Древние изобретения
Шрифт:
Герону или любому его современнику не составило бы труда скомбинировать все эти элементы (бойлер, клапаны, поршень и цилиндр), чтобы сделать работоспособный паровой двигатель. Утверждали даже, что Герон пошел в своих опытах дальше, скомбинировал необходимые элементы в эффективный паровой двигатель, но то ли погиб при испытании, то ли оставил эту затею. Ни одно из этих предположений не обосновано. Вероятнее всего, из-за занятости он не смог реализовать эту идею. Однако в Александрии и греко-римском мире было множество других знающих и изобретательных инженеров. Так почему же никто из них не развил эту идею в дальнейшем? По-видимому, все дело в экономике. Потенциал многих изобретений никогда полностью не был реализован в древнем мире из-за рабовладельческого хозяйства (см. "Жатки" в разделе Обработка земли и добыча полезных ископаемых). Если даже какому-нибудь блестящему
Герон использовал также энергию пара при создании игрушек. На этом образце небольшой шарик висит в воздухе на струе пара (игрушка
реконструирована в эпоху Возрождения).
Однако ход истории мог бы оказаться иным, как заметил в своем блестящем теоретическом очерке замечательный ученый Арнольд Тойнби. Он предполагал, что бы произошло, если бы Александр Македонский не умер от зноя в 323 г. до н. э. в возрасте 33 лет. Александр осуществил лишь часть своего плана по завоеванию мира, объединив греческие владения с Персидской империей и дойдя со своими армиями до Египта и Северной Индии. Если бы он прожил дольше, считает Тойнби, то почему бы не предположить, что его огромная и постоянно увеличивающаяся армия не покорила бы римлян. Карфагенскую империю на севере Африки, Эфиопию и даже Китай. Объединение этих огромных территорий под одной властью ускорило бы развитие транспортных средств, чтобы связать отдаленные области империи. Как нам известно, греки уже изобрели железную дорогу (см. "Введение" к разделу Транспорт). В модели Тойнби они объединили бы ее с усовершенствованным вариантом парового двигателя Герона и имели паровозы, которые бы мчались по Азии уже через несколько поколений после смерти Александра.
На один из недостатков умозрительного экскурса Тойнби трудно не обратить внимания. Мировая религия, которую он рассматривает в условиях всемирной империи, где правят правопреемники Александра, является эллинизированной версией буддизма — нечто очень близкое к учениям популярного греческого философа Пифагора и Будды (см. "Введение" к разделу Пища, напитки, наркотики). И тогда христианство, возможно, никогда бы не появилось на Земле. Тойнби мимоходом упоминает о неудавшемся проповеднике, чьи слова упали бы на каменистую почву и который зарабатывал бы на жизнь строительством железнодорожных путей в Назарете.
АВТОМАТИКА
Древние греки интересовались идеей создания роботов, искусных механизмов, способных выполнять команды людей и всякую прихоть своего создателя. Подтверждение этому можно найти в дошедшей до нас поэзии Гомера (VIII в. до н. э.). В великой эпической поэме "Илиада" он описывает некоторые технические чудеса бога огня и покровителя кузнечного ремесла Гефеста, который создал себе в качестве помощников золотых механических слуг, наделенных речью и умом. Гефест также имел во дворце набор столов на трех ножках с золотыми колесиками, они могли передвигаться сами и, как собака, следовать за ним, чтобы встречать богов или по его приказу возвращаться во дворец.
Какими бы фантастическими ни были творения Гефеста, они олицетворяли мечты некоторых древнегреческих инженеров. Такие великие изобретатели из Александрии, как Филон и Герон, особенно были увлечены автоматами. (Автомат определялся как "организованный механизм, который имитирует движения живого тела и вовсе не является роботом, который специфическим образом подражает поведению людей".) Работая в Египте, они унаследовали инженерный гений не только греческих ученых, таких как Архимед, но и ученых, следовавших местным египетским традициям. На протяжении примерно двух тысяч лет египтяне делали простые механические игрушки (см. "Введение" в разделе Спорт и отдых), а также устраивали "чудеса" в своих храмах, такие как кивающие головой статуи, замаскированные говорящие трубы, имитирующие речь богов. Герон, изобретая различные специальные эффекты для храмов, одновременно уделяет внимание исключительно греческому творению — театру. Некоторые его изобретения были искуснейшими предшественниками наших сценических эффектов, например приспособления для имитации
Автоматические театры Герона
Некоторые механизмы Герона удивительно напоминают самодвижущиеся треножники Гефеста. Это были стенды на колесах, самостоятельно передвигавшиеся по театру. Их приводила в движение сила тяжести. Тяжелый груз, соединенный веревками и шкивами с колесами, помещали в верхней части емкости с зерном. По мере того как зерно высыпалось через отверстие в дне контейнера в нижний отсек, груз опускался, натягивая веревку и вращая колеса автомата. Приспособление напоминало комбинацию заводной игрушки и гигантских песочных часов, а гениальность конструкции Герона заключалась в удачном сочетании двух элементов.
Основной план самодвижущихся стендов Герона. В центре устройства находится отсек (А), заполненный зерном. Когда пробку в дне открывали, зерно высыпалось в нижний отсек (В). По мере опорожнения верхнего отсека большой груз (С), лежащий на зерне, опускался вниз, натягивая веревку на шкивах ( D ) и поворачивая колеса (Е). Таким образом, когда груз опускался, стенд приходил в движение.
Движущийся стенд был лишь основным элементом в некоторых более сложных приспособлениях Герона. Он сконструировал различные виды стендов, способные перемещаться по кругу, по прямоугольнику, по дорожке в форме восьмерки или даже изменять направление и двигаться в обратную сторону — все они управлялись системой грузов и шкивов, находящихся внутри стендов, которые меняли положение колес или опускали дополнительные наборы колес во время движения. Стенды не только двигались вперед и назад без чьей-либо помощи, они также могли перевозить механических кукол, которые, как и весь механизм, приводились в движение спускавшимися грузами. Одним из самых сложных проектов Герона был миниатюрный театр на колесах, который сам выкатывался на зрительную площадку перед началом спектакля. Двери открывались и закрывались сами, крошечный алтарь загорался, и механические фигуры то появлялись, то исчезали. В конце представления весь механизм сам уезжал с площадки.
Герон также спроектировал стационарные театры, где предусматривалось еще более сложное движение кукол без использования иной силы или зубчатых приводов для их перемещения по сцене. Вместо зерна использовали песок: он менее сыпучий и позволял удлинить представление.
Внешний вид миниатюрного автоматического театра Герона (стационарное исполнение). Двери открывались, и трагедия под названием "Навилий" разыгрывалась механическими фигурками. Все механизмы скрыты в пьедестале.
Один миниатюрный театр был запрограммирован на постановку целого спектакля под названием "Навилий", рассказывавшего о трагедии и мести, разыгравшихся после Троянской войны. Сын царя Навилия был несправедливо обвинен в измене своим товарищем по оружию Аяксом и забит камнями до смерти. Навилий решил отомстить с помощью богини Афины. Когда занавес поднимался, было видно, как работали молотками и пилами нимфы во время ремонта корабля Аякса. "Стоит очень большой шум, — писал Герон, — словно идет настоящая работа." Через некоторое время двери закрывались и вновь открывались для второй сцены — спуска корабля на воду. Третья сцена начиналась в открытом морс, был виден плывущий под парусами в развернутом строю греческий флот, дельфины ныряли в воде, затем спокойное морс становилось штормовым, и корабли спускали паруса. Дверь закрывалась и открывалась вновь, корабли исчезали, вся сцена была залита светом от установленного Навилием маяка, который освещал грекам дорогу к своей смерти на скалах. Тем временем Афина, одобрявшая этот поступок, стояла рядом. В заключительной сцене зрители видели потерпевший крушение корабль, Аякс бился в воде, тогда как Афина парила в небесах. Гремел гром, богиня метала молнии прямо в плывущего Аякса, то исчезавшего, то появлявшегося в волнах. Навилий был полностью отомщен.