今日でも使用されている5つの古代ギリシャの工学的発明

Jun 29, 2023

古代ギリシャが現代世界に与えた影響は、民主主義制度から芸術や建築への古典的な影響に至るまで、広範囲に広がっています。 古代文明はさまざまなテクノロジーも発明し、そのいくつかは現在では現代生活の中心となっています。 オドメーターからジンバルに至るまで、これらの古代ギリシャの工学的発明は今日どこにでもあり、その後の多くの進歩の中心となっています。 現在も使用されている古代ギリシャのテクノロジーの 5 つの有名な例については、以下をご覧ください。

アルキメデスは、紀元前 287 年頃にシチリア島のシラクサ市で生まれ、幅広い科学的発見と工学上の偉業で知られています。 シチリアの科学者に関連する最も有名な発明の 1 つは、アルキメデスのネジです。 アルキメデスは故郷のシラキュースで必要に迫られて、ヒエロ 2 世王から依頼された船の船体から余分な水を除去するためにウォーター スクリューを導入しました。 古代ギリシャの歴史家ディオドロスは発明をアルキメデスに帰しましたが、アルキメデスはこの技術を発明したとは決して主張せず、代わりに紀元前 234 年にエジプトを訪れたスクリュー ポンプを発見しました。

本発明は、ねじ状のブレードを備えた両端が開いた密閉シリンダーを使用する。 シリンダーが回転すると、シリンダー下部開口部に溜まった水を効率よく引き上げることができます。 この発明は、手動で回転させ、一人で操作することができ、水を汲み上げるための効率的なプロセスを生み出すことができます。 現在では手動で操作することはできませんが、アルキメデスのネジには現代の多くの用途があります。 アルキメデスのネジが発明されて以来、最も一般的な用途は灌漑です。 この技術は、水源から水を灌漑溝に引き上げて、農業に効率的な水を供給することができます。

アルキメデスのネジのもう 1 つの現代的な応用は、水力発電を利用するための持続可能な技術としてのものです。 この用途では、スクリューの設計は似ていますが、水を持ち上げるのではなく、水がスクリューを通って流れ込み、スクリューを押し動かし、運動エネルギーを生成します。 これは、水の流れが遅い河川でも実施できます。 流量の低い川ではタービンがゆっくりと動くため、流体力学スクリュータービンは川の自然生態や水生生物とうまく統合できます。

1901 年、ギリシアのアンティキティラ島近くの難破船から歯車機構が発見されました。 このメカニズムは 82 の断片に分割され、後に国際的な科学者によって分析されました。 研究者らは、ディファレンシャルギア機構が天文パターンを予測するために使用されたと結論づけた。 発明の年代については、紀元前 100 年頃から紀元前 200 年頃の間であるとさまざまな推定がなされています。 初期段階では、推定値はロドス島の天文学者ヒッパルコスによる月の軌道の研究と一致するだろう。

この装置は、この種の技術としては最も早く発見された技術であり、次の天文時計は約 1400 年後にイギリスとイタリアで発明されました。 アンティキティラの機械は、ヘレニズム後期ギリシャの技術進歩についての重要な洞察を提供します。 この遺物は、ヨーロッパで発見された歯車装置の保存された最古の例です。 装置の機構と機能の複雑さは、文明が差動歯車装置について高度な理解を持っていることを証明しています。

物理学者のデレク・ジョン・デ・ソラ・プライスは 1959 年にこの装置を分析し、その効率的な計算機能においてアンティキティラの機械を現代のアナログコンピューターと比較しました。 装置の残りの破片で調べられた碑文に基づいて、ユーザーは日付を入力して、天文パターンの複雑な予測を受け取ることができました。

これは 3 つのドライブ シャフトを備えた歯車機構で、メイン シャフトの両側のドライブ シャフトが異なる速度で回転します。 これは、アンティキティラの機械で月と太陽の角度回転を提供するために使用されました。 20 世紀初頭、機械式コンピューターは差動歯車を使用して計算を実行していました。 ディファレンシャル ギアは現在、さまざまな技術で広く普及しており、最も一般的に使用されているのは自動車です。

走行距離計の発明者についてはいくつかの議論がありますが、紀元前 3 世紀頃に発明され、ヘレニズム時代後期を通じて広く使用されたということでは一致しています。 アルキメデスは、紀元前 240 年に出版された「円の測定」で走行距離計の概念について議論しました。 ずっと後になって、アレクサンドリアのヘロンが著書「ディオプトラについて」の中で走行距離計について説明しました。

古典期の終わりまでに走行距離計が存在していたという証拠は、アレクサンダー大王の征服を通じて記録された距離にあります。 古代ギリシャでは、ビーマチストは距離と土地を測定する専門家でした。 アレクサンドロス大王のビーマチストがシルクロードの一部であるヘカトンピロスとアレクサンドリア・アレイオンの間で記録した距離は、527マイルの距離にわたって0.2%の精度で正確だった。 このレベルの精度は、距離の測定に何らかの形式の走行距離計が使用されたことを示しています。 ヘレニズム時代の初めにこの走行距離計がどのような形になっていたかは明らかではありませんが、ローマ時代の初めまでには、歯車装置を備えた戦車または荷車が距離を測定するために使用されていたことは明らかでした。

この技術は、道路の建設や軍事作戦の補給要件の検討の中心となったため、ローマ帝国の重要な要素を形成しました。 アルキメデスの紀元前 60 年の著書「円の測定」における計算は、今日の自動車で使用されている走行距離計に今でも適用されており、車輪の回転数と円周を使用して移動距離を測定します。

ジンバルに関する最初の既知の記述は、紀元前 3 世紀の終わり頃、ビザンチウムのフィロンによって発表されました。 ビザンチウムで生まれ、後にアレクサンドリアに住んだファイロの文書には、水車や連投クロスボウの再装填に使用されるチェーンドライブなど、他の多くの工学的発明に関する最初に知られている記述が含まれています。 Philo のサーモスコープは、現在使用されている温度計の前身でもあります。

ファイロのジンバルの説明では、各面に穴のある 8 面のポット内にインクつぼが取り付けられていると説明されていました。 インク壺は異なる軸上の多数の金属リング内に取り付けられており、ポットがどの角度で回転してもインク壺は直立したままになることを意味します。 これは、インクが穴から流れ出ることがなく、ポットをどの側に置いてもよいことを意味しました。 サポートアイテムを直立に保ちながら外部回転を可能にするピボットサポートのこの使用法は、現在幅広い状況で使用されています。

これが使用される一例は、カメラの安定化です。 3 軸ジンバルは、オペレーターがカメラを移動している間、カメラの安定性と軸を維持します。 ほとんどのロケットでは、宇宙船の方向を制御するためにジンバル推力が使用されていました。 このジンバルは 3 軸ではなく 2 軸を使用することで、排気ノズルの方向を変えることができます。 インクつぼジンバルについて説明したフィロンの文書「空気学」は、一部の歴史家によって、9 世紀のアラビア語翻訳で編集されたものとみなされています。

しかし、最近の翻訳の分析では、翻訳当時800年近く使われていなかったギリシャ文字が含まれているため、信頼できる可能性が高いことが示されています。 ローマの作家アテナイウス・メカニカスは、紀元前 1 世紀に編纂した著書「機械について」の中でジンバルに似た装置について説明し、この技術がローマ時代の初めまでにさらに発展していたことを示しています。

最初のエレベーターは紀元前 236 年頃にアルキメデスによって建設され、ローマの建築家ウィトルウィウスによって記述されました。 このエレベータは、手動で操作される回転キャプスタンによって動力を供給されるドラムの周囲にプーリー システムを使用していると説明されています。 滑車とウインチ システムの使用は古代ギリシャで十分に文書化されており、当時の建築上の成果の多くに貢献しました。 アルキメデスは最初の複合滑車を発明したと考えられており、ウインチ システムに関する最古の記述はギリシャの歴史家ヘロドトスの文書に記載されています。

これらの滑車は、古代ギリシャの最も印象的な建造物のいくつかを建設する際に、てこの作用を利用して重い物体を持ち上げるなど、幅広い状況で使用されました。 滑車は古代エジプト第 12 王朝頃に存在していたことが知られていますが、アルキメデスによる複合滑車の導入は、この発明の機械的利用力を高めるのに役立ちました。 複合プーリーは、固定プーリーと可動プーリーを組み合わせて、この機械的利点を高めます。

デルフィのアポロン神殿の石に刻まれた溝が発見され、紀元前 7 世紀には古代ギリシャでクレーンを使用した滑車システムが導入されていたことがわかります。 この寺院のいくつかのブロックの重さはほぼ 400kg であるため、このプロジェクトを可能にするためにはほぼ確実に何らかの形のクレーンが必要でした。 ローマ人は、このウインチ、滑車、クレーンの発展した使用法を、古代世界で最も有名な建築上の偉業のいくつかに採用しました。

魅力的なアンティキティラの機械から走行距離計やジンバル、エレベーターからアルキメデスのネジに至るまで、これらの古代ギリシャの工学的発明は今日至る所にあり、その後の多くの進歩の中心となってきました。