تاريخ التكنولوجيا

خلال معظم العصر الحجري القديم - الجزء الأكبر من العصر الحجري - عاش البشر بأدوات محدودة ومستوطنات قليلة دائمة. ارتبطت التقنيات الرئيسية الأولى بالبقاء على قيد الحياة والصيد وإعداد الطعام. وشكّلت الأدوات والأسلحة الحجرية والنار والملابس تطورات تكنولوجية هامة خلال هذه الفترة.

استخدم أسلاف الإنسان الحجر والأدوات الأخرى منذ زمنٍ طويل قبل ظهور الإنسان العاقل قبل حوالي 300 ألف عام. ^{[ 18 ]} وُجد أقدم دليل مباشر على استخدام الأدوات في إثيوبيا ، ضمن الوادي المتصدع الكبير ، ويعود تاريخه إلى 2.5  مليون عام. ^{[ 19 ]} أما أقدم طرق صناعة الأدوات الحجرية ، والمعروفة باسم "صناعة" أولدوان ، فتعود إلى 2.3  مليون عام على الأقل. ^{[ 20 ]} يُطلق على هذه الحقبة من استخدام الأدوات الحجرية اسم العصر الحجري القديم ، أو "العصر الحجري القديم"، وهي تشمل تاريخ البشرية بأكمله حتى ظهور الزراعة قبل حوالي 12 ألف عام.

لصنع أداة حجرية، كان يتم ضرب " لب " من حجر صلب ذي خصائص تشظي محددة (مثل الصوان ) بمطرقة حجرية . ينتج عن هذا التشظي حواف حادة يمكن استخدامها كأدوات، وخاصة على شكل فؤوس أو مكاشط . ^{[ 21 ]} ساعدت هذه الأدوات الإنسان القديم بشكل كبير في نمط حياته القائم على الصيد وجمع الثمار على أداء مجموعة متنوعة من المهام، بما في ذلك تقطيع الجثث (وكسر العظام لاستخراج النخاع ) ؛ وتقطيع الخشب؛ وكسر المكسرات؛ وسلخ الحيوانات للحصول على جلودها، وحتى صنع أدوات أخرى من مواد أكثر ليونة مثل العظام والخشب. ^{[ 22 ]}

كانت الأدوات الحجرية الأولى غير ذات أهمية، إذ لم تكن سوى صخور متصدعة. في العصر الأشولي ، الذي بدأ قبل حوالي 1.65  مليون سنة، ظهرت طرق لتشكيل هذه الأحجار إلى أشكال محددة، مثل الفؤوس اليدوية . يُطلق على هذا العصر الحجري المبكر اسم العصر الحجري القديم الأدنى .

شهد العصر الحجري القديم الأوسط ، قبل حوالي 300 ألف عام، ظهور تقنية النواة المُجهزة ، حيث أمكن إنتاج شفرات متعددة بسرعة من حجر نواة واحد. ^{[ 21 ]} أما العصر الحجري القديم الأعلى ، الذي بدأ قبل حوالي 40 ألف عام، فقد شهد ظهور تقنية التشكيل بالضغط ، حيث استُخدمت أداة من الخشب أو العظم أو قرن الوعل لتشكيل الحجر بدقة متناهية. ^{[ 23 ]}

يُعتبر نهاية العصر الجليدي الأخير، قبل حوالي 10000 عام، نهاية العصر الحجري القديم الأعلى وبداية العصر الحجري الوسيط . وشملت تقنيات العصر الحجري الوسيط استخدام الأدوات الحجرية المركبة، إلى جانب الأدوات المصنوعة من الخشب والعظام والقرون.

يُطلق على العصر الحجري المتأخر، الذي شهد تطورًا في التقنيات الزراعية البدائية، اسم العصر الحجري الحديث . خلال هذه الفترة، صُنعت الأدوات الحجرية المصقولة من مجموعة متنوعة من الصخور الصلبة كالصوان واليشم والجاديت والحجر الأخضر ، وذلك في الغالب من خلال استخراجها من محاجر مكشوفة، ولكن لاحقًا، تم استخراج الصخور القيّمة عن طريق حفر الأنفاق تحت الأرض، وهي الخطوات الأولى في تكنولوجيا التعدين. استُخدمت الفؤوس المصقولة في إزالة الغابات وتأسيس الزراعة، وكانت فعّالة للغاية لدرجة أنها ظلت قيد الاستخدام حتى بعد ظهور البرونز والحديد. استُخدمت هذه الفؤوس الحجرية جنبًا إلى جنب مع الاستخدام المستمر للأدوات الحجرية الأخرى، مثل مجموعة متنوعة من المقذوفات والسكاكين والمكاشط ، بالإضافة إلى الأدوات المصنوعة من مواد عضوية كالخشب والعظام وقرون الوعل. ^{[ 24 ]}

طورت حضارات العصر الحجري الموسيقى وانخرطت في حروب منظمة . طور إنسان العصر الحجري تقنية الزوارق ذات العوامات الجانبية القادرة على الإبحار في المحيط، مما أدى إلى الهجرة عبر أرخبيل الملايو ، وعبر المحيط الهندي إلى مدغشقر ، وكذلك عبر المحيط الهادئ، الأمر الذي تطلب معرفة تيارات المحيط وأنماط الطقس والإبحار والملاحة الفلكية .

على الرغم من أن حضارات العصر الحجري القديم لم تترك أي سجلات مكتوبة، إلا أنه يمكن استنتاج التحول من حياة الترحال إلى الاستقرار والزراعة من خلال مجموعة من الأدلة الأثرية. تشمل هذه الأدلة الأدوات القديمة، ^{[ 25 ]} والرسومات الكهفية ، وغيرها من الفنون التي تعود إلى عصور ما قبل التاريخ ، مثل تمثال فينوس ويلندورف . كما توفر البقايا البشرية أدلة مباشرة، سواء من خلال فحص العظام أو دراسة المومياوات . وقد استخلص العلماء والمؤرخون استنتاجات مهمة حول أنماط حياة وثقافات مختلف الشعوب التي عاشت في عصور ما قبل التاريخ، ولا سيما تقنياتها.

يوجد النحاس المعدني على سطح رواسب خام النحاس المتأثرة بالعوامل الجوية، وقد استُخدم النحاس قبل معرفة صهره . يُعتقد أن صهر النحاس نشأ عندما سمحت تقنية أفران الفخار بدرجات حرارة عالية كافية. ^{[ 26 ]} يزداد تركيز عناصر مختلفة، مثل الزرنيخ، مع العمق في رواسب خام النحاس، ويؤدي صهر هذه الخامات إلى إنتاج برونز الزرنيخ ، الذي يمكن تقويته بالتشكيل على البارد بدرجة كافية ليصبح مناسبًا لصنع الأدوات. ^{[ 26 ]}

البرونز سبيكة من النحاس والقصدير؛ ونظرًا لقلة رواسب القصدير عالميًا، استغرق انتشار البرونز القصديري الحقيقي وقتًا طويلًا. (انظر: مصادر القصدير وتجارته في العصور القديمة ). شكّل البرونز نقلة نوعية مقارنةً بالحجر كمادة لصنع الأدوات، وذلك بفضل خصائصه الميكانيكية، كالقوة والمتانة، وإمكانية صبه في قوالب لصنع أجسام ذات أشكال معقدة. ساهم البرونز بشكل كبير في تطوير تقنيات بناء السفن، من خلال أدوات أفضل ومسامير برونزية. حلت المسامير البرونزية محل الطريقة القديمة لتثبيت ألواح الهيكل بحبل يمر عبر ثقوب محفورة. ^{[ 27 ]} وقد مكّنت السفن الأفضل من التجارة لمسافات طويلة، وساهمت في تقدم الحضارة.

يبدو أن هذا التوجه التكنولوجي بدأ في الهلال الخصيب وانتشر تدريجيًا. لم تكن هذه التطورات، ولا تزال، عالمية. لا يصف نظام العصور الثلاثة بدقة تاريخ التكنولوجيا لدى الجماعات خارج أوراسيا ، ولا ينطبق إطلاقًا على بعض المجتمعات المعزولة، مثل شعب سبينيفكس ، وسكان سينتينيل ، وقبائل الأمازون المختلفة، التي لا تزال تستخدم تكنولوجيا العصر الحجري، ولم تطور تقنيات زراعية أو معدنية. تحافظ هذه القرى على عاداتها وتقاليدها في مواجهة الحداثة العالمية، مُظهرةً مقاومةً ملحوظةً للتقدم التكنولوجي السريع.

قبل تطوير صهر الحديد، كان الحديد الوحيد المستخرج يأتي من النيازك، والتي تُعرف عادةً باحتوائها على النيكل. كان الحديد النيزكي نادرًا وثمينًا، ولكنه كان يُستخدم أحيانًا في صناعة الأدوات والمعدات الأخرى، مثل صنارات الصيد.

شهد العصر الحديدي اعتماد تقنية صهر الحديد ، التي حلت محل البرونز بشكل عام، مما أتاح إنتاج أدوات أقوى وأخف وزنًا وأقل تكلفة من نظيراتها البرونزية. وتُعد المواد الخام اللازمة لصناعة الحديد، مثل الخام والحجر الجيري، أكثر وفرة بكثير من خامات النحاس، وخاصة خامات القصدير. ونتيجة لذلك، تم إنتاج الحديد في مناطق عديدة.

لم يكن من الممكن إنتاج الفولاذ أو الحديد النقي بكميات كبيرة بسبب درجات الحرارة العالية المطلوبة. كانت الأفران قادرة على الوصول إلى درجة حرارة الانصهار، لكن البواتق والقوالب اللازمة للصهر والصب لم تكن قد طُوّرت بعد. كان من الممكن إنتاج الفولاذ عن طريق صهر الحديد الخام لتقليل محتوى الكربون بطريقة يمكن التحكم بها إلى حد ما، لكن الفولاذ المُنتَج بهذه الطريقة لم يكن متجانسًا. في العديد من الحضارات الأوراسية، كان العصر الحديدي آخر خطوة رئيسية قبل ظهور الكتابة، وإن لم يكن هذا هو الحال في جميع الحضارات.

في أوروبا، بُنيت حصون ضخمة على التلال إما كملاذات في أوقات الحرب أو كمستوطنات دائمة. وفي بعض الحالات، جرى توسيع حصون العصر البرونزي القائمة. وتسارعت وتيرة إزالة الغابات باستخدام الفؤوس الحديدية الأكثر فعالية، مما وفر المزيد من الأراضي الزراعية لإعالة السكان المتزايدين.

سكنت بلاد ما بين النهرين (العراق الحديث) وشعوبها ( السومريون ، والأكاديون ، والآشوريون ، والبابليون ) مدنًا منذ حوالي 4000  قبل الميلاد، ^{[ 28 ]} وطورت عمارة متطورة من الطوب اللبن والحجر، ^{[ 29 ]} بما في ذلك استخدام القوس الحقيقي . كانت أسوار بابل ضخمة لدرجة أنها وُصفت بأنها إحدى عجائب الدنيا . أنشأوا أنظمة مائية واسعة النطاق؛ قنوات للنقل والري في الجنوب الفيضاني، وأنظمة تجميع مياه تمتد لعشرات الكيلومترات في الشمال الجبلي. احتوت قصورهم على أنظمة تصريف متطورة. ^{[ 30 ]}

اختُرعت الكتابة في بلاد ما بين النهرين باستخدام الكتابة المسمارية . وقد نجا العديد من السجلات على الألواح الطينية والنقوش الحجرية. ^{[ 14 ]} كانت هذه الحضارات من أوائل من تبنوا تقنيات البرونز، التي استخدموها في صناعة الأدوات والأسلحة والتماثيل الضخمة. وبحلول عام 1200  قبل الميلاد، كانوا قادرين على صبّ أجسام يصل طولها إلى 5 أمتار من قطعة واحدة.

اختُرعت العديد من الآلات البسيطة الست الكلاسيكية في بلاد ما بين النهرين. ^{[ 31 ]} يُنسب إلى سكان بلاد ما بين النهرين اختراع العجلة. ظهرت آلية العجلة والمحور لأول مرة مع دولاب الخزاف ، الذي اختُرع في بلاد ما بين النهرين (العراق الحديث) خلال الألفية الخامسة قبل الميلاد. ^{[ 32 ]} أدى ذلك إلى اختراع المركبة ذات العجلات في بلاد ما بين النهرين خلال أوائل الألفية الرابعة قبل الميلاد. يعود تاريخ رسومات العربات ذات العجلات الموجودة على نقوش طينية في منطقة إيانا بمدينة أوروك إلى ما بين 3700 و3500 قبل الميلاد. ^{[ 33 ]} استُخدمت الرافعة في جهاز الشادوف لرفع المياه، وهو أول آلة رافعة ، ظهر في بلاد ما بين النهرين حوالي عام 3000 قبل الميلاد، ^{[ 34 ]} ثم في التكنولوجيا المصرية القديمة حوالي عام 2000 قبل الميلاد. ^{[ 35 ]} يعود تاريخ أقدم دليل على وجود البكرات إلى بلاد ما بين النهرين في أوائل الألفية الثانية قبل الميلاد. ^{[ 36 ]}

ظهر البرغي ، آخر الآلات البسيطة التي تم اختراعها، ^{[ 37 ]} لأول مرة في بلاد ما بين النهرين خلال العصر الآشوري الحديث (911-609) قبل الميلاد. ^{[ 36 ]} ويزعم الملك الآشوري سنحاريب (704-681  قبل الميلاد) أنه اخترع البوابات الآلية وأنه كان أول من استخدم مضخات المياه اللولبية ، التي يصل وزنها إلى 30 طنًا، والتي صُنعت باستخدام قوالب طينية ثنائية الأجزاء بدلاً من عملية " الشمع المفقود ". ^{[ 30 ]} بُنيت قناة جروان المائية (حوالي 688  قبل الميلاد) بأقواس حجرية وبُطّنت بالخرسانة المقاومة للماء. ^{[ 38 ]}

امتدت اليوميات الفلكية البابلية على مدى 800 عام. وقد مكّنت هذه اليوميات علماء الفلك الدقيقين من رسم حركات الكواكب والتنبؤ بالكسوف. ^{[ 39 ]}

تعود أقدم الأدلة على استخدام الدواليب المائية والطواحين المائية إلى الشرق الأدنى القديم في القرن الرابع قبل الميلاد، ^{[ 40 ]} وتحديدًا في الإمبراطورية الفارسية قبل عام 350  قبل الميلاد، في منطقتي بلاد ما بين النهرين (العراق) وبلاد فارس (إيران). ^{[ 41 ]} وقد شكّل هذا الاستخدام الرائد للطاقة المائية أول قوة دافعة من صنع الإنسان لا تعتمد على قوة العضلات (باستثناء الشراع ).

ابتكر المصريون القدماء ، المعروفون ببناء الأهرامات قبل قرون من ظهور الأدوات الحديثة، العديد من الآلات البسيطة، مثل المنحدر ، واستخدموها للمساعدة في البناء. وقد وجد المؤرخون وعلماء الآثار أدلة على أن الأهرامات بُنيت باستخدام ثلاث من الآلات البسيطة الست ، التي تُعتبر أساس جميع الآلات. هذه الآلات هي المستوى المائل ، والوتد ، والرافعة ، والتي مكّنت المصريين القدماء من نقل ملايين الكتل الجيرية، التي يزن كل منها حوالي 3.5 طن (7000 رطل)، إلى مكانها لإنشاء هياكل مثل هرم الجيزة الأكبر ، الذي يبلغ ارتفاعه 481 قدمًا (147 مترًا) . ^{[ 42 ]}

كما صنعوا مادة للكتابة شبيهة بالورق من نبات البردي ، الذي يذكر جوشوا مارك أنه أساس الورق الحديث. البردي نبات (Cyperus papyrus) كان ينمو بكثرة في دلتا النيل ووادي النيل في العصور القديمة. كان عمال الحقول يجمعون البردي وينقلونه إلى مراكز المعالجة، حيث يُقطع إلى شرائح رفيعة. ثم تُرص الشرائح جنبًا إلى جنب وتُغطى براتنج النبات. تُوضع طبقة ثانية من الشرائح عمودية على الأولى، ثم تُضغط الطبقتان معًا حتى تجف الورقة. بعد ذلك، تُجمع الأوراق لتشكيل لفة، استُخدمت لاحقًا للكتابة. ^{[ 43 ]}

حقق المجتمع المصري تقدماً ملحوظاً خلال العصر الفرعوني في العديد من المجالات التقنية. فبحسب حسام العنزيري، كانت مصر أول حضارة تستخدم أدوات قياس الوقت كالساعات الشمسية وساعات الظل والمسلات. وقد وظّف المصريون معرفتهم بعلم الفلك بنجاح لابتكار نموذج تقويم لا يزال مستخدماً حتى اليوم. كما طوّروا تقنيات بناء السفن التي مكّنتهم من الانتقال من السفن المصنوعة من ورق البردي إلى السفن المصنوعة من خشب الأرز، وكانوا أيضاً رواداً في استخدام الحبال الداعمة والدفات المثبتة على مقدمة السفينة. واستخدم المصريون أيضاً معرفتهم بعلم التشريح لوضع أسس العديد من التقنيات الطبية الحديثة وممارسة أقدم أشكال علم الأعصاب المعروفة. ويذكر العنزيري أيضاً أنهم استخدموا العلوم الرياضية المتقدمة، كما يتضح من بناء الأهرامات. ^{[ 44 ]}

كما ابتكر المصريون القدماء العديد من تقنيات الغذاء التي تُشكل أساس معالجة الأغذية الحديثة. واستنادًا إلى اللوحات والنقوش الموجودة في المقابر، فضلًا عن القطع الأثرية، يعتقد باحثون مثل بول تي نيكلسون أن المصريين القدماء أسسوا ممارسات زراعية منهجية، وانخرطوا في معالجة الحبوب، وصنعوا البيرة وخبزوا الخبز، وعالجوا اللحوم، ومارسوا زراعة الكروم، ووضعوا الأساس لإنتاج النبيذ الحديث، وابتكروا التوابل لتكملة نكهات طعامهم وحفظها وإخفائها. ^{[ 45 ]}

تتميز حضارة وادي السند ، الواقعة في منطقة غنية بالموارد (في باكستان الحديثة وشمال غرب الهند)، باستخدامها المبكر لتخطيط المدن وتقنيات الصرف الصحي وشبكات المياه. ^{[ 46 ]} ويشير أسلوب البناء والعمارة في وادي السند، المسمى " فاستو شاسترا "، إلى فهم عميق لهندسة المواد وعلم المياه والصرف الصحي.

حقق الصينيون العديد من الاكتشافات والتطورات الرائدة. تشمل إسهاماتهم التكنولوجية الرئيسية أقدم شكل معروف للشيفرة الثنائية وتسلسل الجينات، ^{[ 47 ] [ 48 ]} وأجهزة الكشف الزلزالي المبكرة ، وأعواد الثقاب ، والورق، ودوار المروحية ، والخريطة المجسمة ، ومضخة المكبس ثنائية الفعل، والحديد الزهر ، ومنفاخ أفران الصهر الذي يعمل بالطاقة المائية ، والمحراث الحديدي ، وآلة حفر البذور متعددة الأنابيب ، والعربة اليدوية، والمظلة، والبوصلة، والدفة ، والقوس والنشاب ، والعربة الموجهة نحو الجنوب، والبارود. كما طورت الصين تقنية حفر الآبار العميقة، التي استخدمتها لاستخراج المحلول الملحي لصنع الملح. وقد أنتجت بعض هذه الآبار، التي بلغ عمقها 900 متر، الغاز الطبيعي المستخدم في تبخير المحلول الملحي. ^{[ 49 ]}

تشمل الاكتشافات والاختراعات الصينية الأخرى من العصور الوسطى الطباعة بالقوالب ، والطباعة بالحروف المتحركة ، والطلاء الفسفوري، ونظام نقل الحركة بالسلسلة اللانهائية ، وآلية ميزان الساعة. وقد اختُرع الصاروخ الذي يعمل بالوقود الصلب في الصين حوالي عام 1150، أي بعد ما يقرب من 200 عام من اختراع البارود (الذي كان يُستخدم كوقود للصاروخ). وقبل عقود من عصر الاستكشاف الغربي، أرسل أباطرة أسرة مينغ الصينيون أساطيل ضخمة في رحلات بحرية، وصل بعضها إلى أفريقيا.

بدأ العصر الهلنستي في تاريخ البحر الأبيض المتوسط ​​في القرن الرابع قبل الميلاد مع فتوحات الإسكندر الأكبر ، مما أدى إلى ظهور حضارة هلنستية تمثل مزيجًا من الثقافات اليونانية والشرق أوسطية في منطقة شرق البحر الأبيض المتوسط ، بما في ذلك البلقان وبلاد الشام ومصر . ^{[ 50 ]} وباعتبار مصر البطلمية مركزها الفكري، واليونانية لغة التواصل المشتركة، ضمت الحضارة الهلنستية علماء ومهندسين يونانيين ومصريين ويهود وفرس وفينيقيين كتبوا باليونانية. ^{[ 51 ]}

كان مهندسو العصر الهلنستي في شرق البحر الأبيض المتوسط ​​مسؤولين عن العديد من الاختراعات والتحسينات التي أُدخلت على التكنولوجيا القائمة. شهد العصر الهلنستي طفرةً هائلةً في التقدم التكنولوجي، عززها مناخٌ من الانفتاح على الأفكار الجديدة، وازدهار الفلسفة الميكانيكية، وإنشاء مكتبة الإسكندرية في مصر البطلمية وارتباطها الوثيق بالمتحف المجاور . وعلى النقيض من المخترعين المجهولين في العصور السابقة، بقيت أسماء عقولٍ فذةٍ مثل أرخميدس ، وفيلو البيزنطي ، وهيرون ، وكتيسيبيوس ، وأرخيتاس معروفةً للأجيال اللاحقة.

لقد شهدت الزراعة القديمة، كما هو الحال في أي فترة قبل العصر الحديث، تقدماً كبيراً في أسلوب الإنتاج والمعيشة الأساسي، وأساليب الري الخاصة بها، وذلك بفضل اختراع وتطبيق العديد من أجهزة رفع المياه غير المعروفة سابقاً، مثل عجلة المياه العمودية ، والعجلة المقسمة، والتوربين المائي ، ومسمار أرخميدس ، وسلسلة الدلو، وإكليل الأواني ، ومضخة الضغط، ومضخة الشفط ، ومضخة المكبس ثنائية الفعل ، وربما مضخة السلسلة . ^{[ 52 ]}

في الموسيقى، شكّلت آلة الأرغن المائية ، التي اخترعها كتيسيبيوس وجرى تطويرها لاحقًا، أقدم مثال على آلة موسيقية ذات لوحة مفاتيح. أما في مجال ضبط الإيقاع، فقد تفوقت آلة الكليبسيدرا ذات التدفق الداخلي، التي تم إدخالها وتزويدها بآلية ميكانيكية بواسطة القرص والمؤشر، وتطبيق نظام التغذية الراجعة ، وآلية الإفلات، بشكل كبير على آلة الكليبسيدرا ذات التدفق الخارجي السابقة.

شملت الابتكارات في التكنولوجيا الميكانيكية التروس القائمة الزاوية التي تم ابتكارها حديثًا ، والتي أصبحت ذات أهمية خاصة لتشغيل الأجهزة الميكانيكية. كما ابتكر المهندسون الهلنستيون آلات ذاتية الحركة مثل محابر الحبر المعلقة، وأحواض الغسيل الآلية ، والأبواب، والتي كانت في الأساس ألعابًا، إلا أنها احتوت على آليات جديدة مفيدة مثل الكامة والمحور الدوار .

تُظهر آلية أنتيكيثيرا ، وهي نوع من أجهزة الكمبيوتر المماثلة التي تعمل بترس تفاضلي ، والإسطرلاب ، كلاهما دقة كبيرة في العلوم الفلكية.

في مجالات أخرى، تشمل ابتكارات الإغريق القدماء المنجنيق والقوس والنشاب في الحروب، وصب البرونز المجوف في علم المعادن، والعدسة البصرية للمسح، وفي البنية التحتية المنارة ، والتدفئة المركزية ، ونفقًا حُفر من كلا الطرفين بحسابات علمية ، ومسار السفن . وفي مجال النقل، تحقق تقدم كبير مع اختراع الرافعة وعداد المسافة .

ومن التقنيات والأدوات الجديدة الأخرى التي تم ابتكارها السلالم الحلزونية ، ونظام الدفع بالسلسلة ، والفرجار المنزلق ، والدش.

امتدت الإمبراطورية الرومانية من إيطاليا لتشمل كامل منطقة البحر الأبيض المتوسط ​​بين القرن الأول قبل الميلاد والقرن الأول الميلادي. وكانت أكثر مقاطعاتها تقدماً وإنتاجية اقتصادية خارج إيطاليا هي المقاطعات الرومانية الشرقية في البلقان وآسيا الصغرى ومصر وبلاد الشام ، وكانت مصر الرومانية على وجه الخصوص أغنى مقاطعة رومانية خارج إيطاليا. ^{[ 53 ] [ 54 ]}

طوّرت الإمبراطورية الرومانية زراعةً مكثفةً ومتطورةً، ووسّعت نطاق تقنيات صناعة الحديد الموجودة آنذاك، وسنّت قوانين تُنظّم الملكية الفردية، وطوّرت تقنيات البناء الحجري، وشقّت طرقًا متطورةً (لم يُضاهيها في التطور إلا القرن التاسع عشر)، وبرزت في الهندسة العسكرية والمدنية، والغزل والنسيج، بالإضافة إلى العديد من الآلات المختلفة، مثل الحصادة الغالية، التي ساهمت في زيادة الإنتاجية في قطاعات عديدة من الاقتصاد الروماني. وكان المهندسون الرومان أول من بنى أقواسًا ضخمةً، ومدرجات ، وقنوات مائية ، وحمامات عامة ، وجسورًا مقوسةً حقيقيةً ، وموانئ ، وخزانات، وسدودًا، وأقبيةً، وقبابًا على نطاق واسع جدًا في جميع أنحاء إمبراطوريتهم. ومن بين الاختراعات الرومانية البارزة الكتاب (المخطوطة) ، ونفخ الزجاج ، والخرسانة. ولأن روما كانت تقع على شبه جزيرة بركانية ذات رمال تحتوي على حبيبات بلورية مناسبة، فقد كانت الخرسانة التي ابتكرها الرومان متينةً للغاية. وقد صمدت بعض مبانيهم لألفي عام، حتى يومنا هذا.

في مصر الرومانية، كان المخترع هيرو الإسكندري أول من جرب جهازًا ميكانيكيًا يعمل بالطاقة الهوائية (انظر عجلة هيرون الهوائية )، بل وابتكر أول جهاز يعمل بالبخار ( الأيوليبيل )، مما فتح آفاقًا جديدة في تسخير القوى الطبيعية. كما ابتكر آلة بيع . مع ذلك، كانت اختراعاته في المقام الأول ألعابًا وليست آلات عملية.

كانت المهارات الهندسية لدى الإنكا والمايا عظيمة، حتى بمعايير اليوم. ومن الأمثلة على هذه الهندسة الاستثنائية استخدام قطع يزيد وزنها عن طن في أعمالهم الحجرية، حيث رُصّت معًا بحيث لا يمكن حتى لشفرة أن تدخل في الشقوق. استخدمت قرى الإنكا قنوات الري وأنظمة الصرف ، مما جعل الزراعة فعّالة للغاية. وبينما يدّعي البعض أن الإنكا كانوا أول من اخترع الزراعة المائية ، إلا أن تقنياتهم الزراعية كانت لا تزال تعتمد على التربة، وإن كانت متطورة.

على الرغم من أن حضارة المايا لم تُدمج علم المعادن أو تقنية العجلات في هندستها المعمارية، إلا أنها طورت أنظمة كتابة وفلكية معقدة، بالإضافة إلى أعمال نحتية من الحجر والصوان. ومثل حضارة الإنكا، امتلكت المايا أيضًا تقنيات زراعية وبنائية متقدمة نسبيًا. كما يُنسب إلى المايا إنشاء أول نظام مياه مضغوط في أمريكا الوسطى، والذي يقع في موقع بالينكي الأثري . ^{[ 55 ]}

كان الإسهام الرئيسي لحكم الأزتك هو نظام التواصل بين المدن التي فتحوها، والاستخدام الواسع النطاق لتقنية الزراعة المبتكرة المعروفة باسم "تشينامباس" . في أمريكا الوسطى ، وبدون حيوانات جرّ للنقل (وبالتالي، بدون مركبات ذات عجلات)، صُممت الطرق للسير على الأقدام، تمامًا كما في حضارتي الإنكا والمايا. ورث الأزتك، بعد المايا، العديد من التقنيات والتطورات الفكرية لأسلافهم: الأولمك ( انظر: اختراعات وابتكارات السكان الأصليين لأمريكا ).

وحّدت الخلافات الإسلامية مناطق شاسعة كانت تربطها علاقات تجارية محدودة، شملت الشرق الأوسط وشمال أفريقيا وآسيا الوسطى وشبه الجزيرة الأيبيرية وأجزاء من شبه القارة الهندية . ورث العالم الإسلامي علوم وتكنولوجيا الإمبراطوريات السابقة في المنطقة، كالإمبراطوريات الرافدية والمصرية والفارسية والهلنستية والرومانية، حيث حلت العربية محل السريانية والفارسية واليونانية كلغة مشتركة. وشهدت المنطقة تقدماً ملحوظاً خلال العصر الذهبي الإسلامي (القرون من الثامن إلى السادس عشر الميلادي).

شهدت هذه الفترة الثورة الزراعية العربية ، التي مثّلت تحولاً جذرياً في الزراعة خلال الفترة من القرن الثامن إلى القرن الثالث عشر الميلادي في العالم الإسلامي القديم . وقد ساهم الاقتصاد الذي أسسه التجار العرب وغيرهم من التجار المسلمين في انتشار العديد من المحاصيل والتقنيات الزراعية في أرجاء العالم الإسلامي، فضلاً عن تكييف المحاصيل والتقنيات من وإلى مناطق خارجه. ^{[ 57 ]} وتحققت إنجازات في تربية الحيوانات والري والزراعة ، بفضل التقنيات الحديثة كطاحونة الهواء . وقد أدت هذه التغييرات إلى زيادة إنتاجية الزراعة بشكل ملحوظ، مما ساهم في دعم النمو السكاني والتوسع الحضري وتنامي التفاوت الطبقي.

استخدم المهندسون المسلمون في العالم الإسلامي الطاقة الكهرومائية على نطاق واسع ، بالإضافة إلى استخدامات مبكرة لطاقة المد والجزر وطاقة الرياح . ^{[ 58 ]} كما استخدموا الوقود الأحفوري كالبترول، والمجمعات الصناعية الكبيرة ( الطراز بالعربية). ^{[ 59 ]} وشُغّلت مجموعة متنوعة من المطاحن الصناعية في العالم الإسلامي، بما في ذلك مطاحن الصوف ، ومطاحن الحبوب ، ومطاحن التقشير ، ومناشر الأخشاب ، ومطاحن بناء السفن ، ومطاحن الطوابع ، ومصانع الصلب ، ومطاحن المد والجزر . وبحلول القرن الحادي عشر، كانت هذه المطاحن الصناعية تعمل في كل مقاطعة من مقاطعات العالم الإسلامي. ^{[ 60 ]} كما استخدم المهندسون المسلمون التوربينات المائية والتروس في المطاحن وآلات رفع المياه، وكانوا روادًا في استخدام السدود كمصدر للطاقة المائية، لتوفير طاقة إضافية لطواحين المياه وآلات رفع المياه. ^{[ 61 ]} وانتقلت العديد من هذه التقنيات إلى أوروبا في العصور الوسطى. ^{[ 62 ]}

ظهرت آلات تعمل بطاقة الرياح، تُستخدم لطحن الحبوب وضخ المياه، كالطواحين الهوائية ومضخات الرياح ، لأول مرة في ما يُعرف اليوم بإيران وأفغانستان وباكستان بحلول القرن التاسع الميلادي. ^{[ 63 ] [ 64 ] [ 65 ] [ 66 ]} وقد استُخدمت لطحن الحبوب وسحب المياه، وفي صناعات طحن الحبوب وقصب السكر. ^{[ 67 ]} ظهرت مطاحن السكر لأول مرة في العالم الإسلامي في العصور الوسطى . ^{[ 68 ]} وكانت تُدار في البداية بواسطة طواحين المياه، ثم طواحين الهواء في القرنين التاسع والعاشر الميلاديين في ما يُعرف اليوم بأفغانستان وباكستان وإيران . ^{[ 69 ]} نُقلت محاصيل مثل اللوز والحمضيات إلى أوروبا عبر الأندلس ، وانتشرت زراعة قصب السكر تدريجيًا في جميع أنحاء أوروبا. هيمن التجار العرب على التجارة في المحيط الهندي حتى وصول البرتغاليين في القرن السادس عشر الميلادي.

استقى العالم الإسلامي صناعة الورق من الصين. ^{[ 60 ]} ظهرت أولى مصانع الورق في بغداد خلال العصر العباسي في الفترة ما بين 794 و795. ^{[ 70 ]} كما انتقلت معرفة البارود من الصين عبر بلدان ذات أغلبية إسلامية، ^{[ 71 ]} حيث طُوّرت تركيبات نترات البوتاسيوم النقية . ^{[ 72 ] [ 73 ]}

اختُرعت المغزل في العالم الإسلامي في أوائل القرن الحادي عشر الميلادي. ^{[ 74 ]} ثم انتشر استخدامه لاحقًا في أوروبا، حيث طُوّر ليصبح آلة الغزل "جيني" ، وهي أداة أساسية خلال الثورة الصناعية . ^{[ 75 ]} أما عمود المرفق، فقد اخترعه الجزري عام 1206، ^{[ 76 ] [ 77 ]} وهو عنصر أساسي في الآلات الحديثة مثل المحرك البخاري ، ومحرك الاحتراق الداخلي ، وأنظمة التحكم الآلي . ^{[ 78 ] [ 79 ]} كما وصف الجزري عمود الكامات لأول مرة عام 1206. ^{[ 80 ]}

اختُرعت الآلات القابلة للبرمجة في العالم الإسلامي أيضًا. كان أول جهاز تسلسل موسيقي ، وهو آلة موسيقية قابلة للبرمجة ، عبارة عن عازف ناي آلي اخترعه الأخوان بنو موسى ووصفوه في كتابهم "الآلات البارعة" في القرن التاسع الميلادي. ^{[ 81 ] [ 82 ]} وفي عام 1206، اخترع الجزري آلات آلية / روبوتات قابلة للبرمجة . ووصف أربعة موسيقيين آليين ، من بينهم عازفا طبول يعملان بواسطة آلة طبول قابلة للبرمجة ، كل منهما قادر على عزف إيقاعات وأنماط طبول مختلفة. ^{[ 83 ]} وكانت ساعة القلعة ، وهي ساعة فلكية ميكانيكية تعمل بالطاقة المائية اخترعها الجزري، حاسوبًا تناظريًا قابلًا للبرمجة في بداياته . ^{[ 84 ] [ 85 ] [ 86 ]}

في الإمبراطورية العثمانية ، اخترع تقي الدين محمد بن معروف في مصر العثمانية عام 1551 توربينًا بخاريًا عمليًا يعمل بالدفع . وقد وصف طريقة لتدوير سيخ الشواء باستخدام تيار من البخار يؤثر على ريش دوارة حول محيط عجلة. عُرف هذا الجهاز باسم " الرافعة البخارية" ، وقد وصف جون ويلكنز جهازًا مشابهًا لتدوير سيخ الشواء لاحقًا عام 1648. ^{[ 87 ] [ 88 ]}

على الرغم من تصوير التكنولوجيا في العصور الوسطى لفترة طويلة على أنها خطوة إلى الوراء في تطور التكنولوجيا الغربية، إلا أن جيلاً من الباحثين في العصور الوسطى (مثل مؤرخة العلوم الأمريكية لين وايت ) أكدوا، منذ أربعينيات القرن العشرين فصاعدًا، على الطابع الابتكاري للعديد من تقنيات تلك الحقبة. ومن الأمثلة على ذلك، الساعات الميكانيكية والنظارات وطواحين الهواء العمودية . كما تجلى الإبداع في اختراع أدوات تبدو غير ملحوظة ، مثل العلامة المائية والزر الوظيفي . وفي مجال الملاحة، وُضعت أسس عصر الاكتشافات اللاحق من خلال إدخال الدفات ذات المحور والمحور ، والأشرعة اللاتينية ، والبوصلة الجافة ، وحدوة الحصان، والإسطرلاب .

شهدت التكنولوجيا العسكرية تقدماً ملحوظاً مع تطوير الدروع الصفائحية ، والأقواس الفولاذية ، والمدافع . ولعلّ العصور الوسطى تشتهر بتراثها المعماري: فبينما أدى اختراع القبو المضلع والقوس المدبب إلى ظهور الطراز القوطي الشاهق ، منحت التحصينات المنتشرة في العصور الوسطى تلك الحقبة لقب "عصر القلاع".

انتقلت صناعة الورق ، وهي تقنية صينية تعود إلى القرن الثاني الميلادي، إلى الشرق الأوسط عندما أُسرت مجموعة من صانعي الورق الصينيين في القرن الثامن الميلادي. ^{[ 89 ]} وانتشرت تقنية صناعة الورق إلى أوروبا مع الفتح الأموي للهسبان . ^{[ 90 ]} وأُنشئ مصنع للورق في صقلية في القرن الثاني عشر الميلادي. في أوروبا، كانت الألياف اللازمة لصنع لب الورق تُستخرج من خرق الكتان والقطن. ويعزو لين تاونسند وايت الابن الفضل إلى عجلة الغزل في زيادة كمية الخرق، مما أدى إلى إنتاج ورق رخيص، وكان ذلك عاملاً مهماً في تطوير الطباعة. ^{[ 91 ]}

قبل تطور الهندسة الحديثة، كان الحرفيون والصناع يستخدمون الرياضيات، مثل صانعي الطواحين ، وصانعي الساعات، وصانعي الأدوات، والمساحين. وبصرف النظر عن هذه المهن، لم يكن يُعتقد أن للجامعات أهمية عملية كبيرة في مجال التكنولوجيا. ^{[ 92 ] : 32}

يُعد كتاب "دي ري ميتاليكا" (1556)، وهو أطروحة في هندسة التعدين، مرجعًا أساسيًا لحالة الفنون الميكانيكية خلال عصر النهضة، ويتضمن أيضًا أقسامًا عن الجيولوجيا والتعدين والكيمياء. وقد ظلّ "دي ري ميتاليكا" المرجع الكيميائي القياسي طوال الـ 180 عامًا التالية. ^{[ 92 ]} ومن بين الأجهزة الميكانيكية التي تعمل بالطاقة المائية المستخدمة آنذاك: مطاحن دقّ الخامات ، ومطارق الحدادة، ومنافيخ النفخ، ومضخات الشفط.

بسبب صناعة المدافع، انتشر استخدام الفرن العالي على نطاق واسع في فرنسا في منتصف القرن الخامس عشر. وكان الفرن العالي يُستخدم في الصين منذ القرن الرابع قبل الميلاد. ^{[ 26 ] [ 93 ]}

أدى اختراع آلة الطباعة ذات الحروف المعدنية المصبوبة المتحركة ، والتي استُخدمت آلية ضغطها المُقتبسة من مكبس لولبي يعمل بزيت الزيتون (حوالي عام ١٤٤١)، إلى زيادة هائلة في عدد الكتب وعدد العناوين المنشورة. ^{[ ١٥ ]} وكانت الحروف الخزفية المتحركة تُستخدم في الصين لعدة قرون، بينما يعود تاريخ الطباعة الخشبية إلى فترة أقدم. ^{[ ٩٤ ]}

تميزت تلك الحقبة بتطورات تقنية هائلة، كتقنية المنظور الخطي ، والقباب ذات الغلاف المزدوج ، وحصون الباستيون . وتُقدم دفاتر فناني ومهندسي عصر النهضة، مثل تاكولا وليوناردو دافنشي، نظرة ثاقبة على التكنولوجيا الميكانيكية المعروفة والمطبقة آنذاك. استلهم المعماريون والمهندسون من مباني روما القديمة ، فقام رجالٌ مثل برونليسكي بتصميم القبة الضخمة لكاتدرائية فلورنسا . وحصل على إحدى أوائل براءات الاختراع لحماية رافعة مبتكرة صممها لرفع أحجار البناء الضخمة إلى قمة الكاتدرائية. وتطورت التكنولوجيا العسكرية بسرعة مع الانتشار الواسع لاستخدام القوس والنشاب والمدفعية المتطورة باستمرار ، نظرًا للصراعات المتكررة بين المدن الإيطالية. وكانت عائلاتٌ نافذة، كعائلة ميديشي ، من أبرز رعاة الفنون والعلوم. وأدى علم عصر النهضة إلى الثورة العلمية ، فبدأ العلم والتكنولوجيا دورة من التقدم المتبادل.

أتاحت سفينة شراعية مُحسّنة، تُعرف باسم "ناو" أو "كاراك" ، عصر الاستكشاف مع الاستعمار الأوروبي للأمريكتين ، والذي تجسّد في كتاب فرانسيس بيكون " أطلانتس الجديدة" . استكشف روادٌ مثل فاسكو دا غاما ، وكابرال ، وماجلان ، وكريستوفر كولومبوس العالم بحثًا عن طرق تجارية جديدة لبضائعهم، وعن اتصالات مع أفريقيا والهند والصين لتقصير الرحلة مقارنةً بالطرق البرية التقليدية. وقد أنتجوا خرائط ومخططات جديدة مكّنت البحارة من الاستكشاف بثقة أكبر. مع ذلك، كانت الملاحة صعبة عمومًا، نظرًا لمشكلة خطوط الطول وغياب الساعات الدقيقة . أعادت القوى الأوروبية اكتشاف فكرة القانون المدني ، التي فُقدت منذ عهد الإغريق القدماء.

أدى إطار الجوارب ، الذي تم اختراعه في عام 1598، إلى زيادة عدد العقد التي يمكن للحائك أن ينسجها في الدقيقة من 100 إلى 1000. ^{[ 95 ]}

أصبحت المناجم تزداد عمقًا وتكلفةً في تجفيفها باستخدام مضخات الدلاء والسلاسل التي تعمل بقوة الخيول ومضخات المكابس الخشبية. استخدمت بعض المناجم ما يصل إلى 500 حصان. استُبدلت المضخات التي تعمل بقوة الخيول بمضخة سافري البخارية (1698) ومحرك نيوكومن البخاري (1712). ^{[ 96 ]}