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具有複雜結構的法國巴貝加爾水磨坊可以追溯到公元2世紀。矗立在這裡的16座水車造於羅馬帝國的鼎盛時期，是歐洲首次嘗試以工業規模建造的綜合機械裝置群。然而，人們對當時的技術進步及知識傳播情況知之甚少（尤其是水力領域）。
日前，來自德國美因茨約翰內斯古騰堡大學（JGU）的研究團隊對巴貝加爾磨坊供水結構和原理有了新認識。他們將相關研究結果發表在了《科學報告》雜誌上。
水車是第一種不依靠人力或畜力提供動力的裝置。古羅馬時期，人們已經能夠使用水車來磨粉、切割石頭和木材，而巴貝加爾水磨坊是該時期的典範。不過，裝置的上部已被摧毀，木結構也沒有保存下來的痕跡，這就是為什麼它的運作原理在很長一段時間裡都是個謎。
不過，水流在木製構件上形成的碳酸鹽沉積仍保存在阿爾勒考古博物館內，直到最近，科學家才對其進行了詳細研究。
研究人員發現了一處獨特的肘形水槽痕跡。「我們將水槽的測量結果和水力計算結合起來。結果表明，這個肘形碎片所在的水槽很可能位於機械裝置群的下方，起著為水車供水的作用。」JGU的研究領導者Cees Passchier教授說，「無論是羅馬，還是其他更近的年代，這種形狀的水槽都是其他水車所沒有的。因此，我們很困惑，水槽為什麼會被設計成這樣？它的用途是什麼？」
乍一看，研究小組認為這樣的水槽是不必要的（甚至是不利於水車運作的），因為它縮短了水落在水輪上的高度。
Passchier解釋說:「然而，我們的計算表明，這種形狀奇特的水槽是為巴貝加爾磨坊作出的獨特調整。」
肘形水槽中的碳酸鹽沉積分布表明，它相對於水流方向有輕微的向後傾斜。這就在水槽的第一陡坡段「創造」了最大流速，同時使噴射到水輪上的水被調整到正確的角度和速度。
在具有小型接水池的複雜系統中，這種獨特的解決方案比使用傳統的直水通道更有效。
此外，研究人員還發現，水槽使用的木頭很可能是由機械水力鋸切割的。這也許是第一個有記錄的機械木鋸，它將再次證明古代存在工業活動。
Passchier評價道:「這向我們展示了建造這座建築群的羅馬工程師的聰明才智。」
科界原創
編譯：橘子
審稿：西莫
責編：陳之涵
期刊來源：《科學報告》
期刊編號：2045-2322
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