I den här artikeln ges några exempel på hur man under antiken löste tekniska problem i vardagsliv, industri, offentliga anläggningar och i krig. Den tekniska nivån var mycket högre än de flesta tror. Delvis kan felbedömningen bero på att så lite finns bevarat från epoken. Mycket av vad vi vet om gamla tider kommer från gravfynd, och lika lite som nu får man med sig allt i graven. Vi får knappast med oss en persondator eller ens vårt armbandsur när den dagen kommer.
Den allra första klockan var soluret som uppfanns för 5 000 år sedan. Romarna använde senare även bärbara solur - en slags antik form av "fickur".
En vanlig dag för dig och de andra där hemma börjar väl oftast med att väckarklockan (eller din smartphone) ringer på morgonen. När ni kommer till skolan eller någon annan arbetsplats, finns förmodligen en större klocka där. Eventuellt hinner du duscha innan du äter frukost. Till skolan åker du buss, tåg, tunnelbana eller cyklar.
I många avseenden och särskilt i städerna levdes livet på samma sätt och med samma problem under antiken som nu. Säd skulle malas till mjöl som blev bröd, oliverna krossas för att ge olja till matlagning (och brödbak), tiden måste mätas på något sätt, hus och broar måste muras stadigt, ledningar byggas så att större städer fick tillräckligt med vatten osv. Det absolut viktigaste var att få mat, och en del arbetsmoment var nästan omöjliga att klara enbart med handkraft.
ANNONS
Att mäta tiden
Din mobiltelefon eller väckarklocka kan skrälla eller spela en melodi eller automatiskt sätta på radion eller något annat som du vill vakna till. Det finns en enklare väckarklocka beskriven från antiken. Tyvärr finns inget exemplar kvar, så vi vet inte om den verkligen fanns och hur vanlig den i så fall var. Så här ska den emellertid ha fungerat.
Tyngden A var tillräcklig för att hålla proppen B mot ett hål i vattenbehållarens botten. Från ett timglas eller liknande rann sand ner i behållaren C. Till slut blev belastningen så stor att tyngden A inte kunde hålla fast proppen längre. Vatten rusade ur hålet, och då sögs luft in genom den smala pipen D, varvid det blev samma effekt som när man visslar.
Solur
I alla städer och många hus fanns solur, som visade tiden när solen sken. En del sådana finns kvar än idag på torg i gamla städer. Men ibland måste man också ha nattiden, och i större städer fanns vattenur.
Principen var enkel. I en vattenbehållare A finns en flottör på vilken en visare är fäst. Från en annan behållare B droppar vatten med jämn hastighet ner i A. När vattenytan i A höjs stiger flottören, och visare rör sig då uppåt längs en skala.
Vattenur för att mäta tid om natten.
Det finns två problem med den konstruktionen. Det första är att vattentrycket i B hela tiden måste vara lika starkt för att droppandet ner i A ska ske med jämn hastighet. Det problemet löste den grekiske uppfinnaren och matematikern Ktesibios genom att ha ett extra tillflöde C som gjorde att vattennivån i B hela tiden var densamma.
Det andra problemet var hur man skulle indela dygnets timmar. Vi tycker att det självklart med 60 minuter per timme och 24 timmar per dygn. Men på den tiden delade man dagen i tolv timmar och natten i tolv väkter. Det är ju bara det att dagens längd - soluppgång till solnedgång - varierar breddgrad och årstid. Ktesibios hade en intressant lösning. Man ställde in uret efter årstiden. Sommartid långa timmar och vintertid korta. Även månaderna finns angivna.
Oliv- och druvpressar
Oliver och druvor har alltid varit viktiga jordbruksprodukter i Medelhavsområdet. Ibland var det svårt att få rent och gott vatten, men blandat med vin blev det en bättre måltidsdryck. De mogna druvorna trampades även under antiken sönder med bara fötter i ett presskar, och saften fick rinna ner i ett kärl under presskaret.
ANNONS
Så långt var det inga problem. Men kvar i presskakan fanns alltid en hel del saft som måste pressas ur. Oliver är för hårda för att kunna krossas med bara fötter. I bägge fallen måste man alltså ha en mekanisk press. Det enklaste var att lägga stora stenar ovanpå ett lock och sedan låta tyngden verka av sig själv medan gårdsfolket arbetade med annat. Men pressningen gick fortare och effektivare om man kunde reglera presskraften på annat vis, och det problemet löstes på olika sätt.
Catos press var en enkel men effektiv konstruktion, som beskrivs i många gamla texter. På flera ställen vid antika gårdar finns ännu kvar stenstolpar som man först inte begrep vad de kunde ha använts till. Men när man så studerade pressbeskrivningarna i de gamla texterna blev det klart vad stolparna en gång använts till. De var stöd för bommen och valsen. Och precis som nu försökte folk få fram bättre och enklare lösningar på vardagsproblem. Vi måste komma ihåg att långt fram i tiden var arbetet på åkrarna en fråga om att hinna med allt som måste göras. Hela tiden pågick en utveckling, även om takten inte var lika snabb som den är idag. Herons skruvpress är ett exempel på hur man kom fram till ännu effektivare redskap.
Kvarnar
Om du inte får mat blir du säkert på dåligt humör. Om många människor i en stad svälter, kan det bli farligt för hela samhället. Det var därför livsviktigt av flera skäl att städerna fick en jämn försörjning av mjöl. Hur klarade man det? Det enklaste var att låta slavar dra kvarnstenarna, och det var nog också det vanligaste på många håll. Men hur skulle man göra om och när det inte fanns slavar att tillgå?
Troligen såg Barbégalanläggningen ut så här. Från akvedukten leddes vattnet i rännor över vattenhjulen som låg på ömse sidor om kvarnhuset.
15 km öster om staden Arles i södra Frankrike i den lilla byn Barbégal finns några ruiner som visar hur problemet kunde lösas. Anläggningen är från 300-talet. Teckningen visar hur arkeologerna tror att det kan ha sett ut. Tolkningen är osäker därför att stora delar av överbyggnaden var av trä, som för länge sedan ruttnat bort. Kraften till vattenhjulen kom från en akvedukt, som blivit så förorenad att dess vatten inte längre dög till dricksvatten. Man beräknar att kvarnarna kunde mala fram 4,5 ton mjöl per dag, och med 350 gram per person skulle det räcka till 12 500 personer. Så många tycks det ha bott i Arles vid den tiden.
ANNONS
Tekniskt är anläggningen ett fint bevis på de romerska ingenjörernas höga standard. När man på 1930-talet först fick klart för sig vad ruinerna hade varit för något, menade somliga att det väl hade varit klokare att samla vattenströmmens fallkraft till en enda punkt. Men så satte sig några ingenjörer ner och räknade på det och kom snabbt fram till att det inte alls hade varit förnuftigt att göra så. Med ett enda vattenhjul hade deras kolleger på 300-talet fått välja mellan en stor kvarnsten eller flera mindre, kanske på båda sidor om hjulet. I bägge fallen hade friktionen blivit så stor att vattenmängden från akvedukten inte orkat driva kvarnstenarna med så stor hastighet att de hunnit mala så mycket som 4,5 ton. Med flera små hjul i rad nedanför varandra blev friktionen mindre, och kvarnarna kunde alltså mala effektivare.
Det finns rester av två liknande anläggningar bevarade i Israel och Tunisien, och den geografiska spridningen visar att det troligen var fråga om en allmänt känd teknik. Det är bara det att kvarnstenar kan ha återanvänts genom seklerna eller att kvarnruinerna kan ligga begravda under jorden.
Mångsidig byggnadsteknik
Vi tycker kanske att Barbégalkvarnen är ganska enkel, men den förutsätter faktiskt ganska stor teknisk kunnighet. Grundstenarna måste muras samman, och murbruket måste hålla under vatten. Från vattenhjulen måste kraften föras över till kvarnstenarna med hjälp av kugghjul. Alla axlar och hjul måste ligga exakt i vågrätt eller lodrätt läge.
Någon gång efter 200 f.Kr upptäckte romerska byggmästare att om man blandade vulkanisk aska i kalken fick man ett murbruk som var starkt och hållbart och som också kunde stelna - eller med korrekt teknisk term bränna - under vatten. Med det (en typ av betong) kunde man man bygga de stora valven i badhus, akvedukter, avloppskanaler, amfiteatrar och som sagt kvarngrunder som den i Barbégal.
För att väga av lodrätt och vågrätt använde man lod och en enklare form av vattenpass. Vattenpasset var ett rännformat kärl med nivåmarkeringar. När kärlet ställdes på underlaget, gick det lätt att läsa av lutningsgraden med hjälp av markeringarnas läge i förhållande till vattenytan.
När stenblock skulle lyftas till högre höjder användes ett slags lyftkranar med tramphjul, som drevs av män som trampade på steg inne i hjulet. Den modellen var i bruk i många hundra år. I några engelska hamnar fanns de ännu på 1700-talet. Och när Stalin lät bygga kanalen till Vita havet på 1930-talet, fick de politiska fångarna trampa i sådana.
ANNONS
Militär teknik
Pilkastare (ballista) och stenkastare. De var enorma maskiner, och det är lätt att förstå vilken stor kunskap som krävdes för konstruktionen och vilken skräck vapnen kunde skapa hos motståndarna.
Säkert har du sett någon rymdserie med skurkar och hjältar och fantastiska vapen. Tekniken har tyvärr ofta använts för att döda, i antiken likaväl som i våra dagar och förmodligen också i framtiden. Under antiken fanns ett par belägringsmaskiner som var oerhört effektiva. En var kastaren - onagern. Man kunde skjuta både pilar och stenar med den. 20 kg stenar slungades iväg ända upp till 400 meter, och den som kom i vägen för stenen fick huvudet avslaget.
I början av 1900-talet byggde tyskarna en modern kopia efter de gamla beskrivningarna och visade den för sin kejsare. På ganska långt håll klöv man en pil som fastnat i en vägg - i bästa Robin Hood-stil. Julius Caesar berättar om ett tillfälle när han riktade in maskinen mot en bestämd plats och omedelbart sköt den galliske krigare som försökte ta sig förbi där. Fram mot år 100 e.Kr hade man lärt sig bygga lättare modeller med metallramar och med magasin för pilarna - samma princip som i moderna kulsprutegevär.
Men hur fick man kraft till att slunga stenar och pilar? Jo, man tvinnade repbuntar och senor. När buntarna böjdes blev det som att spänna en metallfjäder. Det svåra var att få ett exakt förhållande mellan buntens tjocklek och längd. Om bunten var för tjock, blev det för stark friktion mellan repen. Om den var för lång, blev en del av elasticiteten outnyttjad. För att få fram de rätta förhållandena måste ingenjörerna ha stora matematiska kunskaper.
Det är precis som nu med kanoner. Krutladdningarna som driver granaterna får inte vara för starka för den hållfasthet som finns i kanonrören. Allt måste beräknas noggrant.
När antikens husmor gick och handlade på torget eller när ingenjören skulle räkna volym och kostnader vid ett bygge, kunde ingen av dem klara sig bara med huvudräkning. De måste ha något slags apparat till hjälp. Långt före dem och ända in i vår tid var kulramen det vanligaste hjälpmedlet. Du har kanske själv lekt med en sådan som liten.
Dagens kulramar har ett par decimeters sida, och de är lite opraktiska att bära med sig. Det skulle de ha varit också under antiken, och för vardagsbruk fanns en motsvarighet till våra tiders räknedosor (eller smartphones). De hade samma format så att man kunde hålla dem i handen på samma sätt som en smartphone. En sådan dosa hittades i en grav i Tyskland på 1500-talet och avbildades men har tyvärr sedan försvunnit.
För större uträkningar hade man som sagt "vanliga" kulramar, och med dem kunde man göra mycket komplicerade beräkningar. Du tycker kanske att det är besvärligt med vanliga ekvationer, men då klarade man utan vidare att lösa tredjegradsekvationer med sina kulramar.
Uppgifter och frågor
Frågor till texten:
Hur fungerade den beskrivna antika väckarklockan?
Hur fungerade sol- och vattenur under antiken, och hur löstes problemet med att indela dygnets timmar?
Varför var oliv- och druvpressar så viktiga i antikens Medelhavsområde?
Nämn några tekniska färdigheter och metoder inom byggbranschen som användes under antiken.
Ge några exempel på avancerad militär teknik under antiken.
Text: Jan-Olof Fallström, bokrecensent och läromedelsförfattare
Att mäta tiden
