220 a.C. - Cina
STORIA DELLA
TECNOLOGIA
220 a.C.: Bussola magnetica
!
!
!
Pezzi di magnetite
e poi anche acciaio magnetizzato a caldo
Usata nella navigazione
• Esistono indizi di un suo
possibile uso secoli prima,
per orientamento durante
i viaggi terrestri
LEZIONE 7
Massimo Guarnieri
Dipartimento di Ingegneria Industriale - Università di Padova
Modello del 220 a.C.
2
221 a.C. - Cina
!
213 a.C. - Cina
!
Qin Shi Huangdi (259 BC – 210 BC)
primo imperatore cinese
unifica la Cina
220: completa il primo tratto
della grande muraglia
Qin Shi Huangdi
!
!
!
!
!
!
• Per arginare le minacce di
invasioni (Unni)
!
!
!
potere fortemente centralizzato
rete viaria efficiente favorisce:
!
• 642 d.C. Omar I incendia la grande biblioteca di Alessandria
• 1559 il Sant’Uffizio istituisce l’Indice dei libri proibiti
• 1933 i nazisti bruciano dei libri contrari allo spirito tedesco
• Controllo
• Commerci
!
per ottenere unificazione e centralizzazione distrugge la
tradizione culturale:
Perseguita i dotti
decreta la distruzione di tutti i libri
gravissima perdita di informazioni sulla scienza e tecniche cinesi
più antiche
Nei secoli avrà molti emulatori:
unificazione della scrittura e della cultura
!
3
Come dirà Henry P. Brougham nel XIX secolo, “l’educazione rende
un popolo facile da guidare ma difficile da comandare, facile da
governare ma impossibile da schiavizzare”
… e Qin Shi voleva comandarlo e schiavizzarlo
4
210 a.C. - Cina
202 a.C. - Cina
Morte di Qin Shi Huangdi
!
!
Tomba monumentale
Vegliata dallo
straordinario esercito
di terracotta
Le armi dei soldati
sono in bronzo legato
deliberatamente anche
con titanio, magnesio,
cobalto (allora ignoti in
occidente), in modo da
conferire maggior durezza e potere di penetrazione
!
!
!
Affermazione della dinastia Han (202 a.C. - 220 d.C.)
!
!
Erede dell’impero di Qin Shi Huangdi
4 secoli di
prosperità
e sviluppo
• Testimoniano il livello raggiunto dalla metallurgia cinese
(sarà uguagliato in Occidente nel XVIII secolo)
5
~200 a.C. - Cina
!
6
~200 a.C. - Mondo ellenistico
Tessitura della seta
!
!
!
Perfezionamento delle tecniche, tenute sempre gelosamente
segrete (iniziate intorno al 2500 a.C.)
Commercializzazione su grandi distanze verso occidente
• senza arrivare al bacino mediterraneo
II secolo a.C.:
Altri sviluppi tecnologici:
!
!
I secolo a.C.:
!
• Numeri negativi
nel trattato: Nove capitoli sull’arte
matematica
146 a.C.: Stampi per trafilatura
• per produrre fili metallici
!
• Gabinetto a sciacquone
!
!
!
!
Torchio a leva perfezionato
Incudine per chiodi
Bacino di carenaggio asciutto per navi
Pompe ad aria (derivate dalle ideazioni di Ctesibio)
Strumenti per misurazioni terrestri
Moneta Han
7
8
180 a.C. - Mondo ellenistico
~170 a.C. - Mondo ellenistico
Pergamo
!
!
!
!
Pergamo
!
Acquedotto di Pergamo
(in Misia, sulla costa
asiatica dell’Egeo)
!
condotta forzata con sifone
Grande biblioteca, ricca di 200.000 volumi
Pergamena:
• supporto per scrittura ricavato dalla pelle di pecora
• pratico e resistente, più sottile della pelle, e scrivibile su
entrambe le facce
• riutilizzabile previa cancellazione per sbiancamento
• ma molto più costosa del papiro
– Perfezionata dai tecnici del re Eumene II, forse in seguito
all’embargo del papiro egiziano, causato da un conflitto con
l’Egitto di Tolomeo V
• Primo sifone documentato in un’opera tecnica
– condotta a tenuta che scende e poi risale per 160 m
– permette all’acqua di raggiungere la città, che è posta su di un
promontorio
9
10
~150 a.C. - Mondo ellenistico
~150 a.C. - Mondo ellenistico
!
Adozione dei metodi matematici babilonesi da parte
dei matematici ellenistici
!
Ipparco di Nicea (o di Rodi, ~190 - ~120)
•
•
•
•
•
Concezione geocentrica
Trigonometria (prime tavole)
Stima della distanza terra-luna
Scoperta della precessione degli equinozi
Compilazione di un atlante stellare con coordinate ortogonali:
!
Ipparco di Nicea
!
!
strumento astronomico,
il più importante dell’antichità
• in uso per circa 1700 anni
• permette di individuare le stelle e di conoscere l’ora
dalla posizione delle stelle
– Latitudine, longitudine e magnitudine di circa 1000 stelle
!
11
Astrolabio
Cerchio di Ipparco
(attribuzione indebita)
12
193 a.C. - Roma
!
146 a.C. - Roma
Calcestruzzo (pietrisco + malta liquida
formata da calce e pozzolana)
!
!
!
!
!
Distruzione di Cartagine
Affermazione di Roma nel Mediterraneo
!
Solidifica rapidamente anche in assenza di aria
Dal 241 a.C. …
Rivoluzione in edilizia
Posa in opera in acqua: impianti portuali
• Ostia e altrove
I guerra punica: 264-241 a.C.
II guerra punica: 218-202 a.C.
III guerra punica: 149-146 a.C.
13
14
146 a.C. - Roma
!
144-142 a.C. - Roma
Distruzione di Cartagine
!
!
Egemonia di Roma sul Mediterraneo
… al 146 a.C. (e 133 a.C.)
!
144 a.C. Aqua Marcia (nuovo acquedotto)
!
142 a.C. Ponte Emilio, il primo di pietra sul
Tevere
!
Col bottino di guerra di Cartagine
• Le conquiste militari forniscono le risorse finanziarie
per le grandi opere pubbliche, realizzate con il lavoro
coatto degli sconfitti tratti schiavi
15
16
~120 a.C. - Roma
133 a.C. - Turchia, Roma
Attalo III, re di Pergamo, lascia il suo regno in
eredità a Roma
!
!
!
Primo regno ellenistico a rientrare nell’orbita romana
Inizia l’assorbimento della cultura greca
nel mondo romano:
!
!
!
!
!
!
Lingua
Filosofia
Letteratura
Matematica
Astronomia
Tecnica
Altare di Pergamo - Pergamon Museum - Berlino
17
18
106 a.C. - Asia
106 a.C. - Asia
!
!
Cina – Partia
!
!
!
Via della seta
!
Impero cinese degli Han
!
Impero partico di Mitridate II (124-87 a.C.)
!
Millenario collegamento tra i mondi cinese, medio-orientale ed
indiano
Incardinato nella regione della Corasmia (attuale Uzbekistan)
Scambi non solo commerciali, ma anche culturali:
ampliamento reciproco delle conoscenze scientifiche e tecniche
Missione diplomatica cinese presso l’impero partico
(Iran) e avvio di scambi commerciali regolari
!
!
Scambi di seta cinese e cavalli iraniani
Avvio delle rotte commerciali note come Via della Seta
19
20
~65 a.C. - Lidia, Grecia ionica
~80 a.C. - Grecia
!
Meccanismi sofisticati
!
Meccanismo di Antikythera (Anticitera)
Ruota idraulica “scandinava”, ad asse verticale
!
• Congegno astronomico per calcolare la posizione dei 5
pianeti noti, fasi lunari, equinozi, mesi, …
• Ingranaggi 254:19, epicicloidali (riscoperti dopo 1900 anni),
differenziale (riscoperto dopo 1900 anni)
• Scuola di Archimede?
!
!
Uso per macina
Lenta e poco efficiente
21
22
~50 a.C. - Atene
!
~60 a.C. - Roma
Torre dei venti
!
!
!
!
!
alta 12 m, pianta ottagonale
Progressi in metallurgia e in meccanica
!
Una meridiana nella porzione superiore di ogni faccia
!
Primo orologio da torre
ad uso pubblico
Rinvenimento finale del ferro
!
Figurino con elica sulla
sommità:
primo anemometro
A seguito dei recenti apporti di cultura tecnica
riscaldamento atto a ridare elasticità al ferro e quindi a ridurne la
fragilità
• Migliora la qualità dell’acciaio
• E’ sempre una tecnica
accessoria alla forgiatura,
idonea alla produzione di
oggetti di dimensioni
limitate e costosi
23
24
~60 a.C. - Roma
~60 a.C. - Roma
!
Migliori utensili in ferro per lavorare
il legno:
!
….
!
Succhiello (trivellino)
!
Trapano ad archetto
Utensili più efficienti di quelli in bronzo
!
Pialla
!
Segaccio
!
Sega a telaio
Lima
!
!
…
!
!
che lavorano meglio il legno e rendono
possibile una meccanica in legno
progredita…
25
26
~60 a.C. - Roma
~60 a.C. - Roma
Impieghi in agricoltura
!
!
Aratro a coltro e vomere
• Per terreni pesanti
• Permette di eseguire la
sarchiatura (raschiatura)
del campo secondo
direzioni ortogonali
• Per tale motivo
i terreni ad uso
agricolo dei romani
hanno sempre forma
rettangolare
!
!
coltro
vomere
Aratro a coltro e vomere in uso nel secolo scorso
nelle comunità montane (Museo di Pieve di Livinallongo)
27
Impieghi militari
La meccanica evoluta in legno trova impiego primario
in campo militare, in particolare nella produzione di
artiglieria sia per uso tattico che per assedio
!
!
di derivazione ellenistica
ma non solo….
28
58-52 a.C. - Roma
58-52 a.C. - Roma
Campagne galliche di Caio Giulio Cesare (100 - 44 a.C.)
!
!
armi da lancio tattiche
Ballista - usa tendini animali come elementi elastici
!
!
Campagne galliche di Cesare
!
Museo della civiltà romana - Roma
29
58-52 a.C. - Roma
!
30
58-52 a.C. - Roma
Campagne galliche di Cesare
!
armi da lancio tattiche
• Ballista (balista) può lanciare dardi o
pietre da 5 kg a 300 m (fuori dalla portata degli arcieri)
!
armi da lancio per assedi
• onagro, può lanciare grosse pietre (50 kg) con traiettorie
molto curve a 350 metri (fuori dalla portata degli arcieri)
Campagne galliche di Cesare
!
torri da assedio e arieti
Museo della civiltà romana - Roma 31
32
58-52 a.C. - Roma
58-52 a.C. - Roma
!
!
Campagne galliche di Cesare
Ponte sul Reno
!
!
!
!
!
Tale superiorità tecnologica
contribuisce alla supremazia
militare romana per secoli e
mostra l’interesse militare
di Roma
!
Esempio emblematico del livello
della carpenteria in legno romana
costruito in 10 giorni
forse progettato da Vitruvio
noto attraverso le narrazioni del
De bello gallico
e oggetto di ricostruzioni ipotetiche
“Roma non aveva un esercito,
era un esercito”
Talcott Parsons - Harvard University
Deutsches Museum - Monaco e Museo della civiltà romana - Roma
33
34
~50 a.C.
!
45-44 a.C. - Roma
Popolazione mondiale: 170M
!
!
!
!
40M Roma
30M Cina
45: Cesare di ritorno dall’Egitto
introduce conoscenze orientali:
!
30M India
!
Tecniche agrarie egizie
Calendario giuliano
• di derivazione ellenistico-egizia,
elaborato da Sosígene di Alessandria
• un giorno addizionale (rispetto ai 365) ogni 4 anni (anno bisestile):
– si ripete (bissa) il sesto giorno prima delle Calende di Marzo
(bis sextum Kalendias Martias), vale a dire il 24 febbraio
• per aggiustare il calendario il 45 a.C. dura 445 giorni
– Il calendario Giuliano comporta comunque un errore di circa 11 minuti
all’anno (=1 giorno ogni 128 anni)
!
35
44: Omicidio di Cesare
36
~27 a.C. - Roma
!
~27 a.C. - Roma
Marco Vitruvio Pollione:
!
De Architectura (trattato sul saper costruire in modo
razionale)
trattato in 10 volumi su tutti gli aspetti dell’architettura e,
specialmente, dell’ingegneria romana e pre-romana!
•
•
•
•
•
•
!
Vitruvio:
!
ruota idraulica verticale
erede dell’archetipo armeno
del 270 a.C.
asse orizzontale
spinta “per sotto”
molto più veloce ed efficiente
di quella ad asse verticale
!
materiali
edilizia
idraulica
meccanica
strumenti ed attrezzi (clessidre, ….)
Riferimenti espliciti alle opere di Ctebisio, Archimede,
Aristosseno (allievo di Aristotele), …
!
!
!
• Citata come curiosità,
per completezza espositiva,
senza interesse concreto al suo utilizzo
• Il trattato avrà influenza enorme dal Rinascimento, dopo il
ritrovamento di una sua copia nel 1414
37
38
20 a.C. - Fenicia
23 a.C.
!
Ottaviano Augusto (63 a.C. - 14 d.C.)
fonda l’Impero Romano
!
!
Soffiatura del vetro alla canna
!
Apporto determinante di Marco Agrippa
(63 a.C. - 12 a.C.),
comandante e ingegnere formatosi in
Grecia
Il processo di produzione risulta
enormemente semplificato e
velocizzato, rendendo il vetro
economico e di uso generale
• Poco dopo la conquista della
Siria (che comprende la Fenicia)
da parte di Pompeo (64 a.C.)
• emigrazioni di artigiani vetrai dall’Asia Minore in Italia e diffusione
di tecniche di lavorazione del vetro
• Roma: acquedotti (Aqua Iulia e Acqua
Virgo), fognature, terme
• strade e acquedotti in Gallia
• cartografia (mappa completa dell’impero)
!
39
Vetrate per finestre a mosaico di piccoli pezzi da colata
e stampo, per edifici pubblici
40
20 a.C. - Impero romano
~10 d.C. - Impero romano
Vetro diventa di uso comune
!
!
!
oggetti in vetro soffiato incolore e
trasparente, di basso costo
Diversificazione del vetro,
anche raffinato e costoso
!
oggetti in vetro policromo
• Soffiatura del primo strato e
ricopertura con secondo strato per
immersione in letto fuso
• successiva lavorazione a cammeo
dello strato esterno
Terrina in vetro in un affresco di Pompei (79 d.C.)
vaso Portland, lavorazione a cammeo
British Museum
Oggetti romani in vetro del I sec. d.C.
41
42
~50 d.C. - Erone
~50 d.C. - Alessandria
!
Erone di Alessandria (~10 - ~70 d.C.)
!
matematico e tecnico
!
Tecnica
!
Strumenti tecnici
• il massimo tecnico dal tempo di Archimede
• Formula di Erone per l’area di un triangolo generico
!
Fisica-matematica
!
Filettatrice
• Che usa nei suoi strumenti
tecnici
• Calcolo di ingranaggi di precisione
– Avviato da Archimede (~240 a.C.)
• Calcolo di gru
43
44
~50 d.C. - Erone
~50 d.C. - Erone
Strumenti tecnici
!
!
Diottra di Erone
(proto-teodolite)
!
Strumenti tecnici
!
• Usa regolazioni a vite senza fine
!
!
Odometro
Utilizzo in agrimensura
• Misuratore della distanza lungo
le strade romane (posizione
delle pietre miliari)
Utilizzo in agrimensura
• Misura distanze tra punti lontani,
• Misura aree di terreni,
• Traccia linee rette, …
45
46
~50 d.C. - Erone
!
~50 d.C. - Erone
Meccanismi
!
!
Automi teatrali
Meccanismi
!
Organo musicale pneumatico
• Ispirato a quello di Ctesibio
(~270 a.C.)
• lavoro meccanico compiuto
dalla pressione atmosferica
47
48
~50 d.C. - Erone
~50 d.C. - Erone
!
!
Meccanismi automatici a calore
Meccanismi
!
!
Porte ad apertura automatica
• lavoro meccanico compiuto col calore
Organo musicale pneumatico
azionato da una ruota a vento
• Prima macchina azionata
dall’energia del vento
!
!
macchine a gettone per il
rilascio di acqua santa nei
templi
Tubazioni flessibili per pompe
antincendio
49
50
~50 d.C. - Erone
!
!
~50 d.C. - Roma - Cina
Primi interessi tecnici per il vapore:
Eolipila
!
!
prima macchina a vapore, capace di compiere lavoro meccanico
• Erede degli studi di pneumatica di Ctesibio (~270 a.C.)
51
!
Contatti tra i due maggiori imperi mondiali: Cinese e Romano
Commercializzazione delle spezie (uso alimentare) e della seta
nel bacino mediterraneo
!
Tessuto preziosissimo, tecniche di produzione tenute segrete
52
105-142 - Cina
~50 d.C. - Cina
!
Timone di poppa
!
Molto più efficace
dei vecchi timoni
a forma di remo
Timone romano
!
105: Carta
!
T’sai Lun, eunuco di corte (o è solo il divulgatore presso
l’imperatore? Secondo recenti ricerche sarebbe nota già nel II
secolo a.C.)
• da cascami di fibre tessili vegetali macerati in acqua (lisciviazione) importanza fenomenale nei secoli successivi
!
132: Sismografo
!
142: primo trattato cinese di alchimia
• Rilevazione dei terremoti (direzione e distanza)
53
54
Impero Romano
80 d.C. - Roma
!
Colosseo (Anfiteatro Flavio)
!
!
!
!
!
Massima arena del mondo antico
Uso sistematico di arco e calcestruzzo
H = 52 m
A = 19000 m2
70.000 posti
!
!
L’impero romano raggiunge la massima estensione
e l’apice del proprio sviluppo sotto Traiano ed
Adriano, nel secondo secolo dopo Cristo.
Fattori della supremazia romana:
!
!
!
55
Forti valori nazionali
Sistema giuridico evoluto (il migliore allora esistente)
………….
56
Impero Romano
!
Impero Romano
Ma anche:
!
!
!
!
Organizzazione statale e burocratica efficiente
Organizzazione militare di prim’ordine
Comunicazioni e strade (informazioni ed esercito)
Edilizia pubblica, sistemi idrici,
• Queste sono forme di tecnologia,ancorché non
tutte ingegneristiche e tanto meno meccaniche
o industriali,
• sono molto perfezionate anche se non innovative,
strumentali alle esigenze di stato e potere
(celebrative, strategiche, di utilità pubblica)
e da questi pianificate e controllate
Sviluppo tecnologico nella Roma imperiale
!
!
!
!
Mancano innovazioni vere
Ma la tecnologia registra eccezionali
perfezionamenti e assume importanza crescente,
specialmente quella pubblica
Le realizzazioni degli ingegneri romani spesso non
hanno paragoni al mondo e non li avranno per
molto tempo
57
58
107-117 - Roma
!
107-117 - Roma
Apogeo dell’impero con Traiano
!
Sotto Traiano
!
!
!
107 sottomissione
dei Daci (Romania)
117 vittoria sui Parti
(Mesopotamia)
Opere monumentali di
Apollodoro di Damasco
•
•
•
•
104 Ponte sul Danubio
106 Odeon di Domiziano
112 Foro traiano
113 Colonna traiana
– Influenzato da conoscenze
e capacità tecniche
ellenistiche originarie
dell’Asia Minore
59
60
!
Pantheon
!
!
Impero Romano
135 - Roma
!
Volta a cupola in calcestruzzo a composizione differenziata, più
leggera verso l’alto (cemento con pomice)
Ø = 43,2 m, H = 44 m
• Forse progettato da Apollodoro
• Opera straordinaria, insuperata per oltre
1300 anni
!
Edilizia: uso sistematico ed evoluto di arco e volta per
architettura monumentale e di pubblica utilità
313 - Basilica di Massenzio
• Più grande edifico civile romano
• Più ampio arco a tutto sesto in laterizi mai realizzato
!
61
Solo ~800 anni dopo la caduta di Roma si torneranno a costruire
edifici così imponenti
62
