進擊的羅馬人

公元前4到1世紀這段時間是羅馬發展史非常重要的一個時期。在公元前4世紀初期,羅馬共和國仍只是一個小城邦,當來自馬其頓(Macedonia)的亞歷山大大帝(Alexander the Great),在他短暫但輝煌的生命(公元前336-323年在位)征伐出一個版圖從希臘到阿富汗、印度邊界的洲際帝國時,羅馬控制的版圖亦仍僅限於意大利半島中部的西岸而已。在前4世紀末期,地中海西部的霸主是海洋帝國迦太基(Carthage)、東部的霸主是托勒密(Ptolemy)、塞琉古(Seleucid)、安條克(Antioch)、馬其頓(Macedonia)等從亞歷山大帝國分拆而出的希臘化(Hellenistic)繼業者帝國(successor states);羅馬在地中海國際政治的影響,始終是微不足道。然而到了公元前3世紀初,權力的天秤開始向羅馬這個邊緣小國傾斜。

1(1) 深紅色的部分是羅馬城邦本部(共和時代早期至前4世紀)
(2) 紅色的部分是拉丁戰爭後的控制區域(前338年後)
(3) 粉紫、橙色的部分是薩莫奈戰爭後的版圖,可見前3世紀初羅馬已經控制意大利半島中部
(4) 肉色、黃色、草綠色是前3世紀完結前,第一次布匿戰爭後的版圖,可見前3世紀完結前羅馬已經控制了整個意大利半島和附近的島嶼

從城邦到列強

前3世紀末(~公元前200年)的勢力地圖,羅馬作為逐鹿地中海的群雄之一,可見羅馬實力在前3世紀100年間的擴張。淺藍色是羅馬共和國,紅色是迦太基共和國,綠色是托勒密埃及,黃色是塞琉古帝國,深藍色是馬其頓,橙色是各希臘化城邦

前3世紀末(~公元前200年)的勢力地圖,羅馬作為逐鹿地中海的群雄之一,可見羅馬實力在前3世紀100年間的擴張。淺藍色是羅馬共和國,紅色是迦太基共和國,綠色是托勒密埃及,黃色是塞琉古帝國,深藍色是馬其頓,橙色是各希臘化城邦

薩莫奈戰爭後,羅馬控制了意大利中部;正所謂一山不能藏二虎,擴張的羅馬無可避免為控制地中海貿易線路跟原有的強權帝國起衝突。於是在前3世紀中葉到前2世紀中葉爆發了一系列戰爭,將羅馬推上霸業之路。前264年爆發了第一次布匿戰爭(Punic Wars),羅馬跟迦太基的戰爭持續到前146年。前3紀末到2世紀中葉,爆發了伊里利亞戰爭和馬其頓戰爭。在前3世紀末時,羅馬共和國已統一整個意大利半島,成為逐鹿地中海群雄一個不容忽視的新星;到了前2世紀中葉,羅馬對迦太基和希臘人取得一系列決定性的勝利,羅馬共和的勢力範圍已經控制了地中海大部分的貿易據點和線路,國力急速膨脹。到前1世紀的晚期共和時代,羅馬已是毫無疑問的地中海霸主。在這段期間,我們目睹羅馬工程規模、複雜性和先進程度的遽增。羅馬從整個地中海不同被征服的民族獲取新的知識和技術,將之融合,並在其基礎上進一步發展。到了前三巨頭的時代,羅馬無論在市政工程和軍事工程,皆取得了令人矚目的成就。

在市政方面,羅馬城隨著共和國的擴張而急速成長,從前3到1世紀,大量新的水道落成,無論水道橋的里程數,和羅馬城內的供水量均迅速倍增,以應付急速增長的人口需求。由於羅馬由城邦向版圖龐大的洲際帝國過渡,羅馬人在佔領的土地大量新建殖民城市和快速公路,大舉向外輸出羅馬的生活方式。這些新建的殖民城市統一化規劃,中央為廣場(Forum),廣場圍繞著大量公共建築,浴場、劇場、市集、行政建築等。而隨著公元前1世紀期間大量財富流入羅馬人手上,羅馬富裕階層對生活質素的要求亦使豪宅和莊園(Villa)發展出歷史前所未有的奢華配備:地板和牆壁內建中央暖氣、私人恆溫浴池、設有自來水供應和沖水馬桶的廁所、雙層隔熱隔音玻璃窗(double glazed glass)、鋪砌大理石和精美的馬賽克地板、牆壁畫等。而羅馬人亦在這期間發展出獨門建築秘技:結合了火山灰的混凝土和大量採用大跨度穹頂結構,減少使用承重柱以制造出巨大的無柱空間。古埃及和古希腦的大型建築離不開用大量石柱支撐木結構的樓頂,內部柱子密密麻麻;如果說古希臘和埃及人創造了基於立柱的建築藝術,那麼羅馬人就是創造了空間、光與影的建築藝術。混凝土穹頂使標準泳池大小的室內浴場成為可能,創造出羅馬建築獨有的、強烈的視覺震撼和空間感。

古埃及和希臘人建築大量採用直接在柱間加橫樑的設計(左),羅馬人普及了拱門的設計(右),後又衍生發展出拱廊和穹頂的設計(右),而拱門的力學結構能比橫樑承受更大的壓力。這些設計深刻地影響了拜占庭、中世紀西歐、中世紀伊斯蘭建築,甚至今天的建築設計哲學

古埃及和希臘人建築大量採用直接在柱間加橫樑的設計(左),羅馬人普及了拱門的設計(右),後又衍生發展出拱廊和穹頂的設計(右),而拱門的力學結構能比橫樑承受更大的壓力。這些設計深刻地影響了拜占庭、中世紀西歐、中世紀伊斯蘭建築,甚至今天的建築設計哲學

在軍事方面,馬略改革後,羅馬軍隊戰鬥力進一步增強。募兵制取代了徵兵制,實現了兵農的徹底分割(與府兵制相反,府兵制是兵農合一),自此羅馬軍成為了一支常備化和職業化的部隊。軍團劃一了裝備、劃一了軍餉,並出現了專門化的工程兵團隊。在共和晚期一直到帝國時代,羅馬軍隊的制度優勢明顯,在公元前後的眾多戰例,羅馬軍體現出極強的攻城能力。羅馬工兵在戰爭中所建立的超級工程,在日後將會涉獵。

 

 

 

內米湖隧道(建成年份不詳),阿爾巴諾隧道(公元前397年)

作為治水體系的一部分,羅馬人在隧道建設上的成果充分體現出羅馬人的學習能力。由羅馬人建造的內米湖隧道和阿爾巴諾隧道都屬於「雙向鑽挖式隧道」。到底甚麼是雙向鑽挖式隧道?顧名思義,雙向鑽挖式隧道是由兩隊施工團隊,在隧道的兩端開口同時開挖,並在山體深處會合。雙向鑽挖技術也是很多現代隧道,如英法海峽隧道、瑞士的聖哥達基線隧道的建造方式。這種技術是在超過2,700年前發明並沿用至今,但發明、或最早使用者並不是羅馬人。

對向施工

耶路撒冷的希西家隧道內部,建成於公元前8-7世紀(可能由希西家建造,亦可能是他翻新),顯示鐵器時代的猶大王國可能已經有先進的測量技術和幾何學知識

耶路撒冷的希西家隧道內部,建成於公元前8-7世紀(可能由希西家建造,亦可能是他翻新),顯示鐵器時代的猶大王國可能已經有先進的測量技術和幾何學知識

世上最早雙向鑽挖的隧道,是位於以色列耶路撒冷的「希西家隧道」(נִקְבַּת השילו)。希西家隧道於1838年被發現,長533米,坡度萬分之六,在1880年的考古發掘期間,學者們發現了銘刻在石上的西羅亞銘文 (כתובת השילוח) ,銘文記念隧道的落成,並描述兩隊施工團隊從兩邊開挖,在中間相遇的經過。隧道經猶大國王希西家(公元前715-686年)建造或翻修,以預備亞述王西拿基立的攻城戰;亦有證據顯示隧道落成日期可能更早,早至約阿施王(公元前801-786年)年間建造,並經希西家維修翻新。

另一條希臘人建造的薩摩斯島隧道建成於公元前6世紀,稍晚於希西家隧道。它由薩摩斯島統治者波利克拉特斯(公元前570-522年),同樣採用了對向鑽挖技術,穿過石灰岩山體,長度達到了希西家隧道的近一倍長(1036米)。到了羅馬時代,對向鑽挖技術漸趨成熟,隧道所達到的長度亦遠超過了希西家隧道和薩摩斯島隧道。內米湖隧道竟長達1600米,而阿爾巴諾隧道則長1400米。與之相比較,以現代技術建造的獅子山隧道從一端到另一端總長是1420米,跟阿爾巴諾隧道大致相當。而羅馬人所建最長的行人行車隧道則長達1000米的寇克烏斯隧道(Cocceius Tunnel),建於前38-36年。

在兩千多年前,羅馬人在沒有電燈照明、沒有通風系統的情況下深入山體800米施工,姑勿論其危險性,就連要確保兩隊施工團隊能如預算般在中間相遇也不是一件容易的事。更何況輸水隧道必須在全長保持萬分之幾的坡度,確保水流能暢順通過!只要測量、計算、施工稍有偏差,例如即使只是1度以下的偏角,兩邊開挖的兩條隧道就無法在中間貫通。要確保不但需要精密的幾何和數學計算,而且需要精確測量角度、高度等施工技術。關於施工的方法,各派眾說紛紜。古羅馬學者亞歷山大港的希羅(Hero of Alexandria)在公元1世紀(建成後的500年後!)提出,施工者首先確定隧道兩個出口的位置,然後以相同的海拔高度從一端繞山走到另一端,沿途詳細測量其東向量和西向量、南北直線距離,再利用三角幾何的方法計算出施工方向的方位,沿途使用形狀相同的小三角在暗無天日的山洞內確保方向角度正確。

亞歷山大港的希羅提出薩摩斯島隧道建造難題的幾何解法

亞歷山大港的希羅提出薩摩斯島隧道建造難題的幾何解法

在現代的同類工程(如英法隧道),小三角形的功用由激光和反射器取代,但原理基本相同。理論雖然簡單,但實行起上來卻不容易,尤其維持相同海拔高度進行測量和製作完全相同的小三角(很多時候都會有0.1度的誤差),其偏差容忍值在古代似乎很難達到,所以工程師在20世紀又提出了新的理論。從歷史學的角度,古代進行對向鑽挖,並不偏不倚地在中間會合的技術細節,仍有太多未知之數。