Những phát minh kiệt xuất thời cổ đại làm thay đổi thế giới

• Những phát minh "không tưởng" không được ứng dụng trên xe hơi
• Người phụ nữ phát minh vật liệu làm áo chống đạn
• Những phát minh siêu đẳng chống "yêu râu xanh"1

Chúng ta đã bị thất truyền bí quyết chế tạo một số phát minh hữu ích nhất trong lịch sử loài người. Và ngay cả với tất cả nỗ lực và những phát minh của chúng ta, tổ tiên cách đây hàng nghìn năm vẫn làm chúng ta kinh ngạc với tài trí và những phát minh của họ. Chúng ta chỉ mới tạo ra được một số phiên bản hiện đại của những phát minh này, nhưng cũng chỉ vừa mới gần đây.

Sắt Damascus được làm tựa công nghệ nano

Vào thời Trung cổ, các thanh kiếm được làm từ một chất liệu gọi là sắt Damascus đã được sản xuất ở khu vực Trung Đông từ một loại nguyên liệu thô, gọi là sắt Wootz châu Á. Loại sắt này cứng một cách đáng kinh ngạc. Nhưng chỉ đến thời Cách mạng Công nghiệp thì loại sắt cứng như vậy mới có thể được tạo ra một lần nữa. Bí mật để rèn ra loại sắt Damascus vùng Trung Đông này chỉ được tái hiện lại nhờ các kính hiển vi điện tử trong phòng thí nghiệm hiện đại. Loại sắt này được sử dụng lần đầu tiên vào khoảng năm 300 TCN và có vẻ như các hiểu biết về loại sắt này đã biến mất một cách kỳ lạ vào khoảng giữa thế kỷ 18.

Công nghệ nano đã được sử dụng trong quá trình sản xuất sắt Damascus, vì các chất liệu được thêm vào trong quá trình rèn sắt để kích phát các phản ứng hóa học ở mức lượng tử, theo giải thích của chuyên gia khảo cổ K. Kris Hirst trên trang About.com thì đây chính là một loại hình giả kim thuật.

Hirst đã trích dẫn một nghiên cứu của Peter Paufler lãnh đạo tại Trường Đại học Dresden (Đức) và xuất bản trên tạp chí Nature (Tự nhiên) vào năm 2006. Paufler và đội ngũ của ông đã đưa ra giả thuyết cho rằng, các tính chất tự nhiên của nguồn nguyên liệu từ châu Á (sắt Wootz), khi được kết hợp với các chất liệu ở khu vực Trung Đông, đã kích phát một loại phản ứng: "Chất sắt phát triển một cấu trúc vi mô gọi là “carbide nanotubes”, các ống các-bon cực kỳ cứng được biểu hiện trên bề mặt và tạo ra độ cứng của lưỡi kiếm”, Hirst giải thích.

Các chất liệu được thêm vào trong quá trình sản xuất sắt Damascus bao gồm vỏ cây Cassia auriculata, nhựa cây gòn (milkweed), vanadi, crom, mangan, coban, niken, và một số nguyên tố hiếm gặp khác, và từ các dấu vết có thể suy ra nguồn gốc của chúng có lẽ là đến từ các mỏ quặng Ấn Độ. Hirst đã viết:  "Điều đã xảy ra vào giữa thế kỷ 18 là thành phần hóa học trong chất liệu thô đã thay đổi, tức là số lượng vi tế của một hoặc một số các khoáng chất đã biến mất, có lẽ do mạch quặng riêng biệt nào đó đã bị cạn kiệt".

Kính uốn dẻo: loại chất liệu vô cùng quý giá

Ba ghi chép cổ đại về một loại chất liệu gọi là vitrum flexile, hay kính uốn dẻo, chưa đủ rõ ràng để có thể kết luận loại chất liệu này thực sự tồn tại. Câu chuyện về phát minh này đã được kể lại lần đầu tiên bởi Petronius (mất năm 63 SCN).

Ông đã viết về một người thợ làm kính, người đã trình lên Hoàng đế Tiberius (trị vì từ 14-37 SCN) một chiếc bình thủy tinh. Ông yêu cầu hoàng đế đưa nó lại cho ông, và đúng lúc đó, người thợ làm kính này đã ném chiếc bình xuống sàn. Chiếc bình chỉ hơi sứt mẻ, chứ không bị vỡ, và người thợ làm kính nhanh chóng gõ nó trở lại hình dạng ban đầu. Lo sợ các loại kim loại quý (vàng, bạc) sẽ bị giảm giá trị, Tiberius đã ra lệnh chém đầu người thợ để bí mật về chất liệu vitrum flexile có thể bị chôn vùi cùng với cái chết của ông.

Trưởng lão Pliny (Gaius Plinius Secundus) (mất 79 SCN) cũng đã kể lại câu chuyện này. Ông nói rằng, mặc dù câu chuyện trên được kể lại thường xuyên, nhưng nó không đúng hoàn toàn. Phiên bản được Dio Cassius kể lại khoảng vài trăm năm sau đã biến người thợ làm kính thành một nhà ảo thuật. Thực ra, khi chiếc bình bị ném xuống sàn, nó đã vỡ và người thợ làm kính đã sửa lại chỉ bằng tay không.

Vào năm 2012, công ty sản xuất kính Corning đã ra mắt loại "kính cây liễu." Với tính chất kháng nhiệt và mềm dẻo vừa đủ để cuộn lại, loại kính này đã tỏ ra đặc biệt hữu dụng khi chế tạo các tấm năng lượng mặt trời. Nếu thợ làm kính người La Mã xấu số này đã thật sự phát minh ra chất vitrum flexile, thì có vẻ như ông đã đi trước thời đại cả nghìn năm.

Bê tông La Mã

Các khối kiến trúc La Mã rộng lớn đã tồn tại hàng nghìn năm qua là minh chứng cho những ưu điểm của bê tông La Mã so với bê tông hiện đại, vốn sẽ xuất hiện dấu hiệu xuống cấp sau 50 năm. Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu đã cố gắng hé mở bí ẩn về độ bền của khối bê tông cổ đại này. Thành phần bí mật của nó là tro bụi núi lửa.

Một bài viết được xuất bản bởi Trung tâm Thông tin của Trường Đại học Californa ở Berkeley vào năm 2013 đã tuyên bố rằng, đây là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu đã hiểu được cách hợp chất canxi-nhôm-silicat-hydro cực kỳ bền vững này kết nối các chất liệụ với nhau. Quá trình tạo thành loại bê tông này sẽ tạo ra lượng khí thải CO2 thấp hơn so với quá trình tạo ra bê tông hiện đại. Tuy nhiên, một số nhược điểm khi sử dụng là, nó cần nhiều thời gian hơn để khô, và mặc dù nó tồn tại được lâu hơn, nó vẫn yếu hơn so với bê tông hiện đại.

Những phát minh thông thường khác:

* Giấy

Trước khi phát minh ra giấy, con người thường ghi chép lại các sự kiện trên đá, đất sét và sau đó là da động vật, tre hay dải lụa. Mọi việc bắt đầu thay đổi khi một người Trung Quốc phát minh ra giấy từ năm 105 khiến mọi người thuận tiện sử dụng. Người đàn ông đó là Thái Luân, một hoạn quan trong triều đình. Ông dùng vỏ cây, sợi gai, vải rách… để chế tạo ra giấy.

Thực ra, trước Thái Luân đã có nghề làm giấy ở Trung Quốc, có thể là từ thế kỷ thứ II trước Công nguyên, sớm hơn Thái Luân tới 100 năm. Vậy nên có người coi Thái Luân chỉ là người có công cải tiến kỹ thuật làm giấy ở Trung Quốc.

Từ thế kỷ 12, giấy được đưa sang châu Âu thông qua giao lưu giữa phương Tây Thiên Chúa giáo và phương Đông Arab cũng như qua nước Tây Ban Nha thời kỳ Hồi giáo.

* Bánh xe

Việc phát minh ra bánh xe tạo ra sự thay đổi vượt bậc trong sản xuất, giao thông… và cuộc sống của con người. Nhờ có bánh xe, con người không còn phải mang vác nặng bằng sức người hay sức ngựa như trước nữa.

Những chiếc bánh xe đầu tiên được tìm thấy có niên đại từ 3.500 năm trước công nguyên tại khu vực Lưỡng Hà. Chúng chủ yếu là các khúc gỗ được xẻ ra thành tấm và đục lỗ ở giữa để làm trục.

Với hình dạng như vậy, những chiếc bánh xe giúp cho việc vận chuyển của con người trở nên dễ dàng hơn nhưng vẫn chưa thực sự hữu dụng bởi chúng quá dày và nặng. Mãi tới thiên niên kỷ sau đó, con người mới phát minh ra nan hoa, nhờ đó mà bánh xe trở nên nhẹ hơn và hoạt động linh hoạt hơn.

Đến năm 1845, lốp bơm hơi được trình làng lần đầu bởi R.W. Thompson và được cải tiến bởi John Dunlop vào năm 1888 giúp cho bánh xe ngày càng hoạt động hiệu quả hơn.

* Cúc áo

Chiếc cúc áo dù nhỏ bé nhưng lại là phần không thể thiếu của các trang phục. Trước khi tìm ra kim loại, con người chủ yếu dùng dây buộc, xương hoặc gai cây thay cho cúc áo.

Hiện tại, vẫn chưa rõ cúc áo do ai phát minh ra. Một số nhà sử học khẳng định, cúc áo có từ thời La Mã, một số khác cho rằng, từ thời Hy Lạp cổ đại, trong khi một nhóm nhà khoa học đưa ra những dẫn chứng về nguồn gốc châu Á của cúc áo.

Theo các nhà khảo cổ học, những biến thể giống cúc áo đầu tiên được làm từ vỏ sò đã được phát hiện trong nền văn minh Thung lũng Indus Kot Yaman giai đoạn khoảng 2800-2600 trước Công nguyên.

Mãi cho tới thế kỷ 18, cúc áo được xem là vật xa xỉ mà chỉ có nhà giàu mới dám dùng. Vua chúa dùng cúc bằng vàng, bạc, còn giới thượng lưu dùng xương voi. Tới tận thế kỷ 19, dù đã có cúc áo bằng thép và đồng nhưng cúc áo vẫn là đồ vật đắt tiền.

Ngày nay, cúc áo không chỉ là một vật dụng nhỏ bé thông thường mà còn được chế tác như những tác phẩm nghệ thuật tinh xảo nằm trong các bộ sưu tập và được bán với giá cao.

* Bàn chải đánh răng

Những chiếc bàn chải đánh răng đầu tiên được tìm thấy cách đây 5.000 năm khi các nhà khoa học phát hiện ra tại các bãi khảo cổ Ai Cập. Chúng được làm hết sức đơn giản, từ cành cây và có sợi tơ ở đầu.

Đến năm 1498, vị hoàng đế Hoằng Trị nhà Minh (Trung Quốc) đã sáng tạo ra loại bàn chải mà chúng ta dùng ngày nay nhưng với nguyên liệu từ xương thú và lông lợn rừng Siberia.

Sau khi con người phát minh ra nilon, năm 1938 bàn chải đã được chuyển sang làm từ sợi nilon nhựa. Nhưng do chất liệu nilon cứng nên lông lợn rừng được thay thế và sử dụng cho tới tận giữa thế kỷ 20. Vào năm 1954, chiếc bàn chải đánh răng dùng điện đầu tiên có tên là Broxodent được phát minh tại Thụy Sĩ.