりました。アルキメデスはいくつかの機械を発明しました。ヘレニズム時代の技術者は、科学的研究と新技術の開発を組み合わせることが多かったです。ヘレニズム時代の技術者が発明した技術には、バリスタ、ピストンポンプ、アンティキティラ島の機械のような原始的なアナログコンピュータなどがあります。ヘレニズム時代の建築家はドームを建設し、黄金比と幾何学および建築との関係を 初めて探求しました。

その他のヘレニズム時代の革新には、ねじりカタパルト、空気圧カタパルト、クロスボウ、轍道、オルガン、鍵盤機構、差動ギア、シャワー、乾ドック、潜水鐘、オドメーター、アストロラーベなどがあります。建築分野では、ヘレニズム時代の技術者がファロスなどの巨大な灯台を建設し、セントラルヒーティングシステムを考案しました。エウパリノストンネルは、両端から科学的アプローチで掘削された最古のトンネルです。

自動ドアなどのオートマトンやその他の独創的な装置は、クテシビオスやビザンチンのフィロンなどのヘレニズム時代の技術者によって構築されました。ギリシャの技術論文は、後のビザンチン、アラビア、ラテンの学者によって綿密に研究され、発展させられ、これらの文明におけるさらなる技術進歩の基礎の一部となりました。

ローマ帝国は紀元前1世紀から紀元後1世紀にかけてイタリアから地中海地域全体に拡大した。イタリア以外で最も進歩し経済的に生産性の高い属州はバルカン半島、小アジア、エジプト、レバントの東ローマ帝国の属州であり、特にローマ帝国のエジプトはイタリア以外で最も裕福なローマの属州であった。 ^{[34] [35]}

ローマの技術はローマ文明を支え、ほぼ 1000 年にわたってローマの商業とローマ軍の拡大を可能にしました。ローマ帝国は当時としては先進的な技術を有していました。ヨーロッパにおけるローマの技術の一部は、後期古代から初期中世の激動の時代に失われた可能性があります。土木工学、建設資材、輸送技術、機械式刈り取り機などの発明など、さまざまな分野におけるローマの技術的偉業は、 19 世紀まで並ぶものはありませんでした。ローマ人は集約的で洗練された農業を発展させ、既存の鉄工技術を拡張し、個人所有を規定する法律を制定し、高度な石工技術、高度な道路建設(19 世紀になって初めて超えられました)、軍事工学、土木工学、紡績、織物、そしてガリアの刈り取り機などのさまざまな機械を開発し、ローマ経済の多くの分野で生産性の向上に貢献しました。また、大規模な水道橋の建設を通じて水力も開発し、水を飲料水だけでなく灌漑、水車の動力、採鉱にも使用しました。彼らは、地下深くの鉱山で排水車を広く使用しており、その装置の一つが逆オーバーショット水車でした。彼らは、金属鉱石の探査と、見つかった鉱石をハッシングと呼ばれる方法で地中から抽出するために、水圧採掘法を初めて適用しました。

ローマの技術者たちは、帝国全土に凱旋門、円形劇場、水道橋、公衆浴場、真のアーチ橋、港、ダム、円形天井、ドームなどを大規模に建設した。ローマの著名な発明には、写本、ガラス吹き、コンクリートなどがある。ローマは火山半島に位置し、砂には適切な結晶粒子が含まれていたため、ローマ人が調合したコンクリートは特に耐久性があった。彼らの建物の中には、現在まで2000年も残っているものもある。ローマ社会は、タンブラーとバネを備えたドアロックの設計もギリシャから持ち込んだ。ギリシャからローマに受け継がれた他の多くの革新と文化と同様に、それぞれの起源の境界線は時とともに歪んでいった。これらのメカニズムは、当時としては非常に洗練され、複雑だった。^[36]

ローマ文明は、前近代の基準からすると高度に都市化していた。ローマ帝国の多くの都市の人口は10万人を超え、首都ローマは古代最大の大都市であった。ローマの都市生活の特徴には、インスラと呼ばれる多階建ての集合住宅、道路の舗装、公衆水洗トイレ、ガラス窓、床暖房や壁暖房などがあった。ローマ人は水力学を理解しており、噴水や水道、特に水道橋を建設し、これらはローマ文明の特徴であった。彼らは水車小屋を建設することで水力を活用し、南フランスのバルブガルで発見され、ローマのヤニコロにあったと推測される一連の水車小屋のように、時には連続して建設された。ローマ浴場の中には今日まで残っているものもある。ローマ人は中世には明らかに失われた多くの技術を開発し、19世紀と20世紀になってようやく完全に再発明された。彼らはまた、特に大プリニウス、フロンティヌス、ウィトルウィウスの業績を記したテキストを残している。

あまり知られていないローマ時代の革新としては、セメント、船上製粉所、アーチダム、そしておそらく潮力製粉所などがあります。

ローマ帝国のエジプトでは、アレクサンドリアのヘロンが蒸気動力の基本的な装置であるアイオロスの球を発明し、機械と空気圧のシステムに関する知識を示しました。彼はまた、風力で動く機械装置である風車を初めて実験しました。彼は自動販売機についても説明しました。しかし、彼の発明は主におもちゃであり、実用的な機械ではありませんでした。

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