羅馬人的十個最酷工程技巧：火坑供暖裝置

新浪科技訊 北京時間5月6日消息，古羅馬在一些方面很擅長，在另外一些方面卻稍顯遜色。在理論科學和文學方面，他們總是生活在鄰居希臘的陰影下，他們的詩歌永遠無法達到與希臘人相同的高度，他們的斯多葛哲學和伊壁鳩魯學也是模仿他人的結果，曾使用過羅馬數字的任何一個人都很清楚這個體繫到底有多麼費解，即便是最簡單的算術也不例外。

如果你想請教某人幾何學，不妨去問希臘人，但是，如果你想讓某人為你建造一座浮橋、一個下水管道系統或者製造一種能把燃燒的砂礫和焦油球發射到274米以外的武器，你就需要一位羅馬人了。就像希臘人給予我們的那樣，羅馬人輝煌的建築才華、組織和工程學壯舉使他們在古代民族中脫穎而出。盡管他們的數學知識發展並不完善，但是他們通過建模型和試驗，建造出非常堅固耐用的建築物，從而抵消了他們在計算壓力和重力方面存在的不足。其結果是他們取得了從土耳其的利米拉橋到英國的哈德良長城的一系列建築學成就。由於有這麼多傑出的實例，而且其中很多依然保存狀況良好，因此很難從中挑選出一些“典範”，用以展示過去是如何打造建築物的。下面是羅馬最棒的十大工程學成就。

1.浮橋

羅馬工程學通常是羅馬軍事工程的代名詞。著名的古羅馬道路的建設目的並不是為了日常使用(盡管它們最終被用於此)，而是為了正在行進的羅馬軍團能夠迅速進入鄉下地區，打擊發生動亂的地方，並迅速撤出。羅馬設計的浮橋，大部分是在戰時為了震懾性突襲修建的，也用於同樣的目的，它們是尤利烏斯-愷撒專門建設的。公元前55年，他在萊茵河上修建了一座長度大約是437碼(400米)的浮橋。自古以來，日耳曼部落就認為這條河是一道阻擋羅馬人入侵的天然屏障，但一座浮橋，就把他們的這個天真想法擊得粉碎。

凱撒的萊茵河橋非常高明，原因有幾方面。在不分流河流的情況下修建一座橋異常困難，更何況要在一個有軍事背景的地方修建橋樑，時刻都要有人防守，因此工程師需要快速完工。他們不是把木樁垂直夯入河裏，而是讓木樁與水流成一定角度插入河底，為地基提供額外的力，讓它更穩固。他們還在上游設置了一些保護性樁結構，用來捕捉或者是減緩任何有可能漂流到下游的具有破壞性的原木的速度。最后這些木樁被捆扎到一起，並在它上面修建一座木橋。這座浮橋的建設總共僅用了10天，全部用料都是就地取材。建橋一事向當地部落傳遞了這樣一個關於羅馬實力的信息：如果凱撒要過萊茵河，他就能做到！

2. 平圓拱

几乎與我們已經列出的所有工程學壯舉一樣，羅馬人並不是拱形結構的發明者，但是他們確實使它變得更加完美。早在羅馬人掌握這項技術的大約2000年前，拱形結構就已經出現了。羅馬工程師意識到，拱形並不需要保持連續不斷，也就是，他們沒必要非用一個拱形結構跨越整個隘口，結果證明這一想法非常高明。他們嘗試把它分成幾個更小的片段，並把拱形轉變成一個完美的半圓形，他們發現這些半圓形結構並不必像每個片段那麼長。平圓拱由此誕生。

這種新型拱形建築具備兩個截然不同的優勢。第一，由於這些拱形結構是連續出現，共同跨越一個隘口，而非由單一拱來完成，因此一座橋跨越的距離就能顯著增加。第二，由於這種方法需要更少材料，因此平圓拱橋更經得起從它們下方流過的水流的考驗。從平圓拱橋下方經過的流水可以自由穿越橋洞，而不是被迫從一個開口處流過，因此可以減少河水泛濫的威脅，並減緩橋樑支撐物的受損程度。

3.水力

羅馬工程學教父維特魯維奧描述了羅馬在水力中採用的幾項技術。將齒輪和水輪等希臘技術結合在一起，羅馬人研製出十分先進的鋸木機、粉磨機和渦輪。羅馬的另一項發明——低水位水輪在流水(而非下落的水)的推動下旋轉，使得它能製造出浮動水輪，用來碾磨穀物。公元537年羅馬圍城時，這種東西派上了用場，當時防守的將軍貝利薩留解決了哥特式圍城斷糧食供應的難題，他在台伯河上建了幾個浮動磨粉機，確保平民有麵包可吃。然而奇怪的是，考古學證據表明，盡管羅馬人擁有建設各種水動力裝置所必須的機械專門技術，但是他們很少這麼做，他們更喜歡採用廉價和隨處可用的苦役。盡管如此，他們在巴貝加爾(Barbegal，位於現在的法國)建設的水磨坊，是工業革命前古代最大的一個工業中心，它用16個水輪為周圍社區磨麵粉。

4. 渡槽

與道路一樣，渡槽是羅馬最著名的另一個工程學奇跡。這種結構非常非常長。很多大城市的排水渠面臨的一大難點是，一旦城市發展到一定規模，你就很難從它附近的任何地方獲得乾淨的水。盡管羅馬坐落在台伯河上，但是這條河被羅馬的另一個工程學成就——他們的下水道系統污染了。為了解決這個問題，羅馬工程師建設了渡槽，這是一個由地下輸水管道、地上水路和優美的橋樑構成的一個輸水網，所有這一切只有一個目的——把水從周圍地區輸送到城市裏。曾經在羅馬，渡槽引來的水會先儲存在水塔裏，然后分配給羅馬人非常喜歡的噴泉和公共浴室。與羅馬的道路一樣，羅馬的渡槽系統非常長，也特別複雜。盡管在大約公元前300年修建的第一條渡槽的長度只有11英裏(17.70公里)，但是到了公元第三世紀，羅馬已有11條渡槽，全長超過250英裏(402.34公里)。

5.加熱地面

合理有效地控制任何一座建築物的溫度，都是人類需要面對的最棘手的一項工程學任務，但是聰明的古羅馬人十分巧妙地解決了這個難題——或者至少可以，差一點就解決了。他們採用的一個主意，我們現在以輻射熱地板的形式仍在使用，羅馬式火炕供暖裝置是由一系列粘土空心柱組成，這些被置於活地板下的空心柱之間間隔幾英尺，以便爐子生的熱空氣和蒸汽從這些空隙間穿過，被輸送到另一個房間。

與其他方法不同，火炕供暖裝置這種不太高級的供暖方法几乎解決了古代供暖一直面臨的兩大難題——煙和火。當時供暖只能使用火，但它時不時會燒房子，引發火災，而室內火焰生的煙在封閉空間裏對人會有致命危險。然而，由於火炕供暖裝置裏的地面是凸起的，爐子生的熱空氣事實上永遠也不會與房間接觸到。熱空氣並不會進入房間，而是通過空心磚輸入到牆壁內。當它通過建築物時，粘土瓷磚就會吸收熱量，房內變得溫暖舒適，但不會霧氣騰騰。