Indledning

Den europæiske Middelalder startede ca. år 500 i Italien, ca. år 800 i Frankrig, og først omkring år 1000 i Skandinavien. Perioden 1300 - 1450 danner slutningen af Middelalderen og overgangen til (den europæiske) Renæssance, som først startede i Italien.

Man plejede at tale om "den mørke Middelalder" og antydede dermed, at Middelalderen var en periode uden væsentlige fornyelser. Hvad specielt angår fysikken, var dette ikke et helt forkert billede. Men inden for områder som landbrug, håndværk, teknologi, og handel og finans var Middelalderen langt fra mørk. Samfundet, fx kvindernes stilling, var også friere i Middelalderen end i store perioder inden og efter. I overgangen mellem Middelalderen og Renæssancen udbrød der pest (den sorte død) mange steder i Europa, og der var desuden mange krige , fx "100-års krigen" (1328-1453). Alt dette bevirkede selvfølgelig en væsentlig nedgang i befolkningstallet.

Nedenfor angiver vi de vigtigste af de teknologiske fornyelser, der blev indført i Middelalderen. Det er dog vigtigt at understrege, at denne udvikling foregik uden støtte fra forskningsmiljøet. De allervigtigste teknologiske fornyelser, specielt mht fysikkens historie, har imidlertid fået hver deres egen "linie" i vores fysikhistoriske liste.

Ploven

En af de vigtigste opfindelser i begyndelsen af Middelalderen var den nye plov. Den gamle plov blev formodentlig opfundet i Mellemøsten. Den blev trukket af en okse, men vendte ikke jorden, den lavede blot en rille. Plovdybden bestemtes af plovmanden og krævede mange kræfter. Den fungerede nogenlunde i den løse jord i landene omkring Middelhavet, men ikke i den tunge, lerede jord i Nordeuropa. Den nye plov var en hjulplov, hvor hjulene bestemte plovdybden. Den blev trukket af landsbyens heste eller okser i fællesskab. Den havde et lodret skær, som skar tørven løs. Bagefter blev tørven vendt af muldfjælden. Det første sted, hvor den dukkede op, var hos de slaviske stammer i 500-tallet, selvom den kendtes allerede fra -100. I Danmark dukkede den op i vikingetiden omkring år 900. Den nye plov kom til at betyde en revolution af landbruget og dets organisation (bønderne var nu tvunget til at arbejde sammen). Den spredte sig siden til Middelhavslandene.

Seletøj til heste og hestesko

Seletøj var først blevet udviklet til okser, som er meget robuste. Heste er mindre robuste, og det gamle seletøj, hvor trækket lå i en ring rundt om halsen, begrænsede hestenes trækkraft, fordi det førte til kvælningsfornemmelser. Effektivt seletøj til heste blev først udviklet i Kina eller Centralasien og spredte sig siden mod vest. I det nye seletøj trak hesten med bringen. Det fordoblede hestens trækkraft.

Frankisk manuskript fra 800-tallet Hestene trækker med halsen	Billedtæppe fra Oseberggraven i Norge fra 840, vikingetiden Hestene trækker med bringen

En anden opfindelse, hesteskoen, fordoblede yderligere hestenes trækkraft.

Det er interessant, at det første sikre eksempel på anvendelse af heste til pløjning kommer fra Norge i det sene 800-tal.

Vandmøller

Der er to slags vandmøller: med lodret eller vandret aksel. Vandmøllen med vandret aksel kendes fra den romerske ingeniør Vitruvius' beskrivelser allerede fra -16, og det er meget sandsynligt, at vandmøllen med lodret aksel er endnu tidligere. Vandmøller dukker op næsten samtidigt i Kina, Danmark og Anatolien (den asiatiske del af det nuværende Tyrkiet); men deres hastige vækst kommer først i den tidlige Middelalder. Fx var der i England mere end 5.000 vandmøller i 1086.

Vandmøller med vandret aksel til maling af korn er teknisk mere komplicerede, men også mere effektive, end dem med lodret aksel. Kornkværnen har jo lodret aksel.

Vindmøller

Vindmøller kom til Europa ca. 1000 senere. De fleste havde vandret aksel. Opfindelsen af vindmøllen er nok sket flere steder uafhængigt af hinanden. Man kender også vindmøller med lodret aksel; men de var ikke så almindelige før moderne tid.

Brundby stubmølle på Samsø

Tandhjul i stubmøllen

Også denne konstruktion er middelalderlig. Tænderne på det store tandhjul er tydeligvis nye.

Møllerne blev først og fremmest brugt til at male korn. Blandt andre anvendelser kan vi nævne:
Oppumpning af vand fra miner
Træk af blæsebælge (se nedenfor under jern)
I tekstilindustrien

Jern

Den tidligste forarbejdning af jern var ved smedning. Ved hjælp af hånddrevne blæsebælge kunne man kun opnå temperaturer til smedning af jern, mens fremstilling af støbejern kræver højere temperaturer. Mølletrukne blæsebælge var en forudsætning for at opnå disse høje temperaturer. Støbejern blev i Europa først fremstillet i 1200-tallet; men det blev først almindelig anvendt i 1400-tallet. En af de første omtaler af vandkraft i metalindustrien stammer fra det sydlige Sverige, hvor der bliver omtalt en mølle, "hvor jern bliver forarbejdet".

Skibe

Skibskonstruktionen udvikledes også i Middelalderen. Opfindelserne af agterstavnsroret og bovsprydet gav begge en væsentlig forøgelse af navigationsevnen. Dette var nogle af forudsætningerne for den øgede verdenshandel og opdagelsesrejserne.

Vikingeskib med sideror	Kogge fra Hansestæderne med agterstavnsror

Våben til forsvar og angreb

Også inden for krigsmaskineri skete der en kraftig udvikling i Middelalderen. Først og fremmest blev stormændenes borge og visse byer effektivt befæstet. Og dernæst blev nye våbentyper udviklet.

På billedet til højre viser vi en velbevaret middelalderlig bulgarsk borg. Den hedder Baba Vida og ligger i byen Vidin i det nordvestlige Bulgarien. Som man kan se, forekommer den med tidens angrebsvåben nærmest uindtagelig. I middelalderen muliggjorde udviklingen i angrebsteknik faktisk ikke nogenlunde hurtig erobring af en borg som Baba Vida. Igennem middelalderen blev den dog erobret to gange, men kun efter mange måneders belejring. Borgens oprindelse kan spores helt tilbage til romersk tid.

Et af de våben, der blev kraftigt udviklet i middelalderen, var armbrøsten. En armbrøst skyder ligesom en bue med pile. Forskellen er, at mens buen spændes direkte med to hænder, så spændes armbrøsten med en mere eller mindre udviklet mekanisme. Billedet til venstre viser en soldat med armbrøst. Det er en figur af træ fra 1480. På billedet er det svært at se, hvordan buestrengen spændes. Det sker formodentlig ved drejning af det metalhåndsving, der strækker sig fra midten af armbrøsten og nedad. Det var stærkt begrænset, hvad en sådan kriger kunne stille op mod en borg som Baba Vida.

Blandt dem, der indså det, var Leonardo da Vinci. På billedet nedenfor viser vi Leonardos forslag til en noget mere voldsom armbrøst. Der er tale om en ca 10 meter lang 6-hjulet vogn. Buestrengen er et dobbelt reb. På midten sidder rebene fast på et sort beslag. Når buen skal spændes bliver dette beslag trukket baglæns med et snekkedrev, der er tegnet ud for neden til venstre. På enden af snekken sidder der 6 stænger i huller på akslen. Når man drejer på stængerne drejes snekken og og for hver omgang drejes snekketandhjulet en tand frem. Snekketandhjulet ses og de 6 stænger anes i korrekt beliggenhed lige foran manden, der betjener hele apparatet. Den lange stang med gevind følger med snekketandhjulet rundt, og den hiver det sorte beslag baglæns, hvorved buen strammes. Snekkedrevet har to fordele: For det første giver det en meget stor udveksling, så en enkelt mand kan stramme buen voldsomt. Og for det andet sker der ikke noget, hvis manden giver slip på stængerne. Selve udløsningsmekanismen er tegnet ud i to versioner for neden til venstre. Øverst skal manden slå med hammeren på den lille knap. Så går den tap ned, der holder det sorte beslag , og armbrøsten er affyret. Nedenunder er vist en anden mulighed, som også er vist på den store tegning: I den skal manden trykke nedad på en vippearm, med det samme resultat. Det fremgår ikke, hvordan man sigter med apparatet. Leonardos vision har næppe været realiseret i praksis, men det ved vi strengt taget ikke.

Et andet af de våben, der udvikledes kraftigt i middelalderen var katapulten, kastemaskinen. Der er ikke lykkedes os at finde et billede af en katapult, der er bevaret fra middelalderen. Men skitsen ude til højre illustrerer princippet. I dette tilfælde kommer drivkraften fra en armbrøst, men det mest almindelige var nu, at det var en slags kontravægt, der leverede drivkraften. I begge tilfælde skulle et skud forberedes ved et betydeligt arbejde. På billedet kan man se, at den sten, der skal kastes ligger i en skeformet fordybning forven på en drejelig stang. Fra fordybningen går der et reb ned om en vandret akse, og man tvinger så fordybningen og stenen nedad, ved at dreje den vandrette akse. Det sker med en skrå tværstok til venstre. Den stikker ned i et hul i den vandrette aksel. Sådanne huller må der have været nogle stykker af, hele vejen rundt om aksen. Når tværstokken ikke kan komme videre tager men et ny tværstok og stikker den ned i et passende hul. Så tager man den første tværstok op, og drejningen kan fortsætte. Affyringen sker ved, at rebet løsnes fra den skeformede fordybning. Kastemaskiner blev flittigt brugt i slaget om Minas Tirith i "Ringenes Herre", der jo foregik i "den tredie alder".

Samfundsudviklingen

De tekniske opfindelser bevirkede, at produktiviteten i samfundene steg voldsomt. Den rigdom, der herved blev skabt, dannede baggrunden for byernes vækst med hensyn til handel og håndværk. Handelens opblomstring gav sig bl.a. udtryk i oprettelsen af den magtfulde handelsorganistation, Hansestæderne, i 1241. Den opererede omkring Østersøen. Omkring Middelhavet havde der også været store byer tidligere; men de var kommet i forfald. Den nye udvikling skete stærkest i Nordeuropa, mens middelhavslandenes produktivitet ikke steg tilsvarende. Samfundets rigdom gjorde det også muligt at bygge katedraler og kirker, slotte og fæstninger, - og universiteter, de fleste knyttet til Kirken. Derved blev baggrunden skabt for Renæssancens rige åndsliv.

Slutning

Den håndværksmæssige tradition i Middelalderen og Middelalderens skolastiske fysik (skolastik er en filosofisk-teologisk-videnskabelig retning) var imidlertid ikke i kontakt med hinanden. "Det var stadigvæk fremmed for forskerne at beskæftige sig med praktiske opgaver. Forsøg regnedes for platheder, og de ældgamle naturfilosofiske systemer betragtedes som uopnåelige højdepunkter for menneskelig visdom." (Mason, p.110).

Hen mod slutningen af Middelalderen skiftede holdningen noget, og nødvendigheden af eksperimenter blev erkendt. Men det var først på Galileis tid, at eksperimentets afgørende rolle i fysikken blev generelt erkendt.

I overgangsperioden mellem Middelalderen og Renæssancen udviklede Nicole Oresme, William fra Ockham, Jean Buridan, Albert fra Sachsen og Nicolaus Cusanus korrekte tanker om verdensbilledet: De antog Jordens daglige bevægelse og et uendeligt univers uden centrum. Disse tanker vandt imidlertid ikke stor udbredelse. Det gængse synspunkt var baseret på det kristent-aristoteliske synspunkt med et endeligt univers med en stillestående Jord i centrum og himmellegemer, hvis bevægelser blev vedligeholdt af engleagtige skabninger!