АНТИЧНЫЕ ИНЖЕНЕРЫ
Но вернемся ко временам "родосского калькулятора". Среди тех, кто намного опередил свою эпоху, следует назвать имена античных изобретателей и механиков Герона Александрийского и его ученика Ктесибия (оба жили приблизительно во II — I веках до н.э.), которые сделали немало оригинальных изобретений.
Например, сифон Герона. Засосав жидкость в гибкий шланг и потом опустив его конец ниже уровня жидкости, вы можете увидеть, как жидкость самостоятельно переливается из одной емкости в другую. Или, скажем, Геронов автомат для продажи "святой воды" в храмах, который ничем принципиально не отличается от современных автоматов, из которых мы утоляем жажду в знойные дни. Человек бросал в отверстие монету и автомат выдавал ему порцию воды. Именно такие автоматы Герона можно было видеть в конце минувшей эры во многих древнеегипетских храмах.
К таким же изобретениям можно отнести и устройства для открывания дверей храмов: они приоткрывались якобы по "божественной воле", а на самом деле — с помощью подогретого воздуха. Это и известные в Египте героновы "игрушки": поющая птичка и сова, которая за нею следит, подвижные кузнецы и т.п.
Но известнейшее из изобретений Герона — эолипил. Под бронзовой фигуркой льва разжигали огонь. Спустя некоторое время начинал вращаться стеклянный шар, соединенный со львом трубочкой. Из шара выходили согнутые стеклянные трубки, из которых струился пар. Это и есть эолипил Герона — модель паровых турбин, которые появились лишь через 2000 лет. Больше того — это модель первого из известных нам реактивных двигателей! Вторично такой эолипил изобрел в 1750 году венгерский ученый Я. Сегнер (так называемое "сегнеровое колесо"). От героновского эолипила оно отличалось лишь тем, что реактивная сила в нем возникала под действием струи не пары, а воды.
Интересны и изобретения Ктесибия. Он создал двухцилиндровый поршневой пожарный насос, в котором есть детали современных ручных пожарных помп. А еще — воздушный "натягиватель", с помощью которого можно было натягивать тетивы огромных луков в крепостях. Известны и его очень оригинальные водяные часы...
Нет сомнений, что у Герона и Ктесибия было намного больше изобретений, они просто не дошли до наших дней. Однако, сохранились описания еще одного изобретения Герона — ящика, который устанавливали на колеснице. Он представлял собой прообраз современного... "спидометра" и отсчитывал пройденное расстояние и израсходованное на это время.
Но самый известный античный инженер, конечно, Архимед. О нем знает, наверное, каждый ученик. Архимед был первым в истории инженером в современном понимании этого слова. Его машины поражали современников и не менее приводят в удивление потомков. А про самого Архимеда сложили немало легенд.
Архимед жил и творил в городе Сиракузы, которые в 213 г. до н.э., во время Второй Пунической войны осадило римское войско. И изобретатель, страстный патриот своей родины, отдал талант на защиту родного города. Вот что пишет об этих событиях древнегреческий историк Полибой:
"...Осажденные пускали в дело свои машины, которые находились за стенами города и до последнего мгновения оставались незамеченными для врага. Они поднимались над бастионами и выдвигали свои клювы вперед. Одни из них держали камни весом не меньше десяти талантов (около 260 килограммов. — Авт.), другие — свинцовые грузы. Как только самбуки (корабли со штурмовыми лестницами. — Авт.) приближались к стенам, защитники с помощью канатов и блоков, к которым были привязаны клювы этих машин, поворачивали их в нужном направлении, и на самбук падал камень, который крушил не только лестницу, а и корабль, на котором она стояла... Потом из машины опускалась железная лапа на цепи; этой лапой машина хватала корабль за нос, поднимала его в воздух и ставила отвесно на корму, после чего лапа и цепь отделялись. От этого корабли или падали в сторону, или переворачивались; еще чаще они полностью погружались в воду, а тех, кто находился в них, охватывал ужас".
Машины Архимеда невыразимо пугали нападающих. По словам древнегреческого историка Плутарха, "...наконец римляне стали такими трусами, что когда замечали, как над стеной двигается канат или бревно, то кричали: 'Вот, вот оно!' и, думая, что Архимед хочет направить на них какую-то машину, бросались наутек".
Инженер и писатель-фантаст С. Житомирский считает вполне возможным, что машины Архимеда напоминали современные портальные краны со вспомогательными стрелами, похожими на журавлиный клюв. Он подсчитал, что такими "железными лапами" Архимед в самом деле мог поднимать и перебрасывать корабли весом 50-100 тонн.
Но, по рассказам современников Архимеда, больше всего боялись римляне его зажигательных устройств, которыми он сжег в море, на значительном расстоянии от городских стен, римский флот. Об этом вспоминали Диодор Сицилийский, Лукиан, Гален и другие. Вот что пишет Цецес: "Архимед сжег корабли Марцелла с помощью зажигательного зеркала, которое состояло из многих небольших прямоугольных зеркал, которые двигались по всем направлениям на шарнирах. Когда их подставляли солнечным лучам и направляли на римские корабли, те вспыхивали и превращались в пепел на расстоянии выстрела из лука".
Известный французский природовед Ж. Бюффон решил проверить вероятность этих рассказов и в 1747 году проделал серию экспериментов. Из 168 небольших зеркал (каждое размером 15 х 20 сантиметров) он сконструировал зеркало и направлял "солнечный зайчик" от каждого зеркальца в одну точку. Таким образом он смог за несколько секунд произвести поджог на расстоянии около 50 метров деревянных просмоленных брусочков и дощечек. Как пишет Бюффон, если тучи не закрывали солнце, то зеркало очень быстро зажигало древесину. Он пришел к такому выводу: "Архимед с помощью металлических зеркал мог сделать то, что я сделал со стеклянными; понятно, что он владел намного большими знаниями, чем было нужно для создания теории, которой я руководствовался, и оборудованием, которое я создал..."
В 1973 году греческий физик Ионис Саккас, уверенный, что Архимед и в самом деле произвел поджог многими зеркалами римский флот, предположил, что ими могли быть отполированные металлические щиты сиракузцев. Чтобы проверить это, Саккас заказал несколько десятков металлических зеркал из хорошо отполированной меди. Каждое было 1,5 метра в высоту и 1 метр в ширину — именно такие щиты имели защитники Сиракуз.
И вот в один солнечный день на морском берегу возле Афин выстроилась шеренга людей со щитами. Буксир оттянул в море сделанный в натуральную величину макет римского военного корабля из просмоленных досок и брусков. Именно просмоленных — так римские моряки защищали свои корабли от вредного действия воды и шашеля. По сигналу Саккаса, семьдесят его помощников направили отраженные солнечные лучи на корабль. И когда все 70 "зайчиков" соединились, макет вспыхнул, как порох!
Архимед был не только выдающимся инженером-практиком, но и теоретиком. Он автор капитального исследования по оптике — "Кайоптрика"; к сожалению, это произведение не сохранилось до нашего времени. По свидетельству древнеримского архитектора и инженера Витрувия (? ст. до н.э.), в "Кайоптрике" Архимед рассматривал разные вопросы оптики, изложил и теорию зажигательных зеркал.
Лишь в наше время, более чем через 2000 лет после Архимеда, ученые и инженеры стали разрабатывать конструкции подобных оптических устройств и приборов. Большие гелиоустановки плавят металлы, вырабатывают водяной пар и приводят в действие генераторы электрического тока. Каждая из них — своеобразный памятник Архимеду, выдающемуся ученому, инженеру и патриоту, чьи проекты намного опередили свое время.
Исторические факты, которые мы привели в этом разделе, свидетельствуют о технической одаренности наших предков. Но кроме фактов, живут и легенды. Именно они наводят на мысль, что у наших предков могли быть, по современной терминологии, роботы.