时间: 2025-08-16 17:07:08 | 作者: 华体会体育最新地址
农业、制陶、纺织等基本工艺，以及语言、生火、工具和轮子，都起源于石器时代，在有文字记载的历史开始之前。
N欧洲六世纪时对技术的所有认知都源自罗马。然而，罗马却很少发明它留给中世纪的工具和工艺。罗马文明达到了很高的文化和精致水平，留下了许多纪念碑，但其大部分技术都继承自石器时代、青铜时代和早期的铁器时代。
从漫长的旧石器时代（Paleolithic）走来，人类凭借语言、生火、狩猎武器和方法、驯化动物等工具和技术，永远地与动物世界分道扬镳。从大约公元前 8000 年（B.C.）开始于美索不达米亚的新石器时代（Neolithic），人类又获得了农业及其工具——犁、镰刀、斧头和研钵与研杵或石磨。轮子和轴大约在公元前 3000 年至 4000 年（B.C.）出现在美索不达米亚。人们发明了纺织技艺：毡制，通过煮沸和捶打将纤维交织成非织造布；纺纱，将亚麻或羊毛的纤维拉出并捻成连续的纱线，通常使用纺锤；织布，借助织布机将线交织；整经，浸泡和捶打布料以去除油脂；染色。生皮通过刮削和用栎树皮提取的鞣质浸泡，转化为皮革。重要的制陶艺术最初用手指和拇指捏塑黏土，然后盘绕黏土条，最后借助约公元前 3000 年（B.C.）发明的陶轮塑形其作品。
铜有时以游离金属状态存在，在新石器时代，人类在加入少量锡（约公元前 3500 年，可能偶然发生）之前，就已将其用作替代石头、木材和骨头的材料，从而创造了更优越的合金青铜。随后短暂的青铜时代，一端与旧石器时代重叠，另一端与更漫长（仍在持续）的铁器时代重叠。这两个金属时代与其说是历史时期，不如说是不同时间、不同地点发生的技术进化阶段。青铜时代从未出现在哥伦布之前的美洲，因为那里缺乏易于获取的锡。在中东地区，铜继续被普遍的使用，但更坚硬且可延展的青铜制作而成的工具和武器（包括荷马英雄的武器和盔甲）更出色。除了硬度，青铜的熔点较低，允许在模具中铸造。
随着青铜时代的到来，出现了“第一个伟大的技术文明”（贝尔纳·吉勒），1 石器时代的漫长无文字记载的历史慢慢地过渡到有文字的历史（包括许多被考古记录所记载）。文明社区在相距遥远的地方兴起，彼此之间就没有联系，甚至绝对没联系。对于罗马和早期中世纪的欧洲世界来说，非洲、东南亚、大洋洲和美洲的社会仍然完全不可见。即使是中国和印度，其文明与西方相比不相上下甚至超越，也几乎没办法跨越地理距离被看见。只有两河流域和尼罗河流域兴起的文明与后来的希腊-罗马社会紧密相连，因此对罗马遗产对中世纪欧洲的贡献非常显著。
除了发明文字（以象形文字的形式），美索不达米亚（苏美尔人、巴比伦人、亚述人）和尼罗河的埃及人还开创了天文学、数学和工程学。他们依赖河流的农业启发了第一批水坝和运河，以及第一个提水装置—— 沙杜夫或称为 swape（约公元前 3000 年），这是一种带有桶的一端配以配重杠杆的装置。葡萄和橄榄的种植刺激了大约公元前 1500 年杠杆式压榨机的发明。埃及人发现的发酵技术将葡萄汁转化为葡萄酒，将谷物转化为面包或啤酒；约公元前 1000 年发明的旋转石磨加速了全球日常的磨粉劳动。食品保存技术——干燥、腌制、熏制——被发明（或更有可能被发现）。 织布工发明了荷马所描述的立式织布机，即“大厅里矗立着的巨大织布机”，上面挂着“某种巨大织物的精细经线”，这是佩涅洛佩巧妙未完成的任务。2 城市建造了最早的自来水和排水系统；街道铺设在巴比伦首创，道路铺设在克里特。3 埃及和巴比伦制造了第一种补充古代日晷的计时器：水钟，或称漏壶，是一种缓慢流水的容器，上面有刻度标记，随着水逐渐流空，指示小时的流逝。它最初运行精度不佳，因为随着水的减少，水流变慢。4
铁的发现如同青铜一样，是偶然的。由于铁的熔点比铜高，它不能轻易地从矿石中分离出来，一定要通过锤打才能松动。即便如此，在首次发现（约公元前 2500 年）后的一千多年里，铁的用途仍然有限，直到黑海附近的亚美尼亚山区铁匠们发现，在木炭火中反复加热和锤打可以使其硬化。5 在《伊利亚特》中，武器是用青铜制作而成的，工具是用铁制成的，“民主金属”。6
尼罗河和底格里斯-幼发拉底河流域的灌溉文明建造了神庙、宫殿、方尖碑和陵墓，早期王朝（公元前第三千年）的埃及人使用铜制工具、斜坡、杠杆和拉绳，但没用滑轮和轮子。构成金字塔的巨大石块被拖在涂有动物脂肪的木板上，通过土制斜坡提升到上层，然后被移除。虽然美索不达米亚人将拱形结构用于支撑屋顶，但埃及和希腊则依赖柱梁结构（两根垂直柱子在顶部由水平横梁连接）。伯里克利的雅典借鉴了埃及的石工技术，例如将柱子由一叠叠鼓形石块组装而成，同时通过金属条、销钉和夹具加固结构。位于卫城（公元前 440-430 B.C.）的排练场（Propylaea）的承重梁通过铁条加固，这是建筑结构中首次使用金属构件。 美索不达米亚地区木材和石头匮乏，发明了砖块制作技术，最初在苏美尔地区使用日晒砖（公元前 3000 年之前），后来在巴比伦使用窑烧砖。7
马至少在公元前 11 世纪就被驯化了 。，8 但由于缺乏马鞍和马镫，其军事价值受限，而挽具问题也限制了其作为牵引动物的作用。适合牛的喉部与腹带挽具对马来说过于紧绷，导致马只能拉动轻载，例如《伊利亚特》中提到的双轮战车。同时，缺乏坚固的马鞍也影响了驮运动物的功能。
虽然新石器时代到罗马时代陆地交通几乎毫无进展，但水上交通却取得了巨大飞跃。到公元前 1000 年年 ，古代世界的航海大师腓尼基人慢慢的开始建造带有龙骨、舵杆和肋骨骨架的船只，这些骨架将船体板边缘对齐并紧密拼接，通过榫卯结构连接——简而言之，这就是现代的建造方式。9 荷马，在公元前七世纪或八世纪年写作的史诗中，描绘了奥德修斯独自建造了一艘能将他从卡吕普索的岛屿带走的船只，他用钻头钻孔，并用木制销钉将木材固定在一起。10
船只同时使用帆和桨。早期的埃及人向前划桨；而桨，作为一种不如划桨明显的装置，将船员转向向后。帆也可能诞生于尼罗河，那里盛行的风方便地吹向与水流相反的方向；埃及人向上航行，顺流而下他们的伟大河流。单帆（棉、亚麻或埃及莎草纸）是方形的，与船体垂直悬挂。转向是通过在船尾一侧安装的大桨来完成的。导航依靠太阳、星星和肉眼，以及推算：对船只速度、航向和漂移的粗略计算。凭借这样的船只和技术，腓尼基人（《奥德赛》中被称为“贪婪的无赖”)11 不仅从他们的家园（大致相当于现代黎巴嫩）航行到地中海的各个角落，还追寻英国锡矿进入了大西洋。
需要书面记录和通信，腓尼基航海商人发明了古代世界的一种字母文字（与象形文字相对），这种文字经过变化后传给了希腊人，再传给罗马人，最终传到中世纪的欧洲。它的传播得益于世界三大重要书写材料中的第二种——羊皮纸的出现。羊皮纸是经过干燥、拉伸和削薄的绵羊、山羊和牛的皮，比埃及的芦苇纸更平滑、更耐用。羊皮纸在希腊帕加马（羊皮纸的名字由此而来）在公元前第二世纪得到了最终的改进，通过在石灰中浸泡数天。所得材料两面都可以书写，并将叶片装订成册（codex），比古老的卷轴更方便。
古代军事史的大部分与人类进步的记录无关，但亚历山大大帝在公元前四世纪后期的征服对整个近东和东地中海的“希腊化”（Hellas：希腊）产生了重大影响。随后的时代以其哲学家、数学家和自然科学家而闻名，其中以亚历山大的导师亚里士多德（公元前 384-322 年）为首。尽管亚里士多德与他的导师柏拉图一样，对艺术和工艺存在偏见，但归功于他或（更近时期）他的学生斯特拉托的作品中，有《力学》，这是世界上第一本工程学文本。《力学》包含了最早关于多个滑轮和齿轮的记载，以及除螺丝之外的所有简单机械优势装置。
亚历山大大帝以自己名字命名的城市——埃及海岸的亚历山大城，成为了地中海世界最伟大的学术图书馆所在地，并庇护了一些最伟大的科学家。这中间还包括数学家欧几里得（约活跃于公元前 300 年）、埃拉托色尼（约公元前 276 年—公元前 194 年），他进行了地球周长的首次计算，以及天文学家-地理学家托勒密（约活跃于公元 127 年—公元 145 年）。希腊化时期的业余科学家们追求的目标是“求知而非行，理解自然而非征服她”（M. I. Finley）12。尽管如此，他们在技术和科学方面都做出了重要贡献。阿基米德（约公元前 287 年—公元前 212 年）发现了浮力原理并阐述了杠杆原理。另一个基本机械部件——螺旋，据传是他发明的，但可能更早就已存在：其原始形式是一种提水装置，即一个螺旋管置于倾斜的圆筒内，由奴隶或动物通过踏车驱动旋转。 阿基米德还可能发明了齿轮和齿轮传动装置，这是他在西方著作中首次描述的。13
还有两位亚历山大的发明家和思想家留下了证据，分别是克特西比乌斯（活动时期约公元前 270 年）和赫伦（活动时期公元一世纪）。克特西比乌斯发现了空气的可压缩性，并可能发明了压力泵，这是一种由两个圆柱体组成的装置，其活塞由两者之间的水平杠杆驱动，交替地将水从其中一个挤出并吸入另一个。他还通过提供一个溢流口解决了水钟不规则的问题，该溢流口使操作容器中的水位保持恒定。14 赫伦发明了多种机械玩具，包括微型蒸汽机，这些创造物的原理最终会被应用于实际用途，但只有当世界经历了多次准备性革命之后才会实现。
希腊化时期的希腊人并非发明了炼金术和占星术这两种伟大的“伪科学”，而是推动了它们的发展，它们分别是化学和天文学的思辨性起源。两者都起源于美索不达米亚，并在希腊化时期被积极追求。占星理论的一个晚期补充——个人星盘的推算——对科学发展产生了宝贵的影响，因为它要求准确掌握行星的运动，以确定它们出生时的位置。
希腊化时期的占星术兴趣导致了在亚历山大港的无名发明家发明了星盘，“世界上第一个科学仪器”。15 在其原始形式中，星盘（“astro”-“labe”，星盘）是一个带有天穹地图的木质圆盘，其外边缘以 360 度划分。一个指针可以在中心轴上旋转，瞄准太阳或其他天体，以给出赤道以上的高度，从而为给定纬度提供较为合理准确的时间指示。相反，星盘能确定纬度，但很久内没有人想到这种可能性。
占星术从希腊传到罗马，再传到中世纪的欧洲，而炼金术虽被罗马人鄙视，却经由阿拉伯人于更晚的时期才传入中世纪的欧洲。但随着罗马征服吸收了希腊化世界，发生了巨大的技术转移，从腓尼基-希腊字母到阿基米德螺旋式水车到石砌建筑。罗马的技术在罗马前辈最强大的地方最强，在那些被他们忽视或失败的地区最弱。
罗马人继承了他们的大多数农业工具和技术，并对其进行改进和补充。轻犁（aratrum）在地中海地区的沙质土壤中表现良好，通过两项改进变得更高效——首先，在犁铧前方安装了铁制犁壁，这是一种垂直的刀片；其次，在犁铧后方加装了木质犁底板，用于翻转土壤。罗马人对农业的工程技术改进了灌溉系统，并开创了系统施肥的应用。尽管他们在植物或动物的科学研究育种方面做得不多，但他们增加了马和羊的数量，并找到了一种更好的羊毛收获方法，即在脱毛季节使用剪毛机代替传统的拔毛方法。16
在谷物研磨方面，罗马人进行了一次值得称道的改进，将旋转手磨转变为由驴或奴隶驱动的巨大沙漏式磨坊，这些磨坊的实例保存在庞贝、赫库兰尼姆和奥斯蒂亚。葡萄和橄榄的处理也通过采用螺旋压榨机得到了改进，这是一种阿基米德螺旋的应用的新用途，对未来具有深远意义。17
赫库兰尼姆的罗马谷物磨坊。谷物被倒入上磨石中心的开口处，面粉则落入下磨石基座周围的沟槽中。一根通过上磨石方形孔插入的横梁用作转动磨石的把手，由奴隶或驴子操作。右边的磨坊已经丢失了上磨石 .*
从希腊人那里，罗马人继承了一套完善的采矿技术，以及将采矿作为政府垄断经营的模式，依赖奴隶劳动和铁制工具：锤子、镐、凿子、楔子。他们留下支柱来支撑巷道；在墙壁上凿出凹槽来放置油灯。通风仍然是一个未解决的问题，劳动条件极其恶劣。18 在他们从希腊人那里继承的铁冶金技术上，罗马人增加了回火（重新加热和冷却），使金属变硬而不变脆。在他们的工具箱中，他们增加了木工刨子，这种工具首次出现在罗马的描绘中，可能是由罗马人发明的。19
罗马帝国时期，手工业生产蒸蒸日上，得益于更大的市场和城市居民富裕阶层的增长。主要产业是羊毛和亚麻布的制造（中国的丝绸和埃及的棉花是进口的奢侈品）。妇女在家中或在大庄园上进行纺纱和织布，她们使用的工具是永恒的纺锤和立式织布机。精加工——整染和染色——需要资本投入，因此被男性专业技术人员在店铺中掌握。20
罗马陶器工匠继承了希腊传统，将这门手艺带到了艺术的高度，但工艺或材料上并未有所改进。然而，玻璃制造，其技术介于陶瓷和冶金之间，实现了重大创新：玻璃吹制，这项发明诞生于罗马行省叙利亚，时间是在公元一世纪 21
庞贝古城中 Fuller 的店铺，用于浸泡纺织品的槽。尽管在古代，纺织和编织是女性从事的家庭产业，但精加工是由男性专家完成的
像埃及和希腊一样，罗马帝国在其建筑建造方面留下了最显著的成就。它运用着西方世界前所未有的工程技术，在地中海沿岸和西欧散布了桥梁、道路、城墙、公共浴室、排污系统、竞技场、广场、市场、凯旋门和剧院。罗马遗迹中最具特色的是那些为首都和其他城市供水系统服务的输水渠。通常它们沿着低矮的开放式或封闭式砖石渠道运行，或通过山腰挖掘的隧道，但有时它们以长长的、风景如画的石拱桥线条横跨山谷。法国南部的三层 Pont du Gard 是罗马遗迹中最令人印象深刻之一，其两层主结构在两千多年里无需砂浆就屹立不倒。罗马人拥有优质的石灰砂浆，但仅用于较小石头的建筑，例如 Pont du Gard 顶层使用的石头。通过将砂浆与沙质火山灰混合，罗马建筑师生产出一种水硬性水泥，这种水泥在水中干燥后会变得像岩石一样坚硬。 与沙子和碎石混合后，它变成了防水混凝土。22
罗马建筑的基本设计构件是半圆形拱，通过延伸转化为筒形拱，其能够承担重量的能力和跨度比简单梁更大。凭借这种坚固、持久且多功能的装置，罗马人建造了能够屹立数个世纪的输水道、桥梁、浴场和巴西利卡。然而，罗马人对半圆形形式的依赖存在一个盲点。作为拱顶，它给支撑墙施加了巨大的重量，这些墙体必须做得厚重且几乎无窗。作为桥梁中的拱，它需要在溪流中建造巨大的桥墩，这些桥墩安装在始终不确定的基座上——即打入河床的幼树桩，直到“拒绝”，也就是人们站在水中和泥中能够将其打入的深度。围堰（在溪流中建造的临时防水围栏）允许更深的桩基，但由此产生的桥墩仍然容易受到冲刷的影响，即水流中旋转的沙子对桥墩基础的磨蚀作用。冲刷本身还因许多厚重桥墩对水流造成的狭窄而加剧。尽管许多罗马桥梁得以幸存，但许多桥梁仍因冲刷而损毁。23
罗马工程学从埃及人那里学习了测量技术，强调精确测量，并将希腊人从埃及人、腓尼基人和巴比伦人那里继承的度量衡系统（英寸、英尺、英里、磅、安弗拉）强加给了西方世界。除了宏伟的公共工程，罗马人还为富裕阶层创造了精美的家庭建筑，这是古典世界中最大、最富有的阶层。在拥挤的首都多层房屋中，他们引入了室内楼梯，而在空间更宽敞的乡村，他们建造了舒适且美观的单层别墅，是地方政府官员和富裕私人家庭的住所。罗马公共浴室从别墅中借鉴了其供暖系统——源自印度的地暖系统（hypocaust），该系统在瓷砖地板下循环热空气。24
罗马的圣天使桥。半圆形拱门需要在溪流中建造巨大的桥墩 。 / 照片由 Philip Gendreau 提供
罗马最令人钦佩的工程之一是庞大的道路网络，该网络始于共和国时期，到公元第三世纪已包括 44,000 英里厚实分层、排水良好、耐用的道路，用混凝土灌浆并铺上砾石，或在城市附近用砂浆铺设的石板铺面。通常道路笔直如箭，倾向于山脊而非山谷，宁愿采用陡坡也不偏离最直接的路线。只有在没办法避免时才进行岩石隧道工程，采用希腊方法，通过在岩石表面生火加热，然后用泼水使其开裂，直到炸药的使用才改进了这一技术。25
道路偏好于直线而非水映了军事用途（行军士兵）优先于商业用途（马车和驮兽）的优先级。陆路运输仍然困难且昂贵，甚至在帝国晚期成本还上升，阻碍了经济发展。
海运远比陆运便宜，尽管造船和航海方面鲜有创新。船舶被长期划分为“长船”和“圆船”两种类型，其界限变得十分明确。长船（战船）依靠桨推进，其狭长的船体货舱空间狭小，大多数都用在战争。圆船依靠风帆驱动，船体较深，操纵笨拙，但坚固且相对耐用。罗马造船师效仿希腊人和腓尼基人，将木板边缘对齐铺设，先建造外壳，再插入肋骨骨架，并通过木制销钉和铁钉固定榫卯关节，使接缝如此防水，无需进行密封处理。舵桨得以保留，并通过一个类似桨轴的箱状结构更牢固地固定，使其功能类似于桨轴。26
最大的导航难题是顶风航行，这需要以与船舶航向成角度的方式利用风，通过一系列之字形路线航行。一种来源不明的宝贵辅助工具早在公元 1 世纪就出现在地中海，那就是三角帆，一种能够从任一表面利用风力的前帆后桁帆。然而，调整它却是一项艰巨的任务，随着帆船尺寸的增大，这项任务变得更困难，在整个罗马时代，三角帆只出现在小型船只上。A.D.。27
公元前八世纪，希腊人在德尔斐的码头率先进行了人工港口建设 B.C. 罗马建筑技术在整个地中海沿岸以及大西洋沿岸扩大了港口设施和灯塔（借鉴了著名的亚历山大港法罗斯灯塔），坚固的罗马石砌结构使信标火一直燃烧到中世纪。
尽管罗马拥有令人印象非常深刻的军事历史，但在装备其武装部队方面，他们并不具有创新性。负责防御广阔帝国边界的三十多个军团所穿着和携带的金属比以往任何军队都要多，但无论是武器还是盔甲都没提供任何新东西。军团攻城武器的 torsion-powered catapult（扭力驱动投石机）长期被希腊人使用。其最常见的形式采用由动物肌腱束制成的弹簧对，拉紧并扭曲以向巨大的弓弦提供动力。28 否则，罗马人通常鄙视弓箭，有时因此处于劣势。在战争和建筑施工中，组织性是罗马人的强项。他们的阶梯式组织架构——军团、支队和百人队——作为一种指挥控制管理系统，直到现代都保持着无与伦比的地位。军团无与伦比的工程能力也是如此，允许快速建造营地、防御工事、道路和桥梁。
并非罗马帝国的所有技术都源自古埃及、近东和希腊。公元 4 世纪从高卢传来一种急需的农业收获加工改进——连杆打谷器，它通过将两根棍子铰接在一起制成，比单根棍子或动物蹄子的踩踏更方便的脱粒装置。29 高卢农业还发明了一种惊人的农业机械——机械收割机，老普林尼（A.D. 23–79）将其描述为“一个带有牙齿的巨大箱子，由两个轮子支撑。”这种机器在公元 4 世纪 A.D. 仍在使用，当时 Palladius 留下了描述，后来在 1830 年代启发了澳大利亚发明“Ridley’s stripper”。30 最初的收割机在中世纪的早期黄昏中消失。高卢人更是一种用脂肪和天然苏打煮沸制成的肥皂的来源（罗马人不用肥皂）。31
其他借来的技术来自所谓的“蛮族”，这是罗马人（如吉本）对从北方和东方进入帝国的移民的统称，这些移民以各种方式（和平或非和平）进入帝国，始于公元 2 世纪 A.D. 尽管日耳曼入侵者缺乏书面语言和石砌建筑等南方精巧技艺，但他们为罗马世界带来了几项重要创新，令人惊讶的是，这中间还包括更好的武器金属。通过硬化几片薄铁的表面，然后将它们焊接在一起，他们的铁匠能制造出异常坚硬耐用的刀刃。然而，这个操作风险很高，这种层状“钢”武器是昂贵的稀有品。32
日耳曼民族还引入了一种非地中海风格的服装，包括毛皮、长筒袜、裤子和系带靴子，以及将一件衣服由多个独立部件缝合在一起的想法——简而言之，现代西方风格的服装和制造技术。33 另一项蛮族贡献，木桶，始于公元前第一个世纪 B.C.，用以替代易碎的陶制双耳瓮和漏水的动物皮，用于运输油、酒和啤酒。34
尽管罗马人拥有精湛的工程技术和对创新借鉴的天赋，但在利用力量的过程中，他们却因两个重大失误而技术受限。第一个是马具的缺陷，自青铜时代以来一直未得到改进。在中国，至少在公元前二世纪，马匹通过可以自由呼吸的胸带拉动，而更高效的颈带式马具在一百年后被图像证明存在。B.C.。35 然而，希腊人和罗马人都未能采用这两种装置。串联挽具、急转弯、悬挂和润滑为车辆运输提供了辅助问题。“古代挽具……仅微弱地利用了每头动物的力气，阻碍了集体协作，因此只能提供微不足道的输出”（勒费布尔·德·诺特斯）。36
第二次失败是在对一项具有重大意义的发明——水车的利用上。罗马人并没有完全忽视水车，但他们未能认识到它的潜力。
这项发明的早期历史——或是说多项发明，垂直轮和水平轮可能有不一样的起源——模糊且存在争议。现在一致认为，水平水轮大约在公元前 200 年左右起源于亚美尼亚的山脉。它似乎直接从旋转石磨发展而来。它由一个带有桨叶的轮子组成，要么水平放置在溪流中，一侧遮挡水流，要么配备一个滑槽来引导水流。适用于水量较小、水流适中的溪流，通过将垂直轴向上延伸到旋转的磨石，可以很容易地将其用于谷物磨坊。 由于结构相对比较简单、造价低廉，它迅速传播。37
这种更强大的垂直轮显然源自一种名为“noria”的水提升装置，该装置发明于波斯或印度。在其原始形式中，noria 是一个大型垂直轮，轮周装有水桶，由围绕绞盘转动的公牛或踩踏踏板的公牛驱动。38 但当 noria 安装在快速流动的溪流中时，水流足以驱动轮子转动，这表明可以将其用于磨谷物。水平轴被延伸以驱动一对相互垂直的齿轮轮，其中第二个齿轮驱动一个位于其上方或下方的磨石。
可以明确识别为垂直式水车的最早描述是维特鲁威的描述，他是奥古斯都时代的工程师（公元前 31 年–公元 14 年），撰写了一部关于罗马工程所有方面的十卷著作。维特鲁威对这种装置表示热情，但评论说它属于“很少使用的机器”。39 他描述的水车是“下冲式”的，也就是说，其下部浸入溪流中，水流使其向相反方向转动。
平底轮通常能达到 15%到 30%的效率，足以用于磨粉。对于更苛刻的任务，更优越的设计是上冲轮。在这种布置中，水流通过水道或滑槽被引至轮顶，水的全部重量得以施加，由此产生 50%到 70%的效率。40 由于它需要水坝、水道、闸门和尾水道以及齿轮，上冲轮的初始成本很高。因此，大土地所有者和甚至罗马国家都 reluctant to build it。虽然除城市外很少建造任何类型的水力磨坊，但在法国南部阿尔勒附近的 Barbegal，已从遗迹中识别出一个非凡的复杂设施。该设施可追溯到公元 4 世纪 A.D.，由八个上冲轮组成，每个轮子带动一对磨石，总产能为每小时三吨谷物。还有一条令人着迷的记载，提到公元 4 世纪使用水轮切割和抛光大理石，出自高卢-罗马诗人奥索尼乌斯（约 310 年－约 395 年）的作品。 这是任何文本中关于罗马人将水力用于除磨谷物以外的目的的唯一参考，并且其线
可以肯定的是，在水磨在晚罗马帝国时期仍然稀缺，垂直轮更少，效率更加高的溢流式类型更少，而用于非磨粉应用的情况几乎不存在。到帝国末期，两种主要的动力来源是人畜，而动物动力因缺乏良好的马具而受到严重限制。
除了这两项技术上的失败，罗马人在其他两个领域也存在重大失误，这些领域对技术产生了深远影响：理论科学和经济学。在科学领域，希腊精英推崇知行合一，而罗马知识阶层则相反，他们强调实践而忽视理论。他们对希腊科学和哲学兴趣甚微，以至于从未费心将亚里士多德、欧几里得、阿基米德等希腊学者的著作翻译成拉丁文。其后果是，中世纪欧洲的知识阶层继承了拉丁语作为通用语言，长达六个世纪对希腊经典一无所知或知之甚少——这或许是西方文化史上最奇怪的断层。
希腊学术的衰落并非完全彻底。一些罗马作家，如普林尼和博伊修斯，明白他们的亚里士多德。此外，也有人做出了自己原创的科学贡献。科洛梅拉（活动于公元一世纪）根据自己经验，提供了科学农业指南《农书》（《乡村管理》），而维特鲁威这位建筑师兼工程师在其巨著中，既运用了自己的亲身知识，也参考了希腊资料。但总体而言，罗马人在处理技术问题时，对理论科学的应用并不充分。 公元 一种解释将责任归咎于以修辞为基础的罗马教育体系，该体系强调写作、语法和逻辑表达而非自然知识，正如林恩·怀特（Lynn White）所称之为“统治阶级的反技术态度”。42 该体系杰出的产物之一，哲学家塞涅卡（公元前 4 年—公元 65 年）在写作时似乎意识到了罗马的缺陷，他写道：“总有一天，后代会惊讶于我们竟然对这些对他们来说显而易见的事情一无所知。”43
罗马帝国在技术史上的最后一个弱点体现在经济领域。罗马帝国令人敬畏的政治和军事外衣掩盖了一个长期贫困且大部分停滞的农民经济。那些依靠奴隶团伙——被鞭打、烙印和镣铐——来耕种他们的庄园（latifundia）的大地主们，44 很少有动力去探索节省劳动力的技术，他们的奴隶也不是潜在的客户，可能刺激资本在磨坊等企业中的投资。
尽管帝国政府在西方看来已发展到了前所未有的规模，但罗马的私营经济部门仍然发展迟缓。地中海的港口城市维持着活跃的商业生活，但规模较小，商业技术也相当原始，缺乏信用工具、可流通票据和长期合作伙伴关系。唯一大规模可用的资本资源属于政府，政府慷慨地投入道路、公共建筑、供水和其他市政设施，但对工业和农业生产却贡献甚微。私人财富要么被浪费在消费上，要么被凝固在土地上，而不是投资于企业。45
简而言之，罗马经济在促进技术创新的产生和传播的动态方面是薄弱的。随后的时代，发展了不同的社会和经济结构，创造了一个更加有助于技术发展的新环境。
农业、制陶、纺织等基本工艺，以及语言、生火、工具和轮子，都源于史前时代的石器时代，在有文字记载的历史开始之前就已出现。冶金、文字、数学、天文学、工程学、葡萄和橄榄种植、食品保存、造船和城市，则是早期历史文明（在近东和埃及，以及中国和印度）的产物，这些文明在希腊和罗马出现之前就已繁荣。事实上，这两个伟大的古典社会“共同为世界的知识和技术设备库贡献甚少”，正如 M. I. Finley 所指出的，他引用了“一些具体的例子”，包括齿轮、螺丝、螺旋压榨机、玻璃吹制、混凝土、扭力弩炮、自动机，以及水车的发明但传播有限，“对于一个拥有超过一千五百年的伟大文明来说，这并不多。”46
然而，希腊和罗马在借鉴的许多技术上进行了改进，并且罗马极大地扩展了其应用场景范围。借鉴技术是一项非常有价值的活动，通常会导致进一步的发展，而这些发展是出借文明的未能实现的。继罗马帝国之后的新欧洲受益于罗马勤奋的借鉴和综合，并开启了类似的自身发展历程。
1. 伯特兰·吉勒编，《技术史》，第一卷，《技术与文明》，纽约，1986年（最初于1978年以《技术史》为名出版），第147页。
2. 荷马，《奥德赛》，罗伯特·菲茨杰拉德译，纽约，1961年，第二卷，第94-95行。
3. 让·德沙耶斯，“希腊技术”，载于莫里斯·达穆斯编，《技术与发明史：穿越时代的进步》，伊琳·B·亨内西译，纽约，1970 年（以下简称达穆斯），第一卷，第 187、196 页；R·J·福布斯和 E·J·迪克斯特霍伊斯，《科学与技术史》，第一卷，《古代时代至十七世纪》，哈蒙德沃思，1963 年（以下简称福布斯和迪克斯特霍伊斯），第 67-68 页；L·斯普雷格·德坎普，《古代工程师》，纽约，1963 年，第 70-71 页。
7. 德坎普，《古代工程师》，第 39-40 页，第 43 页，第 92 页，第 93 页；B. 吉尔，《技术史》，第一卷，第 257-258 页。
11. 荷马，《奥德赛》，第15卷，第403行，引自萨巴蒂诺·莫斯卡蒂，《腓尼基人的世界》，纽约，1965年，第87页。
12. M. I. 芬利，“古代世界的技术创新与经济发展”，《经济史评论》，第 2 辑，第 18 期（1965 年），第 32 页。
13. 德沙耶斯，“希腊技术”，载于达马斯的著作，第 1 卷，第 191 页；J. G. 兰德尔，《古代世界的工程学》，加利福尼亚大学伯克利分校，1978 年，第 59 页；唐纳德·希尔，《古典和中世纪工程学史》，伊利诺伊州尔，1984 年，第 132-33 页，引自 A. G. 德拉赫曼，《希腊和罗马古代机械技术》，威斯康星州麦迪逊，1963 年，第 154 页。
15. A. J. 蒂尔纳，《星盘；与星盘相关的仪器》，伊利诺伊州罗克福德，1985 年；J. D. 诺斯，“星盘”，《科学美国人》230（1974 年），第 96-106 页。一个远为复杂的装置，可追溯至公元前一世纪，于 20 世纪初在安提基特拉岛附近被发现，并由德里克·德索拉·普赖斯认定为一件精密的天文日历。普赖斯指出，该装置打破了希腊人在技术上薄弱的神话：“技术是存在的……只是它没有像伟大的大理石建筑和不断复制的文学作品那样得以保存。”（德里克·德索拉·普赖斯，《巴比伦以来的科学》，纽黑文，1976 年，第 48 页。）
24. 杜瓦尔，“罗马的贡献”，载于达马斯，《第一卷》，第247、223、228-29页。
27. 兰德尔，《工程学》，第157-58页；小林恩·怀特，《中世纪宗教与技术：论文集》，加利福尼亚大学伯克利分校，1978年，第255-60页。利昂内尔·卡森列出了五种古代前后帆的类型：地中海的三角形斜帆；四边形（阿拉伯式）斜帆；三角帆；横桁尖顶帆；斜桁帆。所有这些显然都局限于小型船只。（《古代世界的船舶与航海技术》，普林斯顿，新泽西州，1971年，第243页。）
39. 维特鲁威，《建筑十书》，10.1.6，引自 T. 雷诺兹，《百人强于百人》，第 30 页。