10 đại phát minh khó tin nhất thời kỳ cổ đại

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/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.

2. Tia chiếu

Ác-si-mét, nhà toán học, nhà vật lý, kỹ sư, nhà phát minh, và nhà thiên văn học của Hy Lạp cổ đại. Ông được biết đến như một nhà khoa học lỗi lạc thời cổ đại.

Tác gia Lucian thế kỷ thứ 2 có viết về cuộc chiến bảo vệ thành phố quê hương của Ác-si-mét khi ông đốt cháy tàu địch. Hàng thế kỷ sau, Anthemius đã mô tả vũ khí của Ác-si-mét là một chiếc gương.

Thiết bị này, đôi khi còn được gọi là Tia chiếu Ác-si-mét, sử dụng ánh mặt trời hội tụ vào tàu địch khiến chúng bốc cháy. Vũ khí này đã trở thành tâm điểm của một cuộc tranh luận về tính xác thực của nó kể từ thời Phục Hưng.

Một thí nghiệm đã được tiến hành bởi các nhà khoa học Hy Lạp vào năm 1973. Thí nghiệm được diễn ra tại căn cứ hải quân ngoài bờ Athens. Trong thí nghiệm này, 70 chiếc gương bọc đồng được sử dụng, mỗi chiếc cao 1.5m. Những chiếc gương được hội tụ vào một mô hình thuyền La Mã bằng gỗ ép, cách đó khoảng 49m. Khi các tấm gương được điều chỉnh đúng, mô hình đã cháy thành tro trong vài phút.

Chương trình MythBusters cũng đã ghi hình một thí nghiệm khác tại San Francisco vào năm 2006. Tuy nhiên thí nghiệm này được cho là không đúng. Do thời gian hội tụ và điều kiện thời tiết không đạt.

MythBusters đã tiếp tục thực hiện lại vào năm 2010, nhưng một lần nữa không thể tái tạo ra loại vũ khí đó, cuối cùng nó được xem như một bí ẩn, câu chuyên huyền thoại và dừng thí nghiệm.

3. 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 vị trí  mặt trăng tại thời điểm hiện tại, tính toán thời điểm xảy ra hiện tượng nguyệt thực và nhật 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.

4. 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.

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. Thủy tinh uốn dẻo: Loại vật liệu siêu quý giá

Ba ghi chép về một loại vật liệu được biết đến như thủy tinh uốn dẻo, kính mềm dẻo, không đủ rõ ràng để xác định chất liệu này có tồn tại hay không. Câu chuyện về loại vật chất này lần đầu tiên được nhắc đến bởi Petronius (mất năm 63 SCN).

Trong ghi chép của Petronius, một người thợ thủy tinh đã dâng cho Hoàng đế Tiberius (Hoàng đế thứ 2 của La Mã, trị vì từ năm 14 – 37 SCN) xem một lọ thủy tinh. Khi ông yêu cầu nhà vua trao nó lại cho ông, đúng lúc đó, người làm thủy tinh đánh rơi nó xuống sàn nhà.

Tượng Hoàng đế Tiberius Marble, năm 37 SCN bằng đá cẩm thạch.

Nó không bị vỡ mà chỉ bị lõm và người làm thủy tinh đã nhanh chóng gò nó trở lại hình dạng ban đầu. Lo rằng công nghệ quý giá này có thể bị truyền rộng ra ngoài, Tiberius đã ra lệnh chém đầu người chế tạo ra nó. Vì vậy, bí mật về thủy tinh uốn dẻo cũng biến mất theo ông ta.

Pliny The Elder (một tác gia người La Mã – mất năm 79 SCN) cũng kể lại câu chuyện này. Ông nói, mặc dù câu chuyện được kể lại thường xuyên, nó có thể không hoàn toàn là sự thật.

Một phiên bản khác được kể lại vài trăm năm sau đó bởi Dio Cassius. Ông đã thay người làm thủy tinh thành một kiểu ảo thuật gia. Khi lọ thủy tinh bị rơi trên sàn nhà, nó đã vỡ vụn và người làm thủy tinh đã sửa lại như mới bằng đôi tay trần của mình.

Năm 2012, Công ty chế tạo kính Corning đã giới thiệu loại “Kính liễu” mềm dẻo. Chịu nhiệt và đủ dẻo để có thể cuộn lại, nó được chứng minh là đặc biệt hữu dụng cho việc chế tạo những tấm kính năng lượng mặt trời.

Nếu như người làm thủy tinh La Mã bất hạnh kia đã thật sự sáng chế ra loại thủy tinh uốn dẻo, thì dường như ông đã đi trước thời đại cả hàng ngàn năm lịch sử.

7. Ngọn lửa Hy Lạp: Vũ khí hóa học bí ẩn

Ảnh minh họa.

Vào khoảng từ thế kỷ thứ 7 đến thế kỷ thứ 12, Đế quốc Hy Lạp (Byzantines) dùng một chất bí ẩn để bắn vào địch thủ trong hải chiến. Loại chất lỏng này được bắn qua ống hoặc vòi, cháy trong nước và chỉ có thể bị dập tắt bởi dấm, cát và nước tiểu.

Chúng ta vẫn chưa biết được loại vũ khí hóa học tên là Greek Fire (Ngọn lửa Hy Lạp) này được làm từ chất liệu gì. Đế quốc Hy Lạp khư khư ôm giữ bí mật này, chỉ để một vài người nhất định biết được và cuối cùng tri thức ấy đã hoàn toàn thất truyền.

8. Máy giặt thời La Mã cổ đại

Hình vẽ máy giặt thời La Mã cổ đại. (Ảnh: Wikipedia).

Theo IFL Science, giặt là một nghề ở đế chế La Mã, bao gồm chà vải trong bồn chứa dung dịch kiềm, như nước và nước tiểu hay nước khoáng. Ở thành phố Antioch cổ đại, ngày nay thuộc Thổ Nhĩ Kỳ, các nhà khoa học tìm thấy bằng chứng chỉ ra quá trình giặt có thể được cơ giới hóa. Những người La Mã đã tạo ra chiếc máy giặt đầu tiên trên thế giới từ thế kỷ 1.

Máy giặt cơ học có thể bao gồm một bánh xe nước nâng chiếc búa lớn để nện lên quần áo. Con kênh ở thành phố Antioch có thể cung cấp khoảng 300.000 m3 mỗi giây, vượt xa nhu cầu của một thợ giặt bằng chân thông thường. Năng lượng do con kênh phát ra có thể hỗ trợ giặt trên quy mô công nghiệp cho 42 cặp búa cơ khí.

9. 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.

10. 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