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具有复杂结构的法国巴贝加尔水磨坊可以追溯到公元2世纪。矗立在这里的16座水车造于罗马帝国的鼎盛时期，是欧洲首次尝试以工业规模建造的综合机械装置群。然而，人们对当时的技术进步及知识传播情况知之甚少（尤其是水力领域）。
日前，来自德国美因茨约翰内斯古腾堡大学（JGU）的研究团队对巴贝加尔磨坊供水结构和原理有了新认识。他们将相关研究结果发表在了《科学报告》杂志上。
水车是第一种不依靠人力或畜力提供动力的装置。古罗马时期，人们已经能够使用水车来磨粉、切割石头和木材，而巴贝加尔水磨坊是该时期的典范。不过，装置的上部已被摧毁，木结构也没有保存下来的痕迹，这就是为什么它的运作原理在很长一段时间里都是个谜。
不过，水流在木制构件上形成的碳酸盐沉积仍保存在阿尔勒考古博物馆内，直到最近，科学家才对其进行了详细研究。
研究人员发现了一处独特的肘形水槽痕迹。“我们将水槽的测量结果和水力计算结合起来。结果表明，这个肘形碎片所在的水槽很可能位于机械装置群的下方，起着为水车供水的作用。”JGU的研究领导者Cees Passchier教授说，“无论是罗马，还是其他更近的年代，这种形状的水槽都是其他水车所没有的。因此，我们很困惑，水槽为什么会被设计成这样？它的用途是什么？”
乍一看，研究小组认为这样的水槽是不必要的（甚至是不利于水车运作的），因为它缩短了水落在水轮上的高度。
Passchier解释说:“然而，我们的计算表明，这种形状奇特的水槽是为巴贝加尔磨坊作出的独特调整。”
肘形水槽中的碳酸盐沉积分布表明，它相对于水流方向有轻微的向后倾斜。这就在水槽的第一陡坡段“创造”了最大流速，同时使喷射到水轮上的水被调整到正确的角度和速度。
在具有小型接水池的复杂系统中，这种独特的解决方案比使用传统的直水通道更有效。
此外，研究人员还发现，水槽使用的木头很可能是由机械水力锯切割的。这也许是第一个有记录的机械木锯，它将再次证明古代存在工业活动。
Passchier评价道:“这向我们展示了建造这座建筑群的罗马工程师的聪明才智。”
科界原创
编译：橘子
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《科学报告》
期刊编号：2045-2322
原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/11/201113141812.htm
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