작업용 톱에 관한 가장 오래된 문헌 기록은 로마 시대 시인 아우소니우스(Ausonius)의 장편시 모젤라(Mosella)에서 찾을 수 있습니다. 서기 4세기 말, 독일 모젤강 유역의 풍경을 노래한 이 시에는 대리석을 가르는 물톱의 삐걱거리는 소리가 생생하게 묘사되어 있습니다.
그러나 가장 오래된 시각적 표현은 현재 터키 영토에 있는 고대 도시 히에라폴리스(Hierapolis)의 석관에서 발견되었습니다. 오늘날 파묵칼레(Pamukkale), 즉 석회암 테라스와 하얀 석회화로 유명한 지형 위에 자리한 이 도시는 기원전 180년경 헬레니즘 왕국 페르가몬의 에우메네스 2세(Eumenes II)가 건설했습니다. 로마 시대에는 제국 지배층이 즐겨 찾던 대표적인 온천 휴양 도시로 번영했습니다.
1354년 대지진으로 폐허가 된 이 도시는 1887년 독일 고고학자 칼 휴만(Carl Humann)에 의해 처음 잠시 발굴되었으며, 본격적인 체계적 발굴은 1957년에야 이탈리아 고고학자 파올로 베르초네(Paolo Verzone)가 이끄는 조사단에 의해 시작되었습니다.
발굴 이후에는 현대식 호텔들을 철거하는 한편, 극장·님파에움(분수 신전)·아폴로 신전·목욕장, 그리고 사도 필립의 무덤까지 포함한 유적지 복원 작업이 꾸준히 진행되어 왔습니다.
조사 과정에서 석관이 안치된 무덤군(네크로폴리스) 3곳도 확인되었습니다. 그중 북쪽 묘지에서는 서기 3세기에 활동한 지역 제분업자 마르쿠스 아우렐리우스 암미아누스(Marcus Aurelius Ammianus)의 석관이 출토되었습니다. 이 석관에는 수차와 커넥팅 로드·크랭크, 그리고 기어 트레인으로 구동되는 두 개의 프레임 톱을 결합하여 돌과 대리석 직육면체 블록을 절단하는, 현존하는 가장 오래된 기계 장치를 보여주는 부조가 새겨져 있습니다. 부조에는 이 메커니즘이 암미아누스의 바퀴 기술에서 비롯되었음을 설명하는 그리스어 비문도 함께 남아 있습니다.
이처럼 그래픽으로 표현된 최초의 수압식 톱, 즉 양면 절단 톱에 동력을 공급한 물레방아는 서기 3세기 어느 시점에 이 유적지에 실제로 존재했던 것으로 추정됩니다.
이후 요르단의 게라사(Gerasa)와 에페소스(Ephesus) 등지에서도 유사한 유물들이 발견되었으나, 모두 5~6세기의 후대 것들입니다. 대리석 절단에 대해 대플리니우스(Pliny the Elder)는 다음과 같이 언급했습니다:
흥미롭게도 증기 기관 제작에 필요한 모든 구성 요소—크랭크와 커넥팅 로드 시스템, 실린더와 피스톤, 밸브, 기어, 그리고 알렉산드리아의 헤론(Heron)이 만든 증기로 작동하는 역사상 최초의 열기관—는 이미 로마 시대에 모두 알려져 있었지만, 정작 증기 기관이 발명된 것은 1712년에 이르러서였습니다.
연구자 클라우스 그레베(Klaus Grewe)에 따르면, 석관에 표현된 메커니즘은 결코 명확하지 않습니다. 암미아누스가 부조를 통해 의도한 것은 첫째, 변속기나 기어의 발명을 보여주는 것이었고, 둘째, 톱이 그것과 연결되어 있음을 보여주는 것이었다고 그는 설명합니다. 비문은 그를 장치의 제작자로 지명할 뿐, 장치의 작동 방식에 대해서는 언급하지 않습니다.
부조는 돌 블록 하나가 이미 반쯤 잘려 있는 기계 톱질 장면을 보여주지만, 세부적인 기술 정보까지는 담아내지 못하고 있습니다.
그레베는 암미아누스가 톱 자체보다 축·피니언·크랭크샤프트·커넥팅 로드를 모두 갖춘 수차의 변속기를 자신의 업적으로 여겼을 가능성을 제기합니다. 그렇다면 우리 앞에 놓인 것은 어쩌면 가장 오래된 '변속기'의 전파 흔적일지도 모릅니다.
암미아누스 석관은 기술 역사상 가장 중요한 발견 중 하나로 평가받습니다. 이것이 발견되기 전까지 학계는 이러한 변속기를 갖춘 기계의 동력 전달 장치가 중세에 이르러서야 발명되었다고 믿었기 때문입니다.
그레베는 "암미아누스가 회전 운동을 직선 운동으로 바꾸는 크랭크 또는 크랭크 휠의 발명자였고, 동시에 수력 석재 톱의 발명자이기도 했다고 추측해볼 수 있다"고 말합니다. 그것이라면 혁명적이고 경이로운 발명이었을 것입니다. 어쨌든 히에라폴리스의 부조는 암미아누스와 로마인들이 서기 3세기 후반에 이미 이 기술을 알고 실제로 적용했음을 보여줍니다.
암미아누스의 석관은 현재 히에라폴리스 박물관에 보관되어 있으나, 일반 공개 전시는 되지 않고 있습니다.
