Nhìn lại lịch sử hàng ngàn năm, có rất nhiều công nghệ cổ xưa khiến chúng ta không khỏi ngạc nhiên trước kiến thức và sự thông thái của con người trong quá khứ. Dưới đây là những ví dụ điển hình về công nghệ và sáng chế thời cổ thách thức cả khoa học hiện đại ngày nay.

1. Động cơ hơi nước của người hùng xứ Alexandria

(Ảnh: Pinterest)

Heron Alexandrinus là người hùng xứ Alexandrinus. Ông là một kỹ sư, nhà toán học người Hy Lạp sống vào thế kỷ I, được biết đến là người đầu tiên phát minh ra động cơ hơi nước. Thiết bị hơi nước được ông gọi là Aeolipile, được đặt tên theo thần gió Aiolos.

Cỗ máy Aeolipile gồm một quả cầu được đặt ở vị trí có thể xoay quanh trục. Các vòi phun đối diện nhau sẽ nhận hơi nước từ dưới và 2 luồng không khí sẽ kết hợp tạo ra 1 lực đẩy dạng xoắn bên trong quả cầu khiến quả cầu có thể tự xoay quanh trục của nó. Hơi nước được tạo ra bằng cách đun sôi nồi nước bên dưới quả cầu.

Bản mẫu của cỗ máy Heron có thể quay ở tốc độ 1500 vòng/phút với áp suất rất thấp, khoảng 0,1266 kg/cm². Thiết bị đáng chú ý này đã bị lãng quên và không bao giờ được sử dụng cho đến năm 1577, khi động cơ hơi nước được tái phát minh bởi triết gia, nhà thiên văn học và kỹ sư Taqi al-Din.

2. Thấu kính Nimrud của người Assyria – Kính thiên văn lâu đời nhất thế giới?

(Ảnh: Wikiwand)

Thấu kính Nimrud được làm từ đá pha lê tự nhiên vát cong hình bầu dục có niên đại 3.000 năm tuổi, được Sir John Layard khai quật vào năm 1850 tại cung điện của người Assyria, thuộc thành phố cổ Nimrud, Iraq ngày nay.

Nó có tiêu điểm cách mặt kính khoảng 11 cm, và chiều dài tiêu cự khoảng 12 cm. Cấu tạo này làm cho nó có độ phóng đại tương đương với một kính lúp 3x (có thể kết hợp với một ống kính khác để đạt được độ phóng đại lớn hơn). Bề mặt của thấu kính có 12 lỗ rỗng, bên trong có chứa naptha, một chất lỏng dễ cháy và một số chất lỏng khác.

Kể từ khi được phát hiện cách đây hơn một thế kỷ, các nhà khoa học và sử học đã tranh cãi về mục đích sử dụng của nó, một số cho rằng nó được sử dụng để làm kính lúp, hay một số khác cho rằng đây là một chiếc kính hội tụ ánh sáng Mặt trời để tạo ra lửa. Tuy nhiên giáo sư nổi tiếng người Ý Giovanni Pettinato đã đề xuất rằng, ống kính này được người Assyria cổ sử dụng như một phần của kính viễn vọng, điều này giải thích vì sao người Assyria lại tinh thông về thiên văn đến vậy.

3. Lịch cổ nhất Scotland

12 hố đại diện cho 12 tháng trong năm và chu kỳ hoạt động của Mặt trăng. (Ảnh: GEO.ru)

Một nghiên cứu được tiến hành bởi tổ chức National Trust for Scotland đã cho thấy một hệ thống lịch tinh vi khoảng 10.000 năm tuổi, và là cuốn lịch lâu đời nhất thế giới từ được khám phá.

Tại cánh đồng Warren, lâu đài Crathes, thành phố Aberdeen. có một dãy dài 50 m gồm 12 cái hố được tạo ra bởi người Anh thời kỳ đồ đá và được sử dụng từ khoảng năm 8000-4000 TCN. Những cái hố này đại diện cho các tháng trong năm cũng như các chu kỳ hoạt động của Mặt trăng.

Chúng được hình thành theo thiết kế hình cánh cung phức tạp, trong đó mỗi tháng âm lịch được chia thành 3 tuần, mỗi tuần khoảng10 ngày đại diện cho Mặt trăng từ trăng khuyết, trăng tròn và trở về trăng khuyết. Những cái hố cũng cho phép quan sát vị trí Mặt trời mọc vào giữa mùa đông, nhờ vậy có thể được điều chỉnh lại sao cho phù hợp với dương lịch. Toàn bộ vòng cung này đại diện cho lịch cả năm và cũng phản ánh các chuyển động của Mặt trăng trên bầu trời.

4. Bê tông La mã cổ đại, công nghệ vượt xa thời hiện đại

Bê tông gần 2.000 năm tuổi tại Rome. (Ảnh: Pinterest)

Các nhà khoa học nghiên cứu cấu trúc bê tông của La Mã từ những công trình bị chìm dưới biển Địa Trung Hải trong 2.000 năm qua và phát hiện ra rằng, nó vượt trội hơn so với bê tông hiện đại về độ bền và ít gây độc hại cho môi trường hơn.

Người La Mã làm bê tông bằng cách trộn đá vôi và đá núi lửa. Đối với các cấu trúc dưới nước, hỗn hợp vôi, tro núi lửa và nước biển sẽ ngay lập tức tạo ra phản ứng hóa học. Phân tích bê tông cho thấy nó tạo ra một hợp chất có tính kết dính vô cùng ổn định, chất lượng vượt xa xi măng ngày nay.

Ngoài ra, bê tông cổ còn có cấu trúc tinh thể lý tưởng của Tobermorite, làm cho nó có sức mạnh và độ bền cao hơn. Cuối cùng, các nghiên cứu trên kính hiển vi đã xác định rằng các khoáng chất khác trong bê tông cổ đại đã cho thấy tiềm năng ứng dụng làm cho khối bê tông đạt hiệu năng cao, bao gồm cả việc giảm thiểu độc hại.

Nhà khoa học Paulo Monteiro cho biết: “Vào giữa thế kỷ 20, công trình bê tông được thiết kế để tồn tại trong 50 năm. Tuy nhiên, các bến cảng La Mã này đã tồn tại trong 2.000 năm qua trước sóng biển và sự ăn mòn hóa học bên dưới đáy biển”.

5. Sơn phủ kim loại 2.000 năm tuổi vượt trội so với các tiêu chuẩn ngày nay

Họa tiết trang trí tại nhà thờ Sant’Ambrogio ở Milan, Italy. (Ảnh: La Gran Epoca)

Nghiên cứu cho thấy nghệ nhân và thợ thủ công cách đây 2.000 năm đã sử dụng một dạng công nghệ thời sổ đại để dính các màng kim loại mỏng lên các pho tượng và các mặt hàng khác với chất lượng cao hơn cả ngày nay.

Mạ vàng và bạc là những quá trình lâu đời dựa trên thuỷ ngân để phủ các mặt hàng như đồ trang sức, tượng với các lớp vàng hoặc bạc mỏng.

Từ góc độ công nghệ mà xét, trình độ của các thợ mạ vàng cổ đại đã đạt được cách đây 2000 năm rất đáng kinh ngạc, họ có thể làm lớp phủ kim loại rất mỏng, dính chặt và đồng nhất, tiết kiệm được các kim loại đắt tiền và cải thiện độ bền của nó, điều chưa từng đạt được hiện nay với cùng một tiêu chuẩn.

Thợ thủ công cổ đại đã sử dụng các kim loại một cách có hệ thống để tạo ra thành quả ngoạn mục. Họ đã phát triển một loạt các kỹ thuật, bao gồm sử dụng thủy ngân thành keo để dính các màng kim loại mỏng vào vật thể. Các phát hiện cho thấy người cổ đại có một mức độ hiểu biết và kiến thức về kỹ thuật tiên tiến cao hơn so với những gì chúng ta thường nghĩ.

6. Máy dò động đất 2.000 năm tuổi

(Ảnh: Forum.Nysa.PL)

Mặc dù chúng ta vẫn chưa thể dự đoán chính xác động đất, nhưng con người đã đi một chặng đường dài để phát hiện, ghi lại và đo lường các cơn địa chấn. Tuy vậy, nhiều người không nhận ra rằng quá trình này đã được bắt đầu từ gần 2.000 năm trước, với việc phát minh ra máy khảo sát địa chấn đầu tiên vào năm 132, bởi một nhà thiên văn học, nhà toán học, kỹ sư và nhà phát minh Trung Quốc tên là Trương Hành.

Thiết bị này có thể phát hiện động đất từ xa với độ chính xác đáng kể, và nó không dựa vào những rung chuyển hay dao động tại vị trí thiết bị được lắp đặt. Ở trung tâm máy phát hiện địa chấn của ông là một ống đồng to, với đường kính khoảng 2m.

Tám hướng có 8 con rồng chồm xuống dọc theo bên ngoài ống đồng, bố trí theo các phương vị chính của la bàn. Bên trong miệng của mỗi con rồng có một quả cầu bằng đồng nhỏ. Bên dưới có 8 con cóc được đặt ở những vị trí tương đương, miệng há sẵn để chuẩn bị đón nhận quả cầu rơi ra từ miệng rồng. Âm thanh phát ra khi quả cầu rơi xuống miệng của 1 trong 8 con cóc sẽ là 1 dấu hiệu rõ ràng về nguồn gốc và hướng đi của 1 trận động đất.

Năm 2005, các nhà khoa học tại Trịnh Châu, Trung Quốc, cũng là quê hương của Trương Hành, đã cố gắng dựng lại cỗ máy này và dùng nó để phát hiện các trận động đất mô phỏng tại Trung Quốc và Việt Nam. Kết quả cỗ máy đã phát hiện được tất cả, theo dữ liệu thu thập được thì nó có độ chính xác tương đương với các máy đo động đất hiện nay.

7. Chiếc cốc 1600 tuổi cho thấy người La Mã cổ đại đã biết đến công nghệ nano

(Ảnh: Manuel Gago)

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.

Hoàng An biên dịch