В работе каменщики применяли по большей части древнюю, столетиями практикуемую технику. Однако римляне имели дело с куда большими блоками, чем любой средневековый каменщик. В акведуке Пон-дюТар[32] некоторые блоки достигают трех с половиной метров в длину. И все же средневековые каменщики постоянно совершенствовали свою способность управляться с большими камнями. В основаниях опорных столбов порой использовались монолиты под две тонны. Римляне обычно не использовали строительного раствора, обтесывая камни столь точно, что стены и арки держались просто за счет собственного веса. Некоторые средневековые строители пробовали следовать их примеру, однако в целом средневековое каменное строительство не обходилось без связующего раствора.
Плотничество XIII века также уступало римскому в смелости. Вход в хор во время строительства представляет собой настоящий лабиринт из тяжелых перекрещивающихся бревен, поддерживающих формирующуюся каменную кладку первого пролета свода хора32. Грубо обтесанные бревна, установленные в форме «X» и «V», поддерживают бревенчатую же вспомогательную конструкцию в форме стрельчатой арки, поверх которой укладываются каменные нервюры. Деревянная «арка» не везде идеально соответствует форме будущей каменной, поэтому там, где это нужно, ее очертания корректируют, подкладывая стружку или камень.
Архитекторы Средневековья стремились придумать, как поддержать каменный свод чем-то менее дорогим в исполнении, нежели толстая стена. Римские инженеры, вообще-то, уже придумали решение — крестовый свод, представлявший собой нечто вроде двух пересекающихся полуциркульных сводов, обычных для того времени. Вес образованной структуры распределялся на ребра, что позволяло установить ее на отдельные опоры, выгадав тем самым определенные преимущества при строительстве. И хотя крестовые своды уже использовали римляне в термах Каракаллы, да и впоследствии тоже изредка встречались подобные архитектурные решения, возведение их было сопряжено с определенными сложностями. Каменные блоки различной формы должны были тщательнейшим образом обтесываться, что делало эту строительную технику дорогостоящей.
Когда средневековые инженеры нашли иной способ опереть свод на устои, была изобретена готическая архитектура33. Римляне, хоть и были знакомы со стрельчатой аркой, почти не нашли ей применения в своих постройках. Открытие, что две стрельчатые арки, пересеченные под правильным углом, образовывают чрезвычайно прочный каменный скелет, который может надежно опираться на четыре опоры, принадлежит французским инженерам XII века. Необходимые для этого камни было легко вырезать, а промежутки между ними легко заполнить — последнее даже не требовало особого мастерства со стороны каменщика. Установленный на опоры свод нового типа можно было поднять на удивительную высоту — и за умеренную цену. Чем выше свод, тем больше пространства для окон и, следовательно, лучше освещена церковь. Однако сложностей по-прежнему хватало. Чем выше свод, тем более надежно требовалось укрепить его опоры, чтобы они смогли выдержать распор, грозивший опрокинуть стены наружу.
Сначала эту трудность преодолевали, придавая дополнительную толщину внешней стене в месте соединения с ребром свода. Но такой способ делал невозможным строительство боковых нефов церкви. Эффектным решением проблемы стал аркбутан — каменная конструкция, изгибающаяся аркой над низкой крышей бокового нефа, чтобы соединиться с точкой, где ребро свода соединялось с поддерживающей его опорой.
К 1250 году сложная комбинация опор, нервюр и аркбутанов превратилась в законченную рабочую систему, которая поразила бы даже римских инженеров.
Средневековые строители имели лучшее теоретическое понимание структурных связей, нежели их римские предшественники, нередко использовавшие неоправданно тяжелые опоры. При этом последним также не был знаком теоретический расчет нагрузки или даже просто точные измерения. В конструкциях готических соборов полно небольших погрешностей, и порой случаются даже обрушения сводов. Однако с теоретическим обоснованием или без него новая технология, как правило, работала, да так хорошо, что, несмотря на свое вынужденное происхождение из мер экономии, она встала в один ряд со многими другими выдающимися инженерными достижениями. Более того, она открыла такие социальные и эстетические возможности, что в результате только увеличила стоимость церковного строительства. В XII веке центральный неф одного из первых готических соборов, Нуайонского, возвысился на двадцать четыре метра. Затем достиг тридцати пяти метров собор Парижской Богоматери, тридцати восьми — Реймсский собор, сорока двух — Амьенский, а собор в Бове, только начатый в тот период, стремился превзойти высоту в сорок пять метров. Шпили над колокольнями простирались даже намного выше, так что Руанский собор удерживает лидерство с высотой сто пятьдесят метров, обогнав пирамиду Хеопса.