Trong thời đại ngày nay chúng ta thường cảm thấy bất ngờ và ấn tượng trước sự phát triển của nền kỹ thuật công nghệ. Tuy nhiên, nếu nhìn lại hơn 2.000 năm trước, sẽ không khó để tìm thấy các kỳ công cơ khí và sản phẩm kỹ thuật tuyệt vời đi trước thời đại rất xa. Nhiều trong số đó cho đến nay vẫn mang trong mình những bí ẩn chưa có lời giải. Hãy cùng chúng tôi điểm qua 10 phát minh đáng kinh ngạc như vậy của cổ nhân.
1.Động cơ hơi nước cổ của Heron xứ Alexandria
Heron xứ Alexandria, là một nhà toán học Hy Lạp và kỹ sư cơ khí sống vào thế kỷ thứ nhất sau Công nguyên, ông được biết đến như người đầu tiên phát minh ra động cơ hơi nước.
Thiết bị của ông gọi là aeolipile – đặt theo tên vị thần gió Aiolos trong thần thoại. Aeolipile cấu tạo từ một quả cầu rỗng có thể quay quanh một trục nằm ngang. Hơi nước từ bình chứa nước được đun sôi phía dưới sẽ đi lên theo hai ống trục để tiến vào quả cầu và thoát ra ngoài qua hai ống phun đặt đối diện. Lực phun hơi sẽ tạo ra momen giúp quả cầu quay xung quanh trục của nó. Các phiên bản tái dựng chiếc máy của Heron cho thấy, nó có thể xoay với tốc độ 1.500 vòng mỗi phút chỉ với một mức áp suất rất thấp, khoảng 0,1266 kg/cm².
Phát minh này đã bị lãng quên và chưa từng được ứng dụng đúng cách cho tới tận năm 1577, khi động cơ hơi nước được tái phát minh bởi nhà triết học, thiên văn học và kỹ sư Taqi al-Din.
Xem thêm:
2. Thấu kính Nimrud của người Assyria
Thấu kính Nimrud được Sir John Layard khai quật vào năm 1850 tại cung điện người Assyria ở Nimrud (thuộc Iraq hiện đại).
Các thấu kính Nimrud (còn gọi là thấu kính Layard) được làm từ đá pha lê tự nhiên vát cong hình bầu dục. Nó có độ dài tiêu cự khoảng 12 cm, tương đương kính lúp có độ phóng đại 3×.
Kể từ khi nó được phát hiện hơn một thế kỷ trước, các nhà khoa học và sử học đã tranh luận không ngừng về mục đich sử dụng của thấu kính này. Một số cho rằng nó từng được dùng làm kính lúp, số khác khẳng định nó được dùng để tạo lửa nhờ khả năng hội tụ ánh sáng mặt trời.
Tuy nhiên, giáo sư nổi tiếng người Ý Giovanni Pettinato lại có cách nhìn khác. Ông cho rằng, các thấu kính Nimrud có thể đã được người Assyria sử dụng để chế tạo kính thiên văn có độ phóng đại lớn. Giả thiết của ông đã được nhiều đồng nghiệp tán đồng khi nó phần nào lý giải được lý do tại sao người Assyria lại tinh thông thiên văn đến vậy.
Xem thêm:
3. Lịch cổ Scotland
Năm 2004, sau hàng loạt cuộc khai quật trên cánh đồng Warren tại lâu đài Crathes ở Aberdeenshire (Scotland), người ta đã phát hiện được 12 cái hố, dường như dùng để mô phỏng các giai đoạn (pha) của mặt trăng cũng như các tháng âm lịch. Nhóm nghiên cứu từ các trường đại học Birmingham, St Andrews, Leicester và Bradford nhận định, chuỗi biểu tượng cổ xưa này do các thợ săn tạo nên cách đây khoảng 10.000 năm.
Theo một báo cáo nghiên cứu đăng tải trên tạp chí Internet Archaeology, dạng lịch từ thời đồ đá giữa như trên ra đời trước các “biểu tượng đo lường thời gian cổ nhất” được biết đến trước đó cả hàng nghìn năm. Không chỉ tượng trưng cho các giai đoạn của mặt trăng, 12 hố còn được bố trí theo hướng mặt trời mọc vào giữa mùa đông, giúp các thợ săn theo sát nhịp chảy của thời gian và sự thay đổi của các mùa.
Giáo sư Vince Gaffney từ Đại học Birmingham, người dẫn đầu nghiên cứu này, nhấn mạnh: “Bằng chứng hé lộ, các thợ săn Scotland có trong tay một công cụ tinh vi để theo dõi thời gian qua các năm, đồng thời điều chỉnh sự sai lệch về mùa trong năm âm lịch. Công cụ này có trước gần 5.000 năm so với các loại lịch chính thức đầu tiên được biết đến trên thế giới ở khu vực Trung Đông”.
4. Bê tông La Mã cổ đại
Sau khi nghiên cứu các khối bê tông La Mã nằm yên mình hơn 2.000 năm dưới đáy biển Địa Trung Hải, các nhà khoa học nhận thấy loại bê tông này có độ bền vượt trội bê tông thông thường, đồng thời ít gây hại cho môi trường.
Người La Mã tạo ra chúng bằng cách trộn lẫn vôi và đá núi lửa [theo tỷ lệ nhất định]. Đối với các công trình ngầm dưới nước, hỗn hợp vôi, tro núi lửa và nước biển sẽ ngay lập tức kích hoạt một phản ứng hóa học trong đó vôi sáp nhập các phân tử của nó vào cấu trúc công trình, đồng thời phản ứng với tro núi lửa để gắn kết toàn bộ hỗn hợp với nhau.
Theo kết quả phân tích, mẫu bê tông này có cấu trúc rất khác biệt xi măng hiện đại, và là một chất kết dính vô cùng bền chắc. Cần nhớ rằng, vào giữa thế kỷ 20, kết cấu bê tông được thiết kế với tuổi thọ kỳ vọng lên đến 50 năm, vậy mà các bến cảng La Mã cổ đại đã tồn tại hơn 2.000 năm qua, hứng chịu đủ mọi tác động hóa học và cơ học từ môi trường biển”.
Xem thêm:
5. Lớp phủ kim loại 2000 năm tuổi có chất lượng vượt trội tiêu chuẩn hiện đại
Nghiên cứu chỉ ra rằng các nghệ nhân và thợ thủ công từ 2.000 năm trước đã sử dụng một kỹ thuật đặc biệt để dát mỏng kim loại lên tượng và các bề mặt khác (mạ tượng), và nó vượt trội hơn tiêu chuẩn được áp dụng hiện nay để chế tạo đĩa DVD, pin năng lượng mặt trời, thiết bị điện tử và các sản phẩm khác.
Bằng cách nào đó, họ có thể làm cho lớp phủ kim loại được dát cực mỏng, bám chặt và đồng đều. Những phát hiện kiểu này là bằng chứng sinh động cho thấy người cổ đại đã có vốn kiến thức và tầm hiểu biết vượt xa sức tưởng tượng của con người chúng ta ngày nay.
6. Máy dự báo động đất 2000 năm tuổi
Năm 132 SCN, nhà khoa học Trương Hành đã trình lên vua Hán chiếc máy phát hiện động đất đầu tiên trên thế giới.
Tuy rằng cho đến nay không có bản thiết kế nào còn sót lại, nhưng từ hình dáng bên ngoài và cấu trúc bên trong mà suy đoán, thiết bị này dùng để phát hiện động đất từ xa. Dù vậy, cơ cấu hoạt động bên trong của nó vẫn cần được nghiên cứu thêm.
Lý thuyết phổ biến nhất cho rằng con lắc bên trong vạc đồng sẽ di động mỗi khi có động đất, ngay cả cách đó hàng trăm dặm. Con lắc sẽ va vào hệ thống đòn bẩy để khai mở một trong 8 miệng rồng nằm ngay bên ngoài vạc. Tám con rồng chỉ về tám hướng: Đông, Tây, Nam, Bắc, Đông Bắc, Tây Bắc, Đông Nam, Tây Nam. Miệng mỗi con rồng ngậm một quả cầu bằng đồng. Khi miệng rồng mở, quả cầu sẽ rơi xuống cái miệng đang há đớp của tượng con cóc đặt ngay bên dưới, tạo nên một tiếng động lớn cảnh báo động đất đã xảy ra.
Người ta đã chế tạo một bản sao cỗ máy này, trong nghiên cứu năm 2005. Trong thực tiễn, bản sao này đã có thể phát hiện động đất với độ chính xác không hề thua kém công cụ hiện đại.
Xem thêm:
7. Đá mặt trời huyền thoại – một loại thiết bị định hướng thời cổ của người Viking
Huyền thoại Bắc Âu có miêu tả về một viên đá ma thuật dùng để định hướng trên biển, nhờ khả năng xác định vị trí mặt trời đang bị mây che khuất, hoặc thậm chí trước bình minh và sau hoàng hôn. Nghe thật khó tin nhưng loại đá này thực sự tồn tại.
Tháng 3/2013, một nhóm các nhà khoa học tuyên bố đã tìm thấy một khối tinh thể canxit có tính chất giống với đá mặt trời huyền thoại trong xác một con tàu thời Elizabeth chìm ngoài khơi đảo Channel; mảnh vỡ của khối tinh thể này thực sự có thể đóng vai trò một công cụ định hướng với độ chính xác đáng kinh ngạc. Theo các nhà nghiên cứu, loại đá này có đặc tính tạo ra một khúc xạ kép của ánh sáng mặt trời, ngay cả khi bị che khuất bởi mây hay sương mù. Bằng cách đặt khối tinh thể phía trước mắt và xoay cho đến khi diện tích vùng tối của hai bên bằng nhau, chúng ta có thể xác định vị trí mặt trời với sai số rất nhỏ.
Xem thêm:
8. Pin Bát Đa
Năm 1936, khi đang khai quật ngôi làng cũ Khujut Rabu, gần thủ đô Bát Đa của Irag, nhà khảo cổ người Đức Wilhelm Konig đã tình cờ tìm thấy loại pin này. Ngôi làng được nhìn nhận có niên đại khoảng 2000 năm tuổi, được kiến lập trong giai đoạn Parthia (250 TCN – 224 SCN).
Cấu trúc loại pin này như sau: một bình bằng đất sét bọc bên ngoài một trụ đồng. Ở chính giữa trụ đồng, nhưng không chạm vào thành trụ, là một thanh sắt. Trụ đồng và thanh sắt được cố định bằng một cái nút bằng nhựa đường. Mặt trong của bình có dấu hiệu ăn mòn, có lẽ vì từng dùng để đựng dung dịch có tính axit, như giấm và rượu. Tại sao là giấm và rượu? Vì hai dung dịch này, hay bất kỳ dung dịch điện phân nào khác, đều có thể giúp thiết bị sản sinh điện tích, hay điện năng.
Thực tế, bản sao món đồ tạo tác này có thể tạo ra hơn một Vôn điện. Một phát hiện rất chấn động, vì cục pin này đã ra đời cả hàng ngàn năm lịch sử trước khi khoa học hiện đại phát hiện ra điện năng.
Xem thêm:
9. Chiếc cốc 1600 tuổi cho thấy người La Mã cổ đại đã biết đến công nghệ nano
Cốc Lycurgus là một chiếc chén thánh La Mã màu xanh lục có niên đại 1.600 năm tuổi, có khả năng thay đổi màu sắc tùy thuộc vào hướng ánh sáng chiếu vào.
Chiếc cốc này đã khiến các nhà khoa học bối rối kể từ khi nó được Bảo tàng Anh mua lại vào thập niên 1950. Họ không thể hiểu được tại sao chiếc cốc lại hiện màu xanh ngọc bích khi chiếu sáng từ phía trước nhưng lại hiện màu đỏ đậm khi rọi sáng từ phía sau. Mãi đến năm 1990 bí ẩn này mới có lời giải, khi các nhà nghiên cứu ở Anh xem xét kỹ lưỡng các mảnh vỡ dưới kính hiển vi và phát hiện ra rằng bằng cách nào đó chiếc cốc đã được phủ lên các hạt vàng và bạc với kích thước không quá 50 nanomet – nhỏ hơn một phần ngàn kích thước hột muối ăn.
Tác phẩm này quá hoàn mỹ, và chắc chắn không phải là điều ngẫu nhiên. Các nghệ nhân La Mã dường như là những người tiên phong trong lĩnh vực công nghệ nano. Trong thực tế, tỷ lệ chính xác của các kim loại trong hỗn hợp cho thấy người La Mã đã hoàn thiện kỹ năng sử dụng các hạt nano. Khi tiếp xúc với ánh sáng, các hạt electron bên trong cấu trúc hạt kim loại dao động theo nhiều cách khác nhau, khiến màu sắc trên cốc thay đổi tùy thuộc vào vị trí quan sát.
Xem thêm:
10. Máy tính cổ Antikythera
Cỗ máy 2.100 năm tuổi này nằm bên trong một con tàu đắm được trục vớt từ hơn một thế kỷ trước. Nó là một siêu máy tính thiên văn của thế giới cổ đại, thể hiện một trình độ khoa học kỹ thuật bậc thầy của người Hy Lạp cổ.
Bằng phương pháp chụp X-quang 3D, các nhà nghiên cứu phát hiện cỗ máy cổ đại này có 37 bánh răng và 2 mặt trước sau hình đồng hồ. Nó nằm trong một hộp gỗ mỏng kích thước 31,5 x 19 x 10 cm.
Cỗ máy là một bộ lịch 365 ngày, có thể tính cả năm nhuận. Nó có thể xác định vị trí mặt trăng, mặt trời và các hành tinh khi chúng di chuyển qua cung hoàng đạo, chỉ rõ pha mặt trăng tại thời điểm hiện tại, tính toán thời điểm xảy ra hiện tượng nhật thực và nguyệt thực theo chu kỳ Thiên thực. Chức năng này có thể được dùng cho mục đích tôn giáo khi hiện tượng thiên thực bị coi là điềm xấu. Cỗ máy cũng là một niên giám về các ngôi sao, cung cấp thời điểm khi các ngôi sao lớn hay các chòm sao của hoàng đạo Hy Lạp sẽ mọc và lặn.
Đây thực sự là chiếc máy tính siêu tân tiến trên phương diện công nghệ và toán học.
Xem thêm:
Theo Ancient Origins
Hoài Anh tổng hợp
Xem thêm:
- Lịch sử trước thời chúng ta đã biết (Phần 1): Các hóa thạch không nói dối
- Lịch sử trước thời chúng ta đã biết (Phần 2): Dấu tích của các công nghệ đã thất lạc
- Hoa Ưu Đàm – Loài hoa Phật 3000 năm xuất hiện một lần, khai nở trên khắp Việt Nam (Ảnh)