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最南部山地、喀尔巴阡山脉、狄卡亚山脉、以及阿尔卑斯山主脉东半部分)。
罗马人已知道铜矿的开采要受到地下水水位、水量的限制,于是在较深的矿
井中使用大型抽水装置,配以踏车驱动的分格水轮,保证了深井的开采作业。
随着铜的大量开采,铜被铸成大量的硬币和块锭,流往帝国各个地区,但尤
以德意志北部部落(日耳曼人一部)和印度、英格兰为主。波河平原各城也
就成为铜产品矿生产中心了。这时,铜的冶炼技术又提高了,出现了助熔剂,
并生产出了中间产品—黑铜。铁也是罗马帝国的主要矿产,因铁的蕴藏量颇
丰,出现了众多的铁矿生产中心,以西班牙、高卢、叙利亚的铁矿最为重要。
另外,帝国境内还出现了许多炼铁中心,以高卢、西班牙、斯塔康克最为有
名。
(3)机械制造
为了灌溉、提水的方便,古希腊、罗马出现了众多水利机械,普遍使用
的有水库轮、提水轮、阿基米德螺旋提水器,其中后者的影响更为重大。
早在公元前2000年前,爱琴海沿岸地区出现了杆式压机,专门用来挤压
葡萄,以利于制造葡萄酒。这种机械是运用杠杆原理,重杠一端铰接于墙内
或两大石之间,以固定不动,另一端加重物,中部放橄榄或葡萄,这样,便
可挤压。到公元前1世纪时,罗马人改进了这种机械,运用绳子和滑轮把杆
的一端压下或用螺旋将它拧下的方法。另外,罗马工程师们还发明了螺旋压
力机和楔状压机。其原理是用夹持于框架内的螺旋将一个帽盖压向压机机
身,使压机的作用力直接作用于物体,便于最大效率地的挤压,这与仿形压
机十分相似;或者由杆端的两个螺旋把杆向下拧紧,从而挤压物体,这跟织
物压机一样。而楔状压机则极为简单,先用框架将橄榄袋或葡萄袋固定,然
后在框架上楔入楔块,随着楔块的增多,挤压力便不断增多,从而来挤压其
中的物体。到后来,这两种挤压机逐步用于挤压油菜籽、纸莎页、织物,还
用于从草本植物和根茎中制取油料以及香料油等。随着发展,这两种机械则
专用于榨油和挤压织物了。
罗马人对从东方传入的磨进行了改进,改进后的磨由锥形下石盘上转动
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的沙漏形上石盘组成,动力是人力、畜力、水力等。
随着希腊人、罗马人的扩张,地中海内水上交通日渐繁忙,埃及式拼合
木船、美索不达米亚式独木舟已不能适应需要。于是,荷兰风格的船只开始
出现,这种船已设有龙骨、船头、船尾柱和翼肋(构架或船骨),外侧还用
雕刻船板包裹,船板的边缘相互联接。后来,为了提高船速,出现了二排桨、
三排桨以及五排桨船。这些船名只是大体表示每排船桨的划手数目,并不表
示桨的排数。随后,船的装载量也不断增多,船的体型也不断增大。公元 1
世纪前后,美索不达米亚地区(即两河流域)出现了多用棉、麻混合织物制
成的船帆。在海船变化的同时,内河驳船也发生了变化,船身钉上了有大型
肋板的重船骨,但却没有龙骨,而且肋板又紧固在原纵船板上,这大大增加
了驳船稳定于水平方向上的强度。
作战器械早已成为作战中不可缺少的东西。自从西西里的希腊人在反击
迦太基的侵略中使用战争器械开始,其作用便一天天的增强,并出现了许多
种类。较有影响的有撞槌、机械化了的弓或“石弩”、机械化的投石器或“弩
炮”、“机枪”等等,这些机械大多数都依靠筋束或绳索的张力来推动投掷
物。在这方面,拜占庭的菲罗 (约生活于公元前250年左右)和希罗 (约在
公元前1世纪初)都写有专著。菲罗在书中详细描述了关于弩炮内筋束的尺
寸和投掷重物量之间的经验公式,希罗也简单论及了运用弹簧及压缩空气的
弹性问题。这些论述显然是对作战器械原理的早期阐释。
公元前1世纪,罗马工程师改进了原始水轮机。这种原始水轮机早就在
亚美尼亚山区使用,后来遍布中亚、巴尔干、加里西亚、设得兰群岛和斯堪
的那维亚半岛。罗马人把它变成了一种水轮机械,能够提供5马力的动力,
约相当于原始水轮的6倍,效率大大提高。
(4)玻璃制造
玻璃在西方是倍受青睐的工业材料。最初,人们只会使用由火山喷出的
熔岩凝固后形成的天然玻璃,制造各种器皿。公元前三四千年时,亚述人和
埃及人发现了制造玻璃的配方:将天然碱与砂石混合,在高温中熔化后即可
得到玻璃丝,然后用模子把这种玻璃丝制成各种颜色的小型玻璃容器。这就
是古老的塑型浇铸方法。公元前100年,中国的玻璃制造技术传到古希腊和
古罗马,首都罗马城成了玻璃制造的中心,并普遍使用玻璃吹制法,巧妙地
处理金属管端的玻璃,从而泡制成空心玻璃器皿。这样,玻璃便成为人们生
活中的重要物品,玻璃制造业开始兴起。从此,各种玻璃制品,如玻璃容器、
酒杯、长颈瓶开始代替陶制和锡制的家庭用具。玻璃厂的数量也越来越多,
逐步以西亚、埃及、意大利扩展到莱茵河畔、高卢、英格兰以及多瑙河流域。
除了廉价的自由吹制和用模子吹制的简单玻璃制品外,各种精心装饰的新
型、美观的玻璃器皿也开始走俏市场。同时,玻璃切割技术也得到广泛运用。
公元1世纪,罗马人把各种颜色的玻璃拉成棒状,排列成捆加以烧熔,再切
出具有一定图案截面的玻璃薄片,在模具上将这些薄片加热熔接,制出手花
玻璃器皿。他们已掌握在玻璃表面刻磨,使用颜色釉彩绘,在玻璃中夹金等
技艺,并在暗色玻璃上镶套一层乳白玻璃,再磨去乳白层,制出具有图案的
套料刻花、雕花玻璃瓶。
当时,玻璃的用途十分广泛,除用作餐具外,还用作镜子,更重要是用
于装饰窗子。并出现了专门生产窗玻璃的厂家。
玻璃的制造与使用,是古希腊、罗马手工业发展史上的大事,大大促进
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了手工业技术的进步。
(5)首饰和家具
首饰业和家具业在古希腊、罗马时期也有突出的贡献。古希腊时期的首
饰主要运用珐琅工艺和花丝工艺,还有宝石镶嵌的别针和胸饰等。此时的罗
马则有在圆形或椭圆形宝石表面雕刻肖像或神话故事,作为佩饰或坠饰的作
法。在家具史上,古希腊的“克里斯莫斯”式椅子、古罗马的铜质和大理石
家具可占一席之地。克里斯莫斯式椅子在公元前5世纪左右开始出现,到了
古希腊、罗马时期又得到改进,椅背和椅腿的曲线更趋优美,结构也比原来
简单,更加轻巧舒适。罗马的铜质和大理石家具多数雕刻狮首、人像和叶形
装饰纹样,古朴雄奇,而家具的造型则逐渐从纯粹的实用转向实用和美观的
结合。
2。中国的手工业技术
(1)秦汉时期手工业技术成就
秦统一中国,结束了长期分裂割据的局面,便于经济、文化的发展与交
流。秦始皇把商鞅变法时所制定的度量衡制度推行到全国,促进经济、文化
和科学技术的发展。
西汉初推行“休养生息”的政策,农业生产迅速恢复和发展起来,铁器
也开始广泛使用,大大促进了手工业的发展,突出表现在冶铁业的作坊增多、
规模扩大、技术提高;丝织麻纺等十分发达,种类大增,技术飞跃;漆器业
发展迅速、种类增多;造纸开始出现。东汉时的手工业进一步繁荣,技术改
造和新工具不断出现。当时社会上最主要的手工业部门是陶瓷业、造纸业、
纺织业、铁器铸造和木器制造业等。
①冶炼术的成熟
秦汉时期,铁器已被广泛使用,完成了生产工具和兵器的铁化改革,使
冶铁业空前发展,冶铁技术也逐渐成熟,采冶程序及工艺技术已经非常完善,
炼炉、鼓风技术、耐火材料、熔剂等技术大有改进,创造发明了炒钢技术,
百炼钢工艺也日趋成熟。根据河南巩县铁生沟西汉中、晚期冶铁遗址察证,
当时的冶炼工序已包括选矿、配料、入炉、熔炼、出铁等步骤。其中炼炉的
形状也因用途不同而出现了多样化,有块炼铁炼炉、排炉、长方形炼炉、圆
形炉、低温炒钢炉。另外,随着生产规模的扩大,竖炉炼铁的技术进一步发
展,容积不断增大,最大者已达50立米,炉膛加粗、加高,并加装了鼓风口,
并已在炉料中加入石灰石作熔剂 (这是冶金史上的一大发明),已懂得按比
例配料及矿石“整拉”的重要性;提高了对木炭质量的要求;据推测,那时
已开始用煤作燃料。另外,在鼓风设备上先后出现了马排、人排、水排、木
扇。除炼铁炉外,汉代还出现了专用化铁炉,用于溶化铁锭和废旧铁器,对
于提高铁水和铸件质量作用重大。
西汉时,铁品种不仅有白口铸铁、麻口铸铁,还出现了灰口铁和球墨铸
铁等新品种。灰口铁是增大石墨含量而铸成的生铁,光滑耐磨。球墨铸铁是
在灰口铁中加入金属镁、钇或稀土作为球化剂制成,这套工艺是在本世纪40
年代才出现的,而西汉时已有此类产品,确实让人吃惊。
汉代已能将生铁柔化锻成铸铁,并能将铸铁反复锻打制成百炼钢。到西